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基于现场总线的过程控制系统集成研究

孔令光  
【摘要】:现场总线使企业信息网络延伸到生产现场,掀起了控制领域的一次革命。由于其背后巨大利益的推动,其国际标准的制定出现了无可奈何的多元化趋势。同时,基于TCP/IP协议的商用以太网技术逐渐渗透到了工业控制领域。最终用户不得不面对已有系统和众多新技术的抉择,于是出现了多总线系统集成构建企业管控一体化网络的要求和趋势。 针对这一要求,本文首先分析了控制系统的历程与发展趋势,提出了控制系统网络化发展的观点,在此基础上,构建了企业一体化系统网络结构模型,即Infranet/Intranet/Internet模式。底层网络Infranet的集成是企业一体化的核心,对于异构现场总线网络,本文分别给出了实现网络集成、控制集成以及应用集成的方法。Infranet和上层Ethernet的集成,是企业一体化系统集成的关键,OPC技术是解决这一关键问题广泛采用的技术手段。传统的DCS系统依然被广泛使用。DCS与FCS集成具有广泛的市场空间,本文提出了各种情形下的实现方法。通过现场总线接口卡可以将现场总线网段在DCS控制器的I/O子系统模块上集成。DCS和FCS还可以通过网关实现数据交换,或者在DCS的上层LAN上实现两者的互联。最后结合油气处理站的控制系统改造课题,在对其控制系统与信息系统集成现状详细了解的基础上,给出了油气处理站集成信息系统的设计方案。该方案大部分已经通过调试,进入评估运行阶段,目前看来,该系统充分发挥了现场总线作为企业底层信息网络的强大功能,优化了控制,节省了成本,基本实现了企业管理、控制一体化的目标。


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