從DCS控制系統(tǒng)的級成結(jié)構(gòu)看可以分為三大部分:帶I/O部件的控制器、通訊網(wǎng)絡(luò)和人機接口(HSI)??刂破?/span>I/O部件直接與生產(chǎn)過程相連,接收現(xiàn)場設(shè)備送來的信號;人機接口是操作人員與DCS相互交換信息的設(shè)備;通訊網(wǎng)絡(luò)將控制器和人機接口聯(lián)系起來,形成一個有機的整體。早期的DCS系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)都是專用的,DCS有幾級網(wǎng)絡(luò),完成不同模件之間的通訊。從目前的情況來看,DCS的最多網(wǎng)絡(luò)級有四級,它們分別是I/O總線、現(xiàn)場總線、控制總線和DCS網(wǎng)絡(luò)。
I/O總線,它把多種I/O信號送到控制器,由控制器讀取I/O信號。這稱為I/O總線。I/O板相互之間并不交換數(shù)據(jù)。I/O總線的速率是不高的。從幾十K到幾兆不等。這與計算機技術(shù)的發(fā)展情況有關(guān)。80年代初是20K,80年代中期是40K、80年代末期是80K,90年代是幾兆。為了快速,最好是并行總線。采用并行總線,其I/O模件必需與控制器模件相鄰。采用串行總線的情況下,I/O板和控制器之間的距離也要比較近才行。最好把控制器模件和I/O模件裝在一個機柜內(nèi)或相鄰的機柜內(nèi)。遠(yuǎn)程I/O應(yīng)該采用現(xiàn)場總線。如CAN、LONWORKS、HART總線等?,F(xiàn)場總線是90年代初發(fā)展起來的。在I/O板中從硬件來說應(yīng)該有能接收現(xiàn)場總線來的信號的輸入、輸出板。從軟件來說在控制器中應(yīng)該有讀取和寫到現(xiàn)場總線信號的功能塊。在DCS系統(tǒng)中,遠(yuǎn)程I/O采用HART總線比較多。比如現(xiàn)場的變送器,離控制器機柜距璃比較遠(yuǎn),把16個變送器來的信號編成為一組,用HART總線把信號送到控制器,空制器同時讀進16個變送器來的信號??刂破骱妥兯推鲀烧呔嚯x可達(dá)1公里以上。在從美國、歐洲進口的DCS系統(tǒng)中,幾乎都有HART協(xié)議板。實際應(yīng)用中,遠(yuǎn)程信號是比較多的。如水泥廠,回轉(zhuǎn)窯的窯頭與窯尾,兩者距離有幾百米,如果在網(wǎng)絡(luò)上設(shè)兩個結(jié)點,需要兩套結(jié)點的接口模件,接口模件的費用比較高,如果設(shè)一個結(jié)點,在地理位置上不管結(jié)點安排是在窯頭還是窯尾,都需要采用遠(yuǎn)程I/O。
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