第五章 分散控制系统的组态.ppt

第五章 分散控制系统的组态第一节 概述 分散控制系统为用户提供了统一的分布处理平台软件。经过不同的定义或组态，可以构成不同功能的信息控制处理系统。节点间共享全局点、报警信息、通告信息和历史数据。但每个节点又不同的组态设置。因此，分散控制系统的组态主要分为全局点目录组态、过程控制子系统组态和HMI组态。 1. 全局点目录组态 全局点目录是分散控制系统的分布式实时数据库，是所有过程控制子系统上网点的集合，是分散控制系统各节点实现数据共享的基础。全局点目录主要定义了在节点间共享的全局点的定义信息，主要包括侧点名、显示格式、描述、所属过程控制子系统、分组分区信息、单位等，还隐含了定义侧点的索引号。索引号是节点间共享该侧点的重要信息，是DCS在网上识别测点的标示。 分散控制系统的过程控制子系统将需要共享的点以上网功能块的形式组态，按点目录定义的索引号广播到实时网上，HMI按照点目录接收所有过程控制子系统广播的全局点，DPU则以点目录定义的索引号为基础 ，用下网功能块挑选接受需要的全局点。这就是分散控制系统全局点共享的基本概念。 不同的DCS厂家，全局点目录组态的方法不同，有的采用通用文本编辑工具、数据库生成工具进行离线组态，也有的厂家提供了专门的点生成器，可以进行离线、在线点的增加、删除、修改等操作。最终将全局点目录转换成EXECL数据库文件形式。 2. 过程控制子系统的组态 过程控制子系统的组态内容包括过程控制子系统内部的控制策略、内部点与I/O卡件的对应关系及内部点与全局点之间的对应关系等。控制策略用类似于CAD方式的图形组态工具进行组态，组态针对一个过程控制子系统进行，在需要将内部测点送上网供其他节点共享或需要引用其他节点测点时，会索引点目录，获取共享点的索引号。 3. HMI的组态 分散控制系统的HMI对实时数据进行显示、打印、记录、统计等处理，他们不会输出共享测点，而只引用过程控制子系统输出的测点。 HMI组态分几个独立的功能进行，如HMI的节点配置、图形生成、历史和日志记录、报表记录等。其中各种画面是操作人员实现对生产过程的监视和操作的基础，因此画面组态是DCS系统组态的主要内容。 第二节 过程控制子系统的组态一、组态软件 由于过程控制子系统采用了以微处理器为基础的处理技术，它的硬件只能起到把信号输入到计算机或把信号从计算机中输出，并为程序的执行提供环境的作用。因此，要实现复杂的控制功能，必须有软件的支持。过程控制子系统的控制和计算功能是由程序存储器中的程序，以及工作存储器中的参数决定的。 在过程控制子系统中存储的程序和参数都是以二进制的形式存在的，这和其他任何一种计算机都相同。然而，用户并不希望直接通二进制数打交道，因此，必须有一种合适的语言来使用户能够方便的描述过程控制子系统所要完成的控制和计算功能，这就是过程控制子系统的语言。 在分散控制系统发展的过程中，过程控制子系统的编程语言也在不断地发展和完善。早期的分散控制系统采用填表式语言，后来又出现了批处理语言。这两种语言都属于面向对象的语言。随着计算机图形化编程技术的发展，又出现了功能块图和梯形图语言。目前的分散控制系统大都采用这两种图形化编程语言。 为了统一和通用的原则，目前所有的DCS都采用了图形化编程语言，图形化编程语言有功能块、梯形图和顺序功能图三种，同时，提供了若干种高级语言。 1. 功能块 功能块是一种预先编好程序的软件模块，每一个功能快完成一种或几种基本的控制功能，如PID控制、开放运算、乘除运算等。 在目前的分散控制系统中，功能块是过程控制子系统一级最流行的方法。厂家把所有的控制和计算功能模块都变好程序存放在过程控制系统的ROM中，用户只要选择适当的功能块，把他们连接在一起，前一个模块的输出作为后一个模块的输入，每个算法模块完成一种特定的功能，从而就可以组成所需要的控制系统。 （1）功能块语言元素。组成功能块语言的基本元素包括算法模块、输入输出和信号连接线。这些元素按一定的规则组成网状图，构成一个程序。 1）算法模块。算法模块是用图形表示的各种标准算法，是程序的主要组成单位。算法模块可以被理解成一个标准函数。它具有输入变量、输出变量和函数名称，对用的算法模块具有输入项、输出项和算法名。不同的是，一个具体的算法模块还具有其在全系统范围内唯一的算法名。有的DCS系统将这些算法名视同数据库名，可以被各个应用程序直接使用或引用。另外，算法模块还需要定义相应的参数。 2）输入输出。用来表示算法模块的处