分散式工業控制系統就是為適應這種需要而發展起來的。這類系統是以微型機為中心,將 5C技術--COMPUTER(計算機技術)、ConTROL(自動控制技術)、COMMUNICATION(通信技術)、CRT(顯示技術)和 CHANGE(轉換技術)緊密結合的產物。它在適應范圍、可擴展性、可維護性以及抗故障能力等方面,較之分散型儀表控制系統和集中型計算機控制系統都具有明顯的優越性。
典型的分散式控制系統由現場設備、接口與計算設備以及通信設備組成。現場總線(FIELDBUS)能同時滿足過程控制和制造業自動化的需要,因而現場總線已成為工業數據總線領域中較為活躍的一個領域。現場總線的研究與應用已成為工業數據總線領域的熱點。盡管對現場總線的研究尚未能提出一個完善的標準,但現場總線的強性能價格必將吸引眾多工業控制系統采用。同時,正由于現場總線的標準尚未統一,也使得現場總線的應用得以不拘一格地發揮,并將為現場總線的完善提供更加豐富的依據。控制器局部網 CAN(ConTROLLER AERA NETWORK)正是在這種背景下應運而生的。
CAN總線以報文為單位進行數據傳送,報文的優先級結合在11位標識符中,具有較低二進制數的標識符有較高的優先級。這種優先級一旦在系統設計時被確立后就不能再被更改。總線讀取中的沖突可通過位仲裁解決。例如標識符0111111、0100100、0100111發生位仲裁時,0100100報文將會被跟蹤,而其余報文會被丟棄。具體過程為:當幾個站同時發送報文時,站1的報文標識符為0111111,站2的報文標識符為0100100,站3的報文標識符為0100111,所有標識符都有相同的兩位01,直到第3位進行比較時,站1的報文被丟棄,因為它的第3位為高,而其它兩個站的報文第3位為低。站2和站3報文的3、4、5位相同,直到第7位時,站3的報文才被丟棄。注意,總線中的信號持續跟蹤后獲得總線讀取權的站的報文。在此例中,站2的報文被跟蹤。這種非破壞性位仲裁方法的優點在于,在網絡終確定哪一個站的報文被傳送以前,報文的起始部分已經在網絡上傳送了。所有未獲得總線讀取權的站都成為具有較高優先權報文的接收站,并且不會在總線再次空閑前發送報文。
光端機,就是將多個E1(一種中繼線路的數據傳輸標準,通常速率為2.048Mbps,此標準為中國和歐洲采用,E1是物理連接技術,是數字網絡,可以同軸也可以光纖)信號變成光信號并傳輸的設備(它的作用主要就是實現電-光和光-電轉換)。光端機根據傳輸E1口數量的多少,價格也不同。一般較小的光端機可以傳輸4個E1,目前較大的光端機可以傳輸4032個E1。光端機分PDH光端機和SDH光端機,PDH光端機一般是指34M(16E1)以下的光端機,而SDH光端機一般是指155M(STM-1)以上的光端機。根據不同的需求配置不同的光端機,價格相差甚遠。
如果需要進一步提高系統的抗干擾能力,還可以在控制器和傳輸介質之間加接光電隔離,電源采用DC-DC變換器等措施。這樣可方便構成實時分布式測控系統。微控制器,或選用一般的微控制器加上獨立的CAN控制器來完成節點功能。傳輸介質可采用雙絞線、同軸電纜或光纖。如果需要進一步提高系統的抗干擾能力,還可以在控制器和傳輸介質之間加接光電隔離,電源采用DC-DC變換器等措施。這樣可方便構成實時分布式測控系統。