和利时DCS系统结构.ppt

1、1、系统概述和结构、HOLLiAS-MACS系统培训教程系列的基础应用节目培训课程(M5A01)1，2、自动控制相关信息DCS的概念DCS的现状和发展趋势HOLLiAS-MACS系统的配置结构HOLLiAS-MACS系统的硬件体系结构系统概述和组件结构组件重点自动控制的相关信息，1，自动控制的概念自动控制意味着在没有人直接参与的情况下，使用控制设备自动执行控制对象(例如机器、设备或生产过程)的物理量(或工作状态)(或者我们在生产设备中放置了一些自动化设备，使生产自动进行到其他程度，而不是人的部分直接劳动)。(威廉莎士比亚，温斯顿，生产名言)在没有人直接参与的情况下，用自动化仪表和设备控制生产过

2、程的方法称为流程自动化。例如：化工过程反应塔的控制，水箱的水位控制等。2.实现自动控制的意义(1)生产过程自动化是科学技术发展的必然趋势，是工业生产技术的革命。(2)生产过程自动化完全改变了原始落后的生产状态，可以代替人的重复劳动，摆脱沉重肮脏的环境，保障设备和人身安全，减少劳动强度，改善劳动条件。(3)生产工艺自动化可以提高产品的质量和产量，合理使用和分配能源，减少能源消耗，延长设备寿命，达到最佳经济效果。4，3，生产过程自动化的组成部分(1)自动检测：反映生产过程运行状态的物理量、化学量和设备运行状态的参数自动检查、测量和监控(2)自动曹征：为了确保设备的安全经济运行，要求特定表征设备正常

3、运行的物理量始终在特定规定或预定范围内，必须按照预定的规律进行更改，但在生产过程中必须在各种外部或自动调整依靠自动曹征设备来充当这种曹征，因此自动曹征设备必须具有检测、设置、计算和执行等功能。(3)自动保护：设备异常发生，超出工艺参数允许范围，事故发生时确保生产安全，确保产品质量，部分主要参数设置信号，联锁装置，事故发生前，信号系统发出声音，狂热信号，警告操作员采取措施。如果强光已接近危险状态，联锁系统是防止事故发生或进一步扩大，或采取紧急措施防止设备损坏的安全装置。(4)自动操作(包括远程控制、节目控制或顺序控制):根据预定的程序或条件自动操作生产设备，使工人从重复劳动中解放出来。1 .自动

4、控制的相关信息，5，4，手动控制和自动控制手动控制：通过人员的直接参与，使起诉量等于给定值。特点：反应不及时，能处理复杂的问题。自动限制：没有人直接参与，可以使用控制单元操纵控制目标，从而控制为等于指定值特性。也就是说，反应迅速，按照设定的程序控制。必须具有模型(或算法)牙齿。例如，坦克水位控制手动控制者在完成坦克水位控制操作的过程中经历的过程眼睛观察大脑分析决策，目标调节阀运行坦克控制对象自动控制装置完成坦克水位控制操作的过程测量传送单元观察调节器分析决策，指定值调节器指定的命令调节阀运行坦克控制对象。1.关于自动限制相关，6，2.DCS的概念，DCS也称为分布式控制系统(分布式控制系统)。

5、它的主要基础是4C技术。也就是说，电脑计算机控制控制通信CRT显示器技术。DCS系统通过通信网络之一将产业现场附近的现场控制站与控制中心的操作员站和工程师站等连接起来，完成现场生产设备的分布式控制和集中操作管理。DCS自1975年推出以来，近30年来可靠性和实用性不断提高，功能得到了提高。控制器的处理能力、网络通信功能、控制算法、屏幕显示器和集成管理功能。DCS系统过去仅应用于少数大企业的控制系统，但随着4C技术和软件技术的快速发展，至今已广泛应用于电力、石油、化学、制药、冶金和建材等许多行业。特别是传记、石化等行业。7，DCS概念图，DCS通常被称为“产业大脑”。8，下图举例说明了DCS系统

6、在实际生产中的应用过程。控制对象(过程):工艺生产设备(例如反应器、换热器、鼓、罐等)、传感器(测量输送单元)到执行器之间。控制量：指示控制目标运行状态的物理量(例如水位、温度、压力等)。通过测量传输：测量(转换为标准信号)控制量的设备。调节器：比较测量值和设定值的装置。执行器(调节阀):将调节器的命令按比例转换为线性或角度变位设备。2 .DCS的概念，9，我们可以将上述过程扩展为：2。DCS的概念，10，3.DCS系统的现状和发展趋势，经过20多年的发展，DCS发生了巨大的变化。这种变化来自用户需求的持续增长以及电子和信息技术快速发展的两种茄子动力。用户的需求不再满足于应用DCS代替常规仪表

7、控制和简单的数据检测。同时，电子和信息技术的发展大大提高了DCS应用程序的组件(电子元件、处理器、软件、网络等)的性能，价钱大幅下降。特别是开发各种主板级OEM部件和HMI软件进一步简化了DCS开发的困难，降低了开发成本。目前，满足用户的DCS系统必须具有以下特征：1.系统具有开放式体系结构，提供多层开放数据接口。2.系统必须具有强大的处理能力，提供方便配置复杂控制系统的能力，以及用户自主开发的高级控制算法支持功能。3.系统必须支持多种现场总线标准，以适应未来的扩展需要。系统必须可靠性高，维护方便，工艺先进，价钱合理。返回、改造前、改造后、11，4.HOLLiASMACS系统的配置结构，1 .

8、HOLLiASMACS系统是由使用以太网和现场总线技术的控制网络连接组成的每个工程师工作站、操作员工作站、现场控制工作站、通信控制工作站和数据服务器集成自动化系统。2.HOLLiASMACS系统硬件包括工程师工作站、操作工作站、现场控制工作站(包括主设备和I/o设备设备)、通信控制工作站、系统服务器、系统网络、监视网络和控制网络。3.包括HOLLiASMACS系统软件：工程师工作站配置软件；操作员站在线软件；现场控制器操作软件；服务器软件等。返回、操作站、现场控制站、工程师站、12，5.HOLLiASMACS系统的硬件体系结构，以及成功开发和应用HS-DCS-1000系统和HS2000系统后，

9、系统地总结了各种行业用户的意见和建议、返回、13，系统结构的组件之一是物理独立设备集。网络中的通信节点在系统功能中执行特定处理任务，HOLLiASMACS系统中的“工作站”概念，5。HOLLiASMACS系统的硬件体系结构-即完成“工作站”。5.HOLLiASMACS系统的硬件体系结构-“网站”概念，HOLLiASMACS系统的“网站”包括工程师工作站操作员工作站(网站编号5079)工作站服务器(网站编号0)现场控制工作站(网站编号1049)，15HOLLiAS-MACS系统的硬件体系结构-工程师工作站的功能，配置HOLLiASMACS系统中每个“网站”的功能工程师工作站：使用软件()完成工程

10、中的特定任务以自动控制操作过程的过程。配置任务包括装置配置、数据库配置、控制算法配置、图形配置和报告配置。下载：将配置完成的工程文件传输到系统中每个站的过程。下载包括服务器下载，操作员工作站下载，现场控制工作站下载，16，5。HOLLiAS-MACS系统的硬件体系结构-包括操作员工作站功能、HOLLiASMACS系统中每个“工作站”功能操作员工作站流程图的显示以及工艺生产监控功能警报监控趋势5。HOLLiAS-MACS系统的硬件体系结构-工作站的功能、HOLLiASMACS系统中每个“工作站”的功能工作站和其他设备通信，以及18、5。HOLLiAS-MACS系统的硬件体系结构-服务器功能5。H

11、OLLiAS-MACS系统的硬件体系结构-现场控制站的功能、HOLLiASMACS系统中每个“工作站”的功能现场控制站信号收集和输出数据转换控制计算，以及20，5.HOLLiAS-MACS系统的硬件体系结构工程师工作站的主要功能是配置(系统硬件设备、数据库和控制算法)现场控制站的下设和在线调试，服务器，操作站的下设。在工程师站运行操作员站实时监控程序后，工程师站可以用作操作员站。操作员工作站操作员工作站运行相应的实时监视程序来监视和控制整个系统。操作员工作站主要执行工艺流程图显示、趋势显示、参数列表显示、警报监视、日志查询、系统设备监视等各种监视信息显示、查询和打印功能。通过键盘、鼠标或触摸屏

12、等人机设备，您可以通过命令和参数修改来手动干预系统，例如联机参数修改、控制曹征等。21，运行服务器服务器相应的hypervisor，实时数据和整个系统的历史数据管理。现场控制站现场控制站运行相应的实时控制程序来控制和管理现场。现场控制站主要运行安装在工程师站上的控制程序，进行工程单元转换、数据采集和控制输出、控制计算等。5 .HOLLiAS-MACS系统的硬件体系结构-每个“网站”的功能摘要，22，5。hollias-Macs系统的硬件体系结构-“网络”，HOLLiASMACS 5。HOLLiAS-MACS系统的硬件体系结构-监视网络，HOLLiASMACS系统的“网络”监视网络MNET冗馀快

13、速以太网链路使用cat 5屏蔽双绞线或光纤将每个通信节点连接到中央交换机上的节点。工程师站、操作员站、服务站使用TCP/IP通信协议监控网络冗馀，网络中每个节点的主机都装有两个以太网网卡，工程通常将两个以太网网卡分别连接到130段和131段的交换机。监视网络的前两个IP地址分别为130.0和131.0，最后两个可以自行定义。对于工程师站和操作员站着的电脑，我们把它看作同类电脑，并给统一编号。工程编号惯例为，25，5 .HOLLiAS-MACS系统的硬件体系结构-系统网络，HOLLiASMACS系统的“网络”系统网络SNET冗馀快速产业以太网具有使用HSIE通信协议的5茄子屏蔽双绞线或光纤将每个

14、通信节点连接到中央交换机节点的服务站。5.HOLLiAS-MACS系统的硬件体系结构-系统网络，工业以太网：实时：确定性实时以太网网络协议令牌调度算法保证通信确定性实时。开放：与TCP/IP协议兼容(通过郑智薰实时通道)。安全：冲击波等防止网络病毒对现场控制站的影响。稳定性：单网络网络风暴对通信没有影响，双网络网络风暴对现场控制站控制没有影响。可维护性：使用标准以太网硬件、维护职员培训成本，并降低备件成本。27，5。HOLLiAS-MACS系统的硬件体系结构-控制网络，HOLLiASMACS系统的“网络”控制网络CNET位于现场控制工作站内部。带有Profibus-DP现场总线屏蔽的双绞铜连接

15、节点主要在DP主(主设备)和DP从属(智能I/O设备)上完成实时输入/输出数据和从属设备诊断信息的传送地址为0。ISO/OSI模型也是参考模型。Profibus系列，包括Profibus-Dp、Profibus-FMS和Profibus-PA。Porfibus支持多种茄子传输方法，包括主从系统、纯主系统和多主从混合系统。主控站拥有总线控制权，可以主动发送信息。根据Profibus的通信规范，令牌按照地址号顺序在主工作站之间上行传递。当主工作站获得控制权时，可以通过主从方式向从属服务器发送信息或请求信息，实现点对点通信。主工作站可以向所有站点广播(不需要响应)，也可以有选择地向网站组广播。HOL

16、LiAS-MACS系统使用ProfibusDP协议。Profibus-DP功能：传输技术：RS-485双绞线或光缆；波特率9.6 kbps-12 Mbps；总线访问：每个主之间的令牌传递主和从属之间的数据传输。单主系统和多主系统支持主从总线最大网站数126个通信：点对点用户资料传输或广播控制准则；循环主-用户资料传输和非循环主-主资料传输，5 .HOLLiAS-MACS系统的硬件体系结构-控制网络，29，ProfiBus-DP现场总线：系统I/O工作站总线使用高级现场总线技术I/O工作站I/O工作站的主单元主/从属工作站(如ProfiBus-DP总线，FM801)和它们之间的连接器是完整的Profibus-DP工作站优