第9章分级分布式计算机控制系统.ppt

School of Automation Engineering 第9章 分级分布式计算机控制系统 School of Automation Engineering 第9章 分级分布式计算机控制系统 9.1 分级分布式计算机控制系统基本原理 9.2 集散控制系统 9.3 现场总线控制系统 6.1 分级分布式计算机控制系统基本原理 1、分级分布式计算机控制系统的产生 分级分布式控制系统是在计算机监督控制系统、直接数字控制系统和计算机多级控制系统的基础上发展起来的，是生产过程的一种比较完善的控制与管理系统。在分级分布式控制系统中，按地区把微处理机安装在测量装置与控制执行机构附近，将控制功能尽可能分散，管理功能相对集中 。 2、分级分布式计算机控制系统的组成原理 分级分布式计算机控制系统的基本组成 3、分级分布式计算机控制系统的评价 通常从下述几个方面进行系统评价： （1）对系统控制质量的评价 （2）对系统工程化程度的评价 （3）对系统实时性的评价 （4）对系统可靠性的评价 （5）对系统可扩展性的评价 （6）对系统经济指标的评价 6.2 集散控制系统 1、 集散控制系统的概念与特点 2、 集散控制系统的层次结构 3、 集散控制系统的基本控制器 4、 集散控制系统的数据通信 5、 集散控制系统的组态原理 6、 集散控制系统的发展概况 集散控制系统又称分散型综合控制系统（DCS）系统，是对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一种全新的分布式计算机控制系统。 1、 集散控制系统的概念与特点 集散控制系统具有如下特点： 分散性和集中性 自治性和协调性 友好性 灵活性和扩展性 适应性 可靠性 2、 集散控制系统的层次结构 DCS的体系结构 3、 集散控制系统的基本控制器 基本控制器的硬件组成 ： 基本控制器的一般结构图 基本控制器的控制方式： （1）回路方式 （2）手动方式 （3）自动方式 （4）串级方式 （5）计算机方式 基本控制器的工作原理： 基本控制器的CPU在监控管理程序的控制下，以采样周期为节拍，进行扫描式的工作。 其流程为： 复位→初始诊断→周期性诊断→回路控制→状态字修改→显示更新， 4、 集散控制系统的数据通信 数据传输的介质：即数据通信的线路有多种，如双绞线、光纤、同轴电缆等，需要根据实际情况进行选择。 数据传输形式：可分为基带传输方式和频带传输方式两种。 网络的访问控制方式 ：带有冲突检测的载波侦听多路存取(CSMA/CD)、令牌环法和令牌总线等 数据通信网络的拓扑结构 ： (a) 星型 (b) 环形 (c) 总线型 (d) 树型 5、 集散控制系统的组态原理 集散控制系统的组态类型：组态包括系统组态、画面组态和控制组态。 组态信息的输入方法 ：功能表格或功能图法 以及编制程序法 集散控制系统的软件组态 监控组态软件一般具有以下特点： （1）实时多任务。 （2）延续性和可扩充性 （3）封装性(易学易用) （4）通用性 组态设计步骤： （1）将所有I/O点的参数收集齐全，并填写表格，以备在监控组态软件和PLC上组态时使用。 （2）搞清楚所使用的I/O设备的生产商、种类、型号、使用的通信接口类型，采用的通信协议，以便在定义I/O设备时做出准确选择。 （3）将所有I/O点的I/O标识收集齐全，并填写表格，I/O标识是唯一地确定一个I/O点的关键字，组态软件通过向I/O设备发出I/O标识来请求其对应的数据。在大多数情况下I/O标识是I/O点的地址或位号名称。 （4）根据工艺过程绘制、设计画面结构和画面草图。 （5）按照第(1)步统计出的表格，建立实时数据库，正确组态各种变量参数。 （6）根据第(1)步和第(2)步的统计结果，在实时数据库中建立实时数据库变量与I/O点的一一对应关系，即定义数据连接。 （7）根据第(4)步的画面结构和画面草图，组态每一幅静态的操作画面（主要是绘图）。 （8）将操作画面中的图形对象与实时数据库变量建立动画连接关系，规定动画属性和幅度。 （9）视用户需求，制作历史趋势，报警显示，以及开发报表系统。之后，还需加上安全权限设置。 （10）对组态内容进行分段和总体调试，视调试情况对软件进行相应修改。 （11）将全部内容调试完成以后，对上位软件进行最后完善，让系统投入正式（或试）运行。 6、 集散控制系统的发展概况 第一代(初创期)：1975年至1980年 第二代(成熟期)：1980至1985年 第三代(扩展期)：1986至1999年 第四代(智能期)：2000年至今 6.3 现场总线控制系统 1、 现场总线