DCSFCS控制系统结构框架搭建

1、苏州市职业大学实训报告院系 电子信息工程学院 班级 12电气2班 姓名 杨彩云 学号 127301205实训名称 DCS、FCS控制系统结构框架搭建 实训日期 2010一、 实训目的1、 熟悉供水系统DCS和FCS控制系统的组成和结构，了解电控柜的构成及相关仪表的使用。2、 熟悉小锅系统SMPT 1000的组成结构，掌握FCS系统与DCS系统的区别。3、 掌握实验系统中DCS和FCS系统的搭建方法。二、 实训器材供水控制系统、小锅供水系统三、 基础知识FCS是现场总线型控制系统，DCS是集散控制系统，FCS和DCS控制系统的区别（1） 信号传输方式不同。DCS中仪表和设备之间是模拟信号传输，F

2、CS中仪表和仪表之间、仪表和控制器之间是数字信号传输。（2） 通信协议不同。DCS通常是独家封闭的通信协议，不兼容；FCS是开放系统，采用标准的通信协议，设备之间容易实现互联互通。（3） 结构不同。DCS属于多级分层网络结构，点对点接线方法，FCS一根通信电缆连接多个设备，回路自治。（4） 设计、投资和使用不同。DCS必须一次设计到位，升级困难，FCS投资起点低，可以边投边扩边投运；DCS不能对现场仪表进行诊断、维护、组态，FCS可以；FCS处理信息现场化，DCS集中化四、 实训内容及步骤1、DCS控制系统DCS系统是分布式控制系统，又称为集散控制系统，是20世纪70年代中期基于“4C”技术发

3、展出的新型工业控制系统。它将整个控制系统按照区域、功能和回路分解，再通过总线或通信网络将它们连接为一个有机整体，减少风险，提高系统可靠性。从基本结构看DCS系统可分解为过程控制站、操作员站、通信系统三个部分。过程控制站是集散控制系统与生产过程之间的界面，生产中的各种过程变量和状态信息通过过程控制站转化为操作监视的数据，而操作的各种信息通过过程控制站送到执行机构。在过程控制装置内进行模拟量和数字量的相互转换，完成各种控制算法的运算以及对输入量、输出量的处理。操作员站是操作员与集散控制系统的界面，操作员通过操作员站了解生产过程的运行状况，并通过它发出操作指令，生产过程的各种参数在操作站上显示，以便

4、操作员的监视和操作。通信系统是过程控制站与操作员站之间完成数据之间传递和交换的桥梁，例如过程控制系统中增加现场级的控制设备和总线通信系统，操作员站内增加综合管理级的控制装备和相应的通讯设备。通信系统常采用总线型、环形等网络，对不同的设备采用的通信网络也不同。第 1 页 共 4 页 指导老师签名 苏州市职业大学实训报告院系 班级 姓名 学号 实训名称 实训日期 远程I/O是通信功能的数据采集和传送模块，自身没有控制调节功能，只能将现场数据送到控制中心或者接受控制中心的数据，对现场设备进行控制。通信方式很多，例如自由口通信、PROFIBUS、MODBUS等，以往都是采用控制电缆与PLC连接，现在采

5、用远程I/O，只通过一根通信线就可以与PLC连接，不仅节省了PLC的I/O数，也降低了成本。图1 DCS控制系统结构图2、FCS控制系统现场总线控制系统（FCS）集计算机技术、网络技术、控制技术为一体，是当代最先进的计算机控制技术，它是一种全分散、全数字、全开放的控制系统，主要适用于工业过程控制、制造业及楼宇自动化等领域。FCS基于现场总线技术，现场总线是用于现场仪表和控制系统之间的一种全分散、全数字化、智能、双向互联、多变量、多点、多站的通信网络系统，具有可靠性高、稳定性好、抗干扰能力强、通信速率快、系统安全、造价低廉、维护成本低等特点。现场总线技术使现场级设备的信息作为整个企业信息网的基础

6、，提高了控制系统的信息处理能力和运行可靠性，节省了系统的硬件和布线费用，方便了用户对系统的组态、管理和维护。（1）FCS的特点FCS是第五代过程控制系统，是3C技术的融合，采用总线标准，智能现场装置，主要用于本质安全、危险区域、易变过程、难于对付的非常环境。全数字化、智能、多功能仪表取代模拟式单功能仪器、仪表、控制装置。用两根线连接分散的现场仪表、控制装置，采用总线传输数据。从控制室到现场设备采用双向数字通信总线，是互联的、双向的、串行多节点、开放的数字通信系统，取代单向的、单点、并行、封闭的模拟系统。用分散的虚拟控制站取代集中的控制站。把微机处理器转入现场自控设备，使设备具有数字计算和数字通

7、信能力，信号传输精度高，可远程传输，实现信号传输全数字化、控制功能分散、标准统一全开发。可上局域网，可与internet相通，既是通信网络又是控制网络。（2）FCS的典型应用1）连续的工艺过程自动控制如石油化工，其中“本安防爆”技术是绝对重要的；2）分立的工艺动作自动控制，如汽车制造机器人、汽车；3）多点控制如楼宇自动化。第 2 页 共 4 页 指导老师签名 苏州市职业大学实训报告院系 班级 姓名 学号 实训名称 实训日期 图2 FCS控制系统结构图3、小锅控制系统省煤器、除氧器、炉膛、换热器、汽包和蒸发器构成小锅系统，组成水汽热能全流程，由各种传感器将监测到的信号传送给CPU进行处理。传感器

8、把工艺变量转化成一个与之成对应关系的输出信号，变送器把输出信号种类繁多且微弱的传感信号转换成标准统一的电气信号。CPU与分布式I/O之间通过Profibus DP总线进行通信。Profibus DP总线能实现串行、数字式、双向、多点通讯，大大简化了并行接线的需求，节省了设备开支，提高通讯稳定性。图 3 小锅系统结构图第 3 页 共 4 页 指导老师签名 苏州市职业大学实训报告院系 班级 姓名 学号 实训名称 实训日期 五、 实训总结DCS控制系统将采集到的现场数据通过I/O口传送给控制中心，控制中心对数据进行处理后，再传送控制指令给现场设备，操作员站、工程师站和MCU FM801之间通过以太网进行通信，MCU FM801和现场的I/O设备之间通过Profibus DP总线进行通信；FCS控制系统采用智能化的现场设备，采集到的现场数据直接进行处理，将处理后的数据传送给CPU，操作员站与服务器之间通过工业以太网连接，服务器和S7 300 CPU 之间通过Profib