计算机分散控制系统第3-5讲讲.ppt

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1、计算机分散控制系统第三讲、集散控制系统过程控制系统的发展历史一、的基本概念它是技术的产物（计算机技术、通信技术、控制它是技术的产物（计算机技术、通信技术、控制技术，图形显示技术）技术，图形显示技术）它是通过某种通信网络将现场控制站、操作员站、工它是通过某种通信网络将现场控制站、操作员站、工程师站联系起来，共同完成分级控制、集中管理的综合程师站联系起来，共同完成分级控制、集中管理的综合控制系统。它的基本设计思想是危险分散、控制功能分控制系统。它的基本设计思想是危险分散、控制功能分散、而操作和管理集中。散、而操作和管理集中。英文缩写英文缩写（DISTRIBUTED CONTROL SYSTEMDI

2、STRIBUTED CONTROL SYSTEM)二、分散控制系统的产生在复杂化过程控制需求推动下在复杂化过程控制需求推动下;在总结和吸取常规模拟仪表控制优点基础上在总结和吸取常规模拟仪表控制优点基础上;在总结和吸取总结和吸取计算机控制优点的基础上;综合应用现代科技成果的基础上。三、集散控制系统的发展历程经历了三个发展阶段：u第一阶段：第一阶段：1975-1980(1975-1980(初始阶段初始阶段).TDC2000).TDC2000系统，横河的系统，横河的ECNTUMECNTUM系统，系统，BaileyBailey公司公司N-90N-90系统等系统等这一时期的产品在技术上尚存在一定的局限性

3、；这一时期的产品在技术上尚存在一定的局限性；系统尚采用系统尚采用8 8位或位或1616位微处理器；位微处理器；通讯所采用的是初级工业控制局部网络；通讯所采用的是初级工业控制局部网络；有的系统还不具备顺序控制等功能。有的系统还不具备顺序控制等功能。u第二阶段：第二阶段：1980-1985(1980-1985(成熟阶段成熟阶段).).随着信息和网随着信息和网络技术的发展，控制功能增强，系统软硬件水平络技术的发展，控制功能增强，系统软硬件水平提高，如提高，如CPUCPU由由1616位向位向3232位发展位发展,价格下降价格下降是DCS的成长阶段。其特点是：产品设计走向标准化、模块化系统的适应性及其扩

4、充的灵活性增强。工作单元结构化控制功能更加完善，用户界面更加友好数据通讯的能力大大加强并向着标准化方向发展管理功能得到分散可靠性进一步提高u第三阶段：第三阶段：(80(80年代中、后期年代中、后期)(1985)(1985)年以后扩展阶段年以后扩展阶段.把把过程控制监督控制管理调度结合到一块，使的系统功过程控制监督控制管理调度结合到一块，使的系统功能综合化，网格水平开放化能综合化，网格水平开放化.TDC3000,INFI-90.TDC3000,INFI-90等等是DCS的完善阶段。目前分散控制系统仍在不断融合多种先进技术，使其规模、功能、可靠性、柔软性、适应性、灵活性、实时性、扩展性、经济性等不

5、断完善和提高。至今,世界上几十家公司已推出近百个分散控制系统品种，且有几代产品。四、分散控制系统的应用 DCS DCS以良好的技术效果和经济效果，显示出强大的竞以良好的技术效果和经济效果，显示出强大的竞争力，被公认为当今最先进的过程控制系统。目前，国内争力，被公认为当今最先进的过程控制系统。目前，国内新建的大型火电机组都积极地采用分散控制系统。新建的大型火电机组都积极地采用分散控制系统。DCS一经问世，在电力工业、钢铁冶炼等领域中得到了广泛地应用。不同程度上提高了单元火电机组、炉温等的数据采集与处理、生产过程控制、逻辑控制、监视报警、联锁保护、操作、管理的能力和水平，加速了我国生产自动化的发展

6、五、集散控制系统的基本组成五、集散控制系统的基本组成它由过程控制单元、数据采集器、它由过程控制单元、数据采集器、CRTCRT操作操作站、监控计算机以及高速数据通路等五部分组成。站、监控计算机以及高速数据通路等五部分组成。三级结构说明1 1 现场圾现场圾现场级设备一般位于被控生产过程的附近现场级设备一般位于被控生产过程的附近典型的现场级设备是各类传感器、变送器和典型的现场级设备是各类传感器、变送器和执行器，它们将生产过程中的各种物理量转换执行器，它们将生产过程中的各种物理量转换为电信号。为电信号。例如例如4-20mA4-20mA的电信号的电信号(一般变送器一般变送器)送往控送往控制站或数据采集站

7、，或者将控制站输出的控制制站或数据采集站，或者将控制站输出的控制量量(420mA(420mA的电信号的电信号)转换成机械位移，带转换成机械位移，带动调节机构，实现对生产过程的控制动调节机构，实现对生产过程的控制 控制级控制级控制级主要由过程控制站和数据采集站构成控制级主要由过程控制站和数据采集站构成一一 般在电厂中，把过程控制站和数据采集站集中安装般在电厂中，把过程控制站和数据采集站集中安装在位于主控室后的电子设备室中。在位于主控室后的电子设备室中。过程控制站接收由现场设备，如传感器、变送器来的过程控制站接收由现场设备，如传感器、变送器来的信号，按照一定的控制策略计算出所需的控制量，并送信号，

8、按照一定的控制策略计算出所需的控制量，并送回到现场的执行器中去回到现场的执行器中去过程控制站可以同时完成连续控制、顺序控制或逻辑控过程控制站可以同时完成连续控制、顺序控制或逻辑控制功能，也可能仅完成其中的一种控制功能制功能，也可能仅完成其中的一种控制功能数据采集站与过程控制站类似。数据采集站与过程控制站类似。监控级监控级监控级监控级的主要设备有运行员操作站、工程师工作站和计算站。监控级监控级的主要设备有运行员操作站、工程师工作站和计算站。监控级监控级的主要设备有运行员操作站、工程师工作站和计算站。监控级监控级的主要设备有运行员操作站、工程师工作站和计算站。运行员操作站是运行员与控制系统交换信息

9、的人机接口设备。运行员操作站是运行员与控制系统交换信息的人机接口设备。运行员操作站是运行员与控制系统交换信息的人机接口设备。运行员操作站是运行员与控制系统交换信息的人机接口设备。工程师工作站是为了控制工程师对分散控制系统进行配置、组态、调工程师工作站是为了控制工程师对分散控制系统进行配置、组态、调工程师工作站是为了控制工程师对分散控制系统进行配置、组态、调工程师工作站是为了控制工程师对分散控制系统进行配置、组态、调试、维护所设计的工作站试、维护所设计的工作站试、维护所设计的工作站试、维护所设计的工作站工程师工作站一般由工程师工作站一般由工程师工作站一般由工程师工作站一般由PcPc机配置一定数量

10、的外部设备所组成，例如打印机配置一定数量的外部设备所组成，例如打印机配置一定数量的外部设备所组成，例如打印机配置一定数量的外部设备所组成，例如打印机、绘图机等。机、绘图机等。机、绘图机等。机、绘图机等。计算站的主要任务是实现对牛产过程的监督控制，例如机组运行优化计算站的主要任务是实现对牛产过程的监督控制，例如机组运行优化计算站的主要任务是实现对牛产过程的监督控制，例如机组运行优化计算站的主要任务是实现对牛产过程的监督控制，例如机组运行优化和件能计算一般，和件能计算一般，和件能计算一般，和件能计算一般，if if算站由超级微型机或小型机构成。算站由超级微型机或小型机构成。算站由超级微型机或小型机

11、构成。算站由超级微型机或小型机构成。管理级管理级管理级管理级一般来说，它可能是一个发电厂长级管理汁算机，也可能一般来说，它可能是一个发电厂长级管理汁算机，也可能一般来说，它可能是一个发电厂长级管理汁算机，也可能一般来说，它可能是一个发电厂长级管理汁算机，也可能是经理、总工程帅、值班长等政管理或运行管理人员是经理、总工程帅、值班长等政管理或运行管理人员是经理、总工程帅、值班长等政管理或运行管理人员是经理、总工程帅、值班长等政管理或运行管理人员厂级管理系统的主要任务是监测企业各部分的运行情况。厂级管理系统的主要任务是监测企业各部分的运行情况。厂级管理系统的主要任务是监测企业各部分的运行情况。厂级管

12、理系统的主要任务是监测企业各部分的运行情况。对管理计算机的要求：对管理计算机的要求：对管理计算机的要求：对管理计算机的要求：能够对控制系统做出高速反应的实时操作系统。能够对控制系统做出高速反应的实时操作系统。能够对控制系统做出高速反应的实时操作系统。能够对控制系统做出高速反应的实时操作系统。能够长期保存生产数据的人机接口能够长期保存生产数据的人机接口能够长期保存生产数据的人机接口能够长期保存生产数据的人机接口丰富的数据库管理软件，过程数据收集软件，人机接口软丰富的数据库管理软件，过程数据收集软件，人机接口软丰富的数据库管理软件，过程数据收集软件，人机接口软丰富的数据库管理软件，过程数据收集软件

13、，人机接口软件以及生产管理系统等工具软件。件以及生产管理系统等工具软件。件以及生产管理系统等工具软件。件以及生产管理系统等工具软件。第四讲第四讲的网络通信技术计算机网络计算机网络定义：定义：计算机网络是将地理位置不同，而且具有计算机网络是将地理位置不同，而且具有计算机网络是将地理位置不同，而且具有计算机网络是将地理位置不同，而且具有独立功能的多个计算机系统，通过通信设备和线独立功能的多个计算机系统，通过通信设备和线独立功能的多个计算机系统，通过通信设备和线独立功能的多个计算机系统，通过通信设备和线路连接起来，由功能完善的网络软件路连接起来，由功能完善的网络软件路连接起来，由功能完善的网络软件路

14、连接起来，由功能完善的网络软件(网络协议、网络协议、网络协议、网络协议、信息交换方式、控制程序和网络操作系统信息交换方式、控制程序和网络操作系统信息交换方式、控制程序和网络操作系统信息交换方式、控制程序和网络操作系统)实现网实现网实现网实现网络资源络资源络资源络资源(硬件、软件、信息硬件、软件、信息硬件、软件、信息硬件、软件、信息)共享的系统。共享的系统。共享的系统。共享的系统。分类：分类：远程网、广域网、局域网及互联网远程网、广域网、局域网及互联网网络结构及特点网络结构及特点计算机网络结构，如书上页图计算机网络结构，如书上页图计算机网络结构，如书上页图计算机网络结构，如书上页图2-22-2所

15、示所示所示所示主机主机主机主机接口，又称节点接口，又称节点接口，又称节点接口，又称节点通信链路通信链路通信链路通信链路通信子网通信子网通信子网通信子网资源子网。资源子网。资源子网。资源子网。通信子网类型：通信子网类型：通信子网类型：通信子网类型：点对点子网点对点子网点对点子网点对点子网广播子网。广播子网。广播子网。广播子网。点对点子网的特点是：每一条通信链路只连接一对节点。点对点子网的特点是：每一条通信链路只连接一对节点。点对点子网的特点是：每一条通信链路只连接一对节点。点对点子网的特点是：每一条通信链路只连接一对节点。如果不是在同一条链路上的两个节点之间要通信，必须经如果不是在同一条链路上的

16、两个节点之间要通信，必须经如果不是在同一条链路上的两个节点之间要通信，必须经如果不是在同一条链路上的两个节点之间要通信，必须经过一些中间节点进行间接通信过一些中间节点进行间接通信过一些中间节点进行间接通信过一些中间节点进行间接通信点对点子网的拓扑结构主要有全连接、星形连接、环形连点对点子网的拓扑结构主要有全连接、星形连接、环形连点对点子网的拓扑结构主要有全连接、星形连接、环形连点对点子网的拓扑结构主要有全连接、星形连接、环形连接、树形连接以及不规则连接等形式，如书上接、树形连接以及不规则连接等形式，如书上接、树形连接以及不规则连接等形式，如书上接、树形连接以及不规则连接等形式，如书上 页图页图

17、页图页图所示所示所示所示广播子网的特点：广播子网的特点：所有节点共享单一的通信媒体，任何一个节点发出的信所有节点共享单一的通信媒体，任何一个节点发出的信息都能直接被所有节点接收到，而不需经过中间节点的息都能直接被所有节点接收到，而不需经过中间节点的转接，因此，又称多点共享。转接，因此，又称多点共享。n广播子网传播方式：广播子网传播方式：有无线有无线有无线有无线无线无线无线无线其中总线网和环形总线网是有线广播子网的常其中总线网和环形总线网是有线广播子网的常其中总线网和环形总线网是有线广播子网的常其中总线网和环形总线网是有线广播子网的常见拓扑结构，如图见拓扑结构，如图见拓扑结构，如图见拓扑结构，如

18、图2-42-4所示，其中图所示，其中图所示，其中图所示，其中图2 24a4a为总为总为总为总线网，图线网，图线网，图线网，图2-4b2-4b为环形总线网。为环形总线网。为环形总线网。为环形总线网。a)总线网总线网b)环形总线网环形总线网图图2-4广播子网拓扑结构广播子网拓扑结构通信介质通信介质通信介质又称传输介质或信道，是指连接网上各节点之间通信介质又称传输介质或信道，是指连接网上各节点之间通信介质又称传输介质或信道，是指连接网上各节点之间通信介质又称传输介质或信道，是指连接网上各节点之间的物理信号通路。常见的通信介质有三种：的物理信号通路。常见的通信介质有三种：的物理信号通路。常见的通信介质

19、有三种：的物理信号通路。常见的通信介质有三种：双绞线双绞线双绞线双绞线同轴电缆同轴电缆同轴电缆同轴电缆光缆光缆光缆光缆a)a)双绞线双绞线双绞线双绞线 b)b)同轴电缆同轴电缆同轴电缆同轴电缆 C)C)光缆光缆光缆光缆图图图图2525通信介质通信介质通信介质通信介质 对通讯介质作进一步说明：通讯介质是连接系统各个站点的物理信号通通讯介质是连接系统各个站点的物理信号通道。道。在在DCSDCS中中,数据通讯普遍采用的通讯介质有以数据通讯普遍采用的通讯介质有以下三种：下三种：（一）双绞线（一）双绞线铜导线绝缘层屏蔽护套绝缘护套适应于低速传输场合，适应于低速传输场合，最大带宽约最大带宽约100kHz1

20、MHz100kHz1MHz，传输速率一般小于传输速率一般小于2Mbps2Mbps。模拟信号传输时每模拟信号传输时每56km56km要有一个放大器，要有一个放大器，数字信号传输时每数字信号传输时每23km23km需要一个转发器。需要一个转发器。（二）同轴电缆（二）同轴电缆内导体中间绝缘体外屏蔽导体外绝缘层同轴电缆大致可分两类：同轴电缆大致可分两类：1、基带同轴电缆（如（如5050同轴电缆）同轴电缆）2、宽带同轴电缆（如（如7575同轴电缆）同轴电缆）（三）光缆（三）光缆内芯覆层合成钎维层绝缘层光缆中的信息是以光的形式传输的，它对电磁干扰几乎毫无反应。主要缺点是分支、连接比较困难和复杂，需采用专用

21、的光缆连接器。三种通讯介质的特点：三种通讯介质的特点：介质 项目双绞线同轴电缆光缆传输介质价格较低较高较高连接件价格低较低高标准化程度高较高低连接简单需专用连接器需复杂连接器和工艺敷设简单稍复杂简单抗干扰能力较好很好特别好环境的适应性较好较好特别好适用的网络环形网 总线型或环形网目前多用于环形网 4 4 数据通信数据通信 通信的目的就是传输信息通信的目的就是传输信息通信的目的就是传输信息通信的目的就是传输信息(如语言、文字、数码、符号、图像等如语言、文字、数码、符号、图像等如语言、文字、数码、符号、图像等如语言、文字、数码、符号、图像等)。传。传。传。传输信息的实体就是数据输信息的实体就是数据

22、输信息的实体就是数据输信息的实体就是数据数字数据数字数据数字数据数字数据模拟数据模拟数据模拟数据模拟数据 信息的传送有以下信息的传送有以下信息的传送有以下信息的传送有以下4 4种组合形式种组合形式种组合形式种组合形式 ：1 1模拟数据的模拟信号传送模拟数据的模拟信号传送模拟数据的模拟信号传送模拟数据的模拟信号传送 2 2模拟数据的数字信号传送模拟数据的数字信号传送模拟数据的数字信号传送模拟数据的数字信号传送 3 3数字数据的模拟信号传送数字数据的模拟信号传送数字数据的模拟信号传送数字数据的模拟信号传送 4 4数字数据的数字信号传送数字数据的数字信号传送数字数据的数字信号传送数字数据的数字信号传

23、送 通信的类型存在两大类通信方式：非电通信和电通信。其中电存在两大类通信方式：非电通信和电通信。其中电通信在工业过程中的应用极为普通，它可分为三种类型：通信在工业过程中的应用极为普通，它可分为三种类型：1模拟通信：模拟通信：是以模拟信号传输信息的通信方式。是以模拟信号传输信息的通信方式。例如：在常规控制系统中采用的例如：在常规控制系统中采用的0 10mA或或4 20mA或或0 5V的模拟电信号。的模拟电信号。2数字通信：数字通信：是将模似电信号转换为数字信号后，再进是将模似电信号转换为数字信号后，再进行传输的通信方式。行传输的通信方式。例如：例如：A/D转换器与转换器与CPU之间的信息传输。之

24、间的信息传输。3数据通信：数据通信：是一种通过计算机或其它数字装置与通信是一种通过计算机或其它数字装置与通信线路相结合，实现对数据信息（线路相结合，实现对数据信息（具有一定具有一定编码、格式和位长要求的数字信息编码、格式和位长要求的数字信息）的传）的传输、转换、存储和处理的通信技术。输、转换、存储和处理的通信技术。数据通信与数字通信的不同之处是：数字通信的信息源发出的是模拟信号；数据通信的信息源发出的是数字信息。数据通信是本章讨论的主题根据不同的分类方法加以说明。数据通信方式特点：线路投资省，传输速度比并行通信的速度慢。（一）按数据位的传送方式分，有：1并行通信方式：将一个二进制数据的所有位同

25、时传送并行通信方式：将一个二进制数据的所有位同时传送的方式，如图所示。的方式，如图所示。特点：传送速度快，线路成本高。发 送 装 置接 收 装 置1 0 0 1 0 1 0 02串行通信方式串行通信方式：将一个二进制数据逐位顺序传送的方式，如图所示。发送装置接收装置1 0 0 1 0 1 0 0只适用于近距离的数据通信。适用于长距离传送。（二）按信息的传送方向分，有：发送装置接收装置AB发送装置接收装置接收装置发送装置AB发送装置接收装置接收装置发送装置AB2半双工（半双工（Half duplex）通信方式）通信方式：允许信息在两个方向上传输，但在同一时刻只限于一个方向的传输，如图所示。3全双

26、工（全双工（Full duplex）通信方式）通信方式。允许信息同时在两个方向上进行传输，如图所示。1单单工工（Simplex）通通信信方方式式：只允许信息沿一个方向（而不能作反向）传输。如图所示。2调调制制/解解调调连连接接的的通通信信方方式式：将计算机输出数据经并/串转换后进行调制，然后在双芯传送线上发送；而接收端对收到的信息进行解调，然后经串/并转换使数据复原，如图所示。（三）按连接方式分，有：1总线连接的通信方式总线连接的通信方式：将两台计算机的总线通过缓冲转换器直接相连。如图所示。计算机计算机计算机计算机通信控制调制解调通信控制调制解调计算机计算机I/O接口I/O接口3过程过程I/O

27、连接的通信方式连接的通信方式：利用计算机的输入/输出接口的功能传送数据的，如图所示。计算机计算机高速通道接口高速通道接口高 速 数 据 通 道4高高速速数数据据通通道道连连接接的的通通信信方方式式：采用二进制串行高速传送的方式，如图所示。实现数字数据的数字信号编码方法有多种，常用实现数字数据的数字信号编码方法有多种，常用实现数字数据的数字信号编码方法有多种，常用实现数字数据的数字信号编码方法有多种，常用的的的的3 3种编码方式：如书上图种编码方式：如书上图种编码方式：如书上图种编码方式：如书上图2727所示所示所示所示不归零制编码不归零制编码不归零制编码不归零制编码(NRZ)(NRZ)曼彻斯特

28、曼彻斯特曼彻斯特曼彻斯特(Manchester)(Manchester)编码：编码：编码：编码：重点掌握重点掌握重点掌握重点掌握差分曼彻斯特编码差分曼彻斯特编码差分曼彻斯特编码差分曼彻斯特编码 5数据传输中的差错控制 数据传输系统的基本任务就是高效、无差错地传送数据，数据传输系统的基本任务就是高效、无差错地传送数据，数据传输系统的基本任务就是高效、无差错地传送数据，数据传输系统的基本任务就是高效、无差错地传送数据，但任何传输信道但任何传输信道但任何传输信道但任何传输信道(或传输过程或传输过程或传输过程或传输过程)都会存在一定程度的噪声或都会存在一定程度的噪声或都会存在一定程度的噪声或都会存在一

29、定程度的噪声或干扰，导致接收端收到的二进制数据序列干扰，导致接收端收到的二进制数据序列干扰，导致接收端收到的二进制数据序列干扰，导致接收端收到的二进制数据序列R R与发送端发送与发送端发送与发送端发送与发送端发送出来的二进制数据序列出来的二进制数据序列出来的二进制数据序列出来的二进制数据序列C C不一致，即产生不一致，即产生不一致，即产生不一致，即产生“差错差错差错差错”。例如：例如：例如：例如：C=0 1 0 0 l 1 0 1 0 1 1 C=0 1 0 0 l 1 0 1 0 1 1 R=0 1 1 0 0 l 1 0 0 0 1 R=0 1 1 0 0 l 1 0 0 0 1C C与与

30、与与R R比较，可知第比较，可知第比较，可知第比较，可知第3 3、5 5、7 7、8 8、1010位的二进制位的二进制位的二进制位的二进制数据发生了错误。数据发生了错误。数据发生了错误。数据发生了错误。常用的抗干扰编码有：奇偶校验码，循环常用的抗干扰编码有：奇偶校验码，循环冗余码。冗余码。1奇偶校验码奇偶校验码 垂直奇偶校验垂直奇偶校验垂直奇偶校验垂直奇偶校验水平奇偶校验水平奇偶校验水平奇偶校验水平奇偶校验水平垂直奇偶校验水平垂直奇偶校验水平垂直奇偶校验水平垂直奇偶校验 2循环冗余码循环冗余码 循环冗余校验的编码和检错方法：循环冗余校验的编码和检错方法：是通过位移寄存器是通过位移寄存器触发器等

31、硬件予以实现触发器等硬件予以实现现已制成各种适应不同生成多项式的现已制成各种适应不同生成多项式的专用集成专用集成电路芯片电路芯片供选用，使得编码和检错电路的实现更供选用，使得编码和检错电路的实现更为简单方便。为简单方便。数据通信的技术指标1数据传输速率数据传输速率单位时间内传送的信息量。2信道容量信道容量信道所具有的最大传输能力信道所具有的最大传输能力3误码率误码率二进制码元在传输系统中被传错二进制码元在传输系统中被传错的概率。的概率。第五讲一、的通信网络、通信网络的特点：、通信网络的特点：实时性好实时性好能适应恶劣的工业现场环境能适应恶劣的工业现场环境分层结构分层结构高可靠性高可靠性 与一般

32、的商用局域网络（邮电通信网络、办公与一般的商用局域网络（邮电通信网络、办公自动化网络等）不同，用于工业控制局域网自动化网络等）不同，用于工业控制局域网具有自己突出的特点，主要体现在以下几个方面：具有自己突出的特点，主要体现在以下几个方面：1具有快速实时响应能力具有快速实时响应能力2具有恶劣环境的适应性具有恶劣环境的适应性3具有极高的可靠性具有极高的可靠性4具有合理的分层网络结构具有合理的分层网络结构、通信网络形式：主从通信方式主从通信方式同等同等网络形式：同等同等网络形式：、通信网络的硬件构成、通信网络的硬件构成传输介质：传输介质：电缆光缆双绞线电缆光缆双绞线接口电子设备：接口电子设备：调制解

33、调器网络适配器等调制解调器网络适配器等、通信网络的拓扑结构星形网络结构树形网络结构环形网络结构总线形网络结构复合形网络结构图-通信网络的几种拓扑结构(a)星形结构(b)环形结构(c)总线结构(d)复合结构(e)树形结构图-通信网络的几种拓扑结构(a)星形结构(b)环形结构(c)总线结构(d)复合结构(e)树形结构二、的通信协议定义：定义：在网络上定义数据资料传输规范的协议.中常用的通信协议有：中常用的通信协议有：IEEE802标准协议美国通用汽车公司MAP协议PROWAY标准协议 在计算机通信网络中，对所有的站点来说，在计算机通信网络中，对所有的站点来说，它们都要共享网络中的资源。但由于挂接在

34、网上它们都要共享网络中的资源。但由于挂接在网上的计算机或设备是各种各样的，可能出自于不同的计算机或设备是各种各样的，可能出自于不同的生产厂家，型号也不尽相同，它们在硬件及其的生产厂家，型号也不尽相同，它们在硬件及其软件上的差异，给相互间的通信带来一定的困难。软件上的差异，给相互间的通信带来一定的困难。因此，需要有一套所有因此，需要有一套所有“成员成员”共同遵守的共同遵守的“约约定定”，以便实现彼此的通信和资源共享。这种约，以便实现彼此的通信和资源共享。这种约定称为定称为“网络协议网络协议”。（一）、网络协议为了便于实现网络的标准化，国际上一些标准化组织已为了便于实现网络的标准化，国际上一些标准

35、化组织已在工业控制局域网络协议的标准化方面做了大量地工作。在工业控制局域网络协议的标准化方面做了大量地工作。本节扼要介绍目前较有影响的协议结构框架和有关协议标准本节扼要介绍目前较有影响的协议结构框架和有关协议标准。国国际际标标准准化化组组织织（ISO）于于1977年年成成立立了了一一个个研研究究通通信信任任务务体体系系结结构构的的分分委委员员会会，针针对对网网络络通通信信在在功功能能上上的的层层次次，提提出出了了开开放放系系统统互互连连（Open System Interconnection 简简称称OSI）参参考考模模型型，从从而而定义了任何计算机互连时通信任务的结构框架。定义了任何计算机互

36、连时通信任务的结构框架。、协议层次参考模型如图所示。OSI参考模型层次分明，每一层都具有相对独立的功能来参考模型层次分明，每一层都具有相对独立的功能来完成一块通信子任务，并且下层为上层提供服务，各层之间的完成一块通信子任务，并且下层为上层提供服务，各层之间的相互依赖关系确定。这使得通信系统的设计、实现、修改和扩相互依赖关系确定。这使得通信系统的设计、实现、修改和扩充更为规范化、便利化。充更为规范化、便利化。应当指出：应当指出：开放系统互连（开放系统互连（OSIOSI）参考模型，并非是协议标）参考模型，并非是协议标准，它仅仅是为协议标准提供了一个宏观的开放准，它仅仅是为协议标准提供了一个宏观的开

37、放系统互连的概念和一种主体结构（协议层次），系统互连的概念和一种主体结构（协议层次），供制定各种协议标准参考。一般的过程控制局域供制定各种协议标准参考。一般的过程控制局域网协议都是在网协议都是在OSIOSI参考模型的基础上建立起来的。参考模型的基础上建立起来的。电电气气与与电电子子工工程程师师协协会会（IEEE）1980年年2月月成成立立了了一一个个名名为为802课课题题组组（IEEE Standards Project 802），于于1981年年底底提提出出了了IEEE802局局域域网网标标准准。该该标标准准目目前前在在国国际际上上已已获获得广泛的认可与应用。得广泛的认可与应用。、IEEE8

38、02IEEE802局域网标准局域网标准三、三、DCS的网络控制方式的网络控制方式常用的控制方式大致可分为三类：常用的控制方式大致可分为三类：存储转发方式。查询方式广播方式四、工业上常用四、工业上常用DCS系统通信网络系统通信网络TDC3000TDC3000系统：系统：系统：系统：三种通信网络：三种通信网络：三种通信网络：三种通信网络：PCNPCN工控网，工控网，工控网，工控网，LCNLCN局控局控局控局控网，网，网，网，UCNUCN通用控制网，它们采用同轴电缆作为传输介质，通用控制网，它们采用同轴电缆作为传输介质，通用控制网，它们采用同轴电缆作为传输介质，通用控制网，它们采用同轴电缆作为传输介

39、质，采用采用采用采用IEEE802IEEE802标准协议标准协议标准协议标准协议,每个网络最多可挂每个网络最多可挂每个网络最多可挂每个网络最多可挂6464个设备个设备个设备个设备CENTUMCENTUM系统：系统：系统：系统：两种通信网络：第一种是用于控制级通信两种通信网络：第一种是用于控制级通信两种通信网络：第一种是用于控制级通信两种通信网络：第一种是用于控制级通信的的的的HFHF总线，另一种是用于管理级的总线，另一种是用于管理级的总线，另一种是用于管理级的总线，另一种是用于管理级的SV-NETSV-NET总线总线总线总线.HF.HF通信通信通信通信采用采用采用采用PROWAYPROWAY标准，可挂标准，可挂标准，可挂标准，可挂3232个设备而个设备而个设备而个设备而SV-NETSV-NET采用采用采用采用MAPMAP标准，总线最多可挂标准，总线最多可挂标准，总线最多可挂标准，总线最多可挂100100个设备个设备个设备个设备五、特点五、特点高可靠性灵性的扩展性完善的自主控制性完善的通信网络协议：IEEE802IEEE802标准，标准，MAPMAP通信协通信协议，议，PROWAYPROWAY通信协议，为通信发展提供了极通信协议，为通信发展提供了极大的支持。大的支持。