DCS与现场总线综述
DCS及现场总线技术概述
自动控制技术
（实现DCS控制策略及算法的技术方法）
人机接口技术
（DCS组态技术和操作技术等）
通信技术
（DCS数据通信技术、网络技术等）
现场总线技术 （现场总线的核心、基础、协议模型及典型的FCS技术）
下午1时33分 5
信息与控制工程学院自动化系 昆明理工大学津桥学院计电系
第六章 现场总线技术基础 6学时 内容：FCS的定义、特点、网络协议模式等 重点： FCS的定义、特点 难点：FCS的网络协议模式和标准
下午1时33分 9
信息与控制工程学院自动化系 昆明理工大学津桥学院计电系
教学内容、要求及学时分配
第七章 典型的现场总线应用
6学时
内容：FF的特点及主要技术应用；
信息与控制工程学院自动化系 昆明理工大学津桥学院计电系
提示：
学习中保持清醒而智慧的头脑比掌握知识本身更为 重要。 养成独立思考、探索新思想、新技术的好习惯，将 会受益一生。
下午1时33分
2011-2012（2）
12
本课程与的相关课程的关系
微机原理
控制工程
DCS及现场总线
自动控制理论
测控仪表与装置
下午1时33分
6
信息与控制工程学院自动化系 昆明理工大学津桥学院计电系
教学内容、要求及学时分配
1、理论教学
第一章 概述 4学时 内容：计算机控制系统概念、各类特点及应用 重点：实时、分时等概念，集散控制总体概念 难点：集散控制概念
教材及参考书
(一)教材： 《DCS及现场总线技术》
肖 军
主编
——清华大学出版社（21世纪高等院校电气信息类系列特色教材 ）
DCS及现场总线技术第3章
3.2.1控制层软件的功能
控制层软件主要完成PID 回路控制、逻辑控制、顺序 控制和混合控制等多种类型的控制功能，而控制运算 数据必须首先经过现场设备连接的I/O通道处理。
DCS控制层软件还要完成一些辅助功能，如控制器和 重要I/O 模块的冗余功能、网络通信功能及自诊断功 能等。
其功能流程见教材图3-2所示。
3.2.3控制编程语言
IEC 61131-3国际标准编程语言包括图形化编程语言 和文本化编程语言。 图形化编程语言包括：
梯形图（Ladder Diagram，LD） 功能块图（Function Block Diagram，FBD） 顺序功能图（Sequential Function chart，SFC）
由于PC监控大大降低了系统成本，使得市场空间得到扩大， 从远程监视、数据采集与计量、数据分析到过程控制，几 乎无处不用。
各类智能仪表、调节器和PC设备可与组态软件构筑完整的 低成本自动化系统，具有广阔的市场空间。
各类嵌入式系统和现场总线的异军突起，把组态软件推到 了自动化系统主力军的位置，组态软件越来越成为工业自 动化系统中的灵魂。
执行代码分周期性和随机性两部分。 周期性代码：数据采集、转换处理、越限检查、控制算法、网
络通信和状态检测等，这部分是由硬件时钟定时激活的。 随机执行部分：系统故障信号处理、事件顺序信号处理和实时
网络数据的接收等，是由硬件中断激活的。 2、实时数据部分存放在RAM中，在系统复位或开机时，这
些数据的初始值从网络上装入。
3.4.2组态软件的功能
1．实时数据库组态 实时数据库的组态一般分为两部分：控制采集测点的配置
组态和中间计算点的组态。 2．控制组态 控制组态采用内部功能模块的软连接来实现。可以用图形
dcs及现场总线技术总结
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篇一：DCS技术和现场总线DCS技术和现场总线DCS及现场总线技术是由计算机、信号处理、测量控制、网络通信和人机接口等技术综合产生的一门应用技术。
DCS即所谓分布式控制系统，或称之为集散系统，是相对于集中控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它是集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。
1995年国际标准化组织（ISO）定义：DCS系统式一类满足大型工业生产和日益复杂的过程控制要求，从综合自动化角度出发，按功能集散，管理集中的原则构思，具有高度可靠性指标，将微处理技术、数字通讯技术、人机接口技术相结合，用于采集、过程控制和生产管理的综合控制系统。
生产发展的需要，电子技术、计算机技术的发展，最早的基于大型机的直接数字控制技术即DDC技术，集中管理，集中控制，这些都促进了DCS技术的发展。
DCS具有如下特点：1.相同或类似的结构。
2.分级递阶结构。
3.计算机技术的应用。
4.丰富的功能软件包。
5.强有力友好的操作界面。
6.高可靠性的技术。
DCS自70年代问世以来，很多公司各自推出了不同设计、风格各异的即使是同一厂家，范文TOP100其早期产品和近期产品也有不少的差异。
但是，尽管种种的DCS千差万别，其核心却基本上是一致的，我们可以简单的将其归纳为“三点一线”式的结构。
“一线”是指DCS的骨架计算机网络，“三点”则是指连接在网络上的3个不同类型的节点。
这3种不同类型的节点是：面向被控制过程现场的I/O控制站；面向操作人员的控制站；面向DCS监督管理人员的工程师站。
DCS主要的基本组成部分如下：的系统网络SNET用于DCS的计算机网络很多方面的要求不同于通用的计算机网络。
它是一个实时网络，也就是说，网络需要根据现场通信的实时性的要求，在确定的时限内完成信息的传送。
DCS与现场总线综述 DeviceNet现场总线数据的分析
DCS与现场总线综述 DeviceNet现场总线数据的分析摘要：随着科技的进步、生产力的发展和信息时代的来临，社会对工业生产的需求变得日益迫切。
集散控制系统以其可靠、灵活、低成本、可适应性强等特点成为了工业控制领域占有主导地位的系统，已被广泛应用于化工、电力、石油、造纸等行业。
集散控制系统的发展经历了三个阶段，它是控制技术发展的一个里程碑。
现场总线自诞生以来一直受到国内外业界人士和企业的关注和重视，它为自动控制领域的变革带来了又一次飞跃。
现场总线所遵循的国际统一协议标准使得它在集散控制系统的基础之上发挥了强大的功能。
关键词： DCS；现场总线；DeviceNet现场总线数据；前言：DeviceNet是基于协议研制开发的现场总线。
由于采用了许多新技术及独特设计，如生产者／消费者的网络通信模式和非破坏性逐位仲裁技术等，与一般的通信总线相比，DeviceNet具有突出的可靠性、实时性和灵活性，特别适用于制造业、工业控制和电力系统等应用。
尤其是DeviceNet协议的开放性为研究DeviceNet协议和开发DeviceNet节点产品提供了条件。
然而目前对协议的研究还一直停留在理论层面，缺少相应的实验辅助手段，节点产品的开发也缺乏有力支持。
一、现场总线优势(1)微处理器的多种运算和故障诊断功能丰富了现场仪表的功能，提高了测量精度和传输过程中的抗干扰能力：(2)将原来由各种I／O单元和控制器来完成的功能交由每个现场仪表来完成，从而形成真正的分布式控制系统，实现控制风险的分散化。
(3)现场总线的数字通信功能使每个现场仪表通过底层现场总线网络将自身运行状况的诊断信息向上传递给控制系统的上层，同时还可以接受上层数字控制系统向其发送的信息，仪表可以和数字控制系统直接进行数字信号的传送，增加信息流通能力，提高信息的准确性，给系统的日常维护带来了方便。
(4)由于现场总线式现场仪表是按照国际统一的标准设计制造，它的通信协议一致公开，各个不同厂家的设备之间可实现信息交换，从而使用户在系统设计时可以选用最适于自己要求的产品来构建系统，提高了灵活性。
现场总线与DCS控制系统
现场总线与DCS控制系统程正群 许宝祥 钱积新(浙江大学工业控制技术研究所,杭州,310027) 摘要 首先阐述了现场总线产生的原因及其优点,讨论了现场总线和DCS系统的并存的局面,分析了现场总线对DCS的影响。
关键词: 现场总线 DCS 智能仪表 总线网络1 现场总线产生的原因众所周知,传统的DCS控制系统由各种工作站通过局域网连接而成,工程师站、操作管理站、信息管理站完成系统的组态、监视操作和运行管理,现场测控站完成生产过程信息的采集和控制。
DCS的核心思想是分散控制、集中监控,但是与工业过程打交道的过程测控站仍然还是集中的,现场信号的检测、传输与控制还是采用4～20mA的模拟信号,而这正是对分散控制、集中监控思想的违背。
而现场总线正是为了解决这一问题而产生的。
至今,模拟仪表和DCS的技术已相当成熟,几十年形成的标准和系列已得到了世界的公认,而现场总线将变革传统的模拟仪表和DCS,有些人对此表示不理解,认为一旦变革会吃力不讨好。
为此对模拟仪表与现场总线的优点进行对比分析,阐述现场总线产生的原因。
现场总线产生的原因可以归结为以下四条。
1.1 传统DCS的缺点(1)一对一结构。
一台仪表,一对传输线,单向传输1个信号。
这种一对一结构造成接线庞杂、工程周期长、安装费用高、维护困难。
(2)可靠性差。
模拟信号传输不仅精度低,而且易受干扰。
为此采用各种措施进行提高抗干扰性和传输精度,其结果是增加了成本。
(3)失控状态。
操作员在控制室即不了解模拟仪表的工作状况,也不能对其进行参数调整,更不能预测事故,导致操作员对其处于失控状态。
由于操作员不能及时发现现场仪表的故障,而发生的事故已屡见不鲜。
(4)互操作性差。
尽管模拟仪表统一了4～20mA的信号标准,可是大部分技术参数仍由制造商自定,致使不同品牌的仪表无法互换。
这就导致了用户依赖制造厂,无法使用性能价格比最优的配套仪表,甚至出现个别制造商垄断市场的情况。
1.2 现场总线的优点(1)一对N结构。
现场总线集成于 DCS 的方法
现场总线集成于 DCS 的方法概述现场总线是化工生产过程中的重要组成部分，目前市场上有多种不同类型的现场总线协议，如Profibus、Foundation Fieldbus、Modbus 等。
而 DCS（分布式控制系统）是现代化工厂中常用的控制系统，它对于现场总线的集成越来越重要。
本文将介绍现场总线集成于 DCS 的方法。
现场总线与 DCS 的关系现场总线与 DCS 之间存在着密切的关系。
现场总线是用于连接现场设备与控制系统的数据通信网络，它能够实现对现场信号的快速采集和传输，将信号送到 DCS 控制器，以便进行数据处理和决策控制。
因此，现场总线和 DCS 之间的数据交换是非常重要的。
现场总线集成于 DCS 的方法1. 现场总线的接口首先需要确定将要使用的现场总线协议和硬件设备，以确定接口类型和通信方式。
不同类型的现场总线需要不同类型的接口设备和通信协议。
而接口设备则需要硬件和软件驱动程序来支持其与 DCS 之间的互联。
2. 确认数据结构和数据采集方式接口设备确定之后，需要对数据结构和数据采集方式进行确认。
现场总线采集到的数据有时需要进行解析和处理，以获得适当的控制数据。
此时，需要加入数据结构定义和算法逻辑，以实现数据的采集、解析和处理，同时将数据作为控制信息输出到 DCS 控制器中。
3. 集成现场总线协议栈和 DCS现场总线和 DCS 之间的数据交换需要使用现场总线协议栈和 DCS 控制器驱动程序。
系统集成的关键是确定数据交换的协议和接口格式，设置数据传输的周期和类型，并进行通信测试、数据转换和格式化等一系列操作，以确保系统的正常运行。
4. 软件开发和编程现场总线集成于 DCS 中，需要进行一定的软件开发和编程工作。
这包括了应用程序的编写、数据采集和处理算法开发、数据结构设计和控制逻辑的实现等方面。
同时需要确保软件程序的可靠性和稳定性，以确保完整的系统集成。
结论现场总线与 DCS 相互关联，它们之间紧密连接并协同工作，实现现场设备的数据采集和控制。
浅淡现场总线技术与DCS控制系统的结合
浅淡现场总线技术与DCS控制系统的结合摘要：现场总线技术的迅猛发展正在给工业控制领域带来深刻变革，但它并非完美无缺，在将其实际应用于生产过程时还有许多问题有待于研究和解决。
本文讨论在现场总线的应用过程中，现场总线对DCS的改造。
从而实现现场总线与DCS控制系统的有效结合。
关键词：现现总线集散控制系统DCS1 现场总线技术和DCS技术现场总线（Fieldbus）是从20世纪80年代以来逐步发展形成的，用于过程自动化、制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互连通信网络。
它作为工厂数字通信网络的基础，沟通了生产过程现场和控制设备之间及其与更高控制管理层之间的联系。
它不仅是一个基层网络，而且还是一种开放式、新型全布控制系统。
这项以智能传感、控制、计算机、数字通讯等技术为主要内容的综合技术，已经受到世界范围的关注，正成为自动化技术发展的热点，并将推动自动化系统结构与设备的深刻变革。
国际电工委员会（IEC）将现场总线定义为：现场总线是连接工业现场的仪表与设置在控制室内控制设备的数字化、串行、双向、多变量、多节点的通信网络。
把现场总线控制系统（FCS，Fieldbus Contrl System）定义为：由各种现场仪表通过互联与控制室内人机界面所组成的系统：一个全分散、全数字化、全开放和可互操作的生产过程自动控制系统。
也正是由于这些特点，以现场总线人微言轻技术支撑的FCS在工业自动化领域有明显的优势，诸如很高的精确性，组态简单，设计安装方便，易于维护和扩展，可以节约软硬件投资等等，被称为第五代控制系统，成为工业自动化发展的趋势。
集散控制系统（DCS——Total Distributed Control System）是20世纪70年代中期发展起来的以微处理器为基础的分散型计算机控制系统。
它是控制技术（Control）、计算机技术（Computer）、通信技术（Communication）、阴极射线管（CRT）图形显示技术和网络技术相结合的产物。
【精品】现场总线与DCS系统网络的集成应用
现场总线与D C S系统网络的集成应用现场总线与DCS系统网络的集成应用【摘要】现场总线是一种全数字化，双向的，多节点的通信连接，现在工业控制中大量智能型仪表、设备的投入使用，为现场总线的应用创造了条件。
在DCS广泛应用的今天，现场总线与传统DCS系统的协同工作，将能够提供更加灵活的组态，减少施工维护费用，取得更加广泛的，高于实用价值的应用。
【关键词】DCS系统现场总线 FCS系统智能仪表协调应用前景1分散控制系统的发展从50年代末期，计算机开始应用于工业过程控制领域，数字式控制技术取得了长足的发展，此后，微处理机技术和数字通讯技术的飞速发展，促使了19 75年分散控制系统的诞生。
三十年来，分散控制系统在工业生产过程中迅速普及，目前广泛应用于电力、石化、冶金等行业，分散控制系统的应用大幅度地提高了生产过程的安全性、经济性、稳定性和可靠性。
2分散控制系统的结构分散控制系统是纵向分层、横向分散的大型综合控制系统，典型的分散控制系统纵向一般分为四层，自下而上分别是现场级、控制级、监控级和管理级，对应这四层结构分别对应着四种计算机网络，即现场网络Fnet(Field Ne twork)、控制网络Cnet(Control Network)、监控网络Snet(Supervision Netw ork)和管理网络Mnet(Mangerment Network)把相应层的设备连接在一起。
图1典型分散控制系统的网络结构现场级设备位于生产过程附近，典型的现场设备有温度传感器、压力变送器、电动执行器、流量计等，它们把生产过程的信号转换成4～20mA信号，送往过程控制站，目前分散控制系统中现场级设备一般传送的都是模拟量信号(4～20mA 或0～10V等)。
控制级主要由数据采集器和过程控制站构成，过程控制站接受现场设备送过来的信号，按照预先设定的控制策略计算出控制量送回到现场执行器来完成对工业过程的控制。
一般在电厂中，都把过程控制站和数据采集器集中安装在主控室内的电子设备间中，所以在施工过程中需要耗费大量的控制电缆和人工。
DCS及现场总线技术
2.3 DCS旳硬件系统
本节从过程控制站、人机接口设备、系统通信 设备等三个方面，对DCS旳硬件系统和构成作 一种扼要论述。
硬件基础
冗余：通俗来讲，冗余就是热备用，能够了解既 多出又不多出。
2．控制级（层）旳功能
1）过程控制站旳功能 能对现场设备（如传感器、变送器等）传来
旳信息，按照一定旳控制策略进行分析、处理并 计算出所需旳控制量，经过输出通道将控制量信 息传递给现场旳执行器，完毕系统旳控制任务。 2）数据采集站旳功能
数据采集站能完毕过程数据采集、设备监测、 系统测试和故障诊疗。
拷贝机、键盘、鼠标等。
☞操作站提供了良好旳人机交互界面， 用以实现集中监视、操作和信息管 理等功能。
在有旳小DCS中，操作站兼有工 程师站旳功能，在操作站上也能够 进行系统组态和维护旳部分或全部 工作。
4.工程师站
工程师工作站 （Engineering Work Station，EWS）是由PC机 配置一定数量旳外部设备所 构成，如CRT（或LED）显 示屏、键盘、鼠标、打印机 和绘图机等。
模件机笼用于安装功能模件（主控卡）、数 据转发模（卡）件、端子板和各类I/O模（卡）件 等，均可采用冗余构造配置，构成双冗余主控构 造和冗余I/O构造。
☞综上所述，操作站、工程 师站和管理计算机构成 了DCS旳人机接口，用 以完毕集中监视、操作、 组态和信息综合管理等 任务。现场控制站和数 据采集站构成DCS旳过 程接口，用以完毕数据 采集与处理和分散控制 任务。通信总线是连接 DCS各部分旳纽带，是 实现集中管理、分散控 制目旳旳关键。
第九章 现场总线与DCS
第九章 DCS与现场总线之比较９．1第一代控制系统CCS—计算机集中控制系统本世纪六十年代，数字计算机进入控制领域，产生了第一代控制系统CCS（计算机集中控制系统）。
在CCS中，数字计算机取代了传统的模拟仪表，从而能够使用更为先进的控制技术，例如复杂控制算法和协调控制。
从而使自动控制发生了质的飞跃。
但是CCS在集中控制的同时也集中了危险，系统可靠性很低。
由于只有一个CPU工作，实时性差。
系统越大，上述缺点越突出。
９．2第二代计算机控制系统DCS――集散控制系统９．2．1概述第二代计算机控制系统是七十年代出现的分级计算机控制系统。
七十年代中期出现的分散型控制系统DCS（也称集散控制系统）也属于分级计算机控制系统。
图９－2 DCS 结构原理图典型的DCS可分为操作站级、过程控制级和现场仪表三级。
这种控制系统的特点是“集中管理，分散控制”。
其基本控制功能在过程控制级中，工作站级的主要作用是监督管理。
分散控制使得系统由于某个局部的不可靠而造成对整个系统的损害降到很低的程度，加之各种软硬件技术不断走向成熟，极大地提高了整个系统的可靠性，因而迅速成为工业自动控制系统的主流。
目前DCS正处于鼎盛时期，我国冶金、石化、发电厂等企业中，大量使用了外国公司（如横河、罗斯蒙特、贝利等）的DCS。
近年来我国开发的DCS系统也取得了很好的业绩，如和利时公司的HS2000 DCS系统的年销售额达到一亿元人民币。
９．2．2集散控制系统发展过程1975年Honeywell公司推出的TDC2000集散控制系统是一个具有许多微处理器的分级控制系统,以分散的控制设备来适应分散的过程对象,并将它们通过数据高速公路与基于CRT的操作站相连接,互相协调,一起实施实时工业过程的控制和监测,实现了控制系统的功能分散,负荷分散从而危险性也分散。
在此期间世界各国相继推出了自己的第一代DCS。
第二代产品在原来产品的基础上,进一步提高了可靠性,新开发的多功能过程控制站、增强型操作站、光纤通信等更完善了DCS。
集散控制系统与现场总线概述
集散控制系统与现场总线概述海右愚叟总结1．首先着重阐述一下两个重要概念，——DCS和现场总线。
DCS是分布式控制系统的英文缩写（Distributed Control System），在国内自控行业又称之为集散控制系统，它的另一含义是指DCS产品。
DCS是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物。
DCS通常采用若干个控制器（过程站）对一个生产过程中的众多控制点进行控制，各控制器间通过网络连接并可进行数据交换。
操作采用计算机操作站，通过网络与控制器连接，收集生产数据，传达操作指令。
典型的集散型控制系统（DCS）由三层计算机网络介入控制与管理的大型控制系统组成，这种三层控制结构是，第1层为过程控制级，以PLC （或现场总线）通过远程输人／输出网络，构成对现场设备的基本控制，DCS 的控制对象特点具体体现在过程控制级上；第2层为控制管理级，即以监控计算机通过工控网络与PLC相连，实现对流程设备的上位机监控；第3层为生产管理级，即以文件服务器、管理计算机及其局域网与监控计算机相连接，随时读取现场信息，实现生产管理。
在这一级上，从安全性考虑，管理计算机不能直接干预DCS的控制。
分散控制使得系统由于某个局部的不可靠而造成对整个系统的损害降到很低的程度，加之各种软硬件技术不断走向成熟，极大地提高了整个系统的可靠性，因而迅速成为工业自动控制系统的主流。
集散控制系统主要特点就是分散控制集中管理。
所谓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。
现场总线系统具有以下技术特点：①系统的开放性；②互可操作性与可用性；③现场设备的智能化与功能自治性；④系统结构的高度分散性；⑤对现场环境的适应性。
它是工业控制网络向现场级发展的产物，完整地实现了控制技术、计算机技术与通信技术的集成，其通信协议基本遵照ISO/OSI参考模型，主要实现第1、2、7层（物理层、数据链路层和应用层）功能。
现场总线是应用于过程控制现场的一种数字网络，它不仅包含有过程控制信息交换，而且还包含设备管理信息的交流。
现场总线技术在DCS中应用
现场总线技术在DCS中的应用一、DCS概述现代化工业技术的飞速发展，使工业生产过程的控制规模不断扩大，复杂程度不断增加，因而对过程控制和生产管理系统提出了越来越高的要求。
信息技术的发展也导致了自动化领域的深刻变革，并逐渐形成了，自动化领域的开放系统互联通信网络，形成了全分布式网络集成化自控系统。
集散控制系统作为一种多机系统，即多台计算机分别控制不同的对象或设备，各自构成子系统，各子系统间有通信或网络互联关系，从整体系统上说，在功能上、逻辑上、物理上以及地理位置上都是分散的。
总之，以计算机网络为核心组成的控制系统都是集散控制系统，它是控制技术、计算机技术、通信技术和CRT显示技术的结晶，并且已经在工业控制领域得到广泛应用，成为过程工业自动控制的主流之一。
随着计算机技术、网络通信技术的发展。
开放性系统不仅使不同生产厂商的集散控制系统产品互联，而且使得它们可以方便地进行数据交换以及第三方软件的应用。
引进的集散控制系统以及自主开发的集散控制系统，应用的工业控制领域已遍及了石油化工、冶金、炼油、建材、纺织、制药以及电力系统等各行各业。
通过对集散控制系统的学习、分析和研究，更好地掌握集散控制系统的组成选择。
集散控制系统（DCS），又称分布式计算机控制系统，是以微处理器为基础的集中分散型控制系统，以满足现代化工业生产和日益复杂的控制对象的要求为前提，应用于生产过程监视、控制技术发展和计算机与网络技术的一种新型过程控制系统，集散控制系统的“集”含义是集中管理，“散”含义是分散控制，它们是集散控制系统的主要特征。
DCS具有以下特点：(1)高可靠性由于DCS将系统控制功能分散在各台计算机上实现，系统结构采用容错设计，因此某一台计算机出现的故障不会导致系统其它功能的丧失。
此外，由于系统中各台计算机所承担的任务比较单一，可以针对需要实现的功能采用具有特定结构和软件的专用计算机，从而使系统中每台计算机的可靠性也得到提高。
集散控制系统及现场总线
05
集散控制系统与现场总线的发展 趋势
技术发展趋势
01
智能化
随着人工智能和机器学习技术的发展，集散控制系统和现场总线将实现
更高程度的智能化，包括自适应控制、智能故障诊断和预测性维护等功
能。
02
网络化
工业物联网技术的发展将促进集散控制系统和现场总线的网络化，实现
设备与系统之间、系统与系统之间的互联互通，提高数据传输效率和系
统协同能力。
03
安全性增强
随着网络安全威胁的增加，集散控制系统和现场总线的安全性将受到更
多关注。未来，相关技术和标准将更加注重系统安全防护、数据加密和
防止恶意攻击等方面。
产业发展趋势
行业融合
集散控制系统和现场总线作为工业自动化领域的重要技术， 将与智能制造、工业互联网等产业深度融合，推动工业领 域的数字化、网络化和智能化发展。
高可靠性
DCS系统采用模块化设计，易于扩展和升 级，能够适应不同规模和复杂度的控制需 求。
DCS系统通常采用冗余设计和故障自诊断 技术，确保在出现故障时能够及时发现并 处理，保障系统的连续稳定运行。
02
现场总线
现场总线的定义
现场总线是一种用于工业自动化领域 的通信协议，它实现了智能设备之间 以及智能设备与控制系统之间的实时 、双向、数字化的通信。
交通运输领域的应用
智能交通系统
电动汽车充电设施
集散控制系统通过现场总线技术实现对 交通信号灯、摄像头、检测器等设备的 远程监控和控制，提高交通运行效率。
利用现场总线技术构建电动汽车充电设施监 控系统，实现对充电设备的远程监控和管理 ，提高充电设施的运行效率和服务质量。
轨道交通自动化
在地铁、轻轨等轨道交通领域，DCS 可实现对列车运行、信号系统、乘客 信息系统等的集中管理和控制。
dcs及现场总线技术总结
dcs及现场总线技术总结篇一：dcS技术和现场总线dcS技术和现场总线dcS及现场总线技术是由计算机、信号处理、测量控制、网络通信和人机接口等技术综合产生的一门应用技术。
dcS即所谓分布式控制系统，或称之为集散系统，是相对于集中控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它是集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。
1995年国际标准化组织（iSo）定义：dcS系统式一类满足大型工业生产和日益复杂的过程控制要求，从综合自动化角度出发，按功能集散，管理集中的原则构思，具有高度可靠性指标，将微处理技术、数字通讯技术、人机接口技术相结合，用于采集、过程控制和生产管理的综合控制系统。
生产发展的需要，电子技术、计算机技术的发展，最早的基于大型机的直接数字控制技术即ddc技术，集中管理，集中控制，这些都促进了dcS技术的发展。
dcS具有如下特点：1.相同或类似的结构。
2.分级递阶结构。
3.计算机技术的应用。
4.丰富的功能软件包。
5.强有力友好的操作界面。
6.高可靠性的技术。
dcS自70年代问世以来，很多公司各自推出了不同设计、风格各异的即使是同一厂家，其早期产品和近期产品也有不少的差异。
但是，尽管种种的dcS千差万别，其核心却基本上是一致的，我们可以简单的将其归纳为“三点一线”式的结构。
“一线”是指dcS的骨架计算机网络，“三点”则是指连接在网络上的3个不同类型的节点。
这3种不同类型的节点是：面向被控制过程现场的i/o控制站；面向操作人员的控制站；面向dcS监督管理人员的工程师站。
dcS主要的基本组成部分如下：1.dcS的系统网络SnET用于dcS的计算机网络很多方面的要求不同于通用的计算机网络。
它是一个实时网络，也就是说，网络需要根据现场通信的实时性的要求，在确定的时限内完成信息的传送。
2.现场i/o控制站现场i/o控制站是完成对过程现场i/o处理并实现直接数字控制（ddc）的网络节点。
3.操作员站dcS的操作员站是处理一切与运行操作有关的人机界面（oi-operatorinterface）或（mmi-manmachineinterface）功能的网络节点，其主要功能就是为系统的运行操作人员提供人机界面，使操作员可以通过它及时了解现场的运行状态、各种运行参数的当前值、是否有异常情况发生等。
融入现场总线技术的DCS在火电厂的应用研究
融入现场总线技术的DCS在火电厂的应用研究随着信息技术不断的发展，工业自动化系统正向数字化、网络化方向发展。
现场总线技术是数字化、网络化的重要组成部分，对于加强分布式控制系统（DCS）的集成应用、提高系统性能、降低系统成本具有重要的意义。
本文以火电厂为例，探讨了DCS融入现场总线技术的应用研究。
一、现场总线技术的概述现场总线技术是一种采用数字通信技术，实现现场设备数据通信与控制命令传递的技术。
它能够实现现场设备的数字化、智能化、网络化，并在系统集成中充当着“车轮传动者”的重要作用，实现数据的共享、保证系统的同步性和可靠性。
常见的现场总线技术有Profibus、Fieldbus、CAN等。
其中，Profibus是最常见最广泛使用的现场总线之一，Fieldbus具有较强的数据处理能力、网络可靠性和数据传输速度，CAN则主要用于小型智能设备的通讯，如传感器和执行器等。
二、DCS的应用研究DCS是一种以工业控制为核心的工程自动化系统，主要应用于工厂、过程控制和生产过程中的自动化控制。
它具有分布式控制、多通道控制、模块化、可靠性高等特点，在工业自动化中占据着非常重要的地位。
DCS在火电厂的应用主要包括了锅炉控制、汽轮机控制、辅机系统控制等。
在传统的DCS应用中，各设备的数据采集和信号输出采用模拟信号的方式进行，接线复杂，不易扩展和维护。
同时，传统DCS存在着通讯速率低、误差大、可靠性差、抗干扰能力差等缺陷，对于火电厂的安全生产和环保控制带来了一定的隐患和风险。
DCS采用现场总线技术后，具有以下显著优势：1. 增强了控制系统的可靠性和系统性能。
利用现场总线技术，可以实现设备现场数据采集、处理、传输等一系列自动化功能，极大地提高了控制系统的可靠性和系统性能。
通过数字通信技术，可以快速、准确地实现数据的传输和控制命令的下达，大大降低了误差率和通讯故障率。
2. 简化了设备接线，降低了现场设备成本。
现场总线技术可以将数十条控制信号线缩短至一根总线，使设备接线更加简单明了，避免了复杂接线和繁琐的工作量，同时大幅降低了设备成本和时间成本。
DCS技术和现场总线技术的结合
DCS技术和现场总线技术的结合摘要：本文从现场总线技术与DCS系统的概念入手，分析现场总线技术和DCS系统的特点，再结合两者的在实际中的应用，从中了解到两者之间的内在联系，发现两者在将来的发展是一个统一的整体，DCS系统中必然用到现场总线技术，现场总线技术也将依附与DCS系统中。
最后得出DCS系统和现场总线控制系统结合发展的结论。
现场总线的概念根据国际电工委员会IEC61158标准的定义，现场总线是指应用在制造过程区域现场装置和控制室内自动控制装置之间的包括数字式、多点、串行通信的数据总线，即工业数据总线。
是开放式、数字化、多点通信的底层通信网络。
以现场总线为技术核心的工业控制系统，称为现场总线控制系统FCS（Fieldbus Control System），它是自20世纪80年代末发展起来的新型网络集成式全分布控制系统。
其中，现场总线系统一般被称为第五代控制系统。
第一代控制系统为50年代前的气动信号控制系统PCS，第二代为4~20mA等电动模拟信号控制系统，第三代为数字计算机集中式控制系统，第四代为70年代中期以来的集散式分布控制系统DCS。
DCS的概念DCS即所谓分布式控制系统，或称之为集散系统，是相对于集中控制系统而言的一种非常成熟的计算机控制系统，它是集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。
1995年国际标准化组织（ISO）定义：DCS系统式一类满足大型工业生产和日益复杂的过程控制要求，从综合自动化角度出发，按功能集散，管理集中的原则构思，具有高度可靠性指标，将微处理技术、数字通讯技术、人机接口技术相结合，用于采集、过程控制和生产管理的综合控制系统。
生产发展的需要，电子技术、计算机技术的发展，最早的基于大型机的直接数字控制技术即DDC技术，集中管理，集中控制，这些都促进了DCS技术的发展。
现场总线技术的特点现场总线技术具有系统的开放性，互可操作性与互用性，现场设备的智能化与功能自治性，系统结构的高度分散性以及对现场环境的适应性等。
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《 电 气自 动 化 １ ２ ０ １ ３ 年 第３ ５ 卷 第１ 期
综 述
Ｓ ｕ ｒ ｖ ｅ ｙ
Ｄ Ｃ Ｓ与 现 场 总 线 综 述
张 桢 ，牛 玉 刚
（ 华东理工大学 信息科学与工程学院 ， 上海 摘
２ ０ ０ ２ ３ ７ ）
要 ：现场总线技术对工业领域的意义是非常 巨大的 。首先 ， 集散控制系统 的概述 、 发展历史和组成结构在文 中一一 简述 ， 接着从形 成背景、 概念 、 特点 、 优势和组成 出发 ， 对现场总线技术 在工业控制 中的应用现状及最新进展进行 了综述 ， 并且介绍了几种 国际 上流行 的现场总线如 Ｃ Ａ Ｎ总线 、 Ｌ ｏ ｎ Ｗｏ ｒ ｋ ｓ 总线 、 基金会现场总线 、 Ｈ Ａ Ｒ Ｔ总线 、 Ｐ ｒ ｏ ｉ ｆ ｂ ｕ ｓ 总线 和它们的通信协议 、 应用领域 和实 时性 ， 以及他们应对技术变革和系统故障采取 的对策 。
ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｆｉ ｅ ｌ ｄｂ ｕｓ ｅ ｓ ｓ ｕ ｃ ｈ ａ ｓ ＣＡＮ，Ｌ ｏｎ Ｗｏ ｒ ｋｓ ，ＦＦ，ＨＡＲＴ ，Ｐｒ ｏ ｉｂｕ ｆ ｓ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｍ ｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｔ ｏ ｃ ｏ ｌ ，ａ ｐ ｐｌ ｉ ｅ ｄ ｆ ｉｅ ｌ ｄ，ｒ ｅ ａ ｌ—ｔ ｉ ｍｅ ａ ｒ ｉ ｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｄ ｅ ａ ｌ ｉ ｎ ｇ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｃ ｈａ ｎｇ ｅ ｓ ｉ ｎ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎｏ ｌ ｏ ｙ ｇ ａ ｎｄ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｆ ａ ｉ ｌ ｕｒ ｅ ａ ｒ ｅ ａ ｌ ｓ ｏ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ．
分散的仪表控制系统和集中式 计算 机控 制系统的特点。
１ ． １ 集散 控 制系统 的发展
集散控制 系统可分为 三个 阶段 ： （ １ ）采用 了以微处 理器 为基 础 的过程 控制单 元 ， 具 有各 种 控制功能要 求 的算 法 ， 同时采用 了带 Ｃ Ｒ Ｔ显示 器 的操 作站 和冗
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关键词 ：Ｄ Ｃ Ｓ ； 现场总线 ； 协议 ； 通信 网络 ； 现场设备
Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ－ ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０－ ３ ８ ８ ６ ． ２ ０ １ ３ ． ０ １ ． ０ ０ ２
［ 中图分类号 ］Ｔ Ｐ ３ ３ ６ ［ 文献标志码 ］Ａ ［ 文章编号 ］１ ０ ０ ０—３ ８ ８ ６ （ ２ ０ １ ３ ） 叭 一 ０ ０ ０ ４— ０ ３
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ￣ ： ＤＣ Ｓ； Ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ ｂ ｕ ｓ； ｐ ｒ ｏ ｔ ｏ ｃ ｏ ｌ； ｃ ｏ ｍｍｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｎ ｅ ｔ ｗ ｏ ｒ ｋ； ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ
０ 引 言
随着科技 的进 步 、 生产力 的发展 和信息 时代 的来临 ， 社会 对