集散控制系统的概述_1_图文_百度文库

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1、☞集散控制系统是20世纪70年代中期发展起来的、以微处理器为基础的、实行集中管理、分散控集散控制系统第一章绪论制的计算机控制系统。由于该系统在发展初期以实行分散控制为主，因此又称为分散型控制系统或分布式控制系统(DistributedControlSystem，DCS)，简称为集散系统或DCS。TPS系统结构图☞集散控制系统是控制技术(Control)、计算机技术(Computer)、通信技术(Communication)、阴极射线管(CRT)图形显示技术和网络技术(Network)相结合的产物，是一种操作显示集中、控制功能分散、采用分级分

2、层体系结构、局部网络通信的计算机综合控制系统，其目的在于控制或控制管理一个工业生产过程或工厂。1☞而采用一台计算机工作、另一台计算机备用的双机双工系统，或采用常规仪表备用方式，虽可提高控制系统的可靠性，但成本太高，如果工厂的生产规模不大，则经济性更差，用户难以接受。因此，有必要吸收常规模拟仪表和计算机控制系统的优点，并且克服它们的弱点，利用各种新技术和新理论，研制出新型的控制系统。☞20世纪70年代初，大规模集成电路的问世及微处理器的诞生，为新型控制系统的研制创造了物质条件。同时，CRT图形显示技术和数字通信技术的发展，为新型控制系统的研制

3、提供了技术条件，现代控制理论的发展为新型控制系统的研制和开发提供了理论依据和技术指导。根据“危险分散”的设计思想，过去由一台大型计算机完成的功能，现在可以由几十台甚至几百台微处理机来完成。各微处理机之间可以用通信网络连接起来，从而构成一个完整的系统。☞系统中的一台微处理机只需控制几个至几十个回路，即使某一微处理机发生故障，只影响它所控制的少数回路，而不会对整个系统造成严重影响，从而在很大程度上使危险分散。☞这种新型控制系统采用多台彩色图形显示器监视着过程和系统的运行，实现了操作和信息综合管理的集中，利用通信系统将各微机连接起来，按控制功能或

4、按区域将微处理机进行分散配置，实行分散控制，增强了全系统的安全可靠性。☞1975年12月，美国霍尼威尔(Honeywell)公司正式向市场推出了世界上第一套集散控制系统——TDC2000（TotalDistributedControl2000）系统，成为最早提出集散控制系统设计思想的开发商。2集散控制系统的基本构成☞综观各种集散控制系统，尽管其品种规格繁多，设计风格各异，但大多数都包含有分散过程控制装置、集中操作管理装置和通信系统等三大部分。分散过程控制装置是DCS与生产过程联系的接口，按其功能又可分为现场控制站（简称控制站）和数据采集站等

5、。图1-6TDC-3000系统构成图图1-5CENTUMCS系统外观图3☞集中操作管理装置是人与DCS联系的接口，按其功能又可分为操作员工作站（简称操作站）、工程师工作站（简称工程师站）和监控计算机（又称上位机）等。通信系统（又称通信网络）是DCS的中枢，它将DCS的各部分连接起来构成一个整体。因此，操作员站、工程师站、监控计算机、现场控制站、数据采集站和通信系统等是构成DCS的最基本部分，如图1所示。(1)操作站☞操作站是操作人员对生产过程进行显示、监视、操作控制和管理的主要设备。操作站提供了良好的人机交互界面，用以实现集中监视、操作和信

6、息管理等功能。在有的小DCS中，操作站兼有工程师站的功能，在操作站上也可以进行系统组态和维护的部分或全部工作。图1集散控制系统的基本构成(2)工程师站☞工程师站用于对DCS进行离线的组态工作和在线的系统监督、控制与维护。工程师能够借助于组态软件对系统进行离线组态，并在DCS在线运行时，可以实时地监视通信网络上各工作站的运行情况。(3)监控计算机☞监控计算机通过网络收集系统中各单元的数据信息，根据数学模型和优化控制指标进行后台计算、优化控制等，它还用于全系统信息的综合管理。(4)现场控制站现场控制站通过现场仪表直接与生产过程相连接，采集过程变

7、量信息，并进行转换和运算等处理，产生控制信号以驱动现场的执行机构，实现对生产过程的控制。现场控制站可控制多个回路，具有极强的运算和控制功能，能够自主地完成回路控制任务，实现反馈控制、逻辑控制、顺序控制和批量控制等功能。现场控制站机柜4(5)数据采集站数据采集站通过现场仪表直接与生产过程相连接，对过程非控制变量进行数据采集和预处理，并对实时数据进一步加工。为操作站提供数据，实现对过程的监视和信息存储；为控制回路的运算提供辅助数据和信息。APM机柜(6)通信系统☞通信系统连接DCS的各操作站、工程师站、监控计算机、控制站、数据采集站等部分，传递

8、各工作站之间的数据、指令及其他信息，使整个系统协调一致地工作，从而实现数据和信息资源的共享。☞综上所述，操作站、工程师站和监控计算机构成了DCS的人机接口，用以完成集中监视、操作