分布式控制系统与现场总线技术解析

分布式控制系统是一种基于微处理器的控制技术，它结合了控制技术、计算机技术、通信技术和显示器技术，旨在对复杂生产过程进行集中管理和分散控制。这种系统的特点是集中管理和分散控制相结合，允许各个子系统之间有密切的信息交流，同时对整体目标进行协调和分配。分布式控制系统也被称为集散控制系统（TDCS），根据计算机的不同类型和规模，如微型机、小型机、大型机和巨型机，它可以被视为多机系统的一种。 分布式控制系统（DCS）起源于1975年霍尼韦尔公司的TDC-2000产品，经过不断发展和完善，已经成为现代工业控制的核心系统，广泛应用在化工、石油、电力等多个行业。DCS系统通常包括过程控制级、现场控制站、操作员站和工程师站，每个部分都有特定的硬件组成和软件结构。过程控制级负责实时监控和控制，现场控制站则直接与生产设备交互，操作员站提供人机界面，而工程师站用于系统配置和维护。 此外，课程内容还包括了现场总线技术的学习，如《现场总线技术》和《现场总线技术及其应用》等书籍中所涵盖的主题。现场总线（FCS）是DCS的一种进化，它允许设备间直接通信，减少了中心控制的需求。其中，PROFIBUS作为一种常用的现场总线，其特点、通信协议、设备配置和接口实现是重点讲解内容。学生需要理解PROFIBUS的原理并能够实际操作和应用。 教学目的是让学生掌握DCS的基本概念、体系结构以及各个组成部分的工作原理，熟悉DCS与FCS的区别和联系，了解多种现场总线技术，特别是PROFIBUS。此外，学生还需要熟练使用像STEP7和WinCC这样的软件工具进行系统组态和编程，以及掌握现场总线系统的设计和开发方法。课程评估通过平时表现和期末测验相结合的方式进行。 分布式控制系统是现代工业自动化的重要组成部分，通过集成的控制和通信技术，实现了高效、可靠的生产过程管理。学习DCS和FCS不仅是对自动化专业本科生和研究生的专业要求，也是跟进行业发展趋势和提升技能的关键。