集散型控制系统的设计与应用

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1、第7章集散型控制系统的设计与应用7.1集散型控制系统的设计7.2集散型控制系统的评价准则与选择原则7.3集散型控制系统的调试、安装与验收7.4集散型控制系统的应用实例1第七章DCS的设计应用7.1集散型控制系统的设计DCS是综合性很强的控制系统，它采用诸多复杂的计算机技术、各种类型的通信技术、电子与电气技术以及控制系统技术。DCS所控制的往往都是大范围的对象，涉及各种类型的控制、监视和保护功能。DCS在应用过程中有各种技术人员和管理人员参与。DCS是针对某一工艺系统的设计。本章将从工程设计程序的角度来说明这些问题。通常把工程设计分成以下几个阶段：总体设计初

2、步设计详细设计2第七章DCS的设计应用7.1.1总体设计在工程设计的开始阶段，要对DCS所应完成的基本任务做出设计，这时的设计实际上是对DCS的功能提出要求，这些功能通常是由用户提出。1.DCS的控制范围设备的形式、作用、复杂程度决定了该设备是否适合采用DCS控制。2.DCS的控制深度几乎任何一台主要设备都不是完全受DCS控制，只是部分受DCS控制。3.DCS的控制方式即DCS的运行方式，要确定以下内容：人机接口的数量，辅助设备的数量，DCS的分散程度。在设计的过程中要经常权衡性能与价格两方面的因素，设计的级别越高，需要权衡的问题就越多，从经济方面来说，总

3、体设计的意义重大就在于此。3第七章DCS的设计应用7.1.2初步设计初步设计是介于总体设计与详细设计之间的设计，其基本任务是在总体设计的基础上，为DCS的每一个部分做出典型的设计，为DCS所控制的每一个工艺环节提出基本的控制方案。1.初步设计的主要内容硬件初步设计的内容满足已基本确定的工程对DCS硬件的要求，及DCS对相关接口的要求。即确定系统I/O点，确定DCS硬件。软件初步设计的内容设计的结果应使工程师可以在此基础上设计组态图。人机接口设计的内容决定了今后工程设计的风格。4第七章DCS的设计应用2.初步设计过程中应注意的问题初步设计是在总体设计的原则下

4、进行的，而不是对总体设计的调整。设计过程中的一个重要原则是要进行一种设计或决策必须掌握与之相应的信息，而且要有与之相对应的目的、方法。初步设计以说明问题为目标，所有初步设计的结果以统一的形式表示当然很好，但是由于设计对象类型的不同，做到这点往往是不可能的也是没有必要的。通常，连续控制部分用SAMA图表示，顺序控制部分用顺序框图表示，联锁保护或典型控制用逻辑框图和文字说明表示，过程监视和人机接口设计用表格的形式表示。初步设计(续)5第七章DCS的设计应用7.1.3详细设计详细设计是初步设计在DCS上的具体实现。详细设计具有下面的特点：(1)详细设计更针对DC

5、S，而不是工艺过程。(2)详细设计与初步设计是相互联系。(3)详细设计从DCS设备出发。(4)与其他的设计不同，DCS详细设计的结果有两个：一是设计的组态结果，二是对设计的说明，而后者往往容易被忽视。6第七章DCS的设计应用7.2集散型控制系统的评价准则与选择原则评价一个集散型控制系统的准则有以下几条：1)系统运行不受故障影响；2)系统不易发生故障；3)能够迅速排除故障；4)系统的性能价格比较高。集散型控制系统的评价涉及诸多因素，是一项其复杂的事情。所以，归纳为对系统的技术性能、使用性能、可靠性和经济性等方面的评价，评价的目的是为了使用户能正确选择所需要的

6、集散型控制系统。7第七章DCS的设计应用7.2.1技术性能评价1.现场控制站的评价涉及到以下几个方面的评价：(1)结构分散性评价各种DCS中的现场控制站属于哪种，性能如何。(2)现场适应性(3)I/O结构(4)信号处理功能具体表现为：系统信号处理精度，信号的隔离，抗干扰指标，信号采样周期以及输出信号的实时性能等。(7)控制功能包括连续控制功能、顺序控制功能和批量控制功能。(6)冗余与自诊断8第七章DCS的设计应用2.人机接口的评价指对操作员站和工程师站进行评价。(1)操作员站对操作员站的操作可归纳为如下几方面：操作员站的自主性操作员站的硬件配置操作站的性能

7、(2)工程师站工程师站除应具有操作站的所有功能外，还应评价它是否能进行离线/在线组态；是否有专家系统、优化控制；系统能否在PC机上进行系统组态等。技术性能评价(2)9第七章DCS的设计应用3.通信系统评价应考虑以下几方面：1)线路成本与通信介质和通信距离的关系；2)通信系统的网络结构；3)网络的控制方法；4)节点之间允许的最大长度；7)通信系统的容量；6)数据校验方式，对通信规约有无明确要求；7)通信网络的传输速率；8)实时性、冗余性和可靠性；9)全系统的网络布局；10)信息传递协议等。技术性能评价(3)10第七章DCS的设计应用4.系统软件评价评价集散型

8、控制系统的软件包括：(1)多任务实时操作系统(2)组态及控制软件(