第7章 集散控制系统构成.ppt

概述 DCS系统构成 PLC的DCS系统构成（PLC-DCS） DCS及应用的发展趋势;7.1 概述;什么是DCS？;DCS的组成;硬件发展; 采用PC机作为DCS中的各种节点，特别是操作员站和工程师站已是自然的发展趋势。 由于PC机具有广泛的软件资源和网络支持、图形处理能力等，所以PC机在DCS中的应用，极大地提高了DCS的功能和性能。;微型计算机?从低向高发展 小型机厂商?从高向低发展的工作站方向;影响“工作站”发展的因素;CRT（显示器）的作用;I/O控制站;I/O控制站的智能化;I/O站智能化的优越性;大大增加系统的自诊断能力，各个I/O板由各自的CPU控制，板级自诊断功能的实现不会对系统性能造成影响； 有条件将回路控制功能进一步下放到I/O板级，以便提高控制速度； 有条件实现分散式安装，使现场信号的I/O更靠近被控对象，降低模拟信号电缆铺设的工作量和信号电缆成本，简化了现场布线的工作。;DCS软件技术的发展; 目前DCS的软件仍是专用的与其硬件相匹配的组态软件，不同DCS厂商的组态软件不可相互替代，导致软件成本居高不下。 20世纪80年代末开始，基于IPC的监控系统开始走入市场并迅速发展。IPC工控组态软件的应用也进入一个新的时期。第8章将详细介绍工控组态软件的开发和应用。;DCS系统的三种类型;（1）仪表厂家生产的DCS系统;（2）IPC-DCS系统;（3）PLC-DCS系统;DCS的基本结构;池豪背蝴充滦抨饱号断络谊怂夺痒莉讽捡赣蒋歉板叮弃朔暇敝世滔守弊疮第7章 集散控制系统的构成第7章 集散控制系统的构成;基本设备; 可以认为DCS的结构实质就是一个网络结构。DCS设计中的关键问题： 充分利用网络资源 通过网络协调DCS中各台计算机的运行 在多台计算机共同完成系统功能的过程中，保证所处理信息的实时性、完整性和一致性;7.2 DCS系统构成; 自下而上分别为:现场级、控制级、监控级和管理级。对应的四层计算机网络即： 现场网络Fnet（Field Network） 控制网络Cnet（Control Network） 监控网络Snet（Supervision Network 管理协调网络Mnet（Management Network)。; DCS的网络体系——“三点一线”式的结构。 “一线”是指DCS的骨架计算机网络， “三点”是指连接在网络上的三种不同类型的节点： 面向被控过程现场的现场I/O控制站； 面向操作人员的操作站； 面向DCS监督管理人员的站。; 一个DCS中一般只配备一台工程师站，而现场I/O控制站和操作员站的数量根据实际需要配置。; Mnet为DCS系统的最高一级网络，主要功能： 完成不同装置之间的协调控制、数据通信； 企业内多组装置的管理数据通信； 大型工业过程不同部分间的协调控制。; Mnet为开放式标准域网络，一般采用TCP/IP、Ethernet等网络协议以及Novell网络结构： 通信介质采用光纤或同轴电线； 通信速率≥10Mbps； 通信距离≥20km。;2. 监控网络Snet和控制网络Cnet; Snet采用双冗余结构，在任何一条网络失效的情况下都不会影响通信功能，从而大大提高了通信的可靠性。 Cnet是连接DCS过程控制站中各基本控制单元的干网，其功能主要是完成过程控制站中基本控制单元之间的通信。;SNET、CNET与通用计算机网络的区别;星型 总线型 环型;7.3 PLC的DCS系统构成（PLC-DCS）;开放式自动化系统网络结构图;7.3.1 PLC-DCS的网络体系;1. 典型网络结构;（1）设备层网络; 网络结构类型可分为总线型、星型、树型、环型和混合型，但主要使用总线型。通信模式分为主从、多主、对策和广播式。多数采用开放网络技术的一种新的模式——生产者/客户模式，少数仍采用传统的“源/目的”模式。; 目前世界范围内已有400多家生产厂商的设备，如变频器、伺服系统、交流多轴运动系统、光电开关、条形码阅读器、操作员界面和个人计算机等可以联网，现场总线技术可以明显减少网络通信流量，更有效地利用网络宽带，提供周期性报文发送数据的准确性。因而有助于提高精度、增加处理数据总量，从而实现低层设备的低成本、高效率信息集成。;（2）控制层网络; 控制层网络可与多个处理器、拖动装置、数控（NC）设备、操作员终端或通过网关与工业局域网络连通。网络运行基于Windows 2000/NT的组态软件，AutoCAD设计和文档软件，允许用户进行图形观察和组态整个网络，将I/O控制和编程置于同一物理介质链路上进行，可以可靠地实现大范围、高速实时信息的集成和优化控制。;（3）信息层网络;2.典型网络简介;7.3.2 PLC-DCS网络中常用的通信方式;并行通信;PLC