集散控制系统软件结构

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1、第4章集散控制系统的软件结构现场控制站软件主要完成各种控制功能，包括回路控制、逻辑控制、顺序控制，以及所需要的现场I/O处理；操作员站的软件主要执行操作人员所发出的各个命令、图形与画面的显示、报警的处理、对现场各种检测数据的集中处理等；工程师站的软件主要完成系统的组态功能和系统运行期间的状态监视功能。软件分为系统软件和应用软件两大部分。其中系统软件包括：计算机操作系统、数据库、组态软件和各种高级语言；应用软件包括：输入输出信号模块、控制模块、逻辑控制模块、通信模块、报警处理模块、数据处理模块或数据库、显示模块、打印模块等。4.1DCS

2、现场控制站的软件4.2DCS操作员站的软件4.3DCS工程师站的软件4.1DCS现场控制站的软件1.实时数据库实时数据库是整个现场控制站软件系统的中心环节。主要任务：将各部分信息（状态、控制、数据）从一个执行模块传到另一个执行模块，将各通道采集来的数据，以及网络上传给现场控制站的数据存在实时数据库中。别的模块需要数据时，直接从实时数据库中获得，运算的中间结果也存入实时数据库中；另一个作用是实现数据共享。2.功能模块分类(1)输入输出功能模块：模拟量、数字量、脉冲量三大类。(2)控制算法模块:P、I、D、前馈、三位、二位开关、smith

3、预估补偿等。(3)运算类模块：数学、逻辑、运算、顺控功能(4)信号发生器类功能模块：产生阶跃、斜坡、正弦、方波、非线性信号。(5)转换类功能模块：对信号整形延时输出另一相应信号(6)信号选择和状态类功能模块：信号的多路切换、高低限以及报警状态。(1).输入／输出模块输入与输出类模块：按信号的类型：模拟量、数字量、脉冲量输入功能块：预处理（数字滤波、线性化、开方处理、工程单位转换、报警界限比较、超限报警、事故报警信号故障报警）输出功能块：自动切换、手动信号输出、控制方式选择、输出信号限值比较、超限报警及手自动切换时的跟踪处理(2).控制

4、算法模块常规控制算法和高级控制算法P、I、D及其组合、改进超前滞后控制算法开关(逻辑)控制算法自整定PID控制算法纯滞后的Smith预估控制算法预测控制算法(3).运算类模块代数运算信号选择数据选择数据限制报警检查计算公式传递函数模块等4.2DCS操作员站的软件操作员站的软件运行于系统人-机界面工作站、服务器等设备，它主要实现数据采集和事件分析处理、信息存储和管理、二次计算、人－机界面监视、远程控制操作及其他的应用功能。软件包括：实时多任务操作系统，面向过程的编程语言，工具软件，与显示和管理相关的功能模块等。1操作系统操作系统是一组程

5、序的集合，它用来控制计算机系统中的用户程序的执行次序，为用户程序与系统硬件提供接口软件，并允许这些程序之间交换信息。（1）操作系统的基本组成命令解释程序、系统核心、I/O设备驱动软件（2）操作系统的功能软件操作系统提供的功能软件与它的应用领域和所应用的计算机系统有关。2面向过程语言（1）FORTRAN语言广泛应用于科学计算，是第一个高级编程语言。（2）BASIC语言广泛应用于科学和工程计算的面向问题的编程语言。（3）PASCAL语言为教学和开发新的编译器的需要。（4）C语言实时应用领域中最流行的编程语言。3操作员站的功能（1）通用显示

6、画面通用显示系统总貌显示、分组显示功能、回路显示、详细显示、报警显示、趋势显示、系统状态显示自定义显示生产流程模拟显示、批控制流程图（2）输出打印功能操作信息打印、系统状态信息打印、生产记录和统计报表的打印。概貌显示画面仪表面板显示画面时间范围前翻半页后翻半页当前显示在数据库中位置本页时间本页描述时间轴时间轴指示时间显示全部曲线消隐全部曲线趋势曲线显示画面报警显示画面故障诊断画面调整画面4.3DCS工程师站的软件工程师站的功能：进行组态，建立DCS系统、控制系统和人－机界面。操作员站的人－机界面首先在工程师站上组态生成，然后下载到操作

7、员站运行。当DCS系统正常运行并达到操作控制目标后，工程师站的功能更多是实现操作员站的各种显示和操作功能，除非在需要修改系统时，才会重新应用工程师站的组态功能。DCS的组态功能是影响一个DCS是否受用户欢迎的重要因素。几乎所有DCS都不同程度支持组态功能。但不同DCS组态方法均不相同。组态及组态软件的概念“组态”的概念最早来自英文configuration，含义是使用软件工具对计算机及软件的各种资源进行配置，达到使计算机或软件按照预先设置，自动执行待定任务，满足使用者要求的目的。也就是通过对软件采用非编程的操作方式，进行参数填写、图形

8、连接和文件生成等，使得软件乃至整个系统具有某种指定的功能。组态→二次开发→监控组态软件开发商事先开发好一套具有一定通用性的软件开发平台，生产若干种规格的硬件模块（如I/O模块、通信模块、控制模块），然后，再根据用户的要求