DCS控制系统讲解(计算机控制系统)

DCS把握系统第一章自控仪表工根底识图在讲DCS系统系统之前,先和大家一起回忆一下仪表工的根底识图，对今后大家日后的学习，仪表、把握系统检修维护都会有确定的意义。仪表功能标志仪表功能标志组成如下:例1 PI——功能标志P——首位字母〔表示被测变量〕I——后继字母〔表示功能〕例2TIC——功能标志T——首位字母〔表示被测变量〕IC——后继字母〔表示功能〕表示连锁功能〕1.1.2仪表功能字母代号仪表功能标志的字母代号见表1.1表1.1常用仪表功能字母代号首字母后继字母被测变量修饰词读出功能输出功能修饰词A分析报警C电导率把握F流量I电流指示H手动高L物位灯低P压力RHFSS速度、频率T温度仪表检测流程图常见图形符号常用仪表流程图符号及其含义常规仪表PIPI101引入计算机或DCS把握系统仪表PIRSAPIRSA101104L仪表检测流程图识图MMFRISA30101TSA30103PISPISM3010530104MHPRISA30102L图1.1工艺检测把握流程图仪表接线图识图〔略〕其次章计算机把握系统及DCS根底学问集散把握系统(DistributedControlSystem,DCS)是计算机把握形式，DCS就是其中的一种。计算机把握系统根底学问计算机把握系统的一般概念计算机把握是关于计算机技术如何应用于工业生产过程自动化域来看，计算机把握系统又是其主要的实现手段。可以说，计算机把握同构造组成的计算机系统。计算机把握系统是融计算机技术与工业过程把握于一体的综合性技术，它是在常规仪表把握系统 的根底上进展起来的。2.1所示。系统中的测量变送器对被控对象进展检测，把被控量(如或电压)再反响到把握器中。把握器将此测量值与给定值进展比较，量跟踪给定值，从而实现自动把握的目的，原理如图2.2所示。图2.1储液罐液位把握系统图2.2常规仪表把握系统原理框图把图2.2中的把握器用把握计算机即计算机及其输入/输出通道递，而一次仪表多承受模拟信号传递。因此，系统中需要有将模拟信号转换为数字信号的模/数(A/D)转换器和将数字信号转换为模拟信号的数/模(D/A)2.3A/DD/A了计算机把握系统这种典型的输入/输出通道一个完整的计算机把握系统是由硬件和软件两大局部组成的。图2.3计算机把握系统原理框图硬件入/输出设备、操作台和通信设备等组成，如图2.4所示。图2.4计算机把握系统硬件组成框图主机由中心处理器(CPU)、内存储器(RAM、ROM)和系统总线构成的主过程工况的各种信息，以及预定的把握算法，作出相应的把握决策，并通过过程输出通道向生产过程发送把握命令。目的。常规外部设备常规外部设备由输入设备、输出设备和外存储器等组成。常规的输入设备有键盘、光电输入机等，主要用来输入程序、数据和操作命令。常规的输出设备有打印机、绘图机、显示器(CRT显示器)等，主要用来把各种信息和数据供给应操作者。输入/输出两种功能，主要用于存储系统程序和数据。外部设备与主机组成的计算机根本系统(即通常所言的计算机)，，则必需增加过程输入/输出设备。(I/O设备)过程输入/输出设备是在计算机与工业对象之间起着信息传递和化仪表的范畴外，主要是指过程输入/输出通道(简称过程通道)。过程输入通道包括模拟量输入通道(简称A/D通道)和数字量输入通道(简称DI量、液位等)和开关量信号(继电器触点、行程开关、按钮等)或数字量信号(如转速、流量脉冲、BCD码等)。过程输出通道包括模拟量输出通道(简称D/A通道)和数字量输出通道(简称DO通道)，D/A通道把数字信号转换成模拟信号后再输出，DO操作台由显示器(或LED等其他显示器)、键盘、开关和指示灯等构成。操作员通过操作台可以了解与把握整个系统的运行状态。作设备一般是分开的。接口电路系统有各种不同的接口电路，一般分为并行接口、串行接口、治理接口和专用接口等几类。通信设备往往需要几台或几十台计算机才能分级完成把握和治理任务。这样，网络，以进展信息交换。软件件两大类。系统软件是一组支持系统开发、测试、运行和维护的工具软件，核心是操作系统，还有编程语言等关心工具。在计算机把握系统中，或对象的专用语言或编译类语言。系统软件一般由计算机厂商以产品形式向用户供给。应用软件是系统设计人员利用编程语言或开发工具编制的可执程输入模块、根本运算模块、把握算法模块、报警限幅模块、过程输出模块、数据治理模块等。领域中最重要的一个方面。计算机把握系统的分类从把握目的、系统构成的角度介绍几种不同类型的计算机把握系统。数据采集系统(DAS)数据采集系统(DataAcquisitionSystem，DAS)是计算机应用于生产过程把握最早、也是最根本的一种类型，如图2.5所示。图2.5数据采集系统操作指导把握系统(OGC)操作指导把握(OperationGuideControl，OGC)系统是基于数据2.6器的给定值或操作执行器，如此到达操作指导的作用。明显，这属于计算机离线最优把握的一种形式。图2.16操作指导把握系统直接数字把握系统(DDC)直接数字把握(DirectDigitalControl，DDC)系统是用一台计的闭环把握，如图2.7所示。为了操作便利，DDC系统还配置一个包括给定、显示、报警等功能的操作把握台。图2.7直接数字把握系统分散把握系统(DCS)于是，人们研制出以多台微型计算机为根底的分散把握系统(DistributedControlSystem，DCS)。DCS承受分散把握、集中操假设干级，如过程把握级、把握治理级、生产治理级和经营治理级等。DCS又称分布式或集散式把握系统。其他计算机把握系统如：可编程规律把握器ProgrammableLogicalContrleLC〕程调整器(ProgrammableController，PC)、现场总线把握系统(FieldbusControlSystem。FCS)等。集散把握系统(DCS)概念DDC将全部把握回路的计算都集中在主CPU中，这引起了牢靠性1975年消灭了DCS，这是一种结合了仪表把握系统和DDCDDCDDC把握系统，那么DCS则是网络进入把握领域后消灭的型把握系统。DCS是集散把握系统(DistributedControlSystem)的简称，国合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和把握(Control)等4C配置灵敏、组态便利。DCS的构造形式从构造上划分，DCS包括过程级、操作级和。过程级主要由过程把握站、I/O单元组成，是系统把握功能的主要实施局部。操作级包组态。治理级主要是指工厂治理信息系统〔MIS系统〕，作为DCS更高层次的应用。治理级治理级操作级过程级图2.8DCS把握系统构造DCS系统的核心DCS的过程把握站是一个完整的计算机系统，主要由电源、CPU〔中心处理器〕、网络接口和I/O组成入和输出通道，这就是I/O。DCS中的I/O一般是模块化的，一个I/O模块上有一个或多个I/O〔调整阀。I/O单元：通常，一个过程把握站是有几个机架组成，每个机架CPU所在的机架被称为CPU程站中只能有一套CPUI/O模块的机架就是I/O单元。DCS的特点A〕分散性和集中性DCS分散性的含义是广义的，不单是分散把握，还有地域分散、散，进而提高系统的牢靠性和安全性。DCS硬件积木化和软件模块化是分散性的具体表达。因此，可以DCS一台过程把握站(PCS)可看作一个子系统；操作监控层中的一台操作员站(OS)也可看作一个子系统。DCSDCS通信网络作和集中治理。固然，操作员站的地理位置不必强求集中。B〕自治性和协调性DCS的自治性是指系统中的各台计算机均可独立地工作，例如，过程把握站能自主地进展信号输入、运算、把握和输出；操作员站能自主地实现监视、操作和治理；工程师站的组态功能更为独立，既可上组态，形成组态文件后再装入DCSDCS的协调性是指系统中的各台计算机用通信网络互联在一起，相互传送信息，相互协调工作，以实现系统的总体功能。DCS的分散DCS的分散是相的设计思想，自治和协调的设计原则，才使DCS获得进一步进展，并得到广泛地应用。灵敏性和扩展性DCS硬件承受积木式构造，类似儿童搭积木那样，可灵敏地配置成小、中、大各类系统。另外，还可依据企业的财力或生产要求，逐步扩展系统，转变系统的配置。DCS软件承受模块式构造，供给各类功能模块，可灵敏地组态构成简洁、简洁各类把握系统。另外，还可置。先进性和继承性DCS综合了“4C机、通信网络和屏幕显示；软件上承受先进的操作系统、数据库、网络治理和算法语言；算法上承受自适应、推想、推理、优化等先进把握算法，建立生产过程数学模型和专家系统。DCS自问世以来，更DCSDCS作为DCS的一个子系统连续DCSDCSDCS之间的不兼容，给用户带来经济上的损失。牢靠性和适应性DCS的分散性带来系统的危急分散，提高了系统的牢靠性。DCSI/O板、通信网络和电源等均可双重化，而且承受热备份工作方式，自动检查故障，一旦消灭故DCS小。DCS承受高性能的电子元器件、先进的生产