第2章_DCS的体系结构要点解析.ppt

2.DCS的网络软件 DCS网络软件的意义 网络协议 网络标准 网络模型 常见网络模型：ISO七层网络模型OSI 国际标准化组织（ISO）颁布的开放系统互连参考模型（OSI/RM），即七层网络通信模型。 OSI/RM体系结构七层模型从上到下依次为应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层， 2.4 DCS的体系结构的技术特点 2.4.1 信息集成化 1）DCS系统各站通过网络实现信息交换； 2）系统网络注重实时性、可靠性和数据通信能力； 3）网络通信协议对系统性能有重要影响； 4）DCS的网络通信不仅要注意数据传输的能力， 还要注重考虑信息的表达方式。 2.4.2 控制功能的分散化 1）从仪表的角度看，DCS具备了传统仪表不具备的通信功能； 2）从计算机的角度看，DCS将系统功能分散到不同设备中完成，并通过网络进行数据交换与协调； 3）DCS的检测、计算与控制在现场控制站完成，人机界面由操作站实现； 4）DCS系统有多台现场控制站、操作站，分别对各自控制对象实施控制与监视。 2.5 DCS体系结构典型示例 2.5.1 TDC-3000型集散控制系统的体系结构 1）通信链路 （1）局部控制网LCN 主干网络；令牌存取方式，总线结构；连接计算机与控制系统； （2）通用控制网UCN 双重化实时控制网；令牌存取方式，总线结构，连接过程控制设备； （3）数据高速公路DH 旧的通信系统总线；串行半双工方式，优先存取与定时查询控制；连接老一代控制设备； 2）分散控制 （1）过程控制设备；过程控制级； （2）先进过程控制；提供复杂控制策略与控制计算；工厂级； （3）高级过程控制；提供过程控制模型、最优控制和线性规划等功能；联合级； 3）过程控制站 基本控制器； 多功能控制器； 先进多功能控制器； 逻辑控制器； 过程控制器； 逻辑管理站； 过程管理站； 单回路控制器； 可编程控制器； 。。。。。。 4）操作站 万能操作站； 增强型操作站； 本地批量操作站； 新操作站； 5）系统模件 第2章 DCS的体系结构 主要内容： 1）层次结构； 2）硬件结构； 3）软件结构； 4）网络结构 2.1 DCS的体系结构形成 基本发展趋势 2.1.1 集中型计算机控制系统的发展 （1）专用机结构 一种任务一种计算机；通用性差；协调性差 （2）带中央计算机结构 为解决协调问题，引入中央计算机 （3）单台计算机集中控制结构 一台计算机完成所有回路的检测与控制功能 集中式计算控制系统中央控制机应完成的功能： （1）过程检测； （2）数据采集； （3）报警和记录； （4）数据存档； （5）数据处理； （6）过程控制 2.1.2 DCS分层体系结构的形成 集中式计算机控制系统存在的问题： （1）处理速度有限； （2）控制复杂，危险集中； （3）系统维护改造困难 较好的解决措施： 引入集散控制系统 分散式计算机控制结构 两级计算机控制系统结构 前端机：实时处理；前端数据处理 中央机：收集信息，后继处理设备 三级计算机控制系统结构 一级计算机：底层控制； 二级计算机：车间(工段)设备监控； 三级计算机：全场信息管理 2.1.3 DCS的分层体系结构 各层概况： 2.2 DCS分层结构中各层的功能 各层的具体功能： 2.3 DCS的构成与联系 2.3.1 DCS的基本构成 四大基本部分：现场控制站；操作员站；工程师站；系统网络 其他：扩充功能站；总线网络等等 操作员站：-CRT(LCD)-监视/控制/调节 现场控制站：-变送器-A/D(DI)-运算处理-D/A-执行机构 ,-操作员站 工程师站：画面组态，控制算法，运行参数，报警，历史记录等功能的制定修改和维护。 服务器及其他功能站：执行特定功能；高级管理； 系统网络：各个站之间的信息交换的通道； 现场总线网络：实现系统与现场之间的数字化连接 高层管理网络：综合监控、管理 引入现场总线后DCS体系结构的变化 （1）改变接线方式，传递信息量增加； （2）现场设备分散安装、分散调试、分散运行、分散维护 （3）改变回路控制实现方式，现场仪表具有回路控制功能 （4）现场总线仪表具备网络通信功能 高层管理网络 2.3.2 DCS的软件构成 按所附属的软件分类 现场控制站软件； 操作员站软件； 工程师站软件； 网络软件 按DCS软件运行时机和环境分类： 在线运行软件； 离线开发软件； 现场控制站软件： 操作员站软件 工程师站软件 其他功能站的软件 数据服务器软件； 历史数据软件； 网络通信软件等。 DCS软件结构的演变发展 从软件功能划分 各层软件均有自己的数据机构和处理程序！ 底层数