第二讲_dcs控制系统

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1、本章主要知识点：第一节集散型控制系统概述第二节集散型控制系统的体系结构第三节集散型控制系统的构成第四节集散型控制系统的组态第五节集散型控制系统的组态案例分析第六节集散型控制系统的投运操作第七节智能仪表第八节可编程控制器第九节现场总线控制系统第二讲集散控制系统介绍制作：乐建波本章主要问题：1.集散型控制系统有哪几种构成形式？２.ＣＲＴ操作站有哪些显示功能？３.试画出智能化测量控制仪表的基本组成框图，叙述各个组成部分的功能４.可编程控制器与智能调节仪表有何异同点？第一节　集散型控制系统概述一、集散型控制系统的基本概念１.直接数字控制２.集中型计算

2、机控制系统３.分层计算机控制系统４.集散型控制系统2１.直接数字控制DDC的控制过程是：计算机首先通过模数输入转换器（A/D）按一定周期，循环实时采集多个生产过程被控参数的信息，然后按照控制算法运算后，其结果通过数模转换器（D/A）依次进入控制执行器，构成一个闭环回路。DDC比起模拟仪表控制的主要优点在于很容易在计算机中实现PID和其他复杂的运算规律，并且保持了数字化的精度。3２.集中型计算机控制系统集中型计算机控制系统是把几十个甚至几百个控制回路以及上千个过程参数的显示、操作和控制集中在单一计算机上来实现。即在一台计算机上实现下面的功能：过程

3、监视、数据收集、数据处理、数据存储、报警和登录、过程控制。集中型计算机控制系统将大量功能集于一身，把危险也集中了。4３.分层计算机控制系统（２）监督计算机控制系统SCC上述计算机、控制器混合控制系统中，用一台计算机代替模拟仪表，实现DDC，这就是监督计算机控制系统。ＳＣＣ控制由二级计算机组成。第一级计算机与生产过程连接，并承担测量和控制任务，即完成DDC控制。第二级计算机是给第一台计算机提供最佳设定值和最优控制参数等各种控制信息。（１）计算机、控制器混合控制系统　将计算机与模拟仪表结合起来。现场的控制功能由传统的模拟仪表来实现，模拟仪表的信号也

4、送入计算机，最后以最优工艺参数给模拟仪表设定值。这种方案，对于老工厂技术改造尤为可取。5４.集散型控制系统集散控制系统（DistributedControlSystem，英文缩写DCS）就是：一方面强调控制的分散性，即使用若干个控制器完成系统的控制任务，每个控制器实现一定的有限控制目标,可独立完成数据采集、信号处理、计算变换及输出等功能；另一方面，又强调管理的集中性，它依靠计算机网络完成操作显示部分与分散控制系统之间的数据传送，使所有控制器都在生产过程的统一管理协调下动作的计算机控制系统。集中分散型计算机控制系统又称为分布式计算机控制系统，简称

5、集散型控制系统（DCS）。其实质是四Ｃ技术，即计算机（Computer）、控制器（Controller）、通信（Communication）和CRT显示技术相结合的产物。左图是集散控制系统的组成框图。6二、集散型控制系统的特点集散型控制系统采用标准化、模块化和系列化设计，由过程控制级、控制管理级和生产管理级所组成的一个以通信网络为纽带的集中显示操作管理，控制相对分散，具有配置灵活，组态方便的多级计算机网络系统结构。１.自主性２.可靠性３.协调性４.友好性５.适应性、灵活性和可扩充性６.在线性7三、集散型控制系统的发展概况20世纪70年代中期，微

6、处理器高速发展，微机价格下降。结合通信网络技术，出现了若干微机通过网络连接起来，构成一个大型计算机系统，使得整个系统的任务可以分散进行，实现了计算机系统的分散化，从而大大降低了系统出现故障的风险。分散化思想的日益成熟，计算机网络技术的发展，推动了分布式处理系统的发展。在此期间，世界各国也相继推出了自己的第一代集散型控制系统。20世纪80年代，随着微处理运算能力的增强，超大规模集成电路集成度的提高和成本的不断下降，给过程控制的发展带来了新的面貌，使得过去难以想像的功能付诸了实施，推动着以微处理器为基础的过程控制设备和集散型控制系统、可编程控制器和

7、过程变送器等同步更新发展。进入20世纪90年代，计算机等新技术的发展，特别是开放式结构和集成技术将深刻地影响着DCS的发展。使集散型控制系统进入一个新的阶段，产生了生产过程控制系统与信息管理系统紧密结合的管控一体化的新一代集散型控制系统。具体表现为：①DCS向综合化、开放化发展；②大型DCS进一步完善和提高的同时，发展小型集散控制系统；③采用人工智能技术；④采用虚拟的真像技术。8连续过程间歇过程离散过程直接控制过程管理生产管理经营管理生产管理主要完成生产规划，生产监视，根据用户订单、库存、能耗约束、能耗需求等指标进行生产调度。在许多DCS中，这

8、级充当最高管理层。直接控制级主要功能包括现场数据采集，过程监视、故障诊断、控制输出、安全性能和冗余性能的实施……经营管理级居于工厂自动化系统的最高一层