基于现场总线的自动化控制系统设计与实现
现场总线技术的设计应用实例
现场总线技术的设计应用实例概述现场总线技术是工业控制系统中常见的一种通信协议，它通过将传感器、执行器与控制器连接到一个总线上，实现设备间的数据通信和控制。
本文将介绍几个现场总线技术的设计应用实例，包括Profibus、CAN总线和Modbus。
ProfibusProfibus是一种常用的工业自动化领域现场总线协议，它被广泛应用于物流自动化、工业控制和过程自动化等领域。
在物流自动化中，Profibus通信技术可以被用于连接传感器、执行器和控制器，实现自动化存储和分拣系统。
每个传感器和执行器都以从站的形式接入Profibus总线，并通过总线与控制器进行通信。
通过Profibus的高速通信和优化的数据传输机制，物流系统可以实现高效的物料搬运和分拣操作。
在工业控制领域，Profibus常被用于连接传感器、执行器和PLC（可编程逻辑控制器）。
PLC作为控制器可以通过Profibus实时监测设备状态，并根据需要发送命令和控制信号。
这种基于Profibus的控制系统可以实现复杂的工业过程控制和自动化。
CAN总线CAN（Controller Area Network）总线是一种广泛应用于汽车行业的现场总线协议，它具有高可靠性和高实时性的特点，被广泛应用于汽车电子系统和航空航天领域。
在汽车电子系统中，CAN总线被用于连接车辆的各种传感器和执行器，并与车辆的ECU（电子控制单元）进行通信。
通过CAN总线的实时数据交换，车辆的各个子系统可以协调工作，实现诸如发动机控制、车身稳定性控制和驾驶辅助系统等功能。
在航空航天领域，CAN总线常被用于飞行控制系统和航空电子设备之间的数据交换。
航空电子设备需要实时高可靠的数据传输，以确保安全和可靠的飞行。
CAN 总线的高实时性和冗余特性使其成为航空电子系统中的理想选择。
ModbusModbus是一种最为常见的串行通信协议，被广泛应用于工业自动化领域。
Modbus支持点对点和主从通信模式，适用于各种环境。
自动化控制系统设计方案
自动化控制系统设计方案一、引言自动化控制系统是现代工业生产中不可或者缺的重要组成部份，它能够实现对生产过程的自动监控和控制，提高生产效率、降低成本、提升产品质量。
本文将针对某个特定的生产过程，设计一个自动化控制系统方案，以满足生产过程的需求。
二、系统概述本自动化控制系统方案将包括硬件设备和软件系统两个部份。
硬件设备包括传感器、执行器、控制器等，用于获取和处理生产过程中的数据，并对生产设备进行控制。
软件系统包括数据采集、数据处理、控制算法等，用于实现对生产过程的监控和控制。
三、系统功能需求1. 数据采集：系统需要能够实时采集生产过程中的各种数据，如温度、压力、流量等参数。
2. 数据处理：系统需要能够对采集到的数据进行处理和分析，以获取实用的信息。
3. 控制算法：系统需要能够根据采集到的数据，实时调整生产设备的工作状态，以实现对生产过程的控制。
4. 报警与故障诊断：系统需要能够对生产过程中的异常情况进行监测，并及时报警和诊断故障原因。
5. 远程监控：系统需要支持远程监控功能，以便操作人员能够随时随地对生产过程进行监控和控制。
四、系统设计方案1. 硬件设备选择：根据生产过程的特点和需求，选择适合的传感器、执行器和控制器等硬件设备，并确保其具备良好的稳定性和可靠性。
2. 数据采集与处理：采用现场总线技术，将传感器和执行器等设备连接到控制器上，通过控制器对数据进行采集和处理。
3. 控制算法设计：根据生产过程的控制要求，设计合适的控制算法，实现对生产设备的自动控制。
4. 报警与故障诊断：设置合理的报警阈值，当监测到异常情况时，系统能够及时发出报警，并通过故障诊断功能分析故障原因。
5. 远程监控：通过网络连接，将系统与远程监控终端相连，实现对生产过程的远程监控和控制。
五、系统实施计划1. 硬件设备采购：根据设计方案，制定硬件设备采购计划，并与供应商进行洽谈和采购。
2. 软件系统开辟：根据系统功能需求，进行软件系统的开辟和测试，确保系统的稳定性和可靠性。
基于现场总线控制的建筑智能化设计
普通建筑
￥ ５０ ０ ７ ，０
部分集成建筑
￥ ８ｏ ｏ ７ｏ ３， ｏ
修改、 升级和添加
运 转 和 维 护
￥２ ， ９ １９ ７ ３
￥ １ ５ ２， ０ ２
￥２， ９ １６ ７ ３
￥ ，５ ５２ ０
￥ ８ ５ ８， ２ ０
￥ ．５ ３７ ０
Ｗｏｋ 和 Ｂ Ｃ ｅ 对 比总 线 技 术 中 的其 他 技 术 优 势 在 于 具 体 有 ｒｓ Ａ ｎｔ
２ 设计与 实用性
现阶段的建筑智 能化设计 以满足 建筑维护及客户 的需求， 择优性价 比高的智 能化技术和 智能化产 品进行系统集成，并未
有突 出系 统集 成 的重 点 。 当今 形 势 下 的智 能 建 筑 集成 应 该 以节
设 备 、 统 、 料 、 间使 用 、 工 、 为感 官 等 多方 面 的 综 合 考 系 材 空 施 人
可少 。 普通建筑 、 部分集成建筑与完全集成建筑的生命周期花费
比较 （ １ ： 表 ）
表 １ 普通建 筑、 部分集成建筑与完全集成建筑 的生命周期花费 比较
生命周期花费部分
对 比首 次 成 本
各系统中硬件通过数字信 号得 以灵活控制，又可 以将整个系统 的实用性赋 予前瞻性的剖析 。
如何缩小智能化系统设计与实用性的脱节也是设计时最应 注意的问题 ， 由于现阶段多方面 的因素 的影响， 使得智 能化设计 与施工还没有一整套十分成熟的技术，首要重点应该在确保经 济、 实用的同时， 考虑节能、 环保的设计 。
虑 。多方面因素的影响就会难 以避 免的造成智能化设计与智能 化系统的实用性相脱节 ： 系统设计过于冗繁， 集成工 作量庞大 ， 且远超过建筑所需控制范 围； 网络主干、 集成控制技术部分设计 缺少可扩性、 开放性和灵活性 ， 无法 为建筑未来可能需要的系统 扩充奠定 良好的基础 。 而现场控制总线技术是很好的标杆 ， 帮助 衡量建筑 中各系统的协调和集 中管理 ，本质在于现场总线技术 是集计算机 自控技术 、 通信技术、 集成 电路技术及智能传感技术 的综合，基于现场总线控制技术 的 自动化系统网络结构即能使
dcs控制方案
dcs控制方案一、概述DCS（分布式控制系统）是一种基于计算机网络和现场总线技术的自动化控制系统。
它可以集成各类控制设备、执行器和传感器，并通过高效的数据通信实现对生产过程的监控和控制。
本文将详细介绍DCS控制方案的设计与实施。
二、系统组成1. 硬件方案DCS控制方案的硬件组成主要包括控制器、输入/输出模块、执行器和传感器等。
控制器具备高性能的数据处理能力，负责控制算法的执行和监控系统的运行。
输入/输出模块则负责与外部设备进行数据交互，传输控制信号和采集过程数据。
执行器和传感器承担着实际动作和信号采集的任务，将系统状态信息反馈给控制器。
2. 软件方案DCS控制方案的软件方案是整个系统的核心。
它包括了实时嵌入式操作系统、控制算法、监视系统以及人机界面等。
实时嵌入式操作系统保证了系统的高可用性和稳定性，控制算法则实现了对生产过程的精确控制。
监视系统通过对采集到的数据进行分析和处理，提供运行状态的监控报告和故障诊断。
人机界面提供了直观友好的操作界面，方便操作人员进行实时监控和调整参数。
三、DCS控制方案设计1. 系统需求分析在设计DCS控制方案之前，需要对待控制的生产过程进行全面的需求分析。
包括对工艺流程、设备性能要求、安全性要求和监控需求等进行详细的了解。
通过充分了解系统需求，才能制定出符合实际情况的控制方案。
2. 系统结构设计根据分析得出的系统需求，进行系统结构设计。
将整个生产过程划分为若干个子系统，根据不同的功能和控制需求进行模块化设计。
同时考虑实时性、可靠性和安全性等因素，确定控制器和传感器的布置位置，以及各个子系统之间的数据通信方式。
3. 控制算法设计根据生产过程的特点和控制需求，设计合理的控制算法。
可以采用传统的PID控制算法，也可以结合先进的模糊控制、神经网络控制或模型预测控制等。
控制算法需要综合考虑系统的稳定性、鲁棒性和响应速度，以实现对生产过程的精确控制。
四、DCS控制方案实施1. 系统集成根据设计方案，进行硬件设备的安装和网络连接。
dcs控制原理
dcs控制原理DCS控制原理DCS（Distributed Control System）即分散控制系统，是一种基于计算机网络和现场总线技术的自动化控制系统。
DCS在工业控制领域中得到广泛应用，它通过将控制任务分散到各个现场设备上，实现对工业过程的监控和控制。
DCS控制原理可以概括为以下几个方面：1. 分散控制与集中控制的区别传统的集中控制系统以中央控制器为核心，通过集中控制室的操作员对整个系统进行监控和控制。
而DCS系统采用分散控制的方式，将控制功能分散到各个现场设备上，通过计算机网络将各个设备连接起来，形成一个分布式的控制系统。
这种分散控制的方式使得DCS具有更高的可靠性和可扩展性。
2. 通信网络构架DCS系统的核心是通信网络，它连接了各个现场设备和控制中心。
通信网络可以采用以太网、现场总线等多种技术，实现设备之间的数据交换和信息传输。
通信网络的可靠性对于DCS系统的正常运行至关重要。
3. 控制策略DCS系统通过控制策略实现对工业过程的控制。
控制策略可以分为开环控制和闭环控制两种方式。
开环控制是根据预先设定的控制规则对系统进行控制，不考虑系统的反馈信息。
闭环控制则是根据系统的反馈信息对控制器进行调节，使系统的输出达到预期的目标。
DCS系统通常采用闭环控制，通过传感器采集工业过程的数据，然后根据设定的控制算法对系统进行调节。
4. 控制算法DCS系统中的控制算法是实现控制策略的核心部分。
常见的控制算法包括PID控制、模糊控制、自适应控制等。
PID控制是一种经典的控制算法，通过比较设定值和实际值的差异，计算出控制量，并对系统进行调节。
模糊控制则是一种基于模糊逻辑的控制方法，它能够处理不确定性和模糊性较强的系统。
自适应控制则是根据系统的动态特性自动调整控制参数，适应不同工况下的控制需求。
5. 系统安全与可靠性DCS系统在工业控制中承担着重要的任务，因此系统的安全与可靠性是至关重要的。
为了保证系统的安全性，DCS系统通常采用多重冗余的设计，即在关键部件和通信路径上设置备用设备，一旦主设备发生故障，备用设备可以立即接管工作，确保系统的连续运行。
基于PROFIBUS总线的过程自动化控制系统设计与实现
由 于工 业 过 程 控 制 连 续 性 特 性 ， 加 之 过 程 中常 伴 有 高 温 、 高
压、 易燃易爆等不安全因素 ， 因此 依 靠 实 际生 产 装 置 进行 研 究 设
计 是 不 现 实 的 。 由 此 开 发 设 计 了 模 拟 过 程 自 动 化 控 制 的
Ｈ ＤＵ ３ ０ ｏ ｏ实 验 装 置 ， 采用 Ｐ Ｌ Ｃ＋ Ｐ Ｒ ＯＦ Ｉ Ｂ Ｕ Ｓ总 线 分 布 式 控 制 形 式， 实现实时监控。 采用 Ｐ Ｒ ＯＦ ｌ Ｂ Ｕ Ｓ总线的 Ｐ Ｌ Ｃ系统如 图 １ 所 示 ，由 如 下 几 部 分 组成 ：
控制 系统 。 １ 系统 的 硬 件 设 计
Ｐ Ｒ ＯＦ Ｉ Ｂ Ｕ Ｓ — ＤＰ总 线 ， Ｄ Ｐ ／ Ｐ Ａ ｌ ｉ ｎ ｋ 与 现 场设 备 通 过 Ｐ Ｒ ＯＦ Ｉ Ｂ ＵＳ —
Ｐ Ａ总 线相 连 。
１ ． ４ ＨＤ Ｕ ３ ０ ０ ０控 制 对 象 Ｈ Ｄ Ｕ３ ０ ０ ０实 验 装 置 结 构 如 下 ： 控制对象 ： 由不 锈 钢 储 水 箱 、 有机玻璃 三容水箱 、 三相 电加
ｌ ｉ ｎ ｅ ， ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ ｔ ｏ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ， ｐ ｏ ｏ ｒ ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ， ｂ ｙ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ Ｐ Ｒ ０Ｆ Ｉ Ｂ Ｕ Ｓ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ ｂ ｕ ｓ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｉ ｎ Ｈ ＤＵ ３ ０ ０ ０ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ， Ｃ Ｏ ｎ— ｒ ｂ ｉ ｎ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｐ Ｌ Ｃ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ， ｔ ｈ ｅ Ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ ｂ ｕ ｓ Ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ， ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｅ ｄ ｉ ｎ
基于现场总线和PLC控制的污水处理监控系统的设计与实现
ｅ ｏ ｏ ｉ ｄ ｓ ｃ ａ ｅ ｅ ｔ． ｃ ｎ ｍ ｃａ ｏ ｉｌ ｎ ｆ ｓ ｎ ｂ ｉ
Ｋｅ ｙｗｏ ｄ ： ｅ ｇ ｒｅ ｔ ｅ ｔ ｒ ｓ Ｓ ｗａ ｅｔ ａ ｎ Ａｕｏ ｃ ｎ ｏ Ｐ ｏ ｅ ｓｍ ｏ ｔｒ ｇ ｍ ｔ－ｏ ｔ ｌ ｒ ｃ ｓ－ ｕ ｏ ｉ ｒ ｉ ｎ
２工艺 过程监测与 自动控 制系统的组成
２１ 监控 系 统设 备 设置 ．
了灵活性 ， 通过其开发的应用程序完成对现场数据的 分析处理、存储 、显示 、报警 ，同时根据工艺要求对 全厂数据运行进行人工远程控制及干预 。可编程控制
４８ ｗ ｗｃ ｉ．ｎ ｗ ．ｎ ｃ ｍ
２７１ １ ０２ ２ ０ ￣ 期中闽最 ｛表 ｛嚣氟
ｉｔ ｒ ｈ ｅ ｇ ｅ ｔ ｅ ｔ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｓ ｇ ｔ ｅ Ｓ ｓｉ ｆ ｅｓ ｗａ ｅｔ ａ ｃ ｏ ｔ ｒ ｍ ｎ ｕ ｐ ｎ ｓｉ ｕ ｉ ＢＲ ｒ ａ ｅ ｔ ｅ ｐ ａｎ ｅａ ｐ ｉ ａ ｉ ｎｏ ｔ ｅ ｆ ｌ － ｕ ｄ ｔ ｅ ｅ ｎ ｎ ｈ ｔｅ ｔ ｎ ， ｘ ｌｉ ｓ ｈ ｐ ｌ ｔ ｆ ｅ ｄ ｂ ｓ ｍ ｔ ｃ ｏ ｈ ｉ ｎ ｈ ａ
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解决 方案
Ｓ ＬＴ Ｎ ０Ｕｌ ０
基于现场总线和 Ｐ Ｃ 控制的污水处理 Ｌ 监控系统的设计与实现
Ｄｅ ｉｎａ ｄ Ｒｅ ｌ ａ ｉ ｏ ｗａ ｅ Ｔ ｅ ｔ ｎ ｎｔ ｒ ｏ ｔｏ ｓｇ ｎ ａｉ ｔ ｚ ｏｎｆ ｒ Ｓｅ ｇ ｒ ａ ｍｅ ｔ Ｍｏ ｉ － ｎ ｒ ｌ ｏ ｃ Ｓｙ ｔ ｍ ａ ｅ ｎ Ｆｅｄ ｕ ｎ Ｃ ｎ ｒ ｌ ｓｅ Ｂ ｓ ｄ ｏ ｉｌ—ｂ ｓａ ｄ ＰＬ Ｃｏ ｔ ｏ
工业自动化控制系统的设计与实现
工业自动化控制系统的设计与实现引言工业自动化控制系统是现代工业生产中不可或缺的重要组成部分。
它通过应用电子与电气工程技术，实现对生产过程的自动化控制，提高生产效率、质量和安全性。
本文将探讨工业自动化控制系统的设计与实现，包括系统架构、硬件设备、软件编程和系统集成等方面的内容。
一、系统架构工业自动化控制系统的架构通常由三个层次组成：感知层、控制层和管理层。
感知层负责采集生产过程中的各种信号，如温度、压力、流量等，通过传感器将信号转换成电信号，并传输给控制层。
控制层根据感知层传来的信号，通过控制器进行处理和决策，并输出控制信号给执行层，实现对生产设备的控制。
管理层负责监控和管理整个自动化控制系统，提供数据分析和决策支持。
二、硬件设备工业自动化控制系统的硬件设备包括传感器、执行器、控制器和通信设备等。
传感器用于感知生产过程中的各种参数，如温度传感器、压力传感器等。
执行器根据控制信号执行相应的动作，如电机、阀门等。
控制器是系统的核心，负责对传感器信号进行处理和控制信号的生成，常见的控制器有PLC（可编程逻辑控制器）和DCS（分布式控制系统）。
通信设备用于实现不同设备之间的数据传输和通信，如以太网、现场总线等。
三、软件编程工业自动化控制系统的软件编程是实现系统功能的关键。
软件编程包括系统的逻辑设计、算法实现和界面开发等。
在逻辑设计阶段，根据生产过程的需求，确定控制策略和算法，如PID控制算法、模糊控制算法等。
在算法实现阶段，将控制策略和算法转化为实际的程序代码，通过编程语言实现。
界面开发则是将软件与人机交互界面相结合，实现操作和监控功能。
四、系统集成工业自动化控制系统的设计与实现需要进行系统集成，将各个硬件设备和软件模块进行组合和调试。
系统集成包括硬件设备的安装和连接、软件模块的配置和调试等。
在系统集成过程中，需要确保各个设备和模块之间的互联互通，以及整个系统的稳定性和可靠性。
结论工业自动化控制系统的设计与实现是电子与电气工程的重要应用领域之一。
基于现场总线的螺杆空压机群控制系统设计与实现
ｗ ｓ ｕ ｅ ｏ ｃ ｎ ｅ ｔ ８ ａａ ａ ｄ ｓ ｒｗ ｉ ｏ ｒ ｓ ｏ ｏ ｔ ｃ ｉｎ ｌ ａ ｅ ｅｏ ｅ ． Ａ ｃ ｅ ａ ｒｃ ｍｐ ｅ ｓ ｒ ｇｏ ｐ ｌ ｋ ｇ ｏ ｔ ｌ ａ ｓ ｄ ｔ ｏ ｖ ｒ ４ ５ ｄ ｔ ｎ ｃ ｅ ａ ｒｃ ｍｐ ｅ ｓ ｒｃ ｎ ａ ｔｓ ａｓ ｗ ｓ ｄ ｖ ｌｐ ｄ ｇ ｓ ｒｗ ｉ ｏ ｒ ｓｏ ｕ ｉ ａ ｅ ｃ ｎ ｒ ｒ ｎ ｏ ｓｒ ｔｇ ａ ｒ ｓ ｎ ｅ ． Ｔ ｅ ａ ｃ ｉ ｃ ｕ ｅ ｍｏ ｅ ａ ｄ ａ ｅ ａ ｄ ｓ ｆ ａ ｅ ｄ ｓｇ ｆ ｈ ｏ ｔ ｌ ｎ ｙ ｔｍ ｅ ｅ ｇｖ ｎ Ｔ ｅ ｅ ｅ ｇ － ａ ｉ ｇ ｔａｅ ｙ ｗ ｓ ｐ ｅ ｅ ｔｄ ｈ ｒ ｈ ｔ ｔ ｒ ｄ ，ｈ ｗ ｒ ｎ ｏｔ ｒ ｅ ｉ ｎ ｏ ｅ Ｃ ｎｒ ｌ ｇ ｓ ｓｅ ｗ ｒ ｉｅ ． ｈ ｎ ｒ ｓ ｖ ｎ ｅ ｒ ｗ ｔ ｏｉ ｙ ｃ ｎｒ ｌａｇ ｒ ｈ ｗａ ｍｐ ｅ ｎ ｅ ｎ Ｐ ｎ ｅ ｌ ｉ ｃ ｕ ｓ ｉｎ，ｄｓ ｌｙ，ｓｏ ａ ｅ ａ ｄ ｉｑ ｉ ｆｄ ｔ ｅ ｅ ａ ｈ ｅ ｅ ｔｔ ｅ ｓ ｍｅ ｏ ｔ ｌｏ ｉ ｍ ｓｉ ｌ ｍｅ ｔ ｄ ｏ Ｃ ａ ｄ ｒ ａ— ｍｅ ａ ｑ ｉ ｔｏ ｏ ｔ ｔ ｉ ｉｐａ ｔｒ ｇ ｎ ｎ ｕｒ ｏ ａａ ｗ ｒ ｃ ｉｖ ｄ ａ ｈ ａ ｙ ｔ ． Ｐ ａ ｔ ｅ ｈ ｓｐ ｏ ｅ ｈ ｔｔ ｅ ｓ ｓｅ ｉ ｒ ｎ ｌ ，ｓａ ｌ ，ｅ ｅｇ —ａ ｉ ｇ ａ ｄ ｈ ｓ ｓ ｏ ｇ ｖ ｕ ｆａ ｐ ｉａｉｎ ｉ ｍｅ ｒ ｃｉ ａ ｒ ｖ ｄ ｔ ａ ｈ ｙ ｔ ｍ ｓｆｉ ｄ ｙ ｔｂ ｅ ｎ ｒ ｓ ｖ ｎ ｎ ａ ｔ ｎ ａ ｅ ｏ ｐ ｌ ｔ ． ｃ ｅ ｙ ｒ ｌ ｃ ｏ Ｋｅ ｗｏ ｄ ： Ｆ ｅｄ ｕ ； Ａｉ ｃ ｍｐ ｅ ｓ ｒ Ａｕ ｏ ｔ ｏ ｔ ｌ ｙ ｒｓ ｉｌ ｂ ｓ ｒ ｏ ｒ ｓｏ ； ｔ ｍａｉ ｃ ｎ ｒ ；Ｅｎ ｒ —ａ ｉ ｇ ｃ ｏ ｅ ｇ ｓ ｖｎ ｙ
基于现场总线技术的分布式控制系统的设计与实现
作者简介 ：柴宝仁 ．男．１５ ９８年生．高级讲师，主要从事计算机控制应用软件开发研究。
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・
４ ２・
齐 齐 哈 尔 大 学 学 报
２０ ０ ６矩
定的控制曲线对被控对象进行控制 ，定期将实时参数上传给上位机。
中图分类号 ：Ｔ ３ ６ Ｐ １． ４
随着现代工业的飞速发展和生产装置规模的不断扩大 ， 生产过程 日 趋复杂 ，对企业生产 自动化和各种 信息的集成要求越来越高。对 自动化的要求 已不仅是保持个别变量的稳定，而且要求实现多个变量的最优 控制。分析和设计最优控制系统已成为现代控制理论的基本内容 ， 对于复杂的控制对象 ，由于它们往往同
线 ，对数据进行定期保存并实现历史数据的查询。
同时监控微机还能对实际控制曲线和理想控制曲线 进行显示对 比， 并分析误差 ， 并能逐步找出各个控 制节点的最佳控制曲线 。监控微机通过一块 Ｌｎ ｏ— Ｗｏｋ 适配器连接到总线上 ，通过 Ｄ ＥＳｒ ｒ ｒｓ Ｄ ｅ ｅ与网 ｖ
络通信以实现对网络运行状况的监测 。
时，并行 ， 独立工作 ，控制对象分布面很广，因此把它们联系起来实现分布式控制是现代控制技术 中的重
要发展方向 分布式控制系统具有可靠高 、速度快 、系统模块化 、价格低 、设计开发相对简单 ，人们越来
越多地把原来使用计算机进行的集 中式控制系统改为分布式控制系统 。但是分布式控制系统的开发一直没
基 于现 场 总线 技 术 的分布 式控 制 系统 的设计 与实现
柴宝仁 许维平 。
（． １ 齐齐哈尔大学应用技术学院 ，齐齐哈尔 １１０ ；２齐齐哈尔大学计算机与工程学 院 ，齐齐哈尔 １ １０ ６０６ ． ６ ０ ６）
现场总线控制系统智能测控模板的设计与实现
ｆ ｉｌｂ ｓ Ｃｏｎ ｒ ｌ ｙ ｔ ｍ ｏｒＦｅｄ ｕ ｔｏ ｓｅ Ｓ
李
备凌蒸 饧 洪
（ 东大学控制 科 学与工程 学 院 ， 南 ２ ０ ６ ） 山 济 ５ ０ １
摘
要 ：在 基 于工业 以太 网和现场 总线 技术 的集 散控制 系统 中 ， 对智 能测 控模 板— — 热电偶 （ ｃ 信 号 输人 模 板进 行 了设 计与 研究 。 Ｔ）
Ｏ 引言
随着生产过 程的 自动化 ， 集散 控制 系统 （ Ｃ ） Ｄ Ｓ 已 越来越广泛地应 用于各 种工业领 域 ， 并有 成为 工业控 制 系统应 用主流 的趋势 。 目前现场总线技术和工业 以 太 网的广泛应 用 ， 特别 是两 者 和 Ｄ Ｓ的结合 ， 集散 Ｃ 使 控制系统拥有新 的竞争力 。 我国进入 ２ 世纪 以来 ， 算机 技术 、 １ 计 通信技 术 、 显 示技术 、 现场总线技 术 的发 展 ， 就 了新 型 的 Ｄ Ｓ 其 造 Ｃ ，
出了系统中用 于实现对现场热 电偶信号进行控制及检
测 的智 能测 控 模 板 的设 计 及 开 发 Байду номын сангаас 法 。
１ 系统 总体 结构
一
个 基 本 的 Ｄ Ｓ 少 应 由 一 台 现 场 控 制 站 、 台 Ｃ 至 一
钢管精整生产线现场总线控制系统的设计与实现
公 司成 套 引进 ， 排 锯 区和 探 伤 区的 辅 机 在 国 内制 造 ， 区域 主 管 由 机 Ｐ Ｃ 实 现 控 制 ； 它 五 个工 艺 区 由一 组 Ｐ Ｃ 控 制 。根 据 以 上 Ｌ 其 Ｌ 的设 计 原 则 ， 精 整 生 产 线 电控 系 统 中 ， 站 ＣＰ 选 型 为 带 内 在 主 Ｕ
衡 钢 ‘ ９连 轧 管 机 组 精 整 生 产 线 的 基 础 自动 化 采 用 ｐ ８
３） Ｒ Ｉ Ｕ — Ｐ在多 变 频 器 系统 中 的应 用 具有 很 大 的优 Ｐ ＯＦＢ Ｓ Ｄ
Ｐ ＯＦＢ Ｓ ＤＰ现 场 总线 ， Ｒ ＩＵ — 组成 分 布 式 控 制 系 统 ， 现 精 整 区设 实
锯从 奥地 利 ＭＦ Ｌ公 司成 套 引进 ， 损探 伤机 组 从 德块 Ｄ Ｐ通 讯 口的 通信 程 序 设计
Ｅ２０ Ｔ ０ Ｍ、作 为 智 能从 站 的无 损 探 伤 机 Ｃ Ｕ １ Ｃ一 ＤＰ和 Ｐ ３３ ２ 管排 锯 ＣＰ ４ — ３ ２ ５使 用 Ｃ Ｕ １ — Ｐ模 块 的 Ｄ Ｐ ３８ ２ Ｄ Ｐ通 讯 口进 行 通 讯 ， 主站 编 程 的角 度 来 看 ， 用 从 站 的 ｌ 和 使 用 主站 自身 从 使 ／ ０ ｌ 没 有 什 么 区别 ， 用 Ｌ ＡＤ Ｔ Ａ Ｓ Ｅ ／ ０ 可 ０ ／ Ｒ Ｎ Ｆ Ｒ指 令 （Ｔ ）ＭＯＶ ＳＬ ， Ｅ 指 令 （Ｂ 直接 访 问从 站 ｌ 数据 。但 主 站 Ｃ Ｕ １ — Ｐ和 Ｆ Ｄ） ／ ０ Ｐ ３ ８ ２Ｄ 作 为 智 能 从 站 的 无 损 探 伤 机 ＣＰ ３ ３ ２ Ｕ １ Ｃ一 ＤＰ的 通 信 ， ＤＰ主 站
平网印花机现场总线控制系统的设计与实现
制程序运行；功能块 中各子程序对 工艺 中相关事件进行
处理 ；数据 块 存放 用 户程序 运行 需 要的数 据 和 变量 ，Ｐ Ｃ 机 和 Ｐ Ｃ的通 信 主要通 过 读取 和改 变数 据块 来 实现 。 Ｌ
２２２ 网 桥 电 路 ．．
电路硬件主要由 １ ０位串行 Ａ Ｄ转换芯片 Ｔ Ｃ ９ ／ Ｌ １４ 、 ５
数宇量输 出
控制级
Ｃ 总 Ａ 线 Ｎ
ｌ Ｉ
ｌ
ｌ Ｉ Ｉ
现级 场
ｌ
现场总线控制系统 ，实现平网印花机工艺参数的在线检 测、印花机运行情况在线监测和故障分析 、印花单元的 在线控 制和生产管理 自动化等方面的工作。适应了现代 化印染企业生产过程信息化和管理信息化的要求，可 以
现 场 总 线技 术 羞
２ 系统功 能
２１现场级功能 ．
２ １１ ＡＮ总线 接 口电路 ．． Ｃ
及与上位 Ｐ Ｃ机 通信 ，相 关点 位 信 号通 过 其数 字 量模 块
采集 。Ｓ Ｅ ７ Ｔ Ｐ 软件采用模块化结构编程，整个控制程序
由 ＯＢ组 织块 、Ｆ 功能 块 和 Ｄ Ｃ Ｂ数据 块 构 成 。组 织块 控
数字量输八
ｌ 计机 机 面 算 人 界 Ｉ
Ｉ Ｉ
。
ｉ － ， ｅ ｍ４ ｌ＇ １ ￣
— ＾， ＾
生产为主要特征【 ２ 】 。本文采用微处理器 、计算机 、通信 、
现 场 总 线 等 技 术 ，为 Ｈ ｄｏ ａ５ Ｖ平 网 印花 机 设 计 了 ｙ ｒｍ ｙ＿
。
的组成 、功 能和软件设计 。解决 了传统平 网印花机控制 系统存在 的问题 ，实现 了整机 的数字化功 能，
并 为实现 印染企业 的信 息化生产 与管理 奠定 了基础 。
现场总线控制网络技术课程设计 (2)
现场总线控制网络技术课程设计介绍现场总线控制网络（Fieldbus Control Network，FCN）技术是一种以数字信号为基础的控制网络技术，它采用总线式结构连接传感器、执行器以及控制器。
本课程设计将结合实际案例介绍现场总线控制网络技术的设计、实现以及应用。
设计内容1.首先进行网络拓扑结构的选择与优化，根据实际情况确定现场总线的类型、通信协议等参数，确保稳定性和可靠性。
2.其次进行设备的选择与配置，包括传感器、执行器、控制器等，确保设备与现场总线的兼容性以及性能指标的达标。
3.接下来进行现场总线系统程序设计，包括现场总线的数据采集、信号处理、以及网络监控等模块的实现，为后续的系统运行提供支持。
4.进行系统实现与调试，确保系统正常运行且满足应用需求。
实现过程中需要注意设备间的匹配与数据传输的正确性。
5.最后进行系统应用展示，包括温度、湿度等信号采集、控制灯光等应用场景的实现，系统运行效果的演示。
设计工具•通信协议：MODBUS、CAN等•开发平台：Raspberry Pi、ADAM 6200等•编程语言：Python、C语言等设计要求1.设计期望能够根据实际需求灵活选择不同的网络拓扑结构，实现实时性和可靠性的平衡。
2.设计需要注意设备间的兼容性、稳定性以及性能达标等方面的问题。
3.系统程序设计需要考虑网络数据的传输、处理速度以及可靠性等方面的问题。
4.系统实现与调试需要注意设备间的配合与数据传输的准确性。
5.系统应用展示需要具有直观性和易操作性，效果需满足应用需求。
总结现场总线控制网络技术是一种先进且广泛应用的自动化控制技术，本课程设计针对实际应用场景进行开发，在设计过程中融合了多种技术手段和工具，能够满足不同应用场景的需求。
未来随着技术的不断发展，FCN技术将在更多领域得到应用。
现场总线技术及其应用
案例三：城市交通信号控制系统应用
总结词
利用现场总线技术实现城市交通信号的智能控制，提高 交通流畅度和安全性。
详细描述
在城市交通管理中，采用现场总线技术构建交通信号控 制系统，实现各个路口信号灯的实时通信和控制。通过 实时数据采集和智能算法，优化信号灯的配时方案，提 高交通流畅度和安全性，缓解城市交通拥堵问题。
在工业自动化领域，常见的现场总线 技术包括PROFIBUS、Modbus、 EtherNet/IP等。
智能建筑
智能建筑是现场总线技术的另一个重 要应用领域。通过现场总线，可以实 现建筑物内各种设备（如照明、空调 、安防等）的集中控制和管理，提高 建筑物的能源利用效率和舒适度。
VS
在智能建筑领域，常见的现场总线技 术包括LonWorks、CAN等。
智能交通系统
智能交通系统是现场总线技术的重要应用方 向之一。通过现场总线，可以实现交通信号 灯、监控摄像头等交通设施的集中控制和数 据传输，提高交通效率和安全性。
在智能交通系统领域，常见的现场总线技术 包括FlexRay、TTCAN等。
医疗设备
医疗设备是现场总线技术的重要应用 领域之一。通过现场总线，可以实现 医疗设备的集中控制和数据传输，提 高医疗设备的可靠性和安全性。
02
现场总线技术种类
PROFIBUS
德国标准总线
PROFIBUS是一种用于工业自动化的现场总线标准，由德国标准委员会制定。它 支持多种通信协议，广泛应用于制造业、过程控制和楼宇自动化等领域。
CAN总线
控制器局域网
CAN总线是一种用于汽车和工业自动化领域的现场总线标准。它支持分布式实时控制，具有高可靠性和灵活性，广泛应用于 汽车电子、智能交通和工业自动化等领域。
PLC技术模式下的自动化控制系统集成设计与实现
ＰＬＣ技术模式下的自动化控制系统集成设计与实现马㊀斌摘㊀要:ＰＬＣ技术作为重要的自动化控制系统设计技术ꎬ在工业自动化系统优化设计和集成搭建中有着关键作用ꎮ文章旨在通过对ＰＬＣ技术在自动化控制系统集成设计中的应用ꎬ以及可靠性测试方面分析来为进一步研究系统优化设计提供基础支持ꎮ关键词:ＰＬＣ技术ꎻ自动化控制系统ꎻ集成设计㊀㊀随着智能化时代的到来ꎬ电气自动化作为其配套学科得到了极大的发展ꎬ并逐渐成为当前的热门学科ꎮ在这一背景下ꎬ在工业化生产中ꎬ智能自动化成为推动行业变革ꎬ提升生产效率ꎬ核心竞争力的重要技术支撑ꎮ可以毫不夸张的说ꎬ工业生产自动化程度越高代表其核心竞争力越大ꎬ在未来的市场竞争中会处于有利地位ꎮ设计符合智能时代发展的可靠性自动化控制系统对于工业生产智能化发展有着积极作用ꎮ鉴于此ꎬ文章依托ＰＬＣ技术模式ꎬ开展自动化控制系统集成设计研究工作ꎮ一㊁ＰＬＣ自动化控制系统及其优化设计(一)ＰＬＣ自动化控制系统工业生产中自动化控制系统主要作用在于提升工业生产效率和质量ꎬ并不断满足生产过程中对系统控制的基本要求ꎬ如工艺要求等ꎮ因此在ＰＬＣ自动化控制系统设计中ꎬ要充分考虑设计原则和生产工艺需求ꎮ首先ꎬＰＬＣ自动化控制系统具备高度安全性能ꎮ这就要求在设计过程中需要以安全作为设计前提需求和原则来不断提升系统质量ꎮ其次满足工艺需求是具体设计实现的最终目的ꎮ最大限度地满足被控制对象的工艺需求是优化设计的初衷ꎮ对此要求在设计前做好需求分析ꎬ并充分掌握应用环境和基本用途ꎬ对数据进行整理分析ꎬ从而形成合理的设计方案ꎮ此外提升工业生产效率是系统设计的价值体现ꎬ对此要求在工艺需求和设计原则的基础上ꎬ充分考虑各种额外因素ꎬ从而实现系统的优化控制ꎬ提升系统的鲁棒性ꎮ因此ꎬ一般在设计过程中ꎬ在满足所提出的基本原则和工艺需求的基础上进行优化设计ꎬ以此实现运营成本和生产效率及质量之间的最大均衡ꎬ从而为企业带来更多客观的利益ꎮ(二)ＰＬＣ技术ＰＬＣ技术作为自动化系统设计重要技术ꎬ主要在于实现对编程器件进行编程控制ꎬ从而依托软件平台实现对硬件电路的设计实现ꎮ该技术衍生与计算机科学ꎬ作为一种面向工业生产的新兴技术ꎬ目前应用领域不断被拓宽ꎬ技术逐渐成熟ꎮ在该技术的支持下ꎬ电气控制系统可以通过软件编程控制实现电路的可编程控制ꎬ依托软件编程的自动智能化特点ꎬ以实现硬件电路的自动化以及智能化控制ꎬ从而提升硬件系统设计效率和质量ꎮ对此可以根据用户需求ꎬ依托程序指令和逻辑顺序进行软件编程控制ꎬ通过少量的线路连接便可实现大型设备的自动化控制ꎬ从而在一定程度上提升设计性能ꎮ二㊁ＰＬＣ自动化控制系统集成设计(一)软件设计１.平台数据持久层设计该层设计主要依托Ｆａｃｔｏｒｙ模式或者抽象的ＤＡＯＦａｃｔｏｒｙ模式ꎬ后者则是在不同数据库基础上进行接口端的设计ꎮ该模式主要思路就是通过配置文件对各大数据对象进行创建ꎬ并获取应用程序数据库类型ꎮ２.平台服务层设计ＢＬＬ作为整个平台服务层核心环节ꎬ其主要在于推动系统开发运行以及代码管理过程ꎬ这对于在ＰＬＣ模式下开展自动化系统设计有着重要的支撑作用ꎮ服务层主要用于构建复杂架构的数据ꎬ并通过输入输出端口来实现服务实体的有序排布ꎮ(二)硬件设计１.集中监控设计该设计主要是将系统中功能块进行有机结合ꎬ并实现各个功能块之间的优化配置ꎬ以实现最优的设计理念ꎮ集中监控设计目的在于对工业生产中所属电气系统设备进行监控ꎬ其系统简约ꎬ易于维护ꎬ便于统一化管理ꎮ２.远程监控设计远程监控是当前自动化控制系统设计的一个重要需求ꎮ传统远程监控主要依托线缆进行有限的调控ꎬ带来大量的线缆成本ꎮ依托无线通信技术能够很好地拜托对线缆的束缚ꎬ能够在更为广度的空间距离下实现实时监控ꎬ这显然有助于降低设备运营成本ꎮ３.现场总线监控设计当前基于因特网以及以太网等计算机网络ꎬ能够为工业自动化控制系统的现场总线监控提供技术支持ꎬ例如自动化集成系统就是典型的设计架构ꎬ通过在微控制器的控制下ꎬ结合大量的输入输出设备来实现数据输入输出ꎬ而控制过程可通过ＰＬＣ设计来实现控制时序命令的发布ꎬ从而形成有序的控制命令集ꎬ来推动整个控制过程循环往复ꎮ(三)系统设计实现通过上述的硬件和软件设计形成可靠的系统架构ꎬ依托对各功能模块的集成式设计来最大化实现功能资源的优化配置ꎬ以显著提升设备系统的转化效率ꎮ对此文章深入分析和构建了新型信息集成平台ꎬ其如图１所示ꎮ从中可知ꎬ文章所构建设备能够有效改善系统开发㊁创建以及运行等方面有着显著的优势ꎬ能够相比传统的自动化集成控制系统在上述方面有着优越表现ꎮ在ＰＬＣ模式下ꎬ文章构建的自动化控制集成系统有助于提供我国工业化高效生产ꎮ图１ 文章构建的集成系统同传统系统对比三㊁电气自动化控制设备可靠性测试(一)现场测试现场测试法主要是在现场环境中对该电气自动化控制设备的可靠性进行测试分析ꎬ其主要依托测量的相关数据来做比照分析ꎬ从而获取设备的可靠性相关的参数数据ꎮ这一㊀㊀㊀(下转第１６９页)工程的进度ꎮ(二)联动调试后运行管理联动调试运行是机电设备安装使用的最后一个环节ꎬ在运行前需要进行仔细的检查ꎬ运行过程中的各种指标是否在合理的范围之内ꎬ当电流过大或过小㊁温升㊁异响㊁异味等情况出现时ꎬ需要立即停止运行ꎬ并且及时进行故障原因的检查工作ꎮ在机电设备的后期运行管理中ꎬ还需要制订相关的操作流程和注意事项等制度ꎬ保养的计划也需要进行仔细的制订ꎬ还需要做好保养的记录ꎬ把定期巡视的运行情况按照相关的规范进行填写和记录ꎮ根据多年的水厂管理经验ꎬ为了方便管理ꎬ自来水厂需要组织人员完成水厂部分汇编手册制作ꎬ具体涉及«设施设备的维护保养规范»«在线仪表巡视维护规范»等ꎮ为整个厂内所有设备的统一性㊁规范性管理打下了坚实的基础ꎮ四㊁自来水厂提高机电设备的关键措施(一)自来水厂需要重视操作人员的培训学习ꎬ提高操作人员的自身素质设备的管理是一个基础性的工作ꎬ但是需要增加各个方面的知识储备ꎬ包括机械和电子以及计算机等多方面的技术ꎮ所以ꎬ自来水厂需要定期给操作人员组织学习和培训ꎬ让工作人员能够跟上时代发展的脚步ꎮ同时ꎬ还需要提高设备管理的水平ꎬ让机电设备的操作人员能够认识到设备管理的重要性ꎬ让操作人员的综合素质和技能得到有效的提高ꎮ此外ꎬ安全教育也是重要的环节ꎬ平时需要加强操作人员的安全教育ꎬ让他们树立起安全的意识ꎬ充分的调动起操作人员和管理人员的责任心ꎬ让所有的管理人员和操作人员都能够在工作中充满热情ꎮ(二)自来水厂需要创新设备管理的方法目前ꎬ随着科学技术的发展ꎬ很多供水公司都在建立智慧水务建设ꎬ设备管理系统也被加入到智慧水务的服务平台建设之中ꎬ并且发挥了良好的应用效果ꎮ在这个基础上ꎬ开展进一步的故障维修和定期检修ꎬ能够对于设备运行的周期进行有效的跟踪和管理ꎬ并且能够利用现代信息技术的优点ꎬ让设备运行的可靠性得到了有效的提升ꎬ在一定的程度上使得保养和维修的成本得到了降低ꎮ在这个过程中ꎬ对于设备档案管理也进行了完善ꎬ并且还可以提供精准的信息ꎬ提高了设备的维修效率ꎬ特别是在智能统计分析功能的辅助之下ꎬ让设备的故障率和维修成本都能够清晰的展现出来ꎬ保障了供水设备能够平稳的运行ꎮ五㊁结语自来水厂的机电设备安装及调试不但能够保证机电设备发挥更大的作用ꎬ还能够提高生产设备的稳定性ꎬ让水厂的安全生产和供水得到了有效的保障ꎮ根据自来水厂机电设备技术管理具有综合性和技术性的特点ꎬ所以ꎬ一定要对设备的选择和运行维护等方面进行全面的掌控和管理ꎮ随着信息时代的到来ꎬ自来水厂的智能服务系统也需要得到发展和完善ꎬ只有跟上时代发展的脚步ꎬ才能够更好地满足人们的日常需求ꎬ才可以保障设备能够安全可靠的运行ꎮ参考文献:[１]张少锋.浅谈现代化水厂机电设备的安装及调试[Ｊ].中小企业管理与科技ꎬ２０１９(１１):１１９－１２０.[２]陈茂洪.自来水厂机电设备技术管理的思考及实践探析[Ｊ].科技创新与应用ꎬ２０１８(３):１５０.作者简介:孙爱国ꎬ宝应粤海水务有限公司ꎮ(上接第１６７页)方法作为当前可靠性测试的重要方法去ꎬ其不需要其他的设备进行辅助测试ꎬ而仅仅只需要通过对运行设备的相关测试来获取实际运行数据来反映其运行性能ꎬ这一方法对应的测试成本极低ꎬ并且工序简单ꎬ对整个设备系统的影响较小ꎬ对应的数据较为真实客观ꎬ可以说是一类非常实用的测试方法ꎮ(二)实验室测试实验室测试法测试法主要是通过对相应的电气自动化控制设备的实际工作环境的有效模拟ꎬ来获取对应的数据ꎬ并对这些数据进行有效分析ꎬ以此来获取其对应的可靠性能ꎮ这一方法的最大优点在于通过模拟的手段使得其对应的环境情况更为丰富ꎬ相比现场测试法来说其具有更多的灵活性ꎬ因而对应全面掌握该电气自动化控制设备的整体性能有着非常有效帮助ꎮ但是其对应的缺陷也是不能够完全忽视的ꎬ这一缺陷就是实验室测试主要依托模拟方式开展工作ꎬ但是实际情况是非常复杂的ꎬ任何逼真的模拟都是模拟无法对真实情况的真实反映ꎬ导致测量的数据存在一定的误差ꎬ因而对应的可靠性能的评估也会由于同实际情况的差别而有所出入ꎮ(三)保证测试保证测试法则是对未出厂的电气自动化控制设备开展监测工作ꎬ尤其是对其可能存在的故障的检查ꎬ以此为整体设备性能的保障提供基础支撑ꎮ一般来说ꎬ电气自动化设备由于其具备高度的复杂性ꎬ导致对应的故障出现可能性随着设备量产而增加ꎬ这一具备很大随机特征的故障出现是影响设备整体性能的最大阻碍ꎮ针对这一问题ꎬ保证测试法能够帮助电气自动化设备自主发现故障并进行有效修复ꎬ从而提升设备的整体可靠性ꎮ这一方法的最大优势在于其能够降低电气自动化控制设备运营失效的可能ꎮ其对应的缺陷则是测试的时间比较长ꎬ因而主要应用于小规模的电气自动化控制设备的测试中ꎮ此外其对外界条件要求较高ꎬ需要在规定的条件下开展相关工作方可获得有效的测试结果ꎮ四㊁结语ＰＬＣ技术作为一种依托硬件描述式的程序逻辑控制实现对大型硬件设备的智能自动化控制ꎬ从而实现系统设计效率和可靠性提升ꎮ鉴于此ꎬ文章在ＰＬＣ技术背景下ꎬ重难点分析了ＰＬＣ技术以及ＰＬＣ自动化控制系统ꎮ在此基础上探讨了系统设计过程ꎬ如硬件设计㊁软件设计ꎮ最后从设备实现的可靠性测试方面ꎬ探讨了自动化系统测试方法步骤ꎬ从而为ＰＬＣ自动化控制系统集成设计提供建设性思路ꎮ参考文献:[１]金明宇.ＰＬＣ技术在电气工程及其自动化控制系统中的运用[Ｊ].绿色环保建材ꎬ２０１９(３):２４３－２４４.[２]玉河.ＰＬＣ自动化控制系统的功能及运用研究[Ｊ].世界有色金属ꎬ２０１９(１９):２２－２３.[３]袁酉亮.ＰＬＣ技术在电气设备自动化控制中的应用研究[Ｊ].软件ꎬ２０１９ꎬ４０(１２):９７－９９.[４]徐小贤.基于矿山电气自动化控制中ＰＬＣ技术应用的探究[Ｊ].中国金属通报ꎬ２０１９(１０):７４－７５.作者简介:马斌ꎬ博西华电器(江苏)有限公司ꎮ。
现场总线控制系统应用实例
现场总线控制系统应用实例一、引言现场总线控制系统是一种基于计算机网络技术的自动化控制系统，它通过将各种现场设备与控制系统连接起来，实现数据传输和控制指令的交互。
它广泛应用于工业生产、楼宇自动化、交通运输等领域，提高了生产效率和自动化程度。
本文将以几个实际应用案例为例，介绍现场总线控制系统在不同领域的应用情况。
二、工业生产领域1. 汽车制造工厂汽车制造工厂是一个典型的工业生产场景，其中各种机械设备、传感器和执行器需要进行数据交互和控制。
现场总线控制系统在汽车制造工厂中的应用可以实现设备的远程监控和控制，提高生产线的自动化程度和生产效率。
例如，通过现场总线系统可以实时监测机械设备的运行状态和温度，及时采取措施防止故障发生。
同时，通过控制指令可以远程控制设备的启停和调整参数，提高生产线的灵活性和适应性。
2. 石油化工厂石油化工厂是一个复杂的工业生产场景，涉及到各种化工设备、管道和控制系统。
现场总线控制系统在石油化工厂中的应用可以实现设备的集中监控和控制，提高生产过程的安全性和稳定性。
例如，通过现场总线系统可以实时监测管道的压力和流量，及时发现异常情况并采取措施。
同时，通过控制指令可以远程控制设备的开关和调整工艺参数，提高生产效率和产品质量。
三、楼宇自动化领域1. 商业综合体商业综合体是一个集购物、娱乐、办公于一体的大型建筑群，其中涉及到多个子系统的控制和管理。
现场总线控制系统在商业综合体中的应用可以实现各个子系统的集中控制和监测，提高楼宇设施的管理效率和能源利用率。
例如，通过现场总线系统可以实时监测楼宇的温度、湿度和照明情况，根据需求自动调整空调和照明设备的工作状态，节约能源并提供舒适的室内环境。
2. 医院建筑医院是一个复杂的建筑群，涉及到多个科室、楼层和设备的控制和管理。
现场总线控制系统在医院建筑中的应用可以实现科室设备的集中控制和监测，提高医院的运行效率和服务质量。
例如，通过现场总线系统可以实时监测病房的温度和湿度，自动调整空调设备的工作状态，提供舒适的病房环境。
第四章 现场总线控制系统(FCS)
第四章现场总线控制系统（FCS）第一节现场总线控制系统基础现场总线控制系统(FCS)是基于现场总线技术的计算机控制系统，它是集计算机技术、网络技术和控制技术为一体的先进的计算机控制系统。
是一种全分散、全数字、全开放的控制系统。
它适用于工业过程控制、制造业及楼宇自动化等领域，将逐渐成为计算机控制系统的主流形式。
一、现场总线控制系统的特点根据IEC标准和现场总线基金会的定义，现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。
现场总线控制系统是在现场总线的基础上发展起来的，它所带来的改进首先体现在现场通信网络方面，其次在结构、装置、功能等方面也有优势。
概括地说，它具有以下技术特点：(1)FCS采用的现场总线是一个全数字化的现场通信网络。
现场总线是用于过程控制系统和制造自动化系统中现场设备或现场仪表间互连的数字化通信网络，其传输抗干扰性强，测量精度高，大大提高了控制系统的性能。
(2)FCS的现场总线网络是开放式互连网络。
用户可以自由集成不同制造商的通信网络，通过网络将不同厂商生产的现场设备和功能块设备有机地融合为一体，构成统一的现场总线控制系统。
(3)FCS的所有现场设备直接通过一对传输线(现场总线)互连。
一对传输线互连多台现场设备，双向传输数据信息，大大减少连线数量，从而降低安装费用，更易于维护，并提高了可靠性。
(4)FCS普遍采用智能仪表，增强了系统的自治性，系统控制功能更加分散。
智能化的现场设备具有更加完善的功能，包括部分控制功能，从而将较简单的控制任务改由现场设备完成，使现场设备既有检测、变换功能，又有运算和控制功能，一机多用。
这样既节约了成本，又使控制更加安全和可靠。
FCS废除了DCS的I／O单元和控制站，把DCS控制站的功能块分散到现场设备，实现了彻底的分散控制。
二、FCS与DCS的分析比较FCS系统利用现场总线技术，针对现存的DCS的某些不足，改进控制系统的结构，提高了性能和通用性。
基于Profibus现场总线的交流伺服控制系统设计
基于Profibus现场总线的交流伺服控制系统设计1. PLC控制程序设计系统中以西门子S7-315-2DP作为Profibus现场总线主站提供与力士乐位置控制器CLM直接而便利的高速循环通信服务，通讯速率高、控制适时性好、抗干扰能力强且编程简单。
在PLC编程软件STEP7中导入位置控制器CLM设备数据库文件(IN2_04eb.gsd)，完成硬件网络组态，为位置控制器分配网络地址，该地址必须与控制器参数中设置的相同，在组织块OB中选用SFC14“DPRD_ DAT”，SFC15“DPWR_ DAT”系统功能块向位置控制器接收/发送过程数据。
在位置控制器参数B007中设置与主站的总线通讯率，参数B008中设置从站网络地址，并选择参数过程数据对象(PPO)类型，这样系统的现场设备与PLC之间通过Profibus-DP总线可以完成数据的读写和控制数据的传输，如控制字、状态字、给定值和实际值等。
除过程数据外，Profibus-DP也传输传动系统的参数设置和诊断信号。
PLC根据联动线的运行速度、操作指令及裁断装置的状态对皮带、刀架进行协调控制。
胎面在两条运输带之间的贮存量使传感器产生相应模拟量输出信号，并与前段运输带的速度综合起来按照一定的算法决定裁断皮带的运行速度，从而通过PLC相应地改变速度使运输带协调平稳运行。
用户根据产品生产需要相应设置胎面裁断长度等参数，通过总线完成PLC与位置控制器之间的数据传输。
2. 位置控制器CLM的伺服程序设计力士乐位置控制器CLM是一种紧凑型、模块化二/四轴数控系统，直接驱动力士乐DKC伺服驱动器完成交流伺服电机的精确定位运行，本系统中二套力士乐DKC伺服驱动器分别完成传送带定长传送和裁断刀架横移的控制。
位置控制器带有丰富的指令集，可在其操作面板或装有编程软件(MotionManger)的计算机上完成控制程序的编写。
裁断伺服控制程序框图如图3所示，程序主要由总线通讯、传送皮带控制和裁断刀架控制三部分组成。
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基于现场总线的自动化控制系统设计与实现
自动化控制系统是现代化生产制造必不可少的关键技术之一，
能够提高生产效率，降低人工成本，增强企业竞争力。
其中，基
于现场总线的自动化控制系统是一种非常常见和使用广泛的自动
化技术。
本文将为大家介绍基于现场总线的自动化控制系统的设
计与实现。
一、现场总线的概念和特点
现场总线是一种用于现场设备间通信的数字通信系统，它是将
工业场地中各种传感器、执行器和控制器层与上层的主控制层相
连接的必要手段。
现场总线具有可靠性高、通信速度快、布线简
单等优点，能够满足生产现场各种设备间通信的需求，是实现自
动化控制的重要技术手段之一。
二、现场总线的应用领域
现场总线广泛应用于工厂自动化生产线、机器人控制、船舶和
汽车控制及游乐设施控制等领域。
现场总线实现了生产现场各种
设备间的通信，使得各种设备之间能够实现信息共享和互相协作，提高了生产效率和质量。
三、现场总线的设计与实现
现场总线的设计和实现需要遵循一定的规范和标准，如CAN、Profibus、HART等标准。
现在，越来越多的企业开始将现场总线
技术应用到自身的生产制造当中，使得生产线变得更加智能化、
自动化。
下面将介绍现场总线的设计和实现的几个关键步骤。
1、选择合适的总线标准
在选择现场总线标准时，需要根据具体应用场景的要求来选择。
目前，常用的总线标准有CAN、Profibus、HART等。
2、设计网络拓扑结构
网络拓扑结构的设计直接影响了整个控制系统的可靠性和稳定性。
在设计拓扑结构时，需要考虑设备之间的通信速度、信号传
输距离以及不同节点之间的通信方式等因素。
3、选择合适的通信协议
通信协议是控制系统的核心，它不仅影响着系统的通信速度，
还会直接影响系统的可靠性和稳定性。
在选择通信协议时，需要
根据设备的具体要求来选择。
4、实现控制功能
在系统的实现过程中，需要根据系统的实际需求编写控制软件
和驱动程序。
同时，对于现场总线技术的应用者而言，还需要了
解控制器的工作原理和编程技巧，以便更好地应用系统。
四、结论
现场总线技术是自动化控制系统中的重要技术手段，具有可靠性高、通信速度快、布线简单等优点。
在将现场总线技术应用到生产制造当中时，需要遵循一定的规范和标准，设计合适的网络拓扑结构和通信协议，并实现具体的控制功能。
通过现场总线技术的应用，生产线变得更加智能化、自动化，提高了生产效率和质量。