[信息与通信]第0章 绪论.ppt

集散控制系统 课程介绍 课程类型：专业限选课 学 时 数： 32 考核方式：闭卷考试 要 求：掌握集散控制系统的基本组成、工作原理、设计实现以及组态方法。 先修课程：模拟电子技术、微机原理与接口技术、自动控制原理 教材：刘翠玲，集散控制系统，北京大学出版社。 参考教材： 何衍庆，集散控制系统原理及应用，化学工业出版社， 王树青，集散计算机控制系统DCS，浙江大学出版社。 推荐网站: 中国工控网http:// / 自动化网http:// / 工控论坛/ ? 集散控制系统是 20 世纪 70 年代中期发展起来的，以微处理器为基础的、实行集中管理、分散控制的计算机控制系统。 由于该系统在发展初期以实行分散控制为主，因此又称为分散型控制系统或分布式控制系统(Distributed Control System，DCS)，简称为集散系统或DCS。 0.2 集散控制系统产生背景、发展历程 4C技术 — 代表产品主要有美国Honeywell公司的TDC2000，Bailey 公司的Network90，Foxboro公司的Spectrum，日本横河公司的Centum等 — 主要代表产品有Honeywell公司的TDC3000，日本横河公司的Centum A,B,D。 ◆ ——DCS向计算机网络控制扩展，将直接控制、监督控制和生产管理进一步结合起来，并且加强断续系统功能，采用专家系统和OSI为基础的制造自动化协议MAP标准。 —— 典型产品有Honeywell公司的TDCS3000，日本横河公司的Centum-XL，Bailey的INFI-90等。 — DCS以管控一体化出现，在硬件上采用了开放的工作站，采用了Client/Server的结构，在网络结构上增加了工厂信息网，并可与互联网联网，在软件上采用UNIX和X-Windows的图形用户界面，系统的软件更丰富。 — 典型产品有Honeywell公司的TPS控制系统，日本横河公司的Centum-CS控制系统，Foxboro公司的I/A S50/51系统等。 图1 集散控制系统的基本组成 (1)操作站(OS) ?操作站是操作人员对生产过程进行显示、监视、操作控制和管理的主要设备。操作站提供了良好的人机交互界面，用以实现集中监视、操作和信息管理等功能。在有的小DCS中，操作站兼有工程师站的功能，在操作站上也可以进行系统组态和维护的部分或全部工作。 (2)工程师站(ES) ?工程师站用于对DCS进行离线的组态工作和在线的系统监督、控制与维护。工程师能够借助于组态软件对系统进行离线组态，并在DCS在线运行时，可以实时地监视通信网络上各工作站的运行情况。 (3)管理/监控计算机(MC)，上位机 ?监控计算机通过网络收集系统中各单元的数据信息，根据数学模型和优化控制指标进行后台计算、优化控制等，它还用于全系统信息的综合管理。 (4)现场控制站FCS（过程控制单元PCU） (5)数据采集站DAS（过程接口单元PIU） (6)通信系统 CS(数据高速通道DH) ?通信系统连接DCS的操作员站、工程师站、监控计算机、现场控制站、数据采集站等部分，传递各工作站之间的数据、指令及其他信息，使整个系统协调一致地工作，从而实现数据和信息资源的共享。 ? 综上所述，操作站、工程师站和监控计算机构成了DCS的人机接口，用以完成集中监视、操作、组态和信息综合管理等任务。 数据采集站和现场控制站构成DCS的过程接口，用以完成数据采集与处理和分散控制任务。 通信系统是连接DCS各部分的纽带，是实现集中管理、分散控制目标的关键。 ?集散控制系统与常规模拟仪表及集中型计算机控制系统相比，具有十分显著的特点。 (1)分散性和集中性 ? DCS的基本特点：集中管理，分散控制。 (2)自治性和协调性 ? DCS的自治性是指系统中的各台计算机均可独 立地工作。 (3)灵活性和扩展性 ?DCS硬件采用积木式结构， DCS软件采用模块式结构。 用户可根据工程对象要求，灵活方便地扩大或缩小系统的规模。 (4)先进性和继承性 ? DCS综合了“4C”(计算机、控制、通信和屏幕显示)技术，随着这“4C”技术的发展而发展。 当出现新型 DCS 时，老 DCS 作为新 DCS 的一个子系统继续工作，新、老 DCS 之间还可互相传递信息。 (5)可靠性和适应性 冗 余 (6)友好型和新颖性 ?实用而简捷的人机会话系统，CRT彩色高分辨