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人工智人-家居设计-符合CAN协议的智能设备的研制.pdf
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前 言 3
前 言
自控技术是当代最重要的高技术之一,也是推动新技术革命和新产业革
命的和新技术。现在对自控系统的要求不仅是保持个别变量的稳定,而且要
实现多变量的最优控制。分析与设计最优控制系统成为现代控制理论的基本
内容。对于复杂的、分散的控制对象,由于它们往往是同时、并行、独立地
工作,分布很广,因此把它们联系起来实现分散控制是控制技术的一个重要
发展方向。
工业控制系统的发展主要表现为:控制面向多元化,系统面向分散化。
这种分散式工业控制系统,较之分散型仪表控制系统和集中型计算机控制系
统,在应用范围、可靠性、可扩展性、智能化等方面都有明显的优势。现场
总线能满足过程控制和制造业自动化的需要,是当今工业数据总线的研究热
点。虽然现场总线尚未提出一个完善统一的标准,但其高性能价格比仍吸引
众多工业控制系统采用。也正应为它尚未发展成熟,吸引了众多技术人员来进
行探索。
现场总线控制系统正与DCS相融合,并将逐步取代现行的DCS系统,
是工业控制系统的发展方向。与之紧密联系的工控机、PLC,最底层设备如
仪表、执行器等,也正进行革新,以适应新型控制系统的要求。底层设备要
实现数字化、智能化,功能更强,自治性也更强。
总之,现场总线技术的发展,对未来的控制技术会产生重大影响。
2001-03-09
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一 概 述
一 概述
1.1现场总线技术简介
随着电子技术、计算机技术、控制及通讯、网络技术的发展,自动化
系统逐步形成了以网络集成自动化为基础的企业信息系统。而要实现生产过
程的信息集成,需要一种能在工业现场环境下可靠运行、低成本的通信系统,
由此产生了现场总线。
现场总线是应用在生产现场、在智能测控设备之间实现双向串行多节点
数字通信的系统,也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。国
际电子技术委员会 (IEC)将低级工业数据总线定名为现场总线。它在制造
业、工业、交通、楼宇等自动化系统中有广泛的应用前景。现场总线的出现,
导致了控制系统结构的重大变革。它连接底层的现场仪表和现场设备,是现
场通信网络与控制系统的集成,由此形成了新型的网络集成式全分布控制系
统,即现场总线控制系统 (FCS)。与以往的控制系统相比,FCS的功能更加
完善、性能更加卓越。
开放系统互连 (OSI)参考模型规定了七个层次 (IS07498 ),为满足实
时性要求及降低成本,现场总线的通信模型一般在OR的基础上进行了不同
程度的简化。典型的现场总线协议模型采用了OSI中的物理层、数据链路层、
和应用层,考虑现场总线的具体特点,又设置一个总线访问子层。在这其中,
数据链路层是核心内容,它进行通信的流量与差错控制。
概括起来,现场总线系统有如下技术特点:
·系统的开放性。通信协议标准化、公开化,不同厂商的遵守相同标准
的设备或系统可以互相连接并实现信息交换。用户可以按照具体需要,选择
不同供应商的设备来组织一个开放互连系统。
·互可操作性与互用性。互可操作性是实现互联设备、系统的信息传递
与沟通;互用性是指不同厂家的性能类似的产品可相互替换。
·现场设备的智能化与功能自治性。将传感测量、补偿计算、工程量标
定处理、自检测和控制等功能分散到现场设备中进行,现场设备即可完成基
本的控制功能,并随时检测设备运行状态。
·系统结构的高度分散性。改变了DCS集中与分散相结合的集散控制
系统体系,系统结构进一步简化,提高了可靠性。
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