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现场总线技术及其应用

段柏林  
【摘要】: 过程控制技术的发展从分立设备发展到共享设备,从控制手段来分,它经历了四个发展阶段:人工控制阶段、模拟仪表控制系统阶段(50年代开始)、计算机集中监督控制系统阶段(60年代开始)、分散控制系统(DCS)阶段(70年代中期开始)。而目前机舱自动监控系统大多采用集散式控制系统(DCS),该系统具有集中管理分散控制的特点,但也存在风险集中等缺点。新近出现的现场总线控制系统可以实现真正的分散控制,具有开放性和互操作性等优点。但至今为止,在自动化领域中,现场总线的应用还主要是在近20年来发展起来的PLC控制系统(离散控制为主的系统)中得到推广并获得成功。而在最早需求总线控制、其系统构成和控制要求复杂的过程控制系统中,现场总线的应用却还处于试点和起步阶段。 本文重点介绍工业过程中现场总线的技术及应用,分别对LonWorks和CAN现场总线技术进行了深入的研究,并将它们的特点进行了比较,将它们成功应用于自动化机舱监控系统和航运仿真中心防火防盗监控报警系统中。基于现场总线技术的报警监控系统作为大型船舶自动化机舱仿真系统的一部分,改变了传统的DCS监控方式,不论是从系统设计、工程实施、管理维护,还是从节省的人力物力的角度出发来看,都是其它技术所不及的。利用现场总线技术后开发费用、布线及安装费用大大降低,运行可靠性大大提高,现场总线技术在工业自动化方面尤其是在船舶无人自动化机舱的应用有十分良好的前景。航运仿真中心实验室采用Lonworks总线技术组成功能强大的报警监控系统,并将视频信号和监控系统结合起来,对实验室的各个区域进行监控,达到了防火防盗的目的,这种联控报警是网络时代的创新,对过去传统意义上的监控是一个突破。 本文还对基于现场总线技术与WEB服务器技术的远程监控系统应用进行了探索,基于Internet的远程实时监控系统构成了Internet网——企业网——现场总线三级模式,不仅可以实现异地监控,也可以实现大范围的资源共享。将实时监控应用系统架构于Internet计算机环境中,可以从许多方面改善监控系统的性能和扩展增强系统功能,有一定的应用前景。


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