集散控制系统的构成

1、一、分层结构一、分层结构四个层次四个层次现场级现场级实现控制的前提实现控制的前提：微处理器进入现场变送器、传感：微处理器进入现场变送器、传感器和执行器；现场总线的应用。部分或完全完成过程控制器和执行器；现场总线的应用。部分或完全完成过程控制级的功能。级的功能。四个层次四个层次通信网络通信网络I/O卡卡控制器控制器四个层次四个层次工作站工作站通信网络通信网络四个层次四个层次二、集散控制系统的构成方式二：分块结构二、集散控制系统的构成方式二：分块结构中央操作台网间连接器管理计算机三、典型硬件构成分析三、典型硬件构成分析第二节第二节 DCS的结构特点的结构特点 多层结构：复杂控制规律OS：操作站：操

2、作站ES：工程师站：工程师站BCU：总线变换单元：总线变换单元CIU：通讯接口单元：通讯接口单元PCS：过程控制站：过程控制站DAS：数据采集站：数据采集站LCS：逻辑控制站：逻辑控制站MFS：多功能计算站：多功能计算站控制站（控制站（CONTROL STATION, CONTROL STATION, 简称简称CSCS，或或ASAS）由主控制卡、通信卡件、由主控制卡、通信卡件、I/OI/O卡件、供电单元组成卡件、供电单元组成通过不同的硬件配置和软件设置可构成不同功能的控制站通过不同的硬件配置和软件设置可构成不同功能的控制站 过程控制站过程控制站PCSPCS 逻辑控制站逻辑控制站LCSLCS 数

3、据采集站数据采集站DASDAS核心部件是主控制卡，它能进行多种过程控制运算和数字核心部件是主控制卡，它能进行多种过程控制运算和数字逻辑运算，并能通过下一级通信总线（逻辑运算，并能通过下一级通信总线（SBUS)SBUS)获得各种获得各种I/OI/O卡件的信息。卡件的信息。JX-300X典型的通信网络典型的通信网络SBUS 总线总线 第一层为双重化总线第一层为双重化总线SBUS-S2，位于控制站所管，位于控制站所管辖的辖的I/O机笼之间机笼之间，连接主控制卡和数据转发卡。，连接主控制卡和数据转发卡。 第二层为第二层为SBUS-S1网络网络，位于各，位于各I/O机笼内机笼内，连接数据转发卡和各块连接

4、数据转发卡和各块I/O卡件。卡件。SBUS-S2图图5.4 SBUS总线结构示意图总线结构示意图SBUS-S1冗余冗余主控卡主控卡冗余数据冗余数据转发卡转发卡015号号I/O槽位槽位JX-300X DCS机笼正面结构图机笼正面结构图机笼主体由机笼主体由金属框架和金属框架和母板组成，母板组成，内部有内部有2020个个槽位用于固槽位用于固定卡件。定卡件。外壳采用金属材料以提供电磁屏蔽。 机柜内部装有多层机架，安装电源及多种模件为保证散热降温，柜内装有风扇。柜内大多设有温度自动控制装置 每板可提供48路模拟输出，精度有8位、12位几种。输出负载能力一般要求小于500欧。 开关量输出通道，用于控制电磁

5、阀门、继电器、指示灯、声开关量输出通道，用于控制电磁阀门、继电器、指示灯、声报警器等只具有开、关两种状态的设备，它是由端子板、报警器等只具有开、关两种状态的设备，它是由端子板、SOSO板及机柜内电缆构成。板及机柜内电缆构成。开关量输入开关量输入/ /输出通道（输出通道（SI/SOSI/SO）操作人员了解生产过程的运行指令功能功能以操作、监视为主要任务、兼有部分管理功能，可对系统进行组织、监视和操作，对生产过程控制管理、故障诊断等。 构成装置构成装置操作员站（操作员站（OPERATER STATION, OPERATER STATION, 简称简称OSOS） 以工业以工业PCPC机为基础的人机接

6、口设备，实机为基础的人机接口设备，实现工艺过程监视、操作、记录等功能。可以现工艺过程监视、操作、记录等功能。可以一机配多一机配多 CRTCRT，并配有薄膜键盘、触摸屏幕，并配有薄膜键盘、触摸屏幕等输入方式。等输入方式。 具有丰富、使用、友好的实时监控界面。具有丰富、使用、友好的实时监控界面。具有分组显示、趋势图、动态流程、报警管具有分组显示、趋势图、动态流程、报警管理、报表及记录、存档等监控功能。理、报表及记录、存档等监控功能。工程师站（工程师站（ENGINEERING STATION ENGINEERING STATION 简称简称ES)ES)用于控制应用软件组态、系统监视、系统维护的工程设

7、备用于控制应用软件组态、系统监视、系统维护的工程设备组态软件组态软件JX-300XDCS专用组态软件包的组成专用组态软件包的组成组态软组态软件包件包SCKey（系统组态）（系统组态）SCDraw（流程图绘制）（流程图绘制）SCControl（图形化组态）（图形化组态）SCDiagnoseSCDiagnose（系统诊断）（系统诊断）实时监控软件实时监控软件AdvanTrol/AdvanTrol-Pro标题栏标题栏状态栏状态栏组态树显示组态树显示菜单栏菜单栏工具栏工具栏操作显示区操作显示区当今的当今的DCSDCS工程师站、操作员站的功能强，速度快，记录数工程师站、操作员站的功能强，速度快，记录数据

8、大，所以对操作员站内的处理机系统提出了更高的要求。据大，所以对操作员站内的处理机系统提出了更高的要求。（1 1）操作员键盘）操作员键盘 通常采用防水、防尘能力，有明确图案（或名称）通常采用防水、防尘能力，有明确图案（或名称）标志的薄膜键盘。操作键根据其功能可以分为：系统功标志的薄膜键盘。操作键根据其功能可以分为：系统功能键、控制调节键、翻页控制键、光标控制键、报警控能键、控制调节键、翻页控制键、光标控制键、报警控制键、字母数字键、可编程功能键、用户自定义键。制键、字母数字键、可编程功能键、用户自定义键。（2 2）工程师键盘：）工程师键盘： 在组态和编制程序时使用。在组态和编制程序时使用。PCP

9、C机通用键盘。机通用键盘。概貌显示画面概貌显示画面 仪表面板显示画面仪表面板显示画面 报警显示画面报警显示画面 故障诊断画面故障诊断画面 调整画面调整画面主要任务主要任务： 收集各种信息收集各种信息( (经济情报、市场预测、经济情报、市场预测、 销售合同、原材料库存状况、生产进销售合同、原材料库存状况、生产进 度、工艺流程及工艺参数度、工艺流程及工艺参数).). 产生综合性报表产生综合性报表 进行长期性的趋势分析进行长期性的趋势分析 审查最优化审查最优化 协调和调度各车间生产计划和各部门的关系协调和调度各车间生产计划和各部门的关系管理范围管理范围：工程技术、经济、商业实务、人事活动：工程技术、

10、经济、商业实务、人事活动系统的主要特点如下：系统的主要特点如下：用简单的配置方法实现复杂的过程控制。nEN50082-2(1995)工业环境的通用抗扰性标准。系统上电步骤系统停电步骤 每个操作站依次退出实时监控及操作系统后，关操作站工控机及显示器电源； 逐个关控制站电源箱电源； 关闭各个支路电源开关； 关闭不间断电源（UPS）电源开关； 关闭总电源开关。为了正确的测试数据，要求测试时各测量工具的精度等级不低于0.2级1234576814X15X系统投运在进行过程控制系统的工程设计时，自控专业人在进行过程控制系统的工程设计时，自控专业人员必须与工艺专业人员协作，按工艺流程的顺序和要员必须与工艺专

11、业人员协作，按工艺流程的顺序和要求，将所确定的控制方案标注到求，将所确定的控制方案标注到工艺流程图工艺流程图中。中。 将控制点和控制系统与工艺流程图相结合的图形将控制点和控制系统与工艺流程图相结合的图形文档就称为文档就称为工艺控制流程图工艺控制流程图，或称为，或称为带有控制点的工带有控制点的工艺流程图艺流程图。第二章补充知识：第二章补充知识：工艺控制流程图工艺控制流程图 液体贮槽的工艺控制流程图液体贮槽的工艺控制流程图图中所示，工艺控制流程图主要是由工艺设备、图中所示，工艺控制流程图主要是由工艺设备、管道、元件以及构成控制系统的仪表符号及信号线等管道、元件以及构成控制系统的仪表符号及信号线等图形符号组成。图形符号组成。p仪表位号按被测变量不同进行分类。仪表位号按被测变量不同进行分类。p同一个装置（或工段）的同类被测变量的仪表位号同一个装置（或工段）的同类被测变量的仪表位号中顺序号是连续的。中顺序号是连续的。仪表位号仪表位号由字母代号和数字