3 現(xiàn)場總線于DCS系統(tǒng)I/0總線上的集成
在DCS的結(jié)構(gòu)體系中，自上而下大體可分為3層：管理層，監(jiān)控操作層和I/O測控層。在I/O測控層的I/O總線上，掛有DCS控制器和各種I/O卡件，I/O卡件用于連接現(xiàn)場4-20mA設(shè)備、離散量或PIC等現(xiàn)場信號，DCS控制器負(fù)責(zé)現(xiàn)場控制。
在DCS系統(tǒng)的I/O總線上集成現(xiàn)場總線的關(guān)鍵是通過一個(gè)現(xiàn)場總線接口卡掛在DCS的I/O總線上，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場總線系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息映射成原有DCS的I/O總線上相對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，如基本測量值、報(bào)警值或工藝設(shè)定值等，使得在DCS控制器所看到的現(xiàn)場總線來的信息就如同來自一個(gè)傳統(tǒng)的DCS設(shè)備卡一樣。這樣便實(shí)現(xiàn)了在I/O總線上的現(xiàn)場總線技術(shù)集成。
這種方案主要可用于DCS系統(tǒng)已經(jīng)安裝并穩(wěn)定運(yùn)行，而現(xiàn)場總線首次引入系統(tǒng)的、規(guī)模較小的應(yīng)用場合；此方案也可應(yīng)用于PLC系統(tǒng)。
這種方案的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較簡單，缺點(diǎn)是集成規(guī)模受到現(xiàn)場總線接口卡的限制。
Fisher-Rosemount公司推出的DCS系統(tǒng)DeltaV采用的就是此種集成方案。DeltaV系統(tǒng)在它的I/O卡件中專門開發(fā)設(shè)計(jì)了此種功能的接口卡——現(xiàn)場總線H1通信模塊(31．25kbit／s)，成功地將現(xiàn)場總線技術(shù)集成在DeltaV系統(tǒng)中，可實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場總線儀表相連，極大地節(jié)省了安裝、操作以及維護(hù)費(fèi)用，同樣的控制器可兼容H1與傳統(tǒng)的I/O模塊，有利于從傳統(tǒng)的控制模．式向現(xiàn)場總線控制模式的過渡和轉(zhuǎn)變。
在DeltaV系統(tǒng)的現(xiàn)場總線H1通信模塊中具有特定的Driver，用以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場總線系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息與I/O總線上對應(yīng)信息的映射。
4 現(xiàn)場總線于DCS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)層的集成
除了在I/O總線上的集成方案，還可以在更高一層——DCS網(wǎng)絡(luò)層上集成現(xiàn)場總線系統(tǒng)。在這種方案中，現(xiàn)場總線接口卡不是掛在DCS的I/O總線上，而是在DCS的上層LAN上。
在這種方案中，現(xiàn)場總線控制執(zhí)行信息、測量以及現(xiàn)場儀表的控制功能均可在DCS操作站進(jìn)行瀏覽并修改。它的優(yōu)點(diǎn)是原來必須由DCS主計(jì)算機(jī)完成的一些控制和計(jì)算功能，現(xiàn)在可下放到現(xiàn)場儀表實(shí)現(xiàn)，并且可以在DCS操作員界面上得到相關(guān)的參數(shù)或數(shù)據(jù)信息；它的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是不需要對DCS控制站進(jìn)行改動，對原有系統(tǒng)影響較小。
這種集成方案在工程實(shí)際中也有應(yīng)用。如Smar公司的302系列現(xiàn)場總線產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)在DCS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)層集成其現(xiàn)場總線功能。
5 現(xiàn)場總線通過網(wǎng)關(guān)與DCS系統(tǒng)并行集成
若在一個(gè)工廠中并行運(yùn)行著DCS系統(tǒng)和現(xiàn)場總線系統(tǒng)，則還可以通過一個(gè)網(wǎng)關(guān)來網(wǎng)接兩者，安裝網(wǎng)關(guān)以完成DCS系統(tǒng)與現(xiàn)場總線高速網(wǎng)絡(luò)之間的信息傳遞。在這一結(jié)構(gòu)中，DCS系統(tǒng)的信息能夠在新的操作員界面上得到并顯示。通過使用拋網(wǎng)橋可以安裝大量的H1低速總線?，F(xiàn)場總線接口單元可提供控制協(xié)調(diào)、報(bào)警管理和短時(shí)趨勢收集等功能。
現(xiàn)場總線與DCS的并行集成，完成整個(gè)工廠的控制系統(tǒng)和信息系統(tǒng)的集成統(tǒng)一，并可以通過Web服務(wù)器實(shí)現(xiàn)Infranet與Inernet的互連。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是豐富了網(wǎng)絡(luò)的信息內(nèi)容，便于發(fā)揮數(shù)據(jù)信息和控制信息的綜合優(yōu)勢；另外，在這種集成方案中，現(xiàn)場總線系統(tǒng)與通過網(wǎng)關(guān)而集成在一起的DCS系統(tǒng)是相互獨(dú)立的。
6 結(jié)論
綜上所述，我們相信現(xiàn)場總線系統(tǒng)將廣泛地應(yīng)用到過程工業(yè)控制中，通過對過程控制系統(tǒng)進(jìn)行一些必要的修改，將現(xiàn)場總線技術(shù)引入到DCS中，將會給用戶帶來大量的收益；另一方面，即使大多數(shù)的連續(xù)控制環(huán)路將由現(xiàn)場總線系統(tǒng)來完成，DCS系統(tǒng)仍將在許多諸如實(shí)時(shí)要求較高的控制場合扮演重要的角色。現(xiàn)階段現(xiàn)場總線與DCS系統(tǒng)的共存將使用戶擁有更多的選擇，以實(shí)現(xiàn)更合理的控制系統(tǒng)。
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