DCS的基本结构及原理.ppt

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1、DCS的基本结构及原理DCS的概念DCS的结构特点DCS控制原理DCS和仪表控制系统的区别主要内容DCS的概念DCS：DistributedControlSystem英文直译为“分布式控制系统”。由于产品生产厂家众多，系统设计不尽相同，功能和特点各具千秋，所以，对产品的命名也各显特色。国内在翻译时，也有不同的称呼：分散控制系统（DistributedControlSystem，简称DCS）；集散控制系统（TotalDistributedControlSystem，简称TDCS或TDC）；分布式计算机控制系统（DistributedComput

2、erControlSystem，简称DCCS）。系统组成三站一线：工程师站、操作员站、现场控制站、系统网络工程师站对DCS进行进行离线的配置、组态工作和在线的系统监督、控制、维护的网络接点。主要功能：提供对DCS进行组态，配置工作的工具软件，并在DCS在线运行时实时地监视DCS网络上各个节点的运行情况，使系统工程师可以通过工程师站及时调整系统配置及一些系统参数的设定，使DCS随时处在最佳的工作状态之下。操作员站处理一切与运行操作有关的人机界面（HIS,HumanInterfaceStation,或OI,OperatorInterface,或M

3、MI,ManMachineInterface）功能的网络节点。主要功能：为系统的运行操作人员提供人机界面，使操作员可以通过操作员站及时了解现场运行状态、各种运行参数的当前值、是否有异常情况发生等，并可通过输入设备对工艺过程进行控制和调节，以保证生产过程的安全、可靠、高效、高质。现场控制站现场控制站是DCS的核心。对现场I/O处理并实现直接数字控制（DDC）功能的网络节点。系统主要的控制功能由它来完成。系统的性能、可靠性等重要指标也都要依靠现场控制站保证。其设计、生产及安装都有很高的要求。分散控制系统中的主要任务执行者。系统网络是连接系统各个站

4、的桥梁。由于DCS是由各种不同功能的站组成的，这些站之间必须实现有效的数据传输，以实现系统总体的功能。系统网络的实时性、可靠性和数据通信能力关系到整个系统的性能，特别是网络的通信规约，关系到网络通信的效率和系统功能的实现。DCS得以实现的技术关键。分散控制系统结构基本构成基本构成由现场级、控制级、监控级、管理层四级构成。现场级主要包括各种过程通道卡件或者模块。控制级包括所有的过程站。监控级包括工程师站、操作员站、历史站和打印机等附属设备。管理级包括管理计算机。四层中间相应的通信网络由控制网络（Cnet）、监控网络（Snet）、管理网络（Mne

5、t）三层网络结构。现场级-传感器、变送器、执行器等现场级设备一般位于被控生产过程的附近。典型的现场级设备是各类传感器、变送器和执行器，它们将生产过程中的各种物理量转换为电信号。例：将4—20mA的电信号（一般变送器）或符合现场总线协议的数字信号（现场总线变送器），送往控制站或数据采集站进行，将控制站输出的控制量（4－20mA的电信号或现场总线数字信号）转换成机械位移，带动调节机构，实现对生产过程的控制。现场级-信号传输方式目前现场级的信息传递有三种方式：一种是传统的4－20mA（或者其他类型的模拟量信号）模拟量传输方式；一种是现场总线的全数字

6、量传输方式；一种是在4－20mA模拟量信号上，叠加上调制后的数字量信号的混合传输方式。现场信息以现场总线为基础的数字传输是今后的发展方向。控制级-现场控制站控制级主要由现场控制站和数据采集站构成。一般在电厂中，把现场控制站和数据采集站集中安装在位于主控室后的电子设备室中。现场控制站接收由现场设备，如传感器、变送器来的信号，按照一定的控制策略计算出所需的控制量，并送回到现场的执行器中去。现场控制站可以同时完成连续控制、顺序控制或逻辑控制功能，也可能仅完成其中的一种控制功能。控制级-数据采集站数据采集站与现场控制站类似，也接收由现场设备送来的信号

7、，并对其进行一些必要的转换和处理之后送到分散型控制系统中的其它部分，主要是监控级设备中去。数据采集站接收大量的过程信息，并通过监控级设备传递给运行人员。数据采集站不直接完成控制功能，这是它与现场控制站的主要区别。电子间一般不再独立设置，更多为远程I/O站。监控级监控级的主要设备有操作员站、工程师站、历史站和计算站等。操作员站安装在中央控制室。工程师站、历史站和计算站一般安装在电子设备室。监控级-操作员站操作员站是运行员与分散控制系统相互交换信息的人机接口设备。运行人员通过操作员站来监视和控制整个生产过程。运行人员可以在操作员站上观察生产过程的

8、运行情况，读出每一个过程变量的数值和状态，判断每个控制回路是否工作正常，并且可以随时进行手动/自动控制方式的切换，修改给定值，调整控制量，操作现场设备，以实现对生产