西门子EM223CN数字量DI/DO模块|总代理

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二、混合式控制系统结构 

    所为混合式控制系统。该系统主要以DCS的设计思想为基础，综合PLC与DCS的各自优势。它主要由系统网络、 操作员工作站、*服务器、控制器及输入/输出（I/O）模块等部分组成。  

1、系统网络  

    对DCS而言，系统网络是整个系统的基础和核心，对整个系统的实时性、可靠性和可扩充性起着决定性的作用。对混合式控制系统也是如此。  

    如图1所示，HCS是分级控制系统，共分两级：操作管理级及过程控制级。操作管理级的各项设备——操作员工作站及*服务器由N1网连接。N1网是一局域网（LAN），对它的要求是能以较高的速率传输大量数据，可选用Ethernet（以太网）或ARCNET。Ethernet采用载波侦听/多路访问协议，具有10Mbps及100Mbps的通讯速度，但它不具备实时性；ARCNET采用令牌传输协议，具有2.5Mbps的通讯速度，具有好的实时性。 N1网的网络拓朴结构可采用星形、总线形、混合形等。总线结构的网络技术比较成熟，施工相对简单，节点的加入或退出也*中止网络运行，是工业控制网常用的网络结构。N1网的传输介质可使用双绞线、同轴电缆或光纤。  

    N2网将过程控制级的控制器与控制器、控制器与远程I/O、远程I/O与远程I/O连接起来，并使之与*服务器相连. 对N2网的要求是实时性，即一旦N2网上某节点发送数据，则该网络上所连接的各节点应能同时接收到该数据，实现数据共享。这一点对实时性很强的过程控制十分重要。N2网还具有其它特性，如给网络添加新设备不会造成网络通讯拥塞，*消除系统瓶颈现象；开放式体系结构使它与PLC、智能马达驱动器等其它设备相兼容。 

  A-B的ProcessLogix过程控制系统N1网采用总线结构的Ethernet，N2网采用A-B自己的ControlNet网络，如果采用中继器，传输距离可达30km。  

2、操作员工作站  

    操作员工作站是HCS与用户进西门子EM223CN数字量DI/DO模块|总代理行信息交换的设备，其主要功能是为运行操作提供人机界面，使操作人员及时全面地了解系统运行情况，并对生产过程进行调节和控制。随着微型计算机性能的不断提高，操作员工作站可由PC机承担，由于操作员工作站与*服务器通过局域网相连，所以欲添加一个操作员工作站十分容易，只要在N1网上增加一个PC机并让*服务器为新添加的操作员工作站提供客户软件即可。  

3、*服务器  

    所有的系统信息、报告及总数据库由*服务器统一管理，以实现信息集中管理。*服务器用Windows NT为操作系统，配以系统应用软件，还可与企业管理系统相连。DCS的组态功能在HCS中也由*服务器提供。工程师可利用*服务器的系统应用软件来或添加控制配置并下载至控制器中。  

4、控制器  

  控制器为自动控制系统中的控制**。HCS的控制器与PLC一样采用了典型的计算机结构，主要包括处理器、内存、I/O接口，外加通讯接口。HCS控制器的框架沿袭了传统PLC的框架尺寸结构，因而体积比DCS小得多。虽然从尺寸与外形上看，HCS控制器与PLC较其相似，但它绝不是PLC的简单翻版。 HCS控制器在过程控制中执行闭环及顺序控制，能胜任DCS所承担的过程控制任务。HCS控制器采用模块化结构形式，处理器模块、本地I/O模块、通讯接口模块等均插入同一框架中，通过数据总线相连，实现“软接线”，另外，通过N2网还可扩展远程I/O模块。  

    每个HCS可支持多个控制器，而每个控制器又可支持多达上百个控制回路。这样由HCS便可组成较大型的控制系统，且控制是分散的。如ProcessLogix控制系统多可支持16个控制器，每个控制器可支持125～150个控制回路。  

5、输入/输出（I/O）模块  

    HCS提供了能与工业现场I/O信号直接相连的各种规格的I/O模块， 如模拟量/数字量、 直流/交流、电压/电流及不同电压等级的I/O模块等。这些I/O模块可与工业现场的按钮、变送器、传感器、电磁阀门及马达控制器等设备元件直接相连，使用灵活方便。