《集散测控系统》PPT课件

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1、第四章集散测控系统4.1概述集散测控系统又称为分布式测控系统，它是一种综合计算机技术、测量技术、控制技术、通信技术对生产过程集中监测、操作、管理和分散控制的新型测控系统，其特点是采用模块化、标准化和系列化的设计，实现大范围远程多点集中监测、操作、管理与分散控制。集散测控系统的体系结构从垂直方向分为三级，第一级为分散过程测量与控制级；第二级为集中操作管理级；第三级为综合信息管理级，各级相互独立又相互联系。从水平方向，每一级按功能可分成若干子块（相当于在水平方向分成若干级）。各级之间由通信网络连接，级内各装置之间由本级的通信网络进行通信联系。它的典型体系结构，如图4.1.1

2、所示。图4.1.1集散测控系统体系结构管理计算机网间连接器工程师操作站操作员操作站监控计算机网间连接器现场控制站PLC控制站智能调节器其他测控装置至其他局域网综合信息管理级集中操作监控级分散过程测控级局域网络（LAN）通信联络集散测控系统既不同于分散的仪表测控，又不同于集中计算机测控系统，它克服了二者的缺陷而集中了二者的优势。与模拟仪表测控相比，它具有连接方便——采用软连接的方法连接，容易更改，显示方式灵活，显示内容多样，数据存储量大，占用空间少等优点；与计算机集中测控系统相比，它具有操作监督方便，危险分散、功能分散等优点。目前的集散测控系统中，直接使用许多成熟技术和标

3、准部件。利用现有的工业PC（IPC）、工业标准通信控制网络和通用控制级设备，构成的中小型集散测控系统是应用最为广泛的集散测控系统。其基本结构如图4.1.2所示。图4.1.2中小型集散测控系统的基本结构IPC1#测控设备2#测控设备n#测控设备监控级测控级RS-485它的拓扑结构一般采用总线拓扑结构，监控级设备(也可以称为上位机或操作站)一般使用IPC，测控级设备使用产品化的测量与调节仪表、可编程序控制器(PLC)和远程I/O模块等。根据控制级所采用的不同控制设备，可以将中小型集散测控系统分为IPC+仪表、IPC+PLC、IPC+远程I/O三种基本形式。由IPC+仪表这种

4、方式构成的中小型集散测控系统侧重于过程控制，该系统在脱开IPC后仍是一个独立的仪表控制系统，具有仪表的基本调节功能和显示功能。由IPC+PLC构成的中小型集散测控系统侧重于逻辑控制和顺序控制，由于PLC可靠性极高，因此，由此构成的中小型集散测控系统具有高可靠性。由IPC+远程I/O构成的中小型集散测控系统适用于过程控制和逻辑控制。如果远程I/O为子系统，则整个系统在脱开IPC后仍然可以独立运行，如果远程I/O为输入/输出模块，则整个系统在脱开IPC后将无法自主运行。4.2基于IPC与PLC的集散测控系统PLC是基于微处理器技术的通用工业自动化控制设备。它采用了计算机的设

5、计思想，实际上就是一种特殊的工业控制专用计算机。现在许多场合利用PLC网络构成一个计算机测控系统，或是将其作为集散测控系统的下位子系统。4.2.1系统构成基于IPC与PLC的集散测控系统实际上就是由多个PLC独立承担各个现场局部范围内的测控工作，再将PLC通过现场总线组成局域网络与作为中央控制计算机的IPC进行通讯，实现数据的上传、指令的下传等通讯功能，从而实现远程集中监控。基于IPC与PLC的集散测控系统的架构图见图4.2.1。图4.2.1基于IPC与PLC的集散测控系统架构图IPCPLC1PLC2PLCn现场总线其中IPC是主站（上位机），PLC是从站（下位机），两

6、者进行主从式通信，现场总线可以是任何现场总线，对于不同公司的PLC，采用的现场总线不同，目前，采用RS-485串行总线的居多。设计的主要工作包括：测控系统的组网、PLC测控程序的设计、IPC上位机系统程序的设计。一般情况下，PLC是作为被测控对象的内嵌式控制计算机，是被控对象的核心环节，它的控制程序通常是由测控对象的研制公司自行设计，而集散测控系统设计人员的主要工作是设计IPC上位机系统测控程序。4.2.2螺杆冷水机组远程监控系统1.总体方案螺杆冷水机组远程监控系统的构成见图4.2.2。监控系统由现场监控系统与远程监控计算机组成，现场系统与远程计算机通过公共电话网相连，

7、以拨号的方式连通并通讯。现场冷水机组是提供冷水的设备，该系统就是要对机组的工作状况及出水温度、压力进行实时监测与控制。图4.2.2螺杆冷水机组远程监控系统的构成RS-485RS-232RS-232RS-232现场IPC冷水机组1S7-200PLC+模拟量采集模块EM231RS-485/RS-232转换器冷水机组2S7-200PLC+模拟量采集模块EM231现场Modem远程Modem远程IPC机组分为冷水系统与PLC控制系统两部分，PLC是机组的控制核心，它的主要功能包括：①采集机组的开关量信号用以判断机组的运行状况；②采集机组出水温度信