计算机控制系统ppt课件

计算机控制系统,内容提要,计算机控制简介可编程逻辑控制器集散控制系统(DCS)现场总线控制系统工业以太网,第一节计算机控制简介,计算机技术和自动控制技术是现代科学技术领域中发展最迅速的分支，计算机控制技术是二者结合的产物。作为自动化工具的自动化仪表和计算机控制装置已经取得迅速发展，目前，计算机控制装置已经成为工业生产实现安全、高效、优质、低耗的基本条件和重要保证。,第一节计算机控制简介,定义,用模拟控制器等常规自动化工具实现的自动化系统称之为常规控制系统,也叫模拟式控制系统。利用计算机实现工业生产过程的自动控制系统称之为计算机控制系统。,第一节计算机控制简介,第一节计算机控制简介,计算机控制的发展过程1946年第一台数字计算机问世1950年前后，为早期航天应用研制了一种专用数字计算机数字微分分析机(DDA)1959年3月1日第一套计算机控制系统在美国德克萨斯州某炼油厂的聚合装置上正式投入运行目前，计算机控制系统发展迅猛,计算机在控制领域里的应用将向集散化和综合化发展在连续生产过程中,集散控制系统仍是生产过程控制的主选装置,但随着计算机技术的发展，现场总线控制系统将逐渐取代集散控制系统,第一节计算机控制简介,、计算机控制系统的组成,计算机控制系统组成框图,第一节计算机控制简介,计算机控制的工作过程分三个步骤：1数据采集2控制决策3控制输出三个步骤重复执行，就实现对现场参数的控制。,第一节计算机控制简介,集散控制系统(DistributedControlSystem),基本设计思想：一方面，使用若干个控制器完成系统的控制任务，每个控制器实现部分有限的控制目标；另一方面，强调管理的集中性，依靠计算机网络完成操作显示部分与分散控制系统之间的数据传输，使所有控制器都在生产过程的统一管理协调下动作。,第一节计算机控制简介,现场总线控制系统（FieldbusControlSystem）,用数字信号的传输来代替模拟信号的传输，这种现场信号的传输技术就叫现场总线，基于现场总线技术的控制系统就叫现场控制总线控制系统。FCS把控制功能彻底下放到现场，依靠现场智能设备本身实现基本的控制功能。,第三节集散控制系统,一、集散控制系统的基本构成,集散控制系统基本构成图,CENTUM-CS系统外观图,第二节集散控制系统概述,集散型控制系统的体系结构,第二节集散控制系统概述,二、集散控制系统的特点,控制功能丰富监视操作方便信息和数据共享系统扩展灵活安装维护方便系统可靠性高,第三节CENTUM-CS集散控制系统,一、CENTUM-CS系统的构成,CENTUM-CS系统构成,第三节CENTUM-CS集散控制系统,二、ICS的组成及功能ICS由一个或两个CRT显示器、操作键盘、鼠标、工程师键盘及智能部件组成。,CENTUM-CS系统操作站外观图,操作员键盘各键的功能,续表,续表,第三节CENTUM-CS集散控制系统,CENTUM-CS操作员键盘,第三节CENTUM-CS集散控制系统,操作员键盘的系统维护面板图,第三节CENTUM-CS集散控制系统,三、CRT显示画面的显示格式DCS系统利用CRT显示器显示生产过程的信息,CENTUM-CS系统的CRT显示画面主要由系统信息区、主面板区、窗口区、软键区及录入区组成。,第三节CENTUM-CS集散控制系统,显示画面格式,第三节CENTUM-CS集散控制系统,四、CENTUM-CS系统中的字母代号在DCS中用字母代号表示回路状态、报警状态、数据类型等。认识字母代号,才能正确认识DCS系统的显示画面,才能正确完成DCS的工艺操作。,第三节CENTUM-CS集散控制系统,CENTUM-CS系统的字母代号,第三节CENTUM-CS集散控制系统,续表,第三节CENTUM-CS集散控制系统,系统信息区显示内容举例,第三节CENTUM-CS集散控制系统,五、基本操作方法,1.画面的调出,操作站的画面有三大类：操作画面、应用画面和组态画面。,调出的方法,利用画面名称调出。利用功能键调出。利用画面选择键或操作员应用功能键调出。利用画面展开调出。,第三节CENTUM-CS集散控制系统,CENTUMCS系统10种监视画面名称,注：表示页面号,第三节CENTUM-CS集散控制系统,2.参数及控制方式的调整,(1)控制方式的调整,DCS控制系统一般有几种控制方式，在操作过程中，可以调整。调出要进行操作的控制系统对应的仪表图，根据仪表图下的软键号调整对应控制键上的手动、自动按键。,控制方式更改确认窗口,第三节CENTUM-CS集散控制系统,第三节CENTUM-CS集散控制系统,六、显示画面及操作,CENTUM-CS系统的操作站主要有种类型的画面用于系统的监视和操作，它们分别是综观画面、分组画面、调整画面、报警画面、操作指导信息画面、流程图画面、趋势画面、用户屏幕及信息屏幕。,第三节CENTUM-CS集散控制系统,1.仪表图,仪表图是系统显示的主要内容，也是操作的关键。仪表图没有单独的显示画面，但在大部分显示画面中都可调出。仪表图显示由工位号说明、工程单位、数字显示、方式状态显示、模拟显示和工位号几部分组成。,第三节CENTUM-CS集散控制系统,主要的仪表图（一）,第三节CENTUM-CS集散控制系统,主要的仪表图（二）,第三节CENTUM-CS集散控制系统,2.综观显示画面,作用,把反馈控制系统、顺序控制系统、各种操作画面定义在一个个显示块中，以便了解过程系统的综合概貌。若发生报警时，可用声光通知操作人员进行确认。利用光标的操作，也可以从综观画面转移到其他画面上。,第三节CENTUM-CS集散控制系统,综观显示画面,第三节CENTUM-CS集散控制系统,3.分组显示画面,分组显示画面,第三节CENTUM-CS集散控制系统,4.调整画面,主要显示一个工位号反馈控制的内部仪表或顺序控制的顺序元素的各种设定参数、控制参数、点调整趋势图和仪表图。主要内容包括工位号标记、工位号、工位号说明、该工位号的设定及控制参数、调整趋势图和仪表图。,第三节CENTUM-CS集散控制系统,调整画面,第三节CENTUM-CS集散控制系统,5.趋势组画面,根据采集方式、记录周期和采样周期的不同分类：实时趋势、历史趋势和批量趋势三种。实时趋势用于记录控制系统的过渡过程曲线，可以进行PID参数的整定；历史趋势用于记录控制系统的运行状况，以备检查，或将其数据存入硬盘及软盘；批量趋势用于记录批量过程的数据。,第三节CENTUM-CS集散控制系统,趋势组画面,第三节CENTUM-CS集散控制系统,6.趋势点画面,趋势点画面显示趋势组画面中某一个数据项，显示两组趋势图：包含所有采样点的总体趋势图和放大的详细趋势图。趋势点画面与趋势组画面相似。,第三节CENTUM-CS集散控制系统,7.流程图画面,流程图画面可以用图形、颜色和数据，将设备和控制系统图案化，以满足用户监视和操作的要求。在主显示区显示的内容是用户自己编制的工艺设备、控制系统的显示图案以及仪表图。,第三节CENTUM-CS集散控制系统,显示画面格式,第三节CENTUM-CS集散控制系统,8.报警概要画面,报警画面按报警发生的顺序，依次在主显示区显示20个报警信息。每个报警信息按序号，工位号标记，报警发生的月、日、分、秒，工位号，工位号说明，报警状态这一顺序进行显示。,第三节CENTUM-CS集散控制系统,报警概要画面,第四节现场总线控制系统,一、现场总线系统的产生和特点,1.现场总线系统的产生,目前的DCS的检测、变送和执行等现场仪表仍采用模拟信号连接,无法满足上位机系统对现场仪表的信息要求,产生了上位机与现场仪表进行数字通信的要求。智能化现场仪表的出现,也要求与上位机系统实现数字通信。在上述因素的驱动下,要求建立一个标准的现场仪表与上位机系统的数字通信链路即现场总线(FCS)。,第四节现场总线控制系统,2.现场总线系统的特征,传统计算机控制系统结构示意图,第四节现场总线控制系统,现场总线控制系统FCS是在DCS系统的基础上发展而成的，它继承了DCS的分布式特点，但在各功能子系统之间，尤其是在现场设备和仪表之间的连接上，采用了开放式的现场网络，从而使系统现场设备的连接形式发生了根本的改变，具有自己所特有的性能和特征。,第四节现场总线控制系统,现场总线控制系统的特征,现场总线控制系统结构示意图,全数字化的现场通信网络。开放型的互联网络。采用数字信号传输取代模拟信号传输。增强了系统的自治性,系统控制功能更加分散。,例题分析,操作员想要更改某控制系统的输出值(MV)为70%，将采用哪些操作步骤？,分析：我们知道,控制系统的输出值只有在手动控制方式下更改才有效,因此,先调出该仪表图,将控制方式调整为手动方式,然后更改其输出值。,例题分析,解：仪表图调出。在流程图画面或分组显示画面或调整画面中，双击或触摸触屏点,调出该控制系统的仪表图。控制方