分散型控制系统（DCS）课件.ppt

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1、7.3分散型控制系统(DCS)分散型控制系统(DCS)－分布式、集散式。原则：分散控制、集中操作、综合管理、分而自治。综合4C技术：计算机，控制，通讯，显示。发展趋势：以计算机集成制造系统（CIMS）为目标，应用新的控制方法、现场总线智能化仪表、专家系统、局域网络等，实现过程控制自动化与信息管理自动化结合的管控一体化综合集成系统。DCS的发展◆第一阶段（1975年—1980年）—代表产品主要有美国Honeywell公司的TDC2000，Baily公司的Network90，Foxboro公司的Spectrum，日本横河公司的Centum等—主要由过程控制单元PCU、数据

2、采集装置DAU、CRT操作站、监控计算机和数据高速公路HW五部分组成◆第二阶段（1980年—1985年）—主要代表产品有Honeywell公司的TDC3000，日本横河公司的CentumA，B，C等—主要由局部网络LAN、多功能控制器MC、增强型操作站EOS、通用操作站US、网间连接器GW、系统管理模块SMM和主计算机HC七部分组成◆第三阶段（1985年—1990年）—DCS向计算机网络控制扩展，将过程控制、监督控制和管理调度进一步结合起来，并且继续加强系统功能，采用专家系统和开放系统互连参考模型为基础的制造自动化协议MAP标准，以及硬件上的诸多新技术，从而克服了自动

3、化孤岛问题—典型产品有Honeywell公司的TDCS3000，日本横河公司的Centum-XL，Bailey的INFI-90等主计算机操作站其他工业网络网关MAP或兼容网络节点工作站节点装置智能变送器智能仪表MAP：制造自动化协议IEEE802.4令牌总线(TokenPassingBUS)GM负责制定，事实上的工业标准◆第四阶段（1990年以后）—DCS以管控一体化出现，在硬件上采用了开放的工作站，采用了Client/Server的结构，在网络结构上增加了工厂信息网，并可与互联网联网，在软件上采用UNIX和X-Windows的图形用户界面，系统的软件更丰富，一些优化

4、和管理良好的界面的软件被开发并移植到DCS中—典型产品有Honeywell公司的TPS控制系统，日本横河公司的Centum-CS控制系统，Foxboro公司的I/AS50/51系统等目前常用的DCS层次化结构：…Internet/IntranetWAN/LAN工作站服务器现场总线控制网络以太网控制网络路由器上层（主干网）下层（控制现场）DCS的特点◆分级递阶控制◆硬件积木化◆软件模块化：工程师站组态软件、操作站实时监控软件以及过程控制站软件◆控制系统用组态方法生成◆通信网络的应用◆可靠性高：系统结构、冗余技术、自诊断技术、抗干扰技术和高性能的元件◆开放系统：可移植性、

5、互操作性、可适宜性、可得到性DCS的三级体系结构分散过程控制级、集中操作监控级、综合信息管理级（1）分散过程控制级（面向生产过程）功能：完成生产过程的数据采集、调节控制等功能。装置：现场控制站（各种总线工业控制机）可编程序控制器（PLC）智能调节器其它测控装置①、现场控制站—现场控制站的构成①机箱（柜）②电源③PC总线工业控制机④通信控制单元⑤手动、自动显示操作单元—其功能主要有6种，即数据采集功能、DDC控制功能、顺序控制功能、信号报警功能、打印报表功能、数据通信功能②智能调节器（单片机,DSP等）—以微处理器技术为基础的智能调节器（如单回路、多回路智能调节器）由于

6、具有数据通信功能，因此在DCS的分散过程控制级也得到了广泛的应用。—一种数字化的过程控制仪表，其外表类似于一般的盘装仪表—智能调节器不仅可接受4～20mADC电流信号输入的设定值，还具有异步通信接口RS－422／485、RS－232等，可与上位机连成主从式通信网络，接受上位机下传的控制参数，并上报各种过程参数③可编程序控制器（PLC）PLC与智能调节器最大的不同点是：它主要配制的是开关量输入、输出通道，用于执行顺序控制功能。PLC主要用于生产过程中按时间顺序控制或逻辑控制的场合，以取代复杂的继电器控制装置。在较新型的PLC中，也提供了模拟量控制模块，其输入输出的模拟量

7、标准与智能调节器相同。同时也提供了PID等控制算法。PLC一般均带有RS－422标准的异步通信接口，可与上位机连成主从式总线型网络，构成DCS。（2）集中操作监控级（面向操作员和系统工程师）功能：以操作监视为主要任务，兼有部分管理功能。配备计算机及外设，以及相应软件，对生产过程实行高级控制策略、故障诊断、质量评估。组成：监控计算机工程师显示操作站操作员显示操作站★显示工作站—主要由键盘、CRT显示器和打印机构成—主要是实现和操作员以及工程师有关的系统的功能：操作员在运转整个系统时必要的操作功能，工程师为了进行系统的生成和维护时必要的工程师功能（3）综