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DCS基础知识 自动化的概念 机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动进行操作或控制的过程 其目标是 稳 准 快 PA ProcessAutomationFA FactoryAutomationBA BuildingAutomaitonLA LaboratoryAutomaitonOA OfficeAutomation DCS DistributedControlSystemPLC ProgrammableLogicSystemFCS FieldbusControlSystem DistributedControlSystem分布式控制系统 在国内自控行业又称之为集散控制系统 是以微处理机为基础 以危险分散控制 操作和管理集中为特性 集先进的计算机技术 通讯技术 CRT技术和控制技术即4C技术于一体的新型控制系统 DCS系统的理念是 分散控制 集中管理 尽量将控制所造成的危险性分散 而将管理和显示功能集中的一种自动化控制系统 历史发展 1975年美国Honeywell 第一台DCS系统 分散控制系统TDC 2000 70 s以模拟量反馈为主 开关量为次 各大公司推出的几十种型号的系统 采用的都是专利网络 通用性差 80 s随着计算机的发展与网络开发使各控制厂商更多地采用商业计算机的技术 80年代末许多公司推出新一代的集散系统 其主要特征是新系统的局部网络采用MAP协议 引用智能变送器与现场总线结构 在控制软件上引入PLC的顺序控制与批量控制 使DCS也具有PLC的功能 90 s第三代DCS 网络协议引入标准化 系统具有开放性 可移植性 互操作性 应用速度及范围更大 DCS系统的特点 高可靠性开放性灵活性易于维护协调性功能齐全 由于DCS将系统控制功能分散在各台计算机上实现 系统结构采用容错设计 因此某一台计算机出现的故障不会导致系统其它功能的丧失 此外 由于系统中各台计算机所承担的任务比较单一 可以针对需要实现的功能采用具有特定结构和软件的专用计算机 从而使系统中每台计算机的可靠性也得到提高 DCS采用开放式 标准化 模块化和系列化设计 系统中各台计算机采用局域网方式通信 实现信息传输 当需要改变或扩充系统功能时 可将新增计算机方便地连入系统通信网络或从网络中卸下 几乎不影响系统其他计算机的工作 通过组态软件根据不同的流程应用对象进行软硬件组态 即确定测量与控制信号及相互间连接关系 从控制算法库选择适用的控制规律以及从图形库调用基本图形组成所需的各种监控和报警画面 从而方便地构成所需的控制系统 功能单一的小型或微型专用计算机 具有维护简单 方便的特点 当某一局部或某个计算机出现故障时 可以在不影响整个系统运行的情况下在线更换 迅速排除故障 各工作站之间通过通信网络传送各种数据 整个系统信息共享 协调工作 以完成控制系统的总体功能和优化处理 控制算法丰富 集连续控制 顺序控制和批处理控制于一体 可实现串级 前馈 解耦 自适应和预测控制等先进控制 并可方便地加入所需的特殊控制算法 DCS系统组成 DCS概括起来可分为三大部分 集中管理部分分散控制监视部分通讯部分 图2 1 1 集中管理部分 可分为操作站 工程师站和上位计算机 操作站是有微处理器 CRT 键盘 打印机等组成的人机系统 实现集中显示 集中操作和集中管理 工程师站主要用于组态和维护 上位计算机用于全系统的信息管理和优化控制 分散控制检测部分 按功能可分为现场控制站和现场检测站 现场控制站是有一个微处理器 存储器 I O输入输出板 A D D A转换器 内总线 电源和通信接口组成 可以控制多个回路 具有较强的运算能力和各种控制算法功能 可自主地完成回路控制任务 实现分散控制 现场检测站或叫数据采集装置也是微计算机结构 主要是采集非控制变量以进行数据处理 并将某个采集的过程信息经高速数据公路送到上位计算机 通信部分 又叫高速数据通路 是实现分散控制和集中管理的关键 其连接DCS的操作站 工程师站 上位计算机 控制站和检测站等各个部分 完成数据 指令及其他信息的传递 DCS与PLC的区别 PLC的特点1 从开关量控制发展到顺序控制 运送处理 是从下往上的 2 连续PID控制等多功能 PID在中断站中 3 可用一台PC机为主站 多台同型PLC为从站 4 也可一台PLC为主站 多台同型PLC为从站 构成PLC网络 这比用PC机作主站方便之处是 有用户编程时 不必知道通信协议 只要按说明书格式写就行 5 PLC网格既可作为独立DCS 也可作为DCS的子系统 6 大系统同DCS 7 PLC网络如Siemens公司的SINEC L1 SINEC H1 S4 S5 S6 S7等 GE公司的GENET 三菱公司的MELSEC NET 8 主要用于工业过程中的顺序控制 新型PLC也兼有闭环控制功能9 数字量与逻辑处理能力较强 DCS与PLC的区别 DCS的特点1 分散控制系统DCS是集4C Communication Computer Control CRT 技术于一身的监控技术 2 从上到下的树状拓扑大系统 其中通信 Communication 是关键 3 PID在中断站中 中断站联接计算机与现场仪器仪表与控制装置 4 是树状拓扑和并行连续的链路结构 也有大量电缆从中继站并行到现场仪器仪表 5 模拟信号 A D D A 带微处理器的混合 6 一台仪表一对线接到I O 由控制站挂到局域网LAN 7 DCS是控制 工程师