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现场总线的产生

 随着信息与科学技术的迅猛发展,信息交换方式日新月异,并朝着全球化与数字化的方向发展,自动控制系统作为信息与科学技术发展的融合产物,自19世纪以来的近两百年里也发生了巨大变革。总的来说,一般可将其划分为5代:

1气动信号控制系统PCS 

气动信号控制系统是于19世纪中期出现的基于5-13psi的第一代控制系统

2电动模拟仪表过程控制系统ACS

电动模拟过程控制系统出现于20世纪50年代,一出现便很快占据控制领域的主导地位它利用0-10mA4-20mA的电流模拟信号进行现场级设备信号的采集与控制,是第二代控制系统但由于模拟信号精度较低并易受干扰,所以很快便被新的控制系统取代

3集中式数字控制系统CCS

随着数字计算机技术的发展和应用,20世纪70年代左右集中式数字控制系统(CCS)出现并占据主导地位,称为第三代控制系统。集中式数字控制系统能够根据现场情况进行及时控制和计算判断,并且在控制方式和时机的选择上能进行统一调度和统筹安排。另外,由于采用单片机等作控制器,数字信号的传输在控制器内部进行,这样不仅克服了ACS系统中模拟信号精度低的缺点,而且也提高了系统的抗干扰能力。但由于该系统对控制器本身有很高的要求,而当任务增加时,控制器的效率将明显下降,很难保证满足对控制器足够的处理能力和极高的可靠性的要求

4分散式控制系统DCS

20世纪80年代初,微处理机的出现和应用促使了第四代控制系统——分散式控制系统(DCS)的产生。DCS系统采用集中管理、分散控制,即将管理与控制相分离:上位机执行集中监视管理,下位机在现场进行分散控制,它们之间用控制网络相连实现信息传递。与之前几代控制系统不同,分散式的控制系统降低了系统中对控制器处理能力和可靠性的要求。

5现场总线控制系统FCS

20世纪80年代中后期,随着微电子技术和大规模以及超大规模集成电路的快速发展,顺应以上需求,国际上发展起来一种以微处理器为核心,使用集成电路实现现场设备信息的采集传输处理以及控制等功能的智能信号传输技术——现场总线,并利用这一开放的、具有可互操作性的网络技术将各控制器和现场仪表设备实现互连,构成了现场总线控制系统。该操作系统的出现引起了传统的DCS等控制系统结构的革命性变化,把控制功能彻底下放到了现场。

 

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