计算机控制系统第8章

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1、计算机控制系统第8章分布式计算机控制系统DCS硬件集中显示管理，包括工程师站、操作员站和管理计算机分散控制监测，包括控制站、监测站或现场控制站网络通信DCS软件实时多任务操作系统数据库管理系统数据通信软件组态软件应用软件8.1概述8.1.1基本组成独立性协调性友好性适应性、灵活性和可扩充性实时性可靠性8.1.2分布式控制系统的特点现场控制站现场监测站CRT操作站数据高速公路监控计算机8.1.3分布式控制系统的发展1.DCS的开创期(1975年~1980年)图8-1第一代DCS基本结构CRT操作站监控计算机……数据高速公路DHW现场监测站现

2、场控制站局部网络LAN（LocalAreaNetwork）多功能现场控制站MFCS（MultifunctionFieldControlStation）增强型操作站EOS（EnhancedOperatorStation）通用型操作站US（UniversalStation）网关GW（Gateway）系统管理模块SMM（SystemManagementModule）主计算机HC（HostComputer）2.集散控制系统的成长与完善时期(1980年~1985年)实现开放式的系统通信控制站使用32位微处理器采用专用集成电路和表面安装技术操作站采用

3、32位高档微计算机过程控制组态采用CAD方法人工智能特别是知识库系统（KBS）和专家系统（ES）与生产过程日益融合3.集散控制系统的扩展期（1985年以后）8.2体系结构8.2.1DCS的层次结构图8-4典型集散控制系统的硬件结构示意图8.2.2DCS的硬件结构8.2.3DCS的软件结构图8-5典型集散控制系统软件结构图图8-6现场控制站软件执行顺序在线诊断SOE记录检查控制算法运算数据转换和报警检查通道数据巡检图8-7现场控制站软件结构网络通信模块控制输出模块实时数据库控制算法库数据采集模块DCS的控制网络CNETDCS的系统网络SNE

4、TDCS的管理网络MNETDCS的决策管理网络DNET8.2.4DCS的网络结构8.2.5DCS实例8.3基本类型8.3.1集散型控制系统数据高速公路(DHW)通用控制网(UCN)局部控制网(LCN)1.TDC3000的三种通信链路过程控制级先进控制级，通常称为工厂级。最高控制级，也称为联合级。2.TDC3000提供的不同等级的分散控制关键性系统单元采用带有自动切换的全冗余操作员控制台至少由三个通用的操作站组成控制台的每一个操作站都可以存取相同的信息，任何一台操作站都可以代替另一台进行操作。与过程连接的控制级，其冗余由过程管理器中的过程管

5、理模块实现，而关键环节的冗余是由TDC3000基本型、扩展型和多功能控制器的不间断的自动控制（UAC）特性来完成。在结构上提供历史模块的冗余盘和冗余的应用模块来提高可靠性。局部控制网中，一根通讯电缆作为主要电缆，另一根则作为备用电缆，3.TDC3000的冗余技术其测量变送和执行机构仍是基于模拟仪表的，与现场总线及智能仪表的数字信号传送相比，其抗干扰能力与传输精度都大为逊色。各DCS开发生产企业制造的DCS使用专用平台，使得不同厂商之间的产品互不兼容，互操作性差。传统DCS在控制规律和控制算法方面，相对于常规仪表并没有重大突破，所提供的编程

6、计算工具功能仍显简单，难以实现复杂的控制规律，使得许多先进的控制算法无法在DCS上直接实现，基于常规控制规律的DCS的控制品质难以满足生产的控制需求。8.3.2集散型控制系统存在的问题及发展趋势受信息技术（网络通信技术、计算机硬件技术、嵌入式系统技术、现场总线技术、各种组态软件技术、数据库技术等）发展的影响，以及用户对先进的控制功能与管理功能需求的增加各新型集散控制系统（DCS）厂商纷纷提升DCS系统的技术水平，并不断地丰富其内容。可以说，以Honeywell公司最新推出的ExperionPKS（过程知识系统）、Emerson公司的Pla

7、ntWeb(EmersonProcessManagement)、横河公司的R3（PRM-工厂资源管理系统）和ABB公司的IndustrialIT系统为标志的新一代DCS已经形成。8.3.3基于IPC构成的分布式控制系统1.IPC-DCS的层次结构图8-9IPC-DCS的基本结构图8-10客户/服务器结构图8-11对等结构2.IPC-DCS的网络结构图8-12混合结构图8-13以RS-232方式共享数据3.IPC-DCS的通信方式图8-14以RS-485方式共享数据图8-15通过公共电话共享数据8.3.4基于PLC构成的分布式控制系统MNE

8、T计算机CNETIOBUS图8-17可编程控制器的层次化网络结构控制方式操作方式系统结构8.4现场总线控制系统系统的开放性互可操作性与互换性现场设备的智能化与功能自治性系统结构的高度分散性对现