自动化仪表与dcs课件(分布式控制系统)

1、第六章第六章 分布式控制系统分布式控制系统 DCSDCS的发展的发展DCSDCS的硬件构成的硬件构成 DCSDCS的软件组成的软件组成 浙大中控浙大中控SUPCON JX-300XSUPCON JX-300X6.1 6.1 DCS的发展的发展50年代末，工控机属于集中控制型：年代末，工控机属于集中控制型：直接数字控制（直接数字控制（DDC）和监督计算机控制（）和监督计算机控制（SCC） DDC和和SCC：信息集中于一台计算机，易于改变控制方案。危险集中。信息集中于一台计算机，易于改变控制方案。危险集中。 分级控制和集散控制系统分级控制和集散控制系统6.1 6.1 DCS的发展的发展一、第一代集

2、散控制系统（初创期）一、第一代集散控制系统（初创期）1975-1980年间：第一套年间：第一套Honeywell 公司公司TDC-2000 日本横河公司日本横河公司Yawpark系统系统 Foxboro公司公司Spectrum系统系统 Bailey公司公司Network90系统系统 等等 DCS组成（基础体系结构）：组成（基础体系结构）： 过程控制单元、过程控制单元、 数据采集单元、数据采集单元、 CRT操作站、操作站、 上位管理计算机上位管理计算机 连接各个单元和计算机的高速数据通道连接各个单元和计算机的高速数据通道6.1 6.1 DCS的发展的发展一、第一代集散控制系统（初创期）一、第一代

3、集散控制系统（初创期）6.1 6.1 DCS的发展的发展一、第一代集散控制系统（初创期）一、第一代集散控制系统（初创期）特点：分散控制，集中监视。与仪表控制系统类似。特点：分散控制，集中监视。与仪表控制系统类似。不同：不同：（1）控制的分散不是到每个回路，而是到现场控制站。）控制的分散不是到每个回路，而是到现场控制站。（2）集中监视采用）集中监视采用CRT和控制键盘，不是仪表面板和模拟盘。和控制键盘，不是仪表面板和模拟盘。 6.1 6.1 DCS的发展的发展二、第二代集散控制系统（成熟期）二、第二代集散控制系统（成熟期）1980-1985：Honeywell公司公司TDC-3000 Fishe

4、r公司公司PROVOX Taylor公司公司MOD300 等等特点：特点： （1）引入局域网（）引入局域网（LAN）作为系统骨干，按照网络节点的概念）作为系统骨干，按照网络节点的概念组织。组织。 （2）系统开始摆脱仪表控制系统的影响，逐步靠近计算机系统。）系统开始摆脱仪表控制系统的影响，逐步靠近计算机系统。6.1 6.1 DCS的发展的发展二、第二代集散控制系统（成熟期）二、第二代集散控制系统（成熟期）6.1 6.1 DCS的发展的发展三、第三代集散系统（扩展期）三、第三代集散系统（扩展期）1987：Foxboro公司公司I/A Series Honeywell公司公司TDC 3000UCN

5、横河公司横河公司Centum-XL Bailey公司公司INFI-90 等等功能增加了上层网络，将生产的管理功能纳入到系统中。功能增加了上层网络，将生产的管理功能纳入到系统中。形成现代形成现代DCS的标准体系结构：的标准体系结构：直接控制、监督控制和协调优化、上层管理三层功能结构。直接控制、监督控制和协调优化、上层管理三层功能结构。6.1 6.1 DCS的发展的发展三、第三代集散系统（扩展期）三、第三代集散系统（扩展期）6.1 6.1 DCS的发展的发展四、第四代四、第四代DCS的出现的出现Honeywell 公司公司Experion PKS（过程知识系统）、（过程知识系统）、Emerson

6、公司公司PlantWeb (Emerson Process Management)、Foxboro公司公司A2、横河公司横河公司R3（PRM-工厂资源管理系统）工厂资源管理系统）ABB公司公司 Industrial IT 系统系统 全数字化、全数字化、信息化信息化集成化集成化6.1 6.1 DCS的发展的发展四、第四代四、第四代DCS的出现的出现第六章第六章 分布式控制系统分布式控制系统 DCSDCS的发展的发展DCSDCS的硬件构成的硬件构成 DCSDCS的软件组成的软件组成 浙大中控浙大中控SUPCON JX-300XSUPCON JX-300X6.2 DCS6.2 DCS的硬件构成的硬件

7、构成组成：现场控制站，操作员站，工程师站和系统网络。组成：现场控制站，操作员站，工程师站和系统网络。6.2 DCS6.2 DCS的硬件构成的硬件构成一、操作员站一、操作员站 功能：功能： 为操作人员提供人机界面，使操作员及时了解现场运行状为操作人员提供人机界面，使操作员及时了解现场运行状态、显示各种运行参数的当前值、监视是否有异常情况发生态、显示各种运行参数的当前值、监视是否有异常情况发生等。并可通过输入设备对工艺过程进行控制和调节。等。并可通过输入设备对工艺过程进行控制和调节。 界面设备：界面设备： 彩色彩色CRT、工业键盘和光标控制设备（鼠标器或轨迹球）、工业键盘和光标控制设备（鼠标器或轨

8、迹球）6.2 DCS6.2 DCS的硬件构成的硬件构成一、操作员站一、操作员站 6.2 DCS6.2 DCS的硬件构成的硬件构成二、控制站二、控制站 完成对过程现场完成对过程现场I/O处理并实现数字控制处理并实现数字控制功能：功能：（1）将各种现场过程量进行数字化，存在存储器中；）将各种现场过程量进行数字化，存在存储器中；（2）将实时数据通过网络送到各站，实现监督和控制，）将实时数据通过网络送到各站，实现监督和控制， 接收信息，实现控制或参数设定；接收信息，实现控制或参数设定；（3）实现局部自动控制、回路计算及闭环控制、顺序控制等；）实现局部自动控制、回路计算及闭环控制、顺序控制等；（4）提供

9、电源；）提供电源；（5）配备隔离电路和保护电路；）配备隔离电路和保护电路；（6）具备断电保护和上电跟随特性；）具备断电保护和上电跟随特性；（7）可靠性：平均无故障时间；）可靠性：平均无故障时间；（8）具备不依赖）具备不依赖DCS其它部分独立运行的能力。其它部分独立运行的能力。 6.2 DCS6.2 DCS的硬件构成的硬件构成三、工程师站三、工程师站 对对DCS进行离线的配置、组态工作和进行离线的配置、组态工作和在线的系统监督、控制、维护的网络节点。在线的系统监督、控制、维护的网络节点。 2、对系统的监控功能、对系统的监控功能1、组态功能、组态功能 （1）硬件配置组态）硬件配置组态（2）控制回路

10、组态）控制回路组态 （3）操作员站显示画面的生成）操作员站显示画面的生成 （4）数据库组态）数据库组态 （5）报表生成组态）报表生成组态 6.2 DCS6.2 DCS的硬件构成的硬件构成四、系统网络四、系统网络 以太网作为系统网络。以太网作为系统网络。 五、服务器及其它功能站五、服务器及其它功能站 功能：监督控制功能：监督控制 第六章第六章 分布式控制系统分布式控制系统 DCSDCS的发展的发展DCSDCS的硬件构成的硬件构成 DCSDCS的软件组成的软件组成 浙大中控浙大中控SUPCON JX-300XSUPCON JX-300X6.3 6.3 DCS的软件组成的软件组成一、控制层软件一、控

11、制层软件 功能：直接针对现场功能：直接针对现场I/O设备，完成设备，完成DCS的控制功能。的控制功能。 包括包括PID回路控制、逻辑控制、顺序控制和混合控制等。回路控制、逻辑控制、顺序控制和混合控制等。 二、监控软件二、监控软件 功能：人机界面。包括图形画面的显示、对操作员操作命功能：人机界面。包括图形画面的显示、对操作员操作命令的解释与执行、对现场数据和状态的监视及异常报警、令的解释与执行、对现场数据和状态的监视及异常报警、历史数据的存档和报表处理等。历史数据的存档和报表处理等。 三、组态软件三、组态软件 一组软件工具。将通用的、有普遍适应能力的一组软件工具。将通用的、有普遍适应能力的DCS

12、系统，变系统，变成一个针对某一个具体应用控制工程的专门成一个针对某一个具体应用控制工程的专门DCS控制系统。控制系统。如硬件配置、数据库的定义、控制算法程序的组态、监控软如硬件配置、数据库的定义、控制算法程序的组态、监控软件的组态，报警报表的组态，等等。件的组态，报警报表的组态，等等。 第六章第六章 分布式控制系统分布式控制系统 DCSDCS的发展的发展DCSDCS的硬件构成的硬件构成 DCSDCS的软件组成的软件组成 浙大中控浙大中控SUPCON JX-300XSUPCON JX-300X6.4 6.4 浙大中控浙大中控SUPCON JX-300XSUPCON JX-300X一、系统整体结构

13、一、系统整体结构 6.4 6.4 浙大中控浙大中控SUPCON JX-300XSUPCON JX-300X二、控制站硬件结构二、控制站硬件结构 6.4 6.4 浙大中控浙大中控SUPCON JX-300XSUPCON JX-300X三、系统软件三、系统软件 1、AdvanTro-Pro软件包：系统组态、数据服务和实时监控功能软件包：系统组态、数据服务和实时监控功能6.4 6.4 浙大中控浙大中控SUPCON JX-300XSUPCON JX-300X三、系统软件三、系统软件 2、组态工作流程、组态工作流程1）工程设计）工程设计2）用户授权管理）用户授权管理3）系统总体组态）系统总体组态4）操作小组设置）操作小组设置5）数据组（区）设置）数据组（区）设置6