有关现场总线控制外文资料翻译

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1、中文翻译： 现场总线控制系统是在自动检测控制技术和计算机网络技术飞速发展的推动下形成的，它是现代计算机技术 和 通信技术和检测控制技术的集成，人们称之为 3C（ computer communication control）技术。 本文首先分析了当前流行的 FCS 网络的结构特点、技术特点和优势，介绍了几种较为流行的现场总线，构建了企业生产的。 FCS网络模型，并提出了在控制网络和信息网络之间加入转换接口、采用DDE 技术和使用统一的协议标准三种集成方式。 随着信息技术的飞速发展，工业过程控制领域正孕育着深刻的变革。控制 要求的不断提高，控制程度的愈加复杂使长久以来在生产中运用的单一的经典控制

2、理论和技术已经不能满足系统的需求，现代化工业过程控制系统迫切地需要高级理论的支撑。与理论发展相对滞后形成对比的是，自动化技术工具的蓬勃发展，在经历气动仪表控制、集中式数字控制系统到集散式控制系统后形成了新一代的网络集成式全分布的现场总线控制系统。 作为自动化领域的热点之一，现场总线己成为自动化系统与分散的现场设备间信息交换的主要技术。 PROFIBUS 是国际上应用十分广泛的工业过程现场总线，主要应用于加工自动化、过程自动化、楼宇自动化等领 域。 现场总线技术的不断发展，其在计算机集散控制领域的优势已越来越明显。现场总线具有以下特点 :快速性、实时性 ；开放性、互可操作性与互用性 ；现场设备的

3、智能化具有功能独立性 ；系统结构的高度分散性 ；较强的抗干扰性。现场总线的最大特点是标准化和公开性，目前国际上流行的几种现场总线均是以 OSI 模型为依据建立的，包括物理层、数据链路层和应用层等。现场总线中最具影响力的有 5 种，分别是 FF, Profitbus, HART, CAN 和 LonWorks 。 西门子推出的 Profibus 总线以 IS07498 标 准为基础，以开放式系统互联网络 (OSI， Open system interconnection)作为参考模型，定义了物理传输特性，总线存取协议和应用功能。该总线通过相应的通讯模块，与系统内的远程控制设备以及其他厂商的单机控

4、制设备相连，采用控制字的方式进行通讯和控制，可节约大量控制电缆，并且通过良好的接地处理和保护，具有极高的抗干扰能力。 随着社会生产规模的扩大、生产水平的提高，电气控制技术和液压技术都在非常迅速的发展。电气控制从继电器控制系统发展到直接数字控制 ( DDC)系统、集散控制系统 (DCS)到目 前的现场总线控制系统 (FCS )。现代的液压传动及控制技术已发展成一门集传动、控制、检测、计算机一体化的完整的自动化技术，并逐步趋向数字控制和全自动化。 文章从结合所研究的水电站的实际需要出发，将先进的现场总线技术、以太网技术与传统的液压技术相结合，并应用到水电站闸门监控系统的实际设计过程中。论文根据所研

5、究水电站闸门控制的具体技术要求，设计了适合该水电站的液压启闭机系统。文章对闸门启闭机及其控制系统的发展状况和传统液压启闭机控制系统的局限性进行了详细分析，并结合当前控制技术，特别是 Profibus 现场总线控 制技术的特点，针对所研究的水电站的实际情况提出了“基于 Profibus现场总线控制和以太网技术的闸门监控系统”的技术方案。并根据该方案完成了下位机 (PLC 控制程序 )的编制和上位机 (监控软件和人机界面的组态 )的组态。最后通过组建上位机与 PLC 的通信以太网络和远程 I/0 模块与 PLC 之间的总线网络，实现了整个闸门监控系统的网络化。通过该监控网络，可实现对该水电站分居于

6、八个不同坝段的闸门的运行及运行状态的控制与监视，从而使得该监控系统在满足水电站实际生产的各项要求，同时还保证了该系统具有相当的先进性。 底层控制网络 不再是孤立的控制系统 ,通过工业以太网和现场总线技术实现 网络 集成 ,将基础自动化控制、过程控制和管理与企业资源计划层 ERP(Enterprise Resource Planning)连接在一起 ； 提高现场数据采集能力 ,增强使用灵活性 ,有效解决了以往控制系统提供的信息不全 ,自动化控制系统与企业管理系统之间的无缝集成问题 ,还为实现 ERP 管理和管控一体化提供了良好的必要条件。 在电气控制系统的设计过程中，采用了上位机加下位机的设计模

7、式，组建了远程集中控制与现地控制相结合的控制网络。上位机选用功能强大的工控组态 软件一一组态王和操作方便灵活的触摸屏。下位机则采用可靠性高的可编程控制器和先进的 Profibus 现场总线完成对现场设备的控制。 可编程控制器 (PLC)是以继电器逻辑控制系统为基础，逐步发展为以处理器为中心，同时具有各类运算、控制、网络等功能的控制系统，凭借良好的稳定性和强大的功能，使得在制造工业、电力、运输等领域有着广泛的应用。 PLC 程序在主程序循环中采用循环扫描，从而对输入变量进行周期性的检查。程序循环通过扫描系统的输入开始，并将它们的状态储存在固定的存储器位置（输入图像存储器）。然后一格格地执行梯形图

8、 程序。对程序的扫描和求解不同阶梯格的逻辑决定了输出状态。然后，保持在存储器中的输出值被用于在程序扫描终止时同时设定和复位 PLC 的物理输出。如我们知道的那样，逻辑控制是 PLC 一个值得注意的性能，它可被用于有效地处理模拟数据。 1）模拟数据的采集和转换 模拟输入和输出，例如需要在线测量的压力和温度。举例来说，温度首先由铂电阻采集。然后信号转换模块将实测电阻值转换成 15V 的电压范围。这一转换模块的输出，最后被收集和传输回上述的PLC。 2） PLC 的控制算法 模拟变量可以是任何受控的变量，例如在我们的卷绕系统中为 温度或压力。事实上，存在两种控制模式，自动的和手动的。在手动模式中，操

9、作人员根据希望的水平修改输出值；而在自动模式中，输出值由预先设计的算法加以调节。值得指出， PLC 的输出总是为增量值。虽然这里可采用自动调谐 PID（比例积分微分）控制器，但在生产的开始阶段总是用手动调谐来进行日常的初始化，在那以后，系统即切换到自动模式。我们强调指出，用户适应模糊逻辑控制器的经验在这里也被利用来进一步改善生产的绩效。我们推荐一种在 PLC 上采模糊逻辑控制器的薄膜张力控制系统，来应付卷绕系统的不确定性。模糊逻辑算法由基本的 PLC 指令来实现。 要用固定的模型和参数来处理系统，常规的 PID 就够了，但是固定是相对的，事实上，卷绕系统的参数在一定的范围内是可变的，因此，控制器必须有一个监控系统，用于基于现场总线鲁棒性的 PLC控制的制造系统，以获得高的性能。为此目的，我们用模糊推理来调节 PID 的因子，通过这样的方法， PID 的因子可以根据系统状态和设