第二章集散控制系统的构成-课件

第二章集散控制系统的构成第一节集散控制系统的构成方式及功能第二节DCS的结构特点第三节JX-300X集散控制系统的构成1第二章集散控制系统的构成第一节集散控制系统的构成方式及功功能分层是集散控制系统的体系特征，反映了集散控制系统的“分散控制、集中管理”的特点。典型系统分为四个层次集散控制系统的构成方式：分四个层次第一节集散控制系统的构成方式及功能一、分层结构2功能分层是集散控制系统的体系特征，反映了集散控制系统的“分散精品资料3精品资料3你怎么称呼老师？如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你是否会认为老师的教学方法需要改进？你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？教师的教鞭“不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我笨，没有学问无颜见爹娘……”“太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”44四个层次5四个层次51、现场级的功能采集过程数据，对数据进行数据转换；输出过程操作命令；进行直接数字控制；完成与过程装置控制级的数据通信；对现场控制级的设备进行检测和诊断。现场级实现控制的前提：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级的功能。61、现场级的功能现场级实现控制的前提：微处理器进入现场变送器四个层次第二层7四个层次第二层72、控制级的功能结构：过程控制设备(下位机)+I/O卡件功能：进行数据转换和处理；数据的监视和存储；实施连续、批量或顺序控制的运算和输出控制作用；数据和设备的自诊断；数据通信。82、控制级的功能结构：过程控制设备(下位机)+I/O卡件8通信网络I/O卡控制器9通信网络I/O卡控制器91010四个层次第三层11四个层次第三层113、监控级的功能中央控制室：操作站、工程师站(上位机)、打印机、计算站功能：数据显示与记录；过程操作（含组态操作、维护操作）；数据存储和压缩归档；报警、事件的诊断和处理；系统组态、维护和优化处理；数据通信；报表打印和画面硬拷贝。123、监控级的功能中央控制室：操作站、工程师站(上位机)、打印工作站通信网络13工作站通信网络13(集散控制系统DCS）集中操作监控级14(集散控制系统DCS）集中操作监控级14四个层次第四层15四个层次第四层15

4、全厂优化和调度管理级的功能

从系统的观点：原料销售；优化协调功能：优化控制；协调和调度各车间生产计划和各部门的联系；主要数据的显示、存储和打印；数据通信。164、全厂优化和调度管理级的功能从系统的观点：原料销售；二、集散控制系统的构成方式二：分块结构17二、集散控制系统的构成方式二：分块结构17（1）分散过程控制装置（2）操作管理装置（3）通信系统集散系统的基本结构：“三大块”18（1）分散过程控制装置集散系统的基本结构：“三大块”18（1）分散过程控制装置(下位机)是集散控制系统与生产过程间的界面，即过程界面。过程变量→分散过程控制装置→操作监视的数据操作信息→分散过程控制装置→执行机构。数/模、模/数转换、控制算法、软件滤波等19（1）分散过程控制装置(下位机)是集散控制系统与生产过程间的分散过程控制装置部分的特征适应恶劣的工业生产环境；分散控制，监视和控制分离；实时性；独立性和可靠性要求高。20分散过程控制装置部分的特征20（2）操作管理装置(上位机)是集散控制系统与操作人员、管理人员间的界面，即人机界面。监视和操作。21（2）操作管理装置(上位机)是集散控制系统与操作人员、管理人集中操作和管理系统部分特征信息量大；易操作性；容错性好；22集中操作和管理系统部分特征信息量大；22（3）通信系统是分散过程控制装置与操作管理装置之间数据传递和交换的桥梁。23（3）通信系统是分散过程控制装置与操作管理装置之间数据传递和通信系统部分特征开放性：上层与其他厂商产品间互操作性：下层与其他厂商变送器、执行器间传输速率误码率24通信系统部分特征开放性：上层与其他厂商产品间24中央操作台网间连接器生产管理级LAN局域网过程管理级管理计算机工程师操作站

操作员站监控计算机网间连接器高速数据公路过程控制级DDC直接数字控制站数据采集站多功能控制站可编程逻辑控制站单回路调节控制站25中央操作台网间连接器生产管理级LAN局域网过程管理级管理计算（1）工业级微机+通信系统+商用PC机（或工业级微机）工业级微机用作多功能、多回路的分散控制装置；操作管理机使用PC机，相应软件由软件厂商开发。（2）回路控制器+通信系统+工业级微机回路控制器作为分散控制装置；工业级微机作为操作管理站，通用性强、自行开发软件。适用于中小型企业（集散控制系统）。三、典型硬件构成分析26（1）工业级微机+通信系统+商用PC机（或工业级微机）三、典（3）PLC+通信系统+工业级微机PLC作为分散控制装置；其他同2。在制造业广泛应用的集散控制系统的结构，尤其适用于有大量逻辑顺序控制的过程。（4）智能前端+通信系统+工业级微机智能前端指用于生产现场的智能控制设备，作为分散控制装置；用于小型集散控制系统。27（3）PLC+通信系统+工业级微机271、分级递阶控制体系结构集散控制系统在水平和垂直方向都是分级（层、块）的。垂直分级：是指功能方面不同的分级，至少有两个分级，即监控级和控制级。第二节DCS的结构特点281、分级递阶控制体系结构第二节DCS的结构特点28（1）按控制功能多层结构

控制级：一般的简单控制

优化控制或监控级：对象数学模型和参数已知，确定直接控制层的控制器的设定值29（1）按控制功能多层结构29学习层或自适应层：对实际系统的观测来辨识优化层中所使用的数学模型结构和参数，使模型和实际过程一致自组织层：按系统总控制目标选择下层所用的模型结构、控制策略等30学习层或自适应层：对实际系统的观测来辨识优化层中所使用的（2）多级结构水平分级：各过程控制级之间是互相协调的分级，它们把数据向上送达操作管理级，同时接受操作管理级的指令，各水平分级之间也进行数据交换；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添加一级协调级。31（2）多级结构31（3）多重结构信息：自下向上逐渐集中，自上而下逐渐分散。第一重：按一定物理规律变化的物理现象；第二重：受控系统（从信息处理和控制角度）；第三重：经济实体，评价其效益和利润（经济学角度）比较：多重结构：主要从建模考虑；多级结构：子系统关联、横向分解、纵向分级；多层结构：复杂控制规律32（3）多重结构32（4）DCS递阶控制结构的优点系统结构灵活，容易改变，系统的容量可以扩大或缩小；控制功能增强，除了直接控制外，还有优化控制、自学习、自适应和自组织等功能；降低了信息存储量、计算量，减少了计算时间；可以设置备用自系统，降低成本，提高可靠性；各级的智能化将进一步提高系统的性能。33（4）DCS递阶控制结构的优点332、分散控制结构分散控制结构的类型：垂直型（阶层型）：监视、调整水平型：自我管理二者混合型342、分散控制结构分散控制结构的类型：34垂直型(层次分散)与水平型(水平分散)示意图35垂直型(层次分散)与水平型(水平分散)示意图35DCS的分散控制结构体现在：（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。36DCS的分散控制结构体现在：（1）组织人事的分散；363、冗余控制结构

为了提高系统的可靠性，集散控制系统重要设备、对全局系统有影响的公共设备上常采用冗余结构。经常采用的冗余方式有：同步运转方式；待机运转方式；后退运转方式；多级操作方式。373、冗余控制结构为了提高系统的可靠性，集散控制系统重要设备（1）同步运转方式让两台或两台以上的装置以相同的方式同步运转，输入相同的信号，进行相同的处理，然后对输出进行比较，如果输出保持一致则系统是正常运行的。双重冗余、“三中取二”（连锁）应用于可靠性要求极高的场合38（1）同步运转方式让两台或两台以上的装置以相同的方式同步运转（2）待机运转方式采用N台同类设备，采用一台后备设备，平时后备设备处于准备状态，一旦N台设备中某一台设备发生故障，能启动后备设备使其运转。1：1备用系统、N：1备用系统39（2）待机运转方式采用N台同类设备，采用一台后备设备，平时后（3）后退运转方式正常时，N台设备各自分担各自功能进行运转，当其中一台设备损坏时，其余设备放弃部分不重要的功能，以此来完成损害设备的功能。例如：操作站（第一台监视、第二台操作、第三台报警）40（3）后退运转方式正常时，N台设备各自分担各自功能进行运转，（4）多级操作方式纵向冗余的方法。正常操作是从上一层进行的，如该层故障则由下一层完成，这样逐步向下形成对最终元件执行器的控制。例如：功能模块设有手动、自动切换开关41（4）多级操作方式纵向冗余的方法。正常操作是从上一层进行的，第三节JX-300X集散控制系统的构成浙江中控于1997年推出了全数字化的新一代集散控制系统JX-300。该系统不仅具有原JX-100集散控制系统的所有功能和优良性能，更吸纳了九十年代微处理器、CRT图形显示和网络通讯等领域的最新技术，成为近几年国外著名DCS系统在中国市场的最主要竞争对手之一。42第三节JX-300X集散控制系统的构成浙江中控于1997JX-300X应用了最新信号处理技术、高速网络通信技术、可靠的软件平台和软件设计技术以及现场总线技术，采用了高性能的微处理器和成熟的先进控制算法，全面提高了JX-300的功能和性能。使其兼具了高速可靠的数据输入、输出、运算、过程控制功能和PLC联锁逻辑控制功能，能适应更广泛更复杂的应用要求，成为一个全数字化、结构灵活、功能完善的新型开放式集散控制系统。为区别于早期推出的JX-300系统，我们称该新型系统为JX-300X。43JX-300X应用了最新信号处理技术、高速网络通信技术、可靠JX-300X系统的基本结构44JX-300X系统的基本结构44JX-300X系统的基本结构OS：操作站

ES：工程师站

BCU：总线变换单元

CIU：通讯接口单元

PCS：过程控制站

DAS：数据采集站

LCS：逻辑控制站MFS：多功能计算站45JX-300X系统的基本结构OS：操作站

ES：工程师站

B系统硬件控制站（CONTROLSTATION,简称CS，或AS）由主控制卡、通信卡件、I/O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过程控制站PCS逻辑控制站LCS数据采集站DAS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（SBUS)获得各种I/O卡件的信息。过程控制级（ProcessControlUnit）46系统硬件控制站（CONTROLSTATION,简称CSJX-300X典型的通信网络SBUS总线47JX-300X典型的通信网络SBUS47SBUS总线

SBUS总线是控制站内部各卡件之间进行信息交换的通道。主控制卡就是通过SBUS总线来管理分散于各个机笼的I/O卡件的。

第一层为双重化总线SBUS-S2，位于控制站所管辖的I/O机笼之间，连接主控制卡和数据转发卡。

第二层为SBUS-S1网络，位于各I/O机笼内，连接数据转发卡和各块I/O卡件。48SBUS总线第一层为双重化总线SBUS-S2，位于控制站所SBUS-S2图5.4SBUS总线结构示意图SBUS-S149SBUS-S2图5.4SBUS总线结构示意图SBUS-S1冗余主控卡冗余数据转发卡0~15号I/O槽位JX-300XDCS机笼正面结构图机笼主体由金属框架和母板组成，内部有20个槽位用于固定卡件。50冗余冗余数据转发卡0~15号I/O槽位JX-300XDCS机柜结构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51机柜结构外壳采用金属材料以提供电磁屏蔽。机柜内部装有多层机机柜示例：浙大中控JX系统

控制站插件箱I/O插件箱柜顶风扇接线端子52机柜示例：浙大中控JX系统控制站插件箱I/O插件箱柜顶风5353交流电源：

交流电源经过集散系统的电盘的断路器给系统供电，保证现场控制站供电系统高效、稳定、无干扰。每一现场控制站场均用双相交流电源供电，两相互为冗余。如果附近有经常开关的大功率用电设备，应采用超级隔离变压器，将其初级、次级线圈间的屏蔽层可靠接地。这样能很好的隔离共模干扰。对控制连续性要求特别高的场合，应装设不间断供电电源UPS。54交流电源：54

柜内直流稳压电源：

统一的主电源单元将交流电整流成直流电（一般为24V）供给柜内直流母线。各层机架内设有子电源单元，将母线上送来的单一直流电压转变成机架所需的各种电压（+5V、±12V、±15V等）。主控电源采用1：1冗余配置。子电源单元采用1：1或N：1冗余配置 55柜内直流稳压电源：55I/O通道

在过程控制计算机中，种类最多，数量最大的是各种I/O接口模件(卡件)。来自过程对象的被测信号通过输入卡件，进入现场控制站，然后按一定的算法进行数据处理，并通过输出卡件向执行设备送出控制或报警等信息。现场控制站数据处理输入卡件信号输出卡件执行设备56I/O通道在过程控制计算机中，种类最多，数量最大AI通道AO通道SI通道SO通道I/O通道57AI通道I/O通道57模拟量输入通道(AI)

一般由端子板、信号调节器、A/D插板、及柜内连接电缆组成。端子板：用于连接现场信号电缆，对每一路信号线路提供正负极两个接线端子及屏蔽层的接地端子。柜内电缆：端子板、信号调节器与A/D板之间的信号连接。信号调节器：将各种范围的模拟量输入信号统一转换成0—5V或0—10V的电压信号送入A/D板。采用差动放大器，并且每一路都串接了滤波器。A/D插板：信号调节器输入的多路模拟信号，按CPU的指令逐一转变为数字量送给CPU。DCS多用12位A/D转换器。时间在100微秒左右。每块A/D插板输入8—64路模拟信号58模拟量输入通道(AI)一般由端子板、信号调节器、A/D模拟量输出通道（AO）输出4—20mA或0—10mA的直流电流信号。组成：D/A插板输出端子板柜内电缆D/A插板

每板可提供4—8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。59模拟量输出通道（AO）输出4—20mA或0—10mA的直流电SI通道

开关量输入通道。用来输入各种限位开关、继电器或电磁阀门连动触点的开、关状态；输入信号可能是交流电压信号，直流电压信号或干接点。

SO通道

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、SO板及机柜内电缆构成。开关量输入/输出通道（SI/SO）60SI通道开关量输入通道。用来输入各种限位开关JX-300X/JX-300XP61JX-300X/JX-300XP61卡件实例图62卡件实例图62监控级控制系统工程师、操作员与DCS的界面—人机界面。

HMI—HumanMachineInterface；OI—OperatorInterface操作人员了解生产过程的运行指令给生产过程发出操作指令操作管理装置功能：

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。显示各种参数63监控级控制系统工程师、操作员与DCS的界面—人机界面。操作人特征

信息量大易操作性容错性好构成装置

监控计算机

工程师操作站ES操作员操作站OS(配有技术手段齐备、功能强的计算机、CRT显示器、操作键盘、及较大存储量的软、硬盘)监控级64特征构成装置监控级64操作员站（OPERATERSTATION,简称OS）以工业PC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。可以一机配多CRT，并配有薄膜键盘、触摸屏幕等输入方式。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、报警管理、报表及记录、存档等监控功能。65操作员站（OPERATERSTATION,简称OS）65工程师站（ENGINEERINGSTATION简称ES)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66工程师站（ENGINEERINGSTATION简称ES)JX-300XDCS专用组态软件包的组成组态软件包SCKey（系统组态）SCDraw（流程图绘制）SCControl（图形化组态）SCDiagnose（系统诊断）实时监控软件AdvanTrol/AdvanTrol-Pro67JX-300XDCS专用组态软件包的组成组态软件包SCKey6868标题栏状态栏组态树显示菜单栏工具栏操作显示区组态软件SCKey主画面69标题栏状态栏组态树显示菜单栏工具栏操作显示区组态软件SCKe硬件：高性能的工业控制机当今的DCS工程师站、操作员站的功能强，速度快，记录数据大，所以对操作员站内的处理机系统提出了更高的要求。70硬件：高性能的工业控制机当今的DCS工程师站、操作员站的功能操作员键盘和工程师键盘（1）操作员键盘通常采用防水、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。（2）工程师键盘：在组态和编制程序时使用。PC机通用键盘。71操作员键盘和工程师键盘（1）操作员键盘（2）工程师键盘：71概貌显示画面

72概貌显示画面72仪表面板显示画面

73仪表面板显示画面73报警显示画面

74报警显示画面74故障诊断画面

75故障诊断画面75调整画面76调整画面76主要任务：①收集各种信息(经济情报、市场预测、销售合同、原材料库存状况、生产进度、工艺流程及工艺参数).②产生综合性报表③进行长期性的趋势分析④审查最优化

⑤协调和调度各车间生产计划和各部门的关系管理范围：工程技术、经济、商业实务、人事活动生产管理级77主要任务：①收集各种信息(经济情报、市场预测、管理范围：工硬件：高性能的服务器和PC78硬件：高性能的服务器和PC78系统主要特点JX-300X覆盖了大型集散控制系统的安全性、冗余功能、网络扩展功能、集成的用户界面及信息存取功能，除了具有模拟量信号输入输出、数字量信号输入输出、回路控制等常规DCS的功能，还具有高速数字量处理、高速顺序事件记录（SOE）、可编程逻辑控制等特殊功能；它不仅提供功能块图、梯形图等直观的图形组态工具，还提供开发复杂高级控制算法（如模糊控制）的类C语言编程环境SCX。系统规模变化灵活，可以实现从一个单元的过程控制，到全厂范围的自动化集成。79系统主要特点JX-300X覆盖了大型集散控制系统的安全性、1.高速、可靠、开放的通讯网络SCnetIIJX-300X系统控制网络SC

netⅡ连接工程师站、操作站、控制站和通讯处理单元。通讯网络采用总线形或星形拓扑结构，曼彻斯特编码方式，遵循开放的TCP/IP协议和IEEE802.3标准。SC

netⅡ采用1∶1冗余的工业以太网，TCP/IP的传输协议辅以实时的网络故障诊断，其特点是可靠性高、纠错能力强、通信效率高。通讯速率为10Mbps。系统的主要特点如下：801.高速、可靠、开放的通讯网络SCnetIIJX-300X2.分散、独立、功能强大的控制站控制站通过主控制卡、数据转发卡和相应的I/O卡件实现现场过程信号的采集、处理、控制等功能。根据现场要求的不同，系统配置规模可以从几个回路、几十个信息量到1024个控制回路、6144个信息量。在一个控制站内，通过SBUS总线可以挂接6个IO或远程IO单元。一个IO单元可以带16块I/O卡件。I/O卡件可对现场信号进行预处理。主控制卡可以冗余配置，保证实时过程控制的可靠性，尤其是主控制卡的高度模件化结构，可以用简单的配置方法实现复杂的过程控制。812.分散、独立、功能强大的控制站控制站通过主控制卡、数据转发3.多功能的协议转换接口JX-300X系统中还增加了与多种现场总线仪表、PLC以及智能仪表通信互连的功能，已实现了MODBUS、HostLink

等多种协议的网际互联，可方便地完成对它们的隔离配电、通讯、修改组态等如Rosemount公司、ABB公司、上海自动化仪表公司、西安仪表厂、川仪集团等著名厂家的产品以及浙大中控开发的各种智能仪表和变送器，实现了系统的开放性和互操作性823.多功能的协议转换接口JX-300X系统中还增加了与多种现4.全智能化设计控制站的所有卡件都按智能化要求设计，即均采用专用的微处理器负责卡件的控制、检测、运算、处理以及故障诊断等工作，在系统内部实现了全数字化的数据传输和数据处理。在此基础上，还实现了万能模拟信号输入功能，能自动根据用户的设置采集电压、电流、热电阻、热电偶、毫伏信号等多种模拟量信号，有效减少系统维护中备品备件的数量。834.全智能化设计控制站的所有卡件都按智能化要求设计，即均采用5.任意冗余配置JX-300X控制站的电源、主控卡、数据转发卡和模拟量卡均可按不冗余或冗余的要求配置（开关量卡不能冗余）。从而在保证系统可靠性和灵活性的基础上，降低了用户的费用。845.任意冗余配置JX-300X控制站的电源、主控卡、数据转发6.简单、易用的组态手段和工具JX-300X的组态工作是通过组态软件SC

Key来完成的。该软件用户界面友好、功能强大、操作方便，充分支持各种控制方案。SC

Key组态软件是基于中文Windows2000/NT操作系统开发的，全面支持系统各种控制方案的组态。软件体系运用了面向对象的程序设计（OOP）技术和对象链接与嵌入（OLE）技术，可以帮助工程师们系统有序地完成信号类型、控制方案、操作手段等的设置。同时，系统还增加和扩充了上位机的使用和管理软件Advantrol-PIMS，开发了SCX控制语言（类C语言）、梯形图、顺序控制语言功能块图、结构化语言等算法组态工具，完善了诸如流程图设计操作、实时数据库开放接口、报表、打印管理等附属软件。856.简单、易用的组态手段和工具JX-300X的组态工作是通过7.丰富、实用、友好的实时监控界面实时监控软件

AdvanTrol是基于中文

Windows2000/NT开发的应用软件，支持实时数据库和网络数据库，用户界面友好，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。操作站可以是一机配多台CRT，并配有薄膜键盘、触摸屏、跟踪球等输入方式。操作员通过丰富的多种彩色动态界面，可以实现对生产过程的监视和操作。867.丰富、实用、友好的实时监控界面实时监控软件AdvanT8.丰富、实用、友好的实时监控界面JX-300X提供了功能强大的过程顺序事件记录、操作人员的操作记录、过程参数的报警记录等多种事件记录功能，并配以相应的事件存取、分析、打印、追忆等软件。JX-300X系统配有最小事件分辨时间间隔(1ms)的事件序列记录（SOE）卡件，可以通过多卡时间同步的方法同时对256点信号进行快速顺序记录。878.丰富、实用、友好的实时监控界面JX-300X提供了功能9.与异构化系统的集成网关卡SP244是通信接口单元的核心，它解决了JX-300X系统与其他厂家智能设备的互联问题。其作用是将用户智能系统的数据通过通讯的方式联入JX-300X系统中，通过SCnetII网络实现数据在JX-300X系统中的共享。已经实现了符合Modbus-RTU、HostLink-ASCII通讯协议和一些通讯协议开放的智能设备的互联。889.与异构化系统的集成网关卡SP244是通信接口单元的核心，10.安装方便、维护简单、产品多元化、正规化JX-300X立足国内过程控制的需求，在总结多年工程应用和实践经验的基础上，依靠人才优势，运用当今世界的先进技术，简单、方便地实现了整个工厂控制、管理系统的集成。8910.安装方便、维护简单、产品多元化、正规化JX-300X立JX-300X系统性能1.工作环境工作温度：0℃～50℃；存放温度：-40℃～70℃；湿度：50℃时，5%～95%；（不凝露）高度：海拔4000m；振动（工作）：0.25G，3～300Hz下15分钟；振动(不工作)：0.5G，3～300Hz

下15分钟。90JX-300X系统性能1.工作环境90系统性能2.电源性能1．控制站

双回路供电，85～264VAC，47～400Hz，

最大600W，功率因素校正

（符合IEC61000-3-2标准）；2．操作站、工程师站和多功能站

200～250VAC，50Hz，最大500W；91系统性能2.电源性能91系统性能3.接地电阻在普通场合接地电阻不大于4欧姆，在变电所、电厂及有大型用电设备等场合接地电阻不大于1欧姆。4.运行速度采样和控制周期：50毫秒～5.0秒（逻辑控制）100毫秒～5.0秒（回路控制）；双机切换时间：小于一个控制周期；双机冗余同步速度：1Mbps。92系统性能3.接地电阻92系统性能5.电磁兼容性系统满足如下电磁兼容性标准：IEC61000-3-2(GB/17625-1-198)谐波电流限值；IEC61000-3-3电压波动和闪烁限值；IEC61000-4-2(GB.T17626.2-1998)静电放电抗扰度；IEC61000-4-3(GB/T17626.3-1998)射频电磁场辐射抗扰度；IEC61000-4-4(GB/T17626.4-1998)电快速瞬变脉冲群扰试；IEC61000-4-5(GB/T17626.5)浪涌（冲击）\抗扰度。IEC61000-4-8(GB/T17626.8-1998)工频磁场抗扰度；IEC61000-4-9(GB/T17626.9-1998)脉冲磁场抗扰度；IEC61000-4-11(GB/T17626.11)电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度；EN50082-2(1995)工业环境的通用抗扰性标准。93系统性能5.电磁兼容性93安装条件安装JX-300XDCS系统设备的机房和现场、环境要求、建筑要求等，应符合化工部自控设计标准《控制室设计规定》（HG--20508--90）及设备的技术要求。在设备安装之前，必须明确设备和区域环境。一般将安装环境划分为二个主要区域：操作室和控制站室（简称控制室）。94安装条件安装JX-300XDCS系统设备的机房和现场、环电源与信号的分离方式95电源与信号的分离方式95电缆交叉铺设不带屏蔽的电源线与信号线应交叉敷设，由厚度至少为1.6mm带接地的薄钢板隔离。96电缆交叉铺设不带屏蔽的电源线与信号线应交叉敷设，由厚度至少为系统接地规范97系统接地规范97JX-300X系统调试主要分系统调试和联调两部分工作。系统调试是系统到现场后，对系统硬件、组态软件进行现场检验的过程，以确保供应的硬件、软件满足用户的要求。联调工作是系统同现场的一次测量元件联动调试的过程，确保能够正常反映现场实际的工艺状况，驱动现场的执行机构。

一般先做调试，后做联调。98JX-300X系统调试主要分系统调试和联调两部分工作。98调试的主要工作硬件开箱、安装通讯网络设置、连接、标号系统上电

确定计算机启动时能够自动进入NT画面确定系统重新启动时没有系统设备出错的提示；

调试系统联调控制方案成型

99调试的主要工作硬件开箱、安装99系统上电步骤系统上电前必须确认供电、接地良好，包括接地端子接触、接地端对地电阻。首先合上配电箱的总断路器，检查输出电压是否符合220V±10%；合上配电箱内的各支路断路器，分别检查输出电压；若配有UPS或稳压电源，检查UPS或稳压电源输出电压是否正常，不正常则查找原因，恢复后才能继续以下上电步骤；控制站上电（

电源箱依次上电检查；机笼配电检查；卡件自检；卡件冗余测试等）

操作站上电（操作站的显示器、工控机等设备上电；计算机自检通过，检查确认Windows系统软件、JX-300X系统软件及应用软件的文件夹和文件是否正确；硬盘剩余空间测试）

100系统上电步骤系统上电前必须确认供电、接地良好，包括接地端子接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。101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，关操作站调试—硬件测试目的：为了检测控制站硬件是否工作正常根据系统组态的信号通道、信号类型、信号量程等资料，对每一通道进行25%、50%、75%三点测试，并记录相应数据。该部分工作可根据用户实际需要，相应进行实施。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102调试—硬件测试目的：为了检测控制站硬件是否工作正常为了正确接线端子103接线端子103常见信号测试方法

4-20mA配电

所需工具为电阻箱、电流表和若干导线。将配电卡件通道、电阻箱和电流表构成一回路，调节电阻值使电流表分别指示在8mA(25%)、12mA(50%)和16mA(75%)，记录实时监控中相应位号的值。104常见信号测试方法4-20mA配电1044-20mA不配电

所需工具为电流信号发生器、电流表和若干导线。将卡件通道、电流表、电流信号发生器串成一回路，调节电流信号发生器使电流表分别指示在8mA(25%)、12mA(50%)和16mA(75%)，记录实时监控中相应位号的值。

常见信号测试方法

1054-20mA不配电常见信号测试方法105热电阻

所需工具为电阻箱、分度表和若干导线。根据组态量程，确定所需测量的三点温度点，查分度表得出相应的电阻值，通过电阻箱引入对应卡件的接线端子，记录实时监控中相应位号的值。

常见信号测试方法

106热电阻常见信号测试方法106热电偶所需工具为毫伏信号发生器、温度计、分度表和若干导线。根据组态量程，确定所需测量的三点温度点，根据分度号查分度表得出相应的毫伏电压值，通过毫伏信号发生器引入对应卡件的接线端子，记录实时监控中相应位号的值。常见信号测试方法

107热电偶常见信号测试方法1074-20mA输出所需工具为电流表。AO信号不能直接输出，只能通过相应的控制回路给出阀位值。根据组态，通过相应的回路找到相应的输出位号的端子，使回路输出分别在25%、50%、75%，用电流表在端子后测出相应的电流，并记录。

常见信号测试方法

1084-20mA输出常见信号测试方法108DI所需工具为导线。将导线短接相应的端子，观察对应卡件通道指示是否正确。常见信号测试方法

109DI常见信号测试方法109DO所需工具为万用表。在实时监控下闭合DO点，用万用表测量相应通道是否短路。

常见信号测试方法

110DO常见信号测试方法110联调前现场应具备的条件具备系统安装调试阶段所需的一切条件控制柜内接线工作完成现场接线工作大部分完成确定联调配合人员联调111联调前现场应具备的条件具备系统安装调试阶段所需的一切条件联联调方法基本和调试同，只是调试使用模拟信号，联调采用真实信号。一般现场联调的情景是这样的；有两名工程师，1名在现场，1名在控制室，以对讲机等通讯设备进行联络，一一进行调试、确认。112联调方法基本和调试同，只是调试使用模拟信号，联调采用真实信号联调内容对各模拟信号进行联动调试，确认联线正确，显示正常。对各调节信号进行联动调试，确认阀门动作正常、气开气关正确、根据工艺确定正反作用。联系现场设备，确定DO信号控制现场设备动作正常，DI信号显示正常。联系现场设备，确定控制方案动作正常，联锁输出正常，能满足工艺开车的需要。113联调内容对各模拟信号进行联动调试，确认联线正确，显示正常。检查是否具备投运条件在系统投运前，应具备以下条件：（1）系统联调完成，各测点显示正常，各阀门、电机等动作正常。（2）最终控制方案经过模拟运行，确保正常进行。（3）厂方确认工艺条件成熟，可以进行投运。（4）工程人员确认系统正常，可以进行投运。（5）操作人员、维护人员经过现场操作、维护培训。系统投运114检查是否具备投运条件在系统投运前，应具备以下条件：系统投运1控制回路的投运控制回路的投运应遵循“先手动，后自动”的原则，在手动调节稳定的前提下，进行自动运行。串级回路“先投内环，后外环”。115控制回路的投运控制回路的投运应遵循“先手动，后自动”投运的几个问题说明控制回路的正反作用的判断116投运的几个问题说明控制回路的正反作用的判断116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求，将所确定的控制方案标注到工艺流程图中。

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工艺控制流程图，或称为带有控制点的工艺流程图。第二章补充知识：工艺控制流程图117第二章补充知识：工艺控制流程图117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、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。118液体贮槽的工艺控制流程图118仪表图形符号：仪表图形符号是直径为12mm的细实圆圈，并在其中标有仪表位号。仪表图形符号可用来表达工业自动化仪表所处理的被测变量和功能，还可以表示仪表或元件的名称。119仪表图形符号：119仪表位号按被测变量不同进行分类。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。仪表位号由字母代号和数字编号组成120仪表位号按被测变量不同进行分类。仪表位号由字母代号和数字编号表1-1列出了在仪表位号中用到的被测变量和仪表功能的字母代号。表1-2则给出了常见的字母组合。标注仪表位号的方法是：字母代号填写在圆圈上半圆中，数字编号填写在下半圆中。121表1-1列出了在仪表位号中用到的被测变量和仪表功能的字122122123123124124

一些教材中所画的工艺控制流程图中，由于回路数较少，故将数字编号省略了。图中采用了一台液位变送器（LT)，一台液位控制器（LC）和一个用于控制液位的执行器（LV）。125125第二章小结理解DCS的分层结构和分块结构了解各层硬件的构成理解AS，OS，ES，“上位机”，“下位机”的基本概念理解组态及系统调试的过程126第二章小结理解DCS的分层结构和分块结构126第二章集散控制系统的构成第一节集散控制系统的构成方式及功能第二节DCS的结构特点第三节JX-300X集散控制系统的构成127第二章集散控制系统的构成第一节集散控制系统的构成方式及功功能分层是集散控制系统的体系特征，反映了集散控制系统的“分散控制、集中管理”的特点。典型系统分为四个层次集散控制系统的构成方式：分四个层次第一节集散控制系统的构成方式及功能一、分层结构128功能分层是集散控制系统的体系特征，反映了集散控制系统的“分散精品资料129精品资料3你怎么称呼老师？如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你是否会认为老师的教学方法需要改进？你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？教师的教鞭“不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我笨，没有学问无颜见爹娘……”“太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”1304四个层次131四个层次51、现场级的功能采集过程数据，对数据进行数据转换；输出过程操作命令；进行直接数字控制；完成与过程装置控制级的数据通信；对现场控制级的设备进行检测和诊断。现场级实现控制的前提：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级的功能。1321、现场级的功能现场级实现控制的前提：微处理器进入现场变送器四个层次第二层133四个层次第二层72、控制级的功能结构：过程控制设备(下位机)+I/O卡件功能：进行数据转换和处理；数据的监视和存储；实施连续、批量或顺序控制的运算和输出控制作用；数据和设备的自诊断；数据通信。1342、控制级的功能结构：过程控制设备(下位机)+I/O卡件8通信网络I/O卡控制器135通信网络I/O卡控制器913610四个层次第三层137四个层次第三层113、监控级的功能中央控制室：操作站、工程师站(上位机)、打印机、计算站功能：数据显示与记录；过程操作（含组态操作、维护操作）；数据存储和压缩归档；报警、事件的诊断和处理；系统组态、维护和优化处理；数据通信；报表打印和画面硬拷贝。1383、监控级的功能中央控制室：操作站、工程师站(上位机)、打印工作站通信网络139工作站通信网络13(集散控制系统DCS）集中操作监控级140(集散控制系统DCS）集中操作监控级14四个层次第四层141四个层次第四层15

4、全厂优化和调度管理级的功能

从系统的观点：原料销售；优化协调功能：优化控制；协调和调度各车间生产计划和各部门的联系；主要数据的显示、存储和打印；数据通信。1424、全厂优化和调度管理级的功能从系统的观点：原料销售；二、集散控制系统的构成方式二：分块结构143二、集散控制系统的构成方式二：分块结构17（1）分散过程控制装置（2）操作管理装置（3）通信系统集散系统的基本结构：“三大块”144（1）分散过程控制装置集散系统的基本结构：“三大块”18（1）分散过程控制装置(下位机)是集散控制系统与生产过程间的界面，即过程界面。过程变量→分散过程控制装置→操作监视的数据操作信息→分散过程控制装置→执行机构。数/模、模/数转换、控制算法、软件滤波等145（1）分散过程控制装置(下位机)是集散控制系统与生产过程间的分散过程控制装置部分的特征适应恶劣的工业生产环境；分散控制，监视和控制分离；实时性；独立性和可靠性要求高。146分散过程控制装置部分的特征20（2）操作管理装置(上位机)是集散控制系统与操作人员、管理人员间的界面，即人机界面。监视和操作。147（2）操作管理装置(上位机)是集散控制系统与操作人员、管理人集中操作和管理系统部分特征信息量大；易操作性；容错性好；148集中操作和管理系统部分特征信息量大；22（3）通信系统是分散过程控制装置与操作管理装置之间数据传递和交换的桥梁。149（3）通信系统是分散过程控制装置与操作管理装置之间数据传递和通信系统部分特征开放性：上层与其他厂商产品间互操作性：下层与其他厂商变送器、执行器间传输速率误码率150通信系统部分特征开放性：上层与其他厂商产品间24中央操作台网间连接器生产管理级LAN局域网过程管理级管理计算机工程师操作站

操作员站监控计算机网间连接器高速数据公路过程控制级DDC直接数字控制站数据采集站多功能控制站可编程逻辑控制站单回路调节控制站151中央操作台网间连接器生产管理级LAN局域网过程管理级管理计算（1）工业级微机+通信系统+商用PC机（或工业级微机）工业级微机用作多功能、多回路的分散控制装置；操作管理机使用PC机，相应软件由软件厂商开发。（2）回路控制器+通信系统+工业级微机回路控制器作为分散控制装置；工业级微机作为操作管理站，通用性强、自行开发软件。适用于中小型企业（集散控制系统）。三、典型硬件构成分析152（1）工业级微机+通信系统+商用PC机（或工业级微机）三、典（3）PLC+通信系统+工业级微机PLC作为分散控制装置；其他同2。在制造业广泛应用的集散控制系统的结构，尤其适用于有大量逻辑顺序控制的过程。（4）智能前端+通信系统+工业级微机智能前端指用于生产现场的智能控制设备，作为分散控制装置；用于小型集散控制系统。153（3）PLC+通信系统+工业级微机271、分级递阶控制体系结构集散控制系统在水平和垂直方向都是分级（层、块）的。垂直分级：是指功能方面不同的分级，至少有两个分级，即监控级和控制级。第二节DCS的结构特点1541、分级递阶控制体系结构第二节DCS的结构特点28（1）按控制功能多层结构

控制级：一般的简单控制

优化控制或监控级：对象数学模型和参数已知，确定直接控制层的控制器的设定值155（1）按控制功能多层结构29学习层或自适应层：对实际系统的观测来辨识优化层中所使用的数学模型结构和参数，使模型和实际过程一致自组织层：按系统总控制目标选择下层所用的模型结构、控制策略等156学习层或自适应层：对实际系统的观测来辨识优化层中所使用的（2）多级结构水平分级：各过程控制级之间是互相协调的分级，它们把数据向上送达操作管理级，同时接受操作管理级的指令，各水平分级之间也进行数据交换；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添加一级协调级。157（2）多级结构31（3）多重结构信息：自下向上逐渐集中，自上而下逐渐分散。第一重：按一定物理规律变化的物理现象；第二重：受控系统（从信息处理和控制角度）；第三重：经济实体，评价其效益和利润（经济学角度）比较：多重结构：主要从建模考虑；多级结构：子系统关联、横向分解、纵向分级；多层结构：复杂控制规律158（3）多重结构32（4）DCS递阶控制结构的优点系统结构灵活，容易改变，系统的容量可以扩大或缩小；控制功能增强，除了直接控制外，还有优化控制、自学习、自适应和自组织等功能；降低了信息存储量、计算量，减少了计算时间；可以设置备用自系统，降低成本，提高可靠性；各级的智能化将进一步提高系统的性能。159（4）DCS递阶控制结构的优点332、分散控制结构分散控制结构的类型：垂直型（阶层型）：监视、调整水平型：自我管理二者混合型1602、分散控制结构分散控制结构的类型：34垂直型(层次分散)与水平型(水平分散)示意图161垂直型(层次分散)与水平型(水平分散)示意图35DCS的分散控制结构体现在：（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。162DCS的分散控制结构体现在：（1）组织人事的分散；363、冗余控制结构

为了提高系统的可靠性，集散控制系统重要设备、对全局系统有影响的公共设备上常采用冗余结构。经常采用的冗余方式有：同步运转方式；待机运转方式；后退运转方式；多级操作方式。1633、冗余控制结构为了提高系统的可靠性，集散控制系统重要设备（1）同步运转方式让两台或两台以上的装置以相同的方式同步运转，输入相同的信号，进行相同的处理，然后对输出进行比较，如果输出保持一致则系统是正常运行的。双重冗余、“三中取二”（连锁）应用于可靠性要求极高的场合164（1）同步运转方式让两台或两台以上的装置以相同的方式同步运转（2）待机运转方式采用N台同类设备，采用一台后备设备，平时后备设备处于准备状态，一旦N台设备中某一台设备发生故障，能启动后备设备使其运转。1：1备用系统、N：1备用系统165（2）待机运转方式采用N台同类设备，采用一台后备设备，平时后（3）后退运转方式正常时，N台设备各自分担各自功能进行运转，当其中一台设备损坏时，其余设备放弃部分不重要的功能，以此来完成损害设备的功能。例如：操作站（第一台监视、第二台操作、第三台报警）166（3）后退运转方式正常时，N台设备各自分担各自功能进行运转，（4）多级操作方式纵向冗余的方法。正常操作是从上一层进行的，如该层故障则由下一层完成，这样逐步向下形成对最终元件执行器的控制。例如：功能模块设有手动、自动切换开关167（4）多级操作方式纵向冗余的方法。正常操作是从上一层进行的，第三节JX-300X集散控制系统的构成浙江中控于1997年推出了全数字化的新一代集散控制系统JX-300。该系统不仅具有原JX-100集散控制系统的所有功能和优良性能，更吸纳了九十年代微处理器、CRT图形显示和网络通讯等领域的最新技术，成为近几年国外著名DCS系统在中国市场的最主要竞争对手之一。168第三节JX-300X集散控制系统的构成浙江中控于1997JX-300X应用了最新信号处理技术、高速网络通信技术、可靠的软件平台和软件设计技术以及现场总线技术，采用了高性能的微处理器和成熟的先进控制算法，全面提高了JX-300的功能和性能。使其兼具了高速可靠的数据输入、输出、运算、过程控制功能和PLC联锁逻辑控制功能，能适应更广泛更复杂的应用要求，成为一个全数字化、结构灵活、功能完善的新型开放式集散控制系统。为区别于早期推出的JX-300系统，我们称该新型系统为JX-300X。169JX-300X应用了最新信号处理技术、高速网络通信技术、可靠JX-300X系统的基本结构170JX-300X系统的基本结构44JX-300X系统的基本结构OS：操作站

ES：工程师站

BCU：总线变换单元

CIU：通讯接口单元

PCS：过程控制站

DAS：数据采集站

LCS：逻辑控制站MFS：多功能计算站171JX-300X系统的基本结构OS：操作站

ES：工程师站

B系统硬件控制站（CONTROLSTATION,简称CS，或AS）由主控制卡、通信卡件、I/O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过程控制站PCS逻辑控制站LCS数据采集站DAS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（SBUS)获得各种I/O卡件的信息。过程控制级（ProcessControlUnit）172系统硬件控制站（CONTROLSTATION,简称CSJX-300X典型的通信网络SBUS总线173JX-300X典型的通信网络SBUS47SBUS总线

SBUS总线是控制站内部各卡件之间进行信息交换的通道。主控制卡就是通过SBUS总线来管理分散于各个机笼的I/O卡件的。

第一层为双重化总线SBUS-S2，位于控制站所管辖的I/O机笼之间，连接主控制卡和数据转发卡。

第二层为SBUS-S1网络，位于各I/O机笼内，连接数据转发卡和各块I/O卡件。174SBUS总线第一层为双重化总线SBUS-S2，位于控制站所SBUS-S2图5.4SBUS总线结构示意图SBUS-S1175SBUS-S2图5.4SBUS总线结构示意图SBUS-S1冗余主控卡冗余数据转发卡0~15号I/O槽位JX-300XDCS机笼正面结构图机笼主体由金属框架和母板组成，内部有20个槽位用于固定卡件。176冗余冗余数据转发卡0~15号I/O槽位JX-300XDCS机柜结构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177机柜结构外壳采用金属材料以提供电磁屏蔽。机柜内部装有多层机机柜示例：浙大中控JX系统

控制站插件箱I/O插件箱柜顶风扇接线端子178机柜示例：浙大中控JX系统控制站插件箱I/O插件箱柜顶风17953交流电源：

交流电源经过集散系统的电盘的断路器给系统供电，保证现场控制站供电系统高效、稳定、无干扰。每一现场控制站场均用双相交流电源供电，两相互为冗余。如果附近有经常开关的大功率用电设备，应采用超级隔离变压器，将其初级、次级线圈间的屏蔽层可靠接地。这样能很好的隔离共模干扰。对控制连续性要求特别高的场合，应装设不间断供电电源UPS。180交流电源：54

柜内直流稳压电源：

统一的主电源单元将交流电整流成直流电（一般为24V）供给柜内直流母线。各层机架内设有子电源单元，将母线上送来的单一直流电压转变成机架所需的各种电压（+5V、±12V、±15V等）。主控电源采用1：1冗余配置。子电源单元采用1：1或N：1冗余配置 181柜内直流稳压电源：55I/O通道

在过程控制计算机中，种类最多，数量最大的是各种I/O接口模件(卡件)。来自过程对象的被测信号通过输入卡件，进入现场控制站，然后按一定的算法进行数据处理，并通过输出卡件向执行设备送出控制或报警等信息。现场控制站数据处理输入卡件信号输出卡件执行设备182I/O通道在过程控制计算机中，种类最多，数量最大AI通道AO通道SI通道SO通道I/O通道183AI通道I/O通道57模拟量输入通道(AI)

一般由端子板、信号调节器、A/D插板、及柜内连接电缆组成。端子板：用于连接现场信号电缆，对每一路信号线路提供正负极两个接线端子及屏蔽层的接地端子。柜内电缆：端子板、信号调节器与A/D板之间的信号连接。信号调节器：将各种范围的模拟量输入信号统一转换成0—5V或0—10V的电压信号送入A/D板。采用差动放大器，并且每一路都串接了滤波器。A/D插板：信号调节器输入的多路模拟信号，按CPU的指令逐一转变为数字量送给CPU。DCS多用12位A/D转换器。时间在100微秒左右。每块A/D插板输入8—64路模拟信号184模拟量输入通道(AI)一般由端子板、信号调节器、A/D模拟量输出通道（AO）输出4—20mA或0—10mA的直流电流信号。组成：D/A插板输出端子板柜内电缆D/A插板

每板可提供4—8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。185模拟量输出通道（AO）输出4—20mA或0—10mA的直流电SI通道

开关量输入通道。用来输入各种限位开关、继电器或电磁阀门连动触点的开、关状态；输入信号可能是交流电压信号，直流电压信号或干接点。

SO通道

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、SO板及机柜内电缆构成。开关量输入/输出通道（SI/SO）186SI通道开关量输入通道。用来输入各种限位开关JX-300X/JX-300XP187JX-300X/JX-300XP61卡件实例图188卡件实例图62监控级控制系统工程师、操作员与DCS的界面—人机界面。

HMI—HumanMachineInterface；OI—OperatorInterface操作人员了解生产过程的运行指令给生产过程发出操作指令操作管理装置功能：

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。显示各种参数189监控级控制系统工程师、操作员与DCS的界面—人机界面。操作人特征

信息量大易操作性容错性好构成装置

监控计算机

工程师操作站ES操作员操作站OS(配有技术手段齐备、功能强的计算机、CRT显示器、操作键盘、及较大存储量的软、硬盘)监控级190特征构成装置监控级64操作员站（OPERATERSTATION,简称OS）以工业PC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。可以一机配多CRT，并配有薄膜键盘、触摸屏幕等输入方式。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、报警管理、报表及记录、存档等监控功能。191操作员站（OPERATERSTATION,简称OS）65工程师站（ENGINEERINGSTATION简称ES)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192工程师站（ENGINEERINGSTATION简称ES)JX-300XDCS专用组态软件包的组成组态软件包SCKey（系统组态）SCDraw（流程图绘制）SCControl（图形化组态）SCDiagnose（系统诊断）实时监控软件AdvanTrol/AdvanTrol-Pro193JX-300XDCS专用组态软件包的组成组态软件包SCKey19468标题栏状态栏组态树显示菜单栏工具栏操作显示区组态软件SCKey主画面195标题栏状态栏组态树显示菜单栏工具栏操作显示区组态软件SCKe硬件：高性能的工业控制机当今的DCS工程师站、操作员站的功能强，速度快，记录数据大，所以对操作员站内的处理机系统提出了更高的要求。196硬件：高性能的工业控制机当今的DCS工程师站、操作员站的功能操作员键盘和工程师键盘（1）操作员键盘通常采用防水、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。（2）工程师键盘：在组态和编制程序时使用。PC机通用键盘。197操作员键盘和工程师键盘（1）操作员键盘（2）工程师键盘：71概貌显示画面

198概貌显示画面72仪表面板显示画面

199仪表面板显示画面73报警显示画面

200报警显示画面74故障诊断画面

201故障诊断画面75调整画面202调整画面76主要任务：①收集各种信息(经济情报、市场预测、销售合同、原材料库存状况、生产进度、工艺流程及工艺参数).②产生综合性报表③进行长期性的趋势分析④审查最优化

⑤协调和调度各车间生产计划和各部门的关系管理范围：工程技术、经济、商业实务、人事活动生产管理级203主要任务：①收集各种信息(经济情报、市场预测、管理范围：工硬件：高性能的服务器和PC204硬件：高性能的服务器和PC78系统主要特点JX-300X覆盖了大型集散控制系统的安全性、冗余功能、网络扩展功能、集成的用户界面及信息存取功能，除了具有模拟量信号输入输出、数字量信号输入输出、回路控制等常规DCS的功能，还具有高速数字量处理、高速顺序事件记录（SOE）、可编程逻辑控制等特殊功能；它不仅提供功能块图、梯形图等直观的图形组态工具，还提供开发复杂高级控制算法（如模糊控制）的类C语言编程环境SCX。系统规模变化灵活，可以实现从一个单元的过程控制，到全厂范围的自动化集成。205系统主要特点JX-300X覆盖了大型集散控制系统的安全性、1.高速、可靠、开放的通讯网络SCnetIIJX-300X系统控制网络SC

netⅡ连接工程师站、操作站、控制站和通讯处理单元。通讯网络采用总线形或星形拓扑结构，曼彻斯特编码方式，遵循开放的TCP/IP协议和IEEE802.3标准。SC

netⅡ采用1∶1冗余的工业以太网，TCP/IP的传输协议辅以实时的网络故障诊断，其特点是可靠性高、纠错能力强、通信效率高。通讯速率为10Mbps。系统的主要特点如下：2061.高速、可靠、开放的通讯网络SCnetIIJX-300X2.分散、独立、功能强大的控制站控制站通过主控制卡、数据转发卡和相应的I/O卡件实现现场过程信号的采集、处理、控制等功能。根据现场要求的不同，系统配置规模可以从几个回路、几十个信息量到1024个控制回路、6144个信息量。在一个控制站内，通过SBUS总线可以挂接6个IO或远程IO单元。一个IO单元可以带16块I/O卡件。I/O卡件可对现场信号进行预处理。主控制卡可以冗余配置，保证实时过程控制的可靠性，尤其是主控制卡的高度模件化结构，可以用简单的配置方法实现复杂的过程控制。2072.分散、独立、功能强大的控制站控制站通过主控制卡、数据转发3.多功能的协议转换接口JX-300X系统中还增加了与多种现场总线仪表、PLC以及智能仪表通信互连的功能，已实现了MODBUS、HostLink

等多种协议的网际互联，可方便地完成对它们的隔离配电、通讯、修改组态等如Rosemount公司、ABB公司、上海自动化仪表公司、西安仪表厂、川仪集团等著名厂家的产品以及浙大中控开发的各种智能仪表和变送器，实现了系统的开放性和互操作性2083.多功能的协议转换接口JX-300X系统中还增加了与多种现4.全智能化设计控制站的所有卡件都按智能化要求设计，即均采用专用的微处理器负责卡件的控制、检测、运算、处理以及故障诊断等工作，在系统内部实现了全数字化的数据传输和数据处理。在此基础上，还实现了万能模拟信号输入功能，能自动根据用户的设置采集电压、电流、热电阻、热电偶、毫伏信号等多种模拟量信号，有效减少系统维护中备品备件的数量。2094.全智能化设计控制站的所有卡件都按智能化要求设计，即均采用5.任意冗余配置JX-300X控制站的电源、主控卡、数据转发卡和模拟量卡均可按不冗余或冗余的要求配置（开关量卡不能冗余）。从而在保证系统可靠性和灵活性的基础上，降低了用户的费用。2105.任意冗余配置JX-300X控制站的电源、主控卡、数据转发6.简单、易用的组态手段和工具JX-300X的组态工作是通过组态软件SC

Key来完成的。该软件用户界面友好、功能强大、操作方便，充分支持各种控制方案。SC

Key组态软件是基于中文Windows2000/NT操作系统开发的，全面支持系统各种控制方案的组态。软件体系运用了面向对象的程序设计（OOP）技术和对象链接与嵌入（OLE）技术，可以帮助工程师们系统有序地完成信号类型、控制方案、操作手段等的设置。同时，系统还增加和扩充了上位机的使用和管理软件Advantrol-PIMS，开发了SCX控制语言（类C语言）、梯形图、顺序控制语言功能块图、结构化语言等算法组态工具，完善了诸如流程图设计操作、实时数据库开放接口、报表、打印管理等附属软件。2116.简单、易用的组态手段和工具JX-300X的组态工作是通过7.丰富、实用、友好的实时监控界面实时监控软件

AdvanTrol是基于中文

Windows2000/NT开发的应用软件，支持实时数据库和网络数据库，用户界面友好，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。操作站可以是一机配多台CRT，并配有薄膜键盘、触摸屏、跟踪球等输入方式。操作员通过丰富的多种彩色动态界面，可以实现对生产过程的监视和操作。2127.丰富、实用、友好的实时监控界面实时监控软件AdvanT8.丰富、实用、友好的实时监控界面JX-300X提供了功能强大的过程顺序事件记录、操作人员的操作记录、过程参数的报警记录等多种事件记录功能，并配以相应的事件