第五章计算机与总线控制简介精要.ppt

计算机控制系统就是利用微型计算机来实现生产过程的自动控制的系统。 分散控制系统 分散控制系统（简称DCS）的基本思想是：利用分散控制、集中操作、分而自制、综合协调的原则，将测控系统分为分散过程控制级、集中操作监控级和综合信息管理级等三级，构成一分级形式的分布式控制系统。 过程控制级 过程控制级功能 生产过程的数据采集、反馈控制、顺序控制、批量控制等。在其内部完成：A/D转换，各种控制算法的运算，对模拟量进行滤波及工程单位转换，将采集到的实时数据通过网络送到操作员(工程师)站或其他I/O站。 过程控制级装置 多回路控制器 单回路控制器 多功能控制器 可编程逻辑控制器 数据采集装置 系统硬件 机柜结构 机柜示例  卡件实例图 电源 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 。 电源 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 I/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。 I/O通道 AI通道 AO通道 SI通道 SO通道 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 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 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。 生产管理级 指定区域生产计划； 各单元间的协调控制； 装置的故障诊断处理和记录； 各类操作数据的显示和记录。 系统软件 操作站监控软件 系统简介 系统总貌 报警一览 控制分组 调整画面 趋势图 流程图 数据一览 故障诊断 组态软件 I/O组态 常规控制方案组态 SCX语言组态 标准画面组态 流程图登录组态 网络交换数据组态 报表登录组态 语言报警组态 图形化控制方案组态 现场总线的概述 现场总线控制系统 现场总线控制系统（简称FCS）其结构模式为“工作站——现场总线智能仪表”二层结构，成本低、可靠性高，可实现真正的开放式互连系统结构。 现场总线的结构 按照国际标准化组织（ISO）制定的开放系统互连（OSI）参考模型建立的。将七层简化成三层，分别由OSI参考模型的第一层物理层，第二层数据链路层，第七层应用层组成，网络通信流量与差错控制由数据链路层完成。考虑现场总线的通信特点，有些现场总线还设置了一个现场总线访问子层，如图所示。 现场总线的结构特点 现场设备 传输介质 故障诊断画面 调整画面 传统控制系统 现场仪表 (I/O)控制器 一对一连接 4~20mA 0~10mA 24VDC …… 80年代开始 智能现场设备普遍应用 a.包含CPU b.能直接数字通信 c.具有很强的功能 例如，智能化变送器除了具有常规意义上的信号测量和变送功能以外，往往它还具有自诊断、报警、