集散控制系统电子教案(原创)

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1、电子教案 模块名称内  容教  案基础模块集散控制系统必备知识1.1计算机控制系统的组成及应用类型1.2 计算机网络基础1.3 集散控制系统概论1.4 集散控制系统的硬件结构1.5 集散控制系统软件体系应用模块模块一 浙大中控JX-300X集散控制系统2.1JX-300X系统基础知识2.2 控制站组成及主要卡件2.3 系统组态2.4 系统实时监控2.5 系统调试与维护2.6 工程应用实例模块二霍尼维尔TDC-3000和TPS/PKS集散控制系统3.1TDC-3000系统概述3.2TPS系统概述3.3TPS控制站组

2、成3.4TPS系统组态3.5 系统实时监控3.6 工程应用实例模块三日本横河CENTUM-CS集散控制系统4.1CENTUM-CS系统基础知识4.2 现场控制站组成及主要卡件4.3 系统组态4.4 系统实时监控4.5 工程应用实例模块四其它集散控制系统5.1MACS集散控制系统5.2I/AS系统5.3MACS系统组态5.4 工程应用实例模块五现场总线控制系统6.1 现场总线概述6.2 几种典型的现场总线6.3 现场总线控制系统6.4现场总线设备6.5 现场总线网络的组态6.6 现场总线控制系统的应用实例技能模块技

3、能模块一基本技能技能模块二综合技能技能模块三技能测试  1391.1 计算机控制系统的组成及应用类型通过与模拟控制系统比较，认识计算机控制系统及其组成。1.1.1计算机控制系统的组成计算机控制系统是以计算机为核心部件的自动控制系统。在工业控制系统中，计算机承担着数据采集与处理、顺序控制与数值控制、直接数字控制与监督控制、最优控制与自适应控制、生产管理与经营调度等任务。它已广泛应用于生产现场，并深入各行业的许多领域。（一）基本概念1、计算机控制系统的组成有关的术语概念如下：（1）计算机控制系统：利用计算机(通常称为

4、工业控制计算机)来实现工业过程自动控制的系统。（2）在线方式：在计算机控制系统中，生产过程和计算机直接连接，并受计算机控制的方式。（3）离线方式：生产过程不和计算机相连，且不受计算机控制，而是靠人进行联系并作相应操作的方式。（4）实时：是指信号的输入、计算和输出都在一定的时间范围内完成。2、计算机控制系统的工作原理计算机控制系统的工作原理可归纳为以下三个步骤：(1)实时数据采集  对测量变送装置输出的信号经A/D转换后进行处理。(2)实时控制决策  对被控变量的测量值进行分析、运算和处理，并按预定的控制规律进行运

5、算。(3)实时控制输出  实时地输出运算后的控制信号，经D/A转换后驱动执行机构，完成控制任务。上述过程不断重复，使被控变量稳定在设定值上。（二）硬件系统计算机控制系统由工业控制机和生产过程两大部分组成。如图1.2所示。139工业控制机硬件：硬件是指计算机本身及外围设备。硬件包括计算机、过程输入、输出接口、人机接口、外部存储器等。生产过程包括被控对象，测量变送、执行机构、电气开关等装置。（三）软件系统软件是指能完成各种功能的计算机程序的总和，通常包括系统软件和应用软件。1.1.2计算机控制系统的应用类型计算机控制

6、系统种类繁多，命名方法也各有不同。根据应用特点、控制功能和系统结构，计算机控制系统主要可分为六种类型：数据采集系统、直接数字控制系统、计算机监督控制系统、分级控制系统、集散型控制系统及现场总线控制系统。(一) 数据采集系统如图1.3所示在数据采集系统中，计算机只承担数据的采集和处理工作，而不直接参与控制。(二) 直接数字控制系统直接数字控制（DirectDigitalControl，DDC）系统的构成如图1.4所示。139直接数字控制系统与模拟系统的比较：（1）在DDC中，在信号出入计算机时必须经D/A、A/D转

7、换（2）其控制方式比常规控制系统灵活且又经济。直接数字控制系统的性能特点：由于DDC系统中的计算机直接承担控制任务，所以要求实时性好、可靠性高和适应性强。(三) 计算机监督控制系统监督计算机控制(SupervisoryComputerControl，SCC)系统，简称SCC系统，系统结构如图l.5所示。SCC系统是一种两级微型计算机控制系统，其中DDC级微机完成生产过程的直接数字控制；SCC级微机则根据生产过程的工况和已定的数学模型，进行优化分析计算，产生最优化设定值，送给DDC级执行。SCC级微机承担着高级控制

8、与管理任务，要求数据处理功能强，存储容量大等，一般采用较高档微机。(四) 分级控制系统特点：控制功能分散，集中管理。图1.6所示的分级计算机控制系统是一个四级系统。(1)装置控制级(DDC级)  对生产过程进行直接控制，如进行PID控制或前馈控制，使所控制的生产过程在最优工作状况下工作。(2)车间监督级(SCC级)  它根据厂级计算机下达的命令和通过装置控制级获得的生产过