控制装置与仪表讲义-控制装置与仪表的技术发展.ppt

华北电力大学自动化系 控制装置与仪表 华北电力大学自动化系 控制仪表的技术发展 基地式仪表； 电动单元组合仪表； 组件组装式仪表； 数字式仪表； DCS系统； 现场总线仪表 FCS； 基地式仪表 单参数，单回路； 检测、放大、显示与控制是一个整体； 系统功能固定； 仪表之间不能相互兼容； 电动单元组合仪表－(1)—— 主要特点 整套仪表分为若干个独立功能单元； 各功能单元之间以统一标准信号联系； 可以灵活组合各种控制系统； 电动单元组合仪表－(2)—— 结构特点 电动单元组合仪表－(3)—— DDZ系列 DDZ－ I 型（50年代）：电子管与磁放大器型； DDZ－ II 型（60年代）：晶体管型； DDZ－III 型（70年代）：集成运算放大器型； DDZ－ S 型（80年代）：智能微处理器型； 组件组装式仪表（1） 目标：大型企业综合自动化的需要； 基本构成元件：集成运算放大器； 结构特点：将以下两大功能分开 显示、操作功能 — 操作盘； 调节、运算与控制功能— 控制柜； 组件组装式仪表（2） 数字式仪表（1）—— 专用控制器 单回路数字调节器（可编程调节器） 用于模拟量连续调节； 可编程控制器PLC 用于开关量顺序控制； 分散控制系统 DCS 由网络分为上下两层：上层实现数据处理与监督控制，下层实现控制功能； 数字式仪表（2）—— 可编程调节器 可编程调节器特点 又称数字调节器或单回路调节器。是以微处理器为核心部件的一种新型调节器。它的各种功能可以通过改变程序（编程）的方法来实现，故称为可编程调节器。 特点： 1、具有常规模拟仪表的安装的操作方式，可与模拟仪表兼容。 2、具有丰富的运算处理功能。 3、一机多能，可简化系统工程，缩小控制室盘面尺寸。 4、具有完整的自诊断功能，安全可靠性高。 5、编程方便，无须计算机软件即可操作，便于推广。 6、通信接口能与计算机联机，扩展性好。 数字式仪表（3）—— 通用工业PC STD总线工业PC； PC总线（ISA与PCI）工业PC； PC104标准工业PC； STD总线（1－1） —— 系统总貌 STD总线（1－2） —— CPU主板和人机接口板 STD总线（1－3） —— ２１槽模板机架 PC总线（1－1） —— 系统总貌 PC总线（1－2）—— 系统主板 PC总线（1－3） —— MIC机箱 汲取STD总线工业PC优点： 可在线带电拔插 ！ PC总线（1－4） —— MIC主板 PC总线（1－5） —— MIC连接方式 PC104总线（1－1）—— 系统特点 PC104总线（1－2）—— 系统总貌 PC104总线（1－3）—— 系统主板 PC/104标准尺寸： 90×96mm PC104总线（1－4）—— VGA显卡与Ethernet LAN通信控制卡 PC104总线（1－5）—— A/D转换，数字量I/O，定时/计数器扩展模块 接线端子 数字式仪表（4－1.1）—— 专用控制器应用举例 控制给水阀门方式的水位控制系统原理图 数字式仪表（4－1.2）—— 通用工业PC应用举例 数字式仪表（4－2）— 通用工业PC应用举例 直流锅炉 给水控制系统 数字式仪表（4－3）—— 通用工业PC系统设计实例 控制系统构成示意图 数字式仪表（4－4）—— 通用工业PC系统设计实例 DCS系统（1）—— Distributed Control System DCS系统（2）—— 控制站与现场信号 DCS系统（3）—— 自动化孤岛说明 DCS系统（4）—— 控制室一览 现场总线仪表FCS（1）—— Fieldbus Control System 现场仪表智能化 —— 具有本地控制和总线通信的能力； 控制系统结构彻底分散。 现场总线特点 现场总线是自动化领域的通信、网络技术, 也被称之为工厂的底层网络（Infranet） 总线是构成自动化系统的纽带，网络所传输的是控制信息。 它是有别于计算机网络，电视、电话网络的另一类网络 特点： 适应工业应用环境， 要求实时性强，可靠性高，安全性好。 多为短帧传送， 通信的传输速率相对较低。 现场总线仪表FCS（2）—— 8种现场总线国际技术标准 国际上有8种关于现场总线技术标准： FF?H1，Control?Net，PROFIBUS，INTERBUS，P-Net，World?FIP，Swift?Net，FF之高速Ethernet即HSE。 在过程自动化领域，主要是称为FF的基金会现场总线和Profibus-PA现场总线。两者在技术上有基本相似的体系结构。 FF是惟一致力于世界统一现场总线标准的国际组织，对过程控制系统的发展影响最大。 现场总线仪表FCS（3