第3章-DCS的硬件结构.ppt

第3章DCS硬件系统 3 1DCS硬件系统概述 3 1 1系统概述 3 1 2系统的各层功能 1 现场控制级 设备 控制器 变送器 传感器 执行器 网络结构 星形 树形 总线形 2 过程装置控制级 设备 过程控制装置 I O模块 3 车间管理级 设备 中央控制室操作站 人机界面 4 优化和调度管理级 作用 3 2DCS过程控制级 DCS的基本构成 过程控制装置 操作与监控装置 通信部分 3 2 1过程装置控制级的特征 1 适应恶劣的工业生产环境 2 分散控制 3 实时性 4 独立性 3 2 2智能调节器和可编程控制器 以计算机为核心 用于现场控制的数字控制器 控制规律可编程 组态 典型面板 常见智能控制器分类 2 可编程控制器 3 3现场控制站的结构 3 3 1现场控制站的构成 层次 现场最底层 作用 现场信号的输入与处理 实时控制与输出 构成 功能组件 电源 接线端子 机柜 机械部件 基本结构 总线底板 插件 电源模块 主控模块 I O模块 主模块 I O模板 I O功能板 信号调理板 插槽的使用 每个模板配2个插槽 左插槽插入CPU或I O功能板 右插槽插入信号调理板 组件配置方法 冗余结构为例 端子板作用 信号转接 信号传递过程 机柜图 卡件实例图 机柜图 3 3 2现场控制站的功能与可靠性维护 1 现场控制站的功能 现场控制站是集散控制系统的核心 1 采集 控制功能 2 信号的采集与转换功能 3 控制策略的实现 4 通信功能 1 系统级通信 2 站内通信 3 与其它智能单元的通信 2 现场控制站技术性能 3 现场控制站的可靠性 2 系统单元级可靠性措施 3 系统的冗余措施 4 系统故障的隔离措施 5 故障迅速排除措施 3 4DCS操作员站和工程师站 3 4 1中心计算机站 作用 显示 记录来自控制单元的过程数据 构成 本体 键盘 分类 按结构分 台式 立式 安容量分 基本型 扩展型 高级型 功能 操作 监视 数据处理 系统诊断 打印记录等 1 台式操作站与立式操作站 2 操作与监视功能 3 多种功能键 4 多种数据处理功能 趋势图 记录图 报表 5 系统诊断功能 3 操作站的硬件构成 1 操作站本体 2 操作员键盘 3 工程师键盘 3 4 2操作站的功能 1 功能体系 2 画面体系 3种类型画面 标准画面 用户画面 信息画面 1 总貌画面 2 控制分组画面 控制分组画面作用 对相关工位进行参数调整 完成对工艺过程的操作与监视 3 趋势记录画面 1 实时趋势图短时 动态的趋势显示方式 在画面中显示多个随时间变化的趋势曲线 作用 对工艺过程的特性和参数进行 在线 分析 如记录过渡过程曲线和PID参数调整等 1 历史趋势图系统保存一段时间内各变量的变化趋势曲线 4 报警一览画面 5 流程图画面 6 报表 3 操作和监视 1 系统的画面显示特点 1 画面访问方法 通过画面目录访问 在用户定义的画面目录表上访问 用鼠标在目录表中选择所需画面 从而切换的某一工艺流程画面 通过控制总貌画面访问 在控制总貌画面上列出控制回路列表 用鼠标或键盘选择所需控制回路画面 所有操作员的操作活动 都记录在事件数据库中 且具有该操作员的标记 通过密码设置来限制操作员权限 使指定的操作人员获得授权 防止其他无授权人员误操作 3 4 3工程师站的功能 工程师站 在DCS系统中是承担系统开发与系统维护的工作站 工程师站的构成 工作站主要任务 系统配置 控制回路组态 下装目标系统到系统设备中 1 工程师站基本的硬件配置 CPUPentium4以上 内存 256MB以上 硬盘 40GB USB盘接口 VGA显卡 彩色显示器 标准键盘 打印机 2 工程师站的功能 3 5DCS的输入输出设备及原理 3 5 1主控制器 机架 网络通信模件 控制器模件 冗余模件 应用场合 连续控制 批量控制 开关量控制 机械设备控制 1 典型控制器结构 电源 120 240VAC或24VDC 允许冗余配置 控制器处理器 PowerPC603E 8MBRAM4MBFlash 带锂电池后备 ControlNet接口 与服务器连接 实现控制器与其他设备交换信息 Ethernet模件 与服务器连接 实现控制器与其他设备交换信息 冗余模件 冗余控制器与主控制器同步 无缝切换 指定控制器切换 输出保持 对电源故障做出反应 故障诊断与隔离 在线更换 现场总线接口模件 基金会现场总线 可与第三方基金会现场总线仪表设备互联互操作 IO链接口模件 3 5 2输入输出设备 1 输入输出子系统 A系列机架型I O A系列导轨型I O 2 输入输出模板 3 输入输出模板的作用 模拟量输入模板 作用 接收现场设备提供的模拟信号 模拟量输入模板常见标准信号规格 4 20mADC0 1VDC0 5VDC0 10VDC1 5V 2 热电阻输入模板 3 热电偶输入模板 4 数字量输入模板 接受现场设备的开关量输入信号 5 模拟量输出模板 作用 发出模拟量控制信号 传送到现场设备中 常见模拟量标准输出值 4 20mA10 50mADC0 5VDC0 10VDC1 5V 6 数字量输出模板 输出开关量 供给现场开关量设备 3 5 3人机接口设备 人机界面最简单的定义是 在人员与机器之间 透过某种界面 人能够对机器下达