分布式控制系统01.ppt

课程概况 课程性质 专业特色课 学时 48 学分 3 课程序号 0653 课程代码 020338 前期课程 模拟电路、数字电路、自动控制理论、计算机语言、通信理论、单片机控制、电机学、电力系统分析 等 考试考查 Test考试 教材及参考文献 程武山. 分布式控制技术及其应用，科学出版社，2008 王常力，罗安. 分布式控制系统（DCS）设计与应用实例，电子工业出版社，2005 何衍庆等. 集散控制系统原理及应用，化学工业出版社，2010 Andrew S. 分布式系统原理与范型，清华大学出版社，2008 George Coulouris . 分布式系统概念与设计，机械工业出版社，2008 凌志浩. DCS与现场总线控制系统，华东理工大学出版社，2008 邵佩英. 分布式数据库系统及其应用，科学出版社，2009 第一章 概述 分布式控制系统- Distributed Control System, DCS 或曰：集散控制系统 分布式控制系统基本概念 新型分布式控制系统技术支撑、体系结构 新型分布式控制系统技术特点 分布式控制系统的展望 直接数字控制系统 分布式控制系统来源于直接数字控制系统 直接数字控制系统(Direct Digital Control，DDC) 计算机通过模拟量输入通道(AI)和开关量输入通道(DI)采集实时数据，然后按照一定的规律进行计算，最后发出控制信号，并通过模拟量输出通道(AO)和开关量输出通道(DO)直接控制生产过程 DDC系统是一个闭环控制系统，是计算机在工业生产过程中最普遍的一种应用方式。DDC系统中的计算机直接承担控制任务，因而要求实时性好、可靠性高和适应性强。 1.3 新型分布式控制系统技术特点 和模拟电气仪表相比，DCS系统连接方便，软连接，灵活更改控制策略，显示存储数据量大 和DDC比较，操作监督方便，可靠性高，有冗余 特点： 分级分层递阶控制 分散控制 信息管理与集成 自治和协调 开放系统 1.3 新型分布式控制系统技术特点 在垂直和水平方向都是分级的 垂直方向至少分为操作层和现场控制层 水平方向各现场控制节点相互协调，构成水平分层 系统越大，垂直和水平方向的分级越多 MES、ERP是垂直向上扩展的DCS FCS是垂直向下扩展的DCS 1.3 新型分布式控制系统技术特点 分级分层递阶控制系统示意图 1.3 新型分布式控制系统技术特点 分散控制是指系统中的控制部分表现为若干个分散的，有一定相对独立性的子控制机构，这些机构在各自的范围内各司其责，各行其是，互不干涉，各自完成自己的目标。当然这些目标是整个系统目标中的分目标。 分散控制的特点是与集中控制相反，不同的信息流入不同的控制中心不同的控制指令由不同的控制中心发出。 不仅在控制方式上分散，还包含人员分散、地域分散、功能分散、危险分散、设备分散、操作分散 1.3 新型分布式控制系统技术特点 分布式生成过程中的大量数据信息通过上传实现统一管理和数据共享 信息集成 （集成平台） Integrated information（Integrated platform） 是指系统中各子系统和用户的信息采用统一的标准，规范和编码，实现全系统信息共享，进而可实现相关用户软件间的交互和有序工作 标准化是信息集成的基础，主要包含通信协议标准化（如MAP/TOP，制造自动化协议/技术办公室协议等），产品数据标准话（如STEP，产品模型数据交换标准等），以及调节网络标准化，电子文档标准化，交互图形标准化等 1.3 新型分布式控制系统技术特点 Opening System（OS） 开放式系统是由厂商、厂商的国际联盟、政府部门和世界范围的标准化组织进行定义的信息系统。例如，传输控制协议/因特网协议(TCP/IP)被证明比开放式系统互联(OSI)协议更加流行，这是因为Internet将永远把TCP/IP协议作为它的基本协议。大多数厂商现在支持TCP/IP，只有少数厂商支持OSI协议 DCS也是开放系统 1.3 新型分布式控制系统技术特点 DCS的各个组成部分是各自为政的自治和协调系统 自治，各自完成自身的功能，能独立工作 协调，各个组成部分通过网络和数据库相互连接，既有联系又有分工，信息交换，协调工作 1.4 分布式控制系统的展望 信息化和扁平化 网络化 现场总线和无线连接 功能安全 标准化 信息化和扁平化 信息化，ISA SP95企业信息集成规范的层次模型(Industry Standard Architecture,工业标准结构)， SP95标准定义了MES系统集成时所用的术语和模型，提供了企业活动和控制活动的统一接口和数据结构 信息化和扁平化(2) 扁平化 自动化集成结构体系的五层模型和三层模型 1.5 作业和思考题 DCS有什么优点