DCS课程设计.doc

1.硬件介绍 1.1 DCS系统的简单介绍 DCS集散控制系统（Distributed Control System）是一位微处理器技术为基础的集中分散性控制系统。自20世纪七十年代中期第一代集散控制系统问世以来，集散控制系统已近在工业领域得到广泛的应用。 集散控制系统的主要特点是集中管理、分散控制。随着计算机技术的发展。网络技术已近使集散控制系统不仅用于分散控制，而且向集中管理发展。除了系统向上扩展，组成系统MES系统和ERP系统外，系统也向下分散，组成FCS现场总线控制系统。因此 集散系统的定义为：是一类分散控制，集中管理的共用控制。共用显示的开放的仪表计算机控制系统。 1.1.1学校DCS系统的简单介绍 学校DCS实验室的现场图1，如下图1-1 学校DCS现场图2，如下图1-2 介绍学校DCS实验室 学校为了能在2011年升本，借鉴了其他学校升本经验，以及结合教学联系实际，建立实验室。下面我只针对DCS实验室做一个简单的介绍。 DCS是为了方便学生了解工厂生产系统，以及模拟真实环境下工厂原料的加工。以后，在进入工厂，不会在不了解工厂，不知道工厂是干什么的? 集散控制系统的硬件基本组成 1)硬件基本组成 一个最基本的DCS应包括四个大的组成部分：至少一台现场控制站，至少一台操作员站，一台工程师站(也可利用一台操作员站兼做工程师站)，一条系统网络。 除了上述四个基本的组成部分之外，DCS还可包括完成某些专门功能的站、扩充生产管理和信息处理功能的信息网络。以及实现现场仪表、执行机构数字化的现场总线网络。 （一）工程师站 (Engineer Station ,ES): 主要给仪表工程师使用，作为系统设计和维护的主要工具。仪表工程师可在工程师站上进行系统配置、I/O 数据设定、报警和打印报表设计、操作画面设计和控制算法设计等工作。一般每套系统配置一台工程师站即可。工程师站可以通过网络连人系统，在线 (On Line) 使用 , 比如在线进行算法仿真调试 , 也可以不连人系统，离线 (Off-Line) 运行。基本上在系统投运后，工程师站就可以不再连人系统甚至不上电。 （二）操作员站 (Operator Station ,OS):主要给运行操作工使用，作为系统投运后日常值班操作的人机接口 (Man Machine Interface ,MMI)设备使用。在操作员站上，操作人员可以监视工厂的运行状况并进行少量必要的人工操作控制。每套系统按工艺流程的要求，可以配置多台操作员站，每台操作员站供一位操作员使用，监控不同的工艺过程，或者多人备份同时监控相同的工艺过程。有的操作员人机接口还配置大屏幕 (占一面墙)显示。 （三）系统服务器 (System Server): 一般每套DCS系统配置一台或一对冗余的系统服务器。系统服务器的用途可以有很多种,各个厂家的定义可能有差别。总的来说,系统服务器可以用做 :(1)系统级的过程实时数据库,存储系统中需要。长期保存的过程数据。(2)向企业 MIS (Management Information System) 提供单向的过程数据,此时为区别慢过程的 MIS 办公信息,将安装在服务器上的过程信息系统称为REAL MIS,即实时管理信息系统，因为它提供的是实时的工艺过程数据。 (3) 作为DCS系统向别的系统提供通信接口服务并确保系统隔离和安全 , 如防火墙 (Fire Wall) 功能。 （四）主控制器 (Main Control Unit ,MCU):主控制器是DCS中各个现场控制站的中央处理单元，是 DCS 的核心设备。在一套DCS应用系统中，根据危险分散的原则，按照工艺过程的相对独立性 ,每个典型的工艺段应配置一对冗余的主控制器,主控制器在设定的控制周期下，循环地执行以下任务：从 I/0 设备采集现场数据一 执行控制逻辑运算一 向 I/O 输出设备输出控制指令一 与操作员站进行数据交换。 （五）输入输出设备 (Input/Output ,I/O): 用于采集现场信号或输出控制信号，主要包含模拟量输入设备 (Analog Input ,AI)、模拟量输出设备 (Analog Output ,AO)、开关量输入设备 (Digital Input DI)、开关量输出设备 (Digital Output , DO)、脉冲量输入设备 ( Pusle Input PI) 及一些其他的混合信号类型输入输出设备或特殊 I/0 设备。 （六）控制网络及设备 (Control Network,CNET): 控制网络用于将主控制器与 I/0 设备连接起来 , 其主要设备包括通信线缆 ( 即通信介质 )、重复器、终端匹配器、通信介质转换器、通信协议转换器或其他特殊功能的网络设备。 （