第八章 网络集成式
分散控制系统
8-1 数据通信与工业网络
8-2 集散控制系统
8-3 现场总线控制系统
8-4 移动式砼厂拌设备 FCS系统实例
8-1数据通信与工业网络
8-1-1概述
? 在信息时代，对计算机除了要求具备很好的数据计算和处
理能力外，还要求具备良好的数据传输功能和数据存取，
包括远程存取数据的能力。
? 在过程控制应用中，由单台工业控制计算机组成的系统，
其功能毕竟是有限的；借助于通信技术，可将地理位置分
散的多台控制机联结成网。
? 对工业控制网络的最基本要求是,
– （ 1）可靠性
– （ 2）实时性
8-1数据通信与工业网络
8-1-2网络标准与通信协议
? 有关局部网络的标准化规定,
– 收发控制方式有两种,CSMA／ CD和令牌传递方式。
– 网络结构有两种：总线形和环形。
– 物理信道有单信道和多信道两种。
? 为了便于网络互联，国际标准化组织（ ISO）
提供了一个标准的协议结构 ——开放式系统互
联（ OSI）参考模式。它共分为七层协议，即
从下至上划分成物理层、链路层、网络层、传
输层、对话层、表示层、应用层。
8-1数据通信与工业网络
8-1-2网络标准与通信协议
? 物理层,主要是为通信各方提供物理信道。
? 数据链路层,分为介质访问控制层和逻辑链路控制层，
前者主要解决物理信道的使用，后者保证信息正确有
序地在有噪信道上传输。
? 网络层,在有限个物理信道上建立多条逻辑信道并完
成路径选择。
? 传输层,为用户建立多条逻辑信道，允许多用户共享
一条逻辑信道，并兼有端 ——端控制功能。
? 对话层,用户进程的建立或拆除，对连接传输进行管
理。
8-1数据通信与工业网络
8-1-2网络标准与通信协议
? 表示层,信息格式的转换如文本压缩, 加密等 。
? 应用层,该层要实现的功能取决于用户和系统应
用管理进程 。
? 国际电工总委员会 （ IEC） 把用于分散型控制系
统的数据通信系统定名为过程数据公路 （ Process
Data Highwav）, 简称为 PROWAY。 为分散型过
程控制系统的计算机局部区域网制订的标准称为
PROWAY C。
8-1数据通信与工业网络
8-1-2网络标准与通信协议
? PROWAY主要规定了以下几点,
– （ l） 可靠性
– （ 2） 实时性
– （ 3） 流程控制
– （ 4） 数据传输分类
? 过程数据公路 PROWAY 的基本特点有,
– ① 拓扑结构主要有总线结构和环形结构两种。
– 链路级传输规程多采用 HDLC 。
– 目前的过程数据公路系统由通信控制器、数据通信
接口和通信干线等部分组成。
8-1数据通信与工业网络
8-1-3工业控制网络结构与数据收发控制方式
? 在工业环境中采用的网络结构主要有环形网和
总线网两种。
? 环形网具有如下特点,
– ① 由于它是一种多点式访问型网络结构，既可实现
点一点通信，也便于实现广播式数据通信，可以覆
盖较远的地域。
– ② 环形网由于数据在整个网上顺序传输，因此中间
环节中任一节点或电缆的故障都会终止网络的工作。
– ③ 加人新的节点也较困难。
8-1数据通信与工业网络
8-1-4工业网络的性能评价和选型
? 工业网络的性能评价
? 业网络的选型
– ⑴大型系统的工业网络选型
大型系统常采用分散型控制的模式，系统主要分为二
级，并采用纵向层次结构，其网络选型可按以下考虑
? ①分散过程控制级 ；
? ②集中操作监控级 ；
? ③综合信息管理级 ；
– ⑵中小型系统的工业网络选型
8-2集散控制系统
8-2-1 DCS概述
? DCS的体系结构
DCS的体系结构通常为三级。第一级为分散过程控制
级；第二级为集中操作监控级；第三级为综合信息管
理级。
– ⑴分散过程控制级
– ⑵集中操作监控级
– ⑶综合信息管理级
– ⑷通信网络系统
8-2集散控制系统
8-2-1 DCS概述
? DCS的特点
– ⑴ 独立性
– ⑵ 协调性
– ⑶ 友好性
– ⑷ 适应性、灵活性和可扩充性
– ⑸ 实时性
– ⑹ 可靠性
8-2集散控制系统
8-2-1 DCS概述
? 典型的 DCS
– 第一阶段（ 1975年 —1980年）的代表产品有美国
Honeywell公司的 TDC2000 ；
– 第二阶段（ 1980年 —1985年）是 DCS的成长与完善
时期，这一阶段的代表产品有 Honeywell公司的
TDC3000,YOKOGAWA的 CENTUM A,B,C等；
– 第三阶段（ 1985年以后）是 DCS的扩展期,这一代
的典型产品有,Honeywell公司的 TDC 3000/PM；
YOKAGAWA公司的 Centum—XL； Bailey Control公
司的 INFI—90等 ；
8-2集散控制系统
8-2-2 DCS的分散过程控制级
? 现场控制站
– 现场控制站的构成
? ①机箱（柜）
? ②电源
? ③ PC总线工业控制机
? ④通信控制单元
? ⑤手动、自动显示操作单元
– 现场控制站的功能
? 现场控制站的功能主要有 6种，即数据采集功能、
DDC控制功能、顺序控制功能、信号报警功能、打
印报表功能、数据通信功能。
8-2集散控制系统
8-2-2 DCS的分散过程控制级
? 智能调节器
– 以微处理器技术为基础的智能调节器（如单回路、
多回路智能调节器）由于具有数据通信功能，因此
在 DCS的分散过程控制级也得到了广泛的应用。
– 智能调节器是一种数字化的过程控制仪表，其外表
类似于一般的盘装仪表 。
– 智能调节器不仅可接受 4～ 20mA,DC电流信号输入
的设定值，还具有异步通信接口 RS－ 422／ 485,RS
－ 232等，可与上位机连成主从式通信网络，接受
上位机下传的控制参数，并上报各种过程参数。
8-2集散控制系统
8-2-2 DCS的分散过程控制级
? 可编程序控制器（ PLC）
– PLC与智能调节器最大的不同点是：它主要配制的
是开关量输入、输出通道，用于执行顺序控制功能。
PLC主要用于生产过程中按时间顺序控制或逻辑控
制的场合，以取代复杂的继电器控制装置。
– 在较新型的 PLC中，也提供了模拟量控制模块，其
输入输出的模拟量标准与智能调节器相同。同时也
提供了 PID等控制算法 。
– PLC一般均带有 RS－ 422标准的异步通信接口，可
与上位机连成主从式总线型网络，构成 DCS。
8-2集散控制系统
8-2-3 DCS的集中操作监控级
? 显示操作站的构成
– ⑴ 监控计算机
– ⑵ 键盘
– ⑶ CRT显示器
– ⑷ 打印机
? 显示操作站的功能
– 显示操作站主要是和操作员以及工程师有关的系统
的功能；操作员在运转整个系统时必要的操作功能，
工程师为了进行系统的生成和维护时必要的工程师
功能。
8-2集散控制系统
8-2-4 DCS的综合信息管理级
? MIS的组成
– ⑴ MIS的硬件组成
? DCS中主要由管理计算机、办公自动化服务系
统、工厂自动化服务系统构成综合信息管理级，
这些部分也就是 MIS的硬件组成
– ⑵ MIS的软件组成
? 企业 MIS可粗略地分为市场经营管理、生产管
理、财务管理和人事管理四个于系统。
? DCS中 MIS的功能
– DCS的综合信息管理级主要由 MIS来实现生产管理
和经营管理。
8-2集散控制系统
8-2-5 TDCS— 3000集散控制系统简介
? 系统的构成
TDCS-3000系统包含了 TDCS-2000系统的全部设施，
但是 TDCS-3000的设计思想则有了进一步的发展，
其中,
– 完全包含了 TDCS-2000的高速数据通道；
– 引进“单元”的概念，确立了与过程装置相对应的工厂
运行管理方法；
– 与过程有关的设备跟 TDCS-2000的高速数据通道连接，
TDCS-3000的各个设备有局部控制网络（ LCN）连接；
– 高速数据通道与局部控制网络之间的信息交换则通
过通信接口。
8-2集散控制系统
8-2-5 TDCS— 3000集散控制系统简介
? 基本设备
除了 TDCS-2000系统外，新加的 TDCS-3000局部控
制网络上的设备有,
– ⑴局部控制网络 LCN
– ⑵ 通用操作站 US
– ⑶ 通信接口 HG
– ⑷ 历史组件 HM
– ⑸ 应用组件 AM
– ⑹ 计算机组件 CM
8-3现场总线控制系统
8-3-1现场总线概述
? 现场总线及其体系结构
现场总线的体系结构由以下六方面构成,
– ⑴现场通信网络
– ⑵现场设备互连
? ①变送器
? ②执行器
? ③服务器和网桥
? ④辅助设备
? ⑤监控设备
8-3现场总线控制系统
8-3-1现场总线概述
– ⑶ 互操作性
– ⑷分散功能块
– ⑸供电通信线供电方式允许现场仪表直接从通信线上摄
取能量
– ⑹开放式互连网络
? 现场总线和 FCS的变革
– ⑴现场总线对自动化领域的变革
– ⑵ FCS对 DCS的变革
? ① FCS的信号传输实现了全数字化
8-3现场总线控制系统
8-3-1现场总线概述
? ② 图 8.6所示的 FCS的系统结构是全分散式，它废
弃了图 8.8所示的 DOS的输入／输出单元和控制
站，由现场设备或现场仪表取而代之；
? ③ FCS的现场设备具有互操作性 ；
? ④ FCS的通信网络为开放式互连网络，既可同层
网络互连，也可与不同层网络互连，用户可极方
便地共享网络数据库。
? ⑤ FCS的技术和标准实现了全开放，无专利许可
要求，可供任何人使用。
8-3现场总线控制系统
8-3-1现场总线概述
? 现场总线的优点
– ⑴一对 N结构
– ⑵可靠性高
– ⑶可控状态
– ⑷互换性
– ⑸互操作性。
– ⑹综合功能
– ⑺分散控制
– ⑻统一组态。
– ⑼开放式系统。
8-3现场总线控制系统
8-3-1现场总线概述
? 几种典型的现场总线
目前，现场总线还没有统一标准，主要是技术原因和
商业利益。目前较流行的现场总线主要有以下五种,
CAN,LonWorks,PROFIBUS,HART,FF。
– ⑴ CAN（控制器局域网络）
– ⑵ LONWORKS（局部操作网络）
– ⑶ PROFIBUS（过程现场总线）
– ⑷ HART
– ⑸ FF（现场总线基金会）现场总线
8-3现场总线控制系统
8-3-3 FCS体系结构
? FCS的体系结构
FCS的核心是现场总线，基础是 DCS。
– ⑴ 第一代 FCS
? 第一代 FCS要借用 DCS的某些功能，将现场总线
集成于 DCS中。
– ⑵第二代 FCS
? 第二代 FCS不要借用 DCS的功能，完全是一个独
立的系统，生产现场层的各类现场总线数字仪表，
可以独立构成各类控制回路，实现彻底的分散控
制；操作监控层具有工程师站和操作员站。
8-3现场总线控制系统
8-3-3 FCS体系结构
? FCS与 DCS的集成
FCS与 DCS的集成具有三种方式。
– ⑴现场总线与 DCS I／ O总线的集成
– ⑵现场总线与 DCS网络的集成
– ⑶ FCS与 DCS的集成
以上所述的集成方式分别适用于现场总线的初期、发
展期、成熟期,FCS和 DCS有共存期,FCS将逐步替
代 DCS。
8-4移动式砼厂拌设备 FCS系统实例
8-4-1概 述
? 为推广 FCS技术，开发了新的 砼厂拌 装备，它
主要包括粗细骨料配给系统、水泥和粉煤灰配
给系统、清水和添加剂供给系统、输送机（集
料皮带机和混合料输送机）、搅拌装置、混合
料贮仓和计量控制系统等，各种设备分别安装
在底盘上，便于转移和用载重汽车拖运，组装
时易于安装就位。
8-4移动式砼厂拌设备 FCS系统实例
8-4-2现场测控仪表设计与实现
? 液 体流量 FCS测控仪表
– ⑴ 液体流量测控任务
– ⑵ 选用 ISM100系列现场总线控制模块
– ⑶ 液体流量测控仪表构成
? 失重秤专用 FCS测控仪表
– ⑴粉体、固体流量测控任务
– ⑵ 现场总线控制模块开发
? ①选择 ADAM-5510为基础模块
? ②模块总线接口与通信协议
– ⑶ ADAM-5510模块 测控功能 开发
8-4移动式砼厂拌设备 FCS系统实例
8-4-2现场测控仪表设计与实现
? 粉体、固体 专用 FCS测控仪表构成
– 在开发出 ADAM-5510FCS模块 的基础上构造专用控
制仪表就较方便了，开关量、模拟量出、入口信号
可编程选择，对检测、转换、变送执行环节不苛求，
仪表结构如图 8.16。
8-4移动式砼厂拌设备 FCS系统实例
8-4-3控制系统及上位机设计
? MR-100/150M3混凝土 厂拌设备 控制系统
? 上位机与监控软件设计
– 上位工控机选研华 ADVANTECH610P，主机,CPU：
Pentinum-MMX233:ADVANTECH公司主板：内存
32M，硬盘 QUNTAUM火球六代，容量 3.2G；
S3765显示卡,2M显存； PS/2口银河鼠标；
SAMSUNG键盘,NEC3.5英寸软驱,Aopen Provista
E44 14英寸彩显，配有网卡和 56K调制解调器。监
控软件结构如图 8.18。
8-4移动式砼厂拌设备 FCS系统实例
8-4-3控制系统及上位机设计
系统主界面
系统运行模块 维修调试模块 数据管理模块 运行记载模块
图 8.18 软件结构图
8-4移动式砼厂拌设备 FCS系统实例
8-4-4砼站 网络集成式控制管理系统
图 8.19 MR-100/150M3混凝土 厂拌设备 FCS网络集成式全分布控制系统结构图
供
销
室
计
算
机
财
务
室
计
算
机
站
长
室
计
算
机
砼
站
服
务
器
砼 站网络交换机
公司 网络
56K
MODEM
小结
分散控制系统
8-1 数据通信与工业网络
8-2 集散控制系统
8-3 现场总线控制系统
8-4 移动式砼厂拌设备 FCS系统实例
8-1数据通信与工业网络
8-1-1概述
? 在信息时代，对计算机除了要求具备很好的数据计算和处
理能力外，还要求具备良好的数据传输功能和数据存取，
包括远程存取数据的能力。
? 在过程控制应用中，由单台工业控制计算机组成的系统，
其功能毕竟是有限的；借助于通信技术，可将地理位置分
散的多台控制机联结成网。
? 对工业控制网络的最基本要求是,
– （ 1）可靠性
– （ 2）实时性
8-1数据通信与工业网络
8-1-2网络标准与通信协议
? 有关局部网络的标准化规定,
– 收发控制方式有两种,CSMA／ CD和令牌传递方式。
– 网络结构有两种：总线形和环形。
– 物理信道有单信道和多信道两种。
? 为了便于网络互联，国际标准化组织（ ISO）
提供了一个标准的协议结构 ——开放式系统互
联（ OSI）参考模式。它共分为七层协议，即
从下至上划分成物理层、链路层、网络层、传
输层、对话层、表示层、应用层。
8-1数据通信与工业网络
8-1-2网络标准与通信协议
? 物理层,主要是为通信各方提供物理信道。
? 数据链路层,分为介质访问控制层和逻辑链路控制层，
前者主要解决物理信道的使用，后者保证信息正确有
序地在有噪信道上传输。
? 网络层,在有限个物理信道上建立多条逻辑信道并完
成路径选择。
? 传输层,为用户建立多条逻辑信道，允许多用户共享
一条逻辑信道，并兼有端 ——端控制功能。
? 对话层,用户进程的建立或拆除，对连接传输进行管
理。
8-1数据通信与工业网络
8-1-2网络标准与通信协议
? 表示层,信息格式的转换如文本压缩, 加密等 。
? 应用层,该层要实现的功能取决于用户和系统应
用管理进程 。
? 国际电工总委员会 （ IEC） 把用于分散型控制系
统的数据通信系统定名为过程数据公路 （ Process
Data Highwav）, 简称为 PROWAY。 为分散型过
程控制系统的计算机局部区域网制订的标准称为
PROWAY C。
8-1数据通信与工业网络
8-1-2网络标准与通信协议
? PROWAY主要规定了以下几点,
– （ l） 可靠性
– （ 2） 实时性
– （ 3） 流程控制
– （ 4） 数据传输分类
? 过程数据公路 PROWAY 的基本特点有,
– ① 拓扑结构主要有总线结构和环形结构两种。
– 链路级传输规程多采用 HDLC 。
– 目前的过程数据公路系统由通信控制器、数据通信
接口和通信干线等部分组成。
8-1数据通信与工业网络
8-1-3工业控制网络结构与数据收发控制方式
? 在工业环境中采用的网络结构主要有环形网和
总线网两种。
? 环形网具有如下特点,
– ① 由于它是一种多点式访问型网络结构，既可实现
点一点通信，也便于实现广播式数据通信，可以覆
盖较远的地域。
– ② 环形网由于数据在整个网上顺序传输，因此中间
环节中任一节点或电缆的故障都会终止网络的工作。
– ③ 加人新的节点也较困难。
8-1数据通信与工业网络
8-1-4工业网络的性能评价和选型
? 工业网络的性能评价
? 业网络的选型
– ⑴大型系统的工业网络选型
大型系统常采用分散型控制的模式，系统主要分为二
级，并采用纵向层次结构，其网络选型可按以下考虑
? ①分散过程控制级 ；
? ②集中操作监控级 ；
? ③综合信息管理级 ；
– ⑵中小型系统的工业网络选型
8-2集散控制系统
8-2-1 DCS概述
? DCS的体系结构
DCS的体系结构通常为三级。第一级为分散过程控制
级；第二级为集中操作监控级；第三级为综合信息管
理级。
– ⑴分散过程控制级
– ⑵集中操作监控级
– ⑶综合信息管理级
– ⑷通信网络系统
8-2集散控制系统
8-2-1 DCS概述
? DCS的特点
– ⑴ 独立性
– ⑵ 协调性
– ⑶ 友好性
– ⑷ 适应性、灵活性和可扩充性
– ⑸ 实时性
– ⑹ 可靠性
8-2集散控制系统
8-2-1 DCS概述
? 典型的 DCS
– 第一阶段（ 1975年 —1980年）的代表产品有美国
Honeywell公司的 TDC2000 ；
– 第二阶段（ 1980年 —1985年）是 DCS的成长与完善
时期，这一阶段的代表产品有 Honeywell公司的
TDC3000,YOKOGAWA的 CENTUM A,B,C等；
– 第三阶段（ 1985年以后）是 DCS的扩展期,这一代
的典型产品有,Honeywell公司的 TDC 3000/PM；
YOKAGAWA公司的 Centum—XL； Bailey Control公
司的 INFI—90等 ；
8-2集散控制系统
8-2-2 DCS的分散过程控制级
? 现场控制站
– 现场控制站的构成
? ①机箱（柜）
? ②电源
? ③ PC总线工业控制机
? ④通信控制单元
? ⑤手动、自动显示操作单元
– 现场控制站的功能
? 现场控制站的功能主要有 6种，即数据采集功能、
DDC控制功能、顺序控制功能、信号报警功能、打
印报表功能、数据通信功能。
8-2集散控制系统
8-2-2 DCS的分散过程控制级
? 智能调节器
– 以微处理器技术为基础的智能调节器（如单回路、
多回路智能调节器）由于具有数据通信功能，因此
在 DCS的分散过程控制级也得到了广泛的应用。
– 智能调节器是一种数字化的过程控制仪表，其外表
类似于一般的盘装仪表 。
– 智能调节器不仅可接受 4～ 20mA,DC电流信号输入
的设定值，还具有异步通信接口 RS－ 422／ 485,RS
－ 232等，可与上位机连成主从式通信网络，接受
上位机下传的控制参数，并上报各种过程参数。
8-2集散控制系统
8-2-2 DCS的分散过程控制级
? 可编程序控制器（ PLC）
– PLC与智能调节器最大的不同点是：它主要配制的
是开关量输入、输出通道，用于执行顺序控制功能。
PLC主要用于生产过程中按时间顺序控制或逻辑控
制的场合，以取代复杂的继电器控制装置。
– 在较新型的 PLC中，也提供了模拟量控制模块，其
输入输出的模拟量标准与智能调节器相同。同时也
提供了 PID等控制算法 。
– PLC一般均带有 RS－ 422标准的异步通信接口，可
与上位机连成主从式总线型网络，构成 DCS。
8-2集散控制系统
8-2-3 DCS的集中操作监控级
? 显示操作站的构成
– ⑴ 监控计算机
– ⑵ 键盘
– ⑶ CRT显示器
– ⑷ 打印机
? 显示操作站的功能
– 显示操作站主要是和操作员以及工程师有关的系统
的功能；操作员在运转整个系统时必要的操作功能，
工程师为了进行系统的生成和维护时必要的工程师
功能。
8-2集散控制系统
8-2-4 DCS的综合信息管理级
? MIS的组成
– ⑴ MIS的硬件组成
? DCS中主要由管理计算机、办公自动化服务系
统、工厂自动化服务系统构成综合信息管理级，
这些部分也就是 MIS的硬件组成
– ⑵ MIS的软件组成
? 企业 MIS可粗略地分为市场经营管理、生产管
理、财务管理和人事管理四个于系统。
? DCS中 MIS的功能
– DCS的综合信息管理级主要由 MIS来实现生产管理
和经营管理。
8-2集散控制系统
8-2-5 TDCS— 3000集散控制系统简介
? 系统的构成
TDCS-3000系统包含了 TDCS-2000系统的全部设施，
但是 TDCS-3000的设计思想则有了进一步的发展，
其中,
– 完全包含了 TDCS-2000的高速数据通道；
– 引进“单元”的概念，确立了与过程装置相对应的工厂
运行管理方法；
– 与过程有关的设备跟 TDCS-2000的高速数据通道连接，
TDCS-3000的各个设备有局部控制网络（ LCN）连接；
– 高速数据通道与局部控制网络之间的信息交换则通
过通信接口。
8-2集散控制系统
8-2-5 TDCS— 3000集散控制系统简介
? 基本设备
除了 TDCS-2000系统外，新加的 TDCS-3000局部控
制网络上的设备有,
– ⑴局部控制网络 LCN
– ⑵ 通用操作站 US
– ⑶ 通信接口 HG
– ⑷ 历史组件 HM
– ⑸ 应用组件 AM
– ⑹ 计算机组件 CM
8-3现场总线控制系统
8-3-1现场总线概述
? 现场总线及其体系结构
现场总线的体系结构由以下六方面构成,
– ⑴现场通信网络
– ⑵现场设备互连
? ①变送器
? ②执行器
? ③服务器和网桥
? ④辅助设备
? ⑤监控设备
8-3现场总线控制系统
8-3-1现场总线概述
– ⑶ 互操作性
– ⑷分散功能块
– ⑸供电通信线供电方式允许现场仪表直接从通信线上摄
取能量
– ⑹开放式互连网络
? 现场总线和 FCS的变革
– ⑴现场总线对自动化领域的变革
– ⑵ FCS对 DCS的变革
? ① FCS的信号传输实现了全数字化
8-3现场总线控制系统
8-3-1现场总线概述
? ② 图 8.6所示的 FCS的系统结构是全分散式，它废
弃了图 8.8所示的 DOS的输入／输出单元和控制
站，由现场设备或现场仪表取而代之；
? ③ FCS的现场设备具有互操作性 ；
? ④ FCS的通信网络为开放式互连网络，既可同层
网络互连，也可与不同层网络互连，用户可极方
便地共享网络数据库。
? ⑤ FCS的技术和标准实现了全开放，无专利许可
要求，可供任何人使用。
8-3现场总线控制系统
8-3-1现场总线概述
? 现场总线的优点
– ⑴一对 N结构
– ⑵可靠性高
– ⑶可控状态
– ⑷互换性
– ⑸互操作性。
– ⑹综合功能
– ⑺分散控制
– ⑻统一组态。
– ⑼开放式系统。
8-3现场总线控制系统
8-3-1现场总线概述
? 几种典型的现场总线
目前，现场总线还没有统一标准，主要是技术原因和
商业利益。目前较流行的现场总线主要有以下五种,
CAN,LonWorks,PROFIBUS,HART,FF。
– ⑴ CAN（控制器局域网络）
– ⑵ LONWORKS（局部操作网络）
– ⑶ PROFIBUS（过程现场总线）
– ⑷ HART
– ⑸ FF（现场总线基金会）现场总线
8-3现场总线控制系统
8-3-3 FCS体系结构
? FCS的体系结构
FCS的核心是现场总线，基础是 DCS。
– ⑴ 第一代 FCS
? 第一代 FCS要借用 DCS的某些功能，将现场总线
集成于 DCS中。
– ⑵第二代 FCS
? 第二代 FCS不要借用 DCS的功能，完全是一个独
立的系统，生产现场层的各类现场总线数字仪表，
可以独立构成各类控制回路，实现彻底的分散控
制；操作监控层具有工程师站和操作员站。
8-3现场总线控制系统
8-3-3 FCS体系结构
? FCS与 DCS的集成
FCS与 DCS的集成具有三种方式。
– ⑴现场总线与 DCS I／ O总线的集成
– ⑵现场总线与 DCS网络的集成
– ⑶ FCS与 DCS的集成
以上所述的集成方式分别适用于现场总线的初期、发
展期、成熟期,FCS和 DCS有共存期,FCS将逐步替
代 DCS。
8-4移动式砼厂拌设备 FCS系统实例
8-4-1概 述
? 为推广 FCS技术，开发了新的 砼厂拌 装备，它
主要包括粗细骨料配给系统、水泥和粉煤灰配
给系统、清水和添加剂供给系统、输送机（集
料皮带机和混合料输送机）、搅拌装置、混合
料贮仓和计量控制系统等，各种设备分别安装
在底盘上，便于转移和用载重汽车拖运，组装
时易于安装就位。
8-4移动式砼厂拌设备 FCS系统实例
8-4-2现场测控仪表设计与实现
? 液 体流量 FCS测控仪表
– ⑴ 液体流量测控任务
– ⑵ 选用 ISM100系列现场总线控制模块
– ⑶ 液体流量测控仪表构成
? 失重秤专用 FCS测控仪表
– ⑴粉体、固体流量测控任务
– ⑵ 现场总线控制模块开发
? ①选择 ADAM-5510为基础模块
? ②模块总线接口与通信协议
– ⑶ ADAM-5510模块 测控功能 开发
8-4移动式砼厂拌设备 FCS系统实例
8-4-2现场测控仪表设计与实现
? 粉体、固体 专用 FCS测控仪表构成
– 在开发出 ADAM-5510FCS模块 的基础上构造专用控
制仪表就较方便了，开关量、模拟量出、入口信号
可编程选择，对检测、转换、变送执行环节不苛求，
仪表结构如图 8.16。
8-4移动式砼厂拌设备 FCS系统实例
8-4-3控制系统及上位机设计
? MR-100/150M3混凝土 厂拌设备 控制系统
? 上位机与监控软件设计
– 上位工控机选研华 ADVANTECH610P，主机,CPU：
Pentinum-MMX233:ADVANTECH公司主板：内存
32M，硬盘 QUNTAUM火球六代，容量 3.2G；
S3765显示卡,2M显存； PS/2口银河鼠标；
SAMSUNG键盘,NEC3.5英寸软驱,Aopen Provista
E44 14英寸彩显，配有网卡和 56K调制解调器。监
控软件结构如图 8.18。
8-4移动式砼厂拌设备 FCS系统实例
8-4-3控制系统及上位机设计
系统主界面
系统运行模块 维修调试模块 数据管理模块 运行记载模块
图 8.18 软件结构图
8-4移动式砼厂拌设备 FCS系统实例
8-4-4砼站 网络集成式控制管理系统
图 8.19 MR-100/150M3混凝土 厂拌设备 FCS网络集成式全分布控制系统结构图
供
销
室
计
算
机
财
务
室
计
算
机
站
长
室
计
算
机
砼
站
服
务
器
砼 站网络交换机
公司 网络
56K
MODEM
小结
