DCS基础学习课程课件（一）18

§2集散控制系统的构成§2.1集散控制系统的构成方式

功能分层是集散控制系统的体系特征一、集散控制系统按功能分为四层：现场控制级、过程控制级、车间操作管理级、全厂优化和调度管理级集散控制系统的各层功能（一）、现场控制级的功能1、采集过程数据，对数据进行转换2、输出过程操纵命令3、进行直接数字控制4、完成与过程装置级的数据通信5、对现场控制级的设备进行检测与诊断

（二）、过程控制装置级的功能1、采集过程数据，进行数据转换与处理2、数据的监视与存储3、实施连续、批量或顺序控制的运算和输出控制作用4、数据和设备的自诊断5、数据通信（二）车间操作级的功能1、数据显示和记录2、过程操作（含组态操作和维护操作）3、数据存储和压缩归档4、报警、事件的诊断和处理5、系统组态、维护和优化处理6、数据通信7、报表打印和画面硬拷贝（四）全厂优化和调度管理级功能1、优化控制2、协调和调度各车间生产计划和各部门的关系3、主要数据显示、存储和打印4、集散控制系统的基本构成二、集散控制系统的基本构成1、分散过程控制装置它是由过程控制设备和I/O卡件组成，它的特点是：可靠性高实时性好、控制功能强、通信速度高信息量大。是DCS关键部分。特点：适应生产环境，分散控制，实时性强、独立性高2、集中操作和管理系统部分它主要是以中央控制室操作站为中心，辅以打印机、拷贝机等外部设备组成，是一个人机界面。特点：信息量大，易操作，容错性好3、通信系统部分要求传输速度快，误码率小，并具备开放性和互操作性

操作管理人员集中操作和管理数据通信过程控制装置分散过程控制装置工业生产过程§2.2集散控制系统的构成要素一、集散控制系统的结构特征（一）、递阶控制结构

DCS是有相互关联的子系统组成的，各子系统之间相互交换信息，对各子系统的控制按一定的优先和从属关系来实现，同一级的各子系统可以对下一级施加作用，同时受上级的干预，子系统可以通过上级相互交换信息。1、多层结构从控制功能纵向的分解自组织层自适应层优化层直接控制层生产过程

2、多级结构从信息方面横向分解为了减少同一级的各子系统之间信息的交换和决策的冲突，在分散的各决策子系统上添加一级协调级，用于下级决策的协调和信息的交换全厂

车间…………车间工段…………工段生产过程

3、多重结构

从数学建模方面分解

是指用一组模型从不同的角度系统进行描述的多级结构。总之，多重结构主要从建模来考虑。多级结构则考虑各子系统的关联而把决策问题进行横向分解，多层结构则进行纵向分解。4、递阶控制结构的特点

（1）系统的结构灵活，容易改变，系统容量可以扩大和缩小。（2）控制功能增强，出了直接控制外，还有优化控制，自学习、自适应和自组织等功能。

（二）分散结构

垂直型、水平型、混合型主要表现：（1）组织人事的分散（2）地域的分散（3）功能的分散（4）负荷的分散（三）冗余化结构（1）同步运转方式（2）待机运转方式（3）后退方式（4）多级操作方式二、集散控制系统的结构分类产品的结构类型1、模块化控制站＋与MAP兼容的宽带、载带局域网＋信息综合管理系统（第三代的典型结构）2、分散过程控制站＋局域网＋信息管理系统（第二代结构）3、分散过程控制站＋高速数据公路＋操作站＋上位机4、PLC＋通信系统+操作管理站5、单回路控制器＋通信系统＋操作管理站2、实实际际应应用用中中的的结结构构类类型型（1））工工业业微微机机+通通信信系系统统+操操作作管管理理机机（2））单单回回路路控控制制器器+通通信信系系统统+工工业业微微机机（3））PLC+通信信系系统统+工工业业微微