化工仪表及自动化.ppt

《化工仪表及自动化.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第九章计算机控制系统华东理工大学信息学院自动化系定义：计算机控制就是利用计算机实现工业生产过程的自动控制。计算机控制系统=自动化技术+计算机技术10.3可编程控制器本章主要内容：10.1概述10.2集散控制系统10.4现场总线控制系统10.5综合自动化系统10.1概述10.1.1计算机控制系统的组成图10-1计算机控制系统框图组成：被控对象、测量变送、控制器及执行器图10-2计算机控制系统典型结构图连续控制系统计算机控制系统相似点：组成相同不同点：模拟控制器数字控制器多路开关、采样保持器、A/D、

2、D/A10.1.2计算机控制系统的发展图10-3计算机控制系统的发展最初：DDC——直接数字控制系统（集中控制系统）20世纪70年代：DCS——集散控制系统（集中管理、分散控制）20世纪60年代：PLC——可编程逻辑控制器20世纪末：FCS——现场总线控制系统目前及未来：CIMS——计算机集成制造系统CIPS——计算机集成过程系统10.2集散控制系统10.2.0基本概念定义：集散控制系统又称为分散型控制系统（DistributedControlSystem）,简称为DCS系统，是对生产过程进行集中

3、监视、操作、管理和分散控制的一种全新的分布式计算机控制系统。工作原理：该系统将若干台微机分散应用于过程控制，全部信息通过通信网络由上位管理机监控，实现最优化控制，通过CRT装置、通信总线、键盘、打印机等进行集中操作、显示和报警。10.2.1集散控制系统的特点主要特征：集中管理和分散控制。具体有以下几个方面：(1)分级递阶结构这种结构从系统工程出发，考虑功能分散、危险分散、提高可靠性、强化系统应用灵活性、减少设备的复杂性与投资成本，并且便于维修和技术更新等优化选择而得出的。图10-4DCS的结构层次

4、每一级由若干子系统组成，形成金字塔结构。同一级的各决策子系统可同时对下级施加作用，同时又受上级的干预，子系统可通过上级互相交换信息。过程控制级：根据上层决策直接控制生产。控制管理级：对生产过程实现集中操作和统一管理。生产管理级：承担最优化任务经营管理级：全面的综合型经营管理和决策图10-4DCS的结构层次(2)采用微机智能技术DCS采用了以微处理器为基础的“智能技术”，成为计算机应用最完善、最丰富的领域。现场控制单元、过程输入输出接口、数据通信等均采用微处理器，可以实现自适应、自诊断和自检测等“智

5、能”控制过程。(3)丰富的功能软件包DCS具有丰富的功能软件包，它能提供控制运算、过程监视、组态、报表打印和信息检索等功能。(4)采用局部网络通信技术DCS的数据通信采用工业局域网络技术进行通信，传输实时控制信息，进行全系统信息综合管理，并对分散的现场控制单元、人机接口进行控制和操作管理。大多采用光纤传输媒质，通信的可靠性和安全性大大提高。通信协议已开始向标准化前进，如采用IEEE802.3、IEEE802.4等。(5)友善的人机接口(6)高可靠性硬件、软件采用冗余技术10.2.2集散控制系统的发

6、展第一个集散控制系统——TDC2000：1975年，美国Honeywell三个时期：初创期（1975~1980）成熟期（1980~1985）扩展期（1985年以后）初创期：该时期的DCS系统是一个具有许多微处理机的分级控制系统，它采用分散的控制设备来适应分散的生产过程，通过高速数据通道将系统各个单元联系起来。其通信系统是一初、中级的局部网络，全系统由一个通信指挥器指挥和协调。初创期具有代表性的DCS系统有Spectrum(Foxboro公司)、Network(贝利公司)、Centum(日本横河公司

7、)成熟期：该时期的DCS系统从原来单纯的工业控制向生产管理自动化发展。大规模IC的发展以及计算机技术、自动控制技术、数据通信技术、图像处理技术的飞速发展，使得DCS系统在扩大功能、数据通信以及工业自动化信息管理等方面有所提高，形成第二代DCS系统。成熟期具有代表性的DCS系统有TDC3000(Honeywell公司)、PROVOX(Fisher)、MCS(贝利公司)、YEWPACK-MARKII(日本横河公司)等扩展期：该时期的DCS系统增加了第三层——综合信息管理层，把过程控制、监督控制、管理调

8、度有机结合在一起，采用专家系统、MAP标准（一种ISO开放互连OSI结构基础上的加工自动化协议）以及引入计算机集成制造系统CIMS等，扩展期DCS的特点是综合化、开放化和现场级的智能化。综合化包括纵向和横向两方面。纵向方面加强管理功能，包括从原料进厂到生产设计、计划进度、质量检查、成品包装、出厂以及供销等一系列的管理制度。横向方面则形成过程自动化与顺序控制、电机控制相结合的计算机、仪表、电器综合控制系统。开放化是DCS按照国际统一标准组成“开放”的系统网络，便于不同公司生产的DCS