基于DCS的远程IO站的设计与实现.pdf

浙江大学信息科学与工程学院
硕士学位论文
基于DCS的远程I/O站的设计与实现
姓名:余思思
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:王文海
20080501
⑧摘要其它本地模板的之问正常通讯功能。关键词:集散控制系统;远程疧控制系统;远程疧站;通讯;系统测随着自动化技术的快速发展,对自动化控制系统的分散程度要求越来越高。远程疧系统就是这样一种新型的控制系统,它将传统集散控制系统的数据处理和控制功能转移到现场设备附近,使现场大量的信号就近得到处理。在实现分散控制功能的基础上,真正实现了物理分散。本文以浙大中自控制股份有限公司蠸集散控制系统为平台,在分析国内外远程疧控制的现状和发展趋势的基础上,针对企业对控制系统分散化的强烈需求,提出了独到的远程疧控制系统的框架体系结构和稳定可靠的软件实施方案,实现了远程疧站与集散控制系统的通讯功能。本文的主要工作和创新点在于:分析了远程疧控制系统的需求背景,明确了基于集散控制系统的远程疧站丌发的任务与目标。深入理解工业控制行业的特点,提出了远程疧控制系统的硬件架构,并给出了远程疧站主从通讯模板的硬件设计。实现控制站和远程疧站之间透明传输,不影响系统原有的控制模板与将远程疧站的软件设计和实现分成通讯模块、光纤通讯模块和数据安全模块三个模块,使软件实现变得清晰明确。在软件设计的基础上,对系统的数据安全性进行了分析,实现了系统的通讯可靠性设计和冗余数据交互可靠性设计,使得主机与远程疧模板的通讯过程更为安全和可靠。给出基于组态软件的系统测试方案并给出了测试结果,证明系统可以安全可靠的运行。试;浙江人学工学硕学位论文信息科学与萄г嚎刂评砺邸痡
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⑧⒄估在生产装置日益大型化和复杂化的今天,对于各种复杂的工业过程,其控制现场总线控制系统⒁约熬攀甏⒄蛊鹄吹墓ひ狄蕴刂葡低场模拟仪表控制系统在世纪六、七十年代占主导地位,其主要缺点是模拟信号精度低,易受外界干扰。褂靡惶ḿ扑慊媪怂杏糜诠炭刂频哪D庖潜恚饪4戳斯炭字技术替代模拟技术,用计算机直接控制生产过程,将带有模拟输出的传感器和的要求和实现的方法也呈现出多样化和复杂化的特征,因此随着计算机技术、控制技术、通讯技术和大规模集成电路技术的研究和发展,适用于各种各样应用要求的控制系统应运而生,极大程度地满足了用户的要求。工业控制系统就是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其它科学技术,对工业生产过程的各种信息采集、分析、处理,并进行优化控制和合理的调度、管理,以达到提高生产效率的先进的现代工业系统А在工业自动控制领域,工业控制系统经过几十年的发展与更新,已经从模拟仪表系统演变到现在的以网络为主的综合自动化控制系统。进入八十年代以来,工业控制系统逐渐从模拟化向数字化发展;从连续流程自动化向继续流程自动化扩展;从单机控制向综合控制发展;从集中控制向分布控制发展;从大系统向中小系统扩展。工业控制系统先后经历了模拟仪表控制系统、直接数字控制系统⑵呤甏衅诜⒄蛊鹄吹募⒖刂葡低、八十年代末发展起来的模拟仪表控制系统直接数字控制系统在年英国的帝国化学工业公司紫炔捎昧酥苯邮挚刂葡低制的新纪元T兰推摺耸甏苯邮挚刂葡低痴贾鞯嫉匚唬檬浙江人学工学硕一宦畚信息科学与工程学院控制理论与
⑧/信息网络之间难以实现网络互连和资源共掣。直接数字控制系统并不能解决所有的控制问题,并且在年微型计算机出系统部分三大基本部分,而所有的部分的相互作用则通过企业自己制定的通讯网世纪年代中后期,基于计算机、通信、集成电路及智能传感技术发展的结合,集蚉的优点,出现了现场总线控制系统⒅鸾ピ诳刂仆化的解决方案,通过现场总线网络连接成的系统,实现综合自动化的各种功能;同时把集中与分散相结合的⒖刂平峁梗涑尚滦偷娜ǚ植际浇峁梗芽制功能彻底下放到工业现场,依靠现场智能设备本身便可实现基本控制功能。现予现场总线的技术特点,使现场总线控制系统从设计、安装、投运到正常生产运带有模拟输入的执行器都与数字计算机点对点的连接,感应、控制信号的计算以及执:都由计算机独自完成,克服了模拟仪表控制系统中模拟信号精度低的缺陷,不仪使系统更加灵活、易维护和易操作,并且有更好的抗干扰能力和控制精度。但是该系统的一个弱点就是难以实现复杂的控制策略,当系统任务增加时,控制器的效率和可靠性将急剧下降。集散控制系统现以后,计算机控制系统几乎可以应用于所有的领域时,美国的在年公布了第一台集散型计算机控制系统,集散型控制系统集计算机,通信,允竞涂刂萍际跤谝簧恚⑶椅樟四D庖潜砗图扑慊控制的优点,将控制功能和危险性分散,而将参数显示和操作管