DSC组成机构基础知识.pptVIP

?知识点： ●了解计算机控制系统的基本概念及其分类 ●了解DCS的概念、现状及发展 ●掌握DCS的基本组成及特点 ●理解DCS和PLC 之间的关系 1. 　计算机控制系统的组成 1.1　基本概念 ?计算机控制系统是用计算机(通常称为工业控制计算机)来实现工业过程自动控制的系统。 图1.2 计算机控制系统的组成框图 工业控制机硬件：硬件是指计算机本身及外围设备。 1.3　计算机控制系统的应用类型 1.3.1 数据采集系统 DAS系统的特点： 1).用于数据采集﹑处理﹑实现生产过程集中监视； 2).越限报警，以确保生产安全； 3).计算机不直接参与控制，用于开环操作指导。 DDC特点 1).进行数据采集﹑处理﹑报警，实现生产过程集中监视； 2).计算机直接参与控制，实现过程闭环控制； 3).一台计算机可以替代多台PID模拟控制器，实现多回路的控制，并易引入复杂控制算法和方式，由软件编程实现即可，无需增加硬件设备； 4).显示﹑控制集中，危险也集中（一旦计算机出现故障，整个系统将瘫痪），对系统的可靠性要求较高。 1.3.3　计算机监督控制系统(SCC) SCC特点 1）DDC直接与过程相连，实现过程直接数字控制，要求DDC级实时性好﹑可靠性高﹑环境适应性强； 2）SCC级计算机也称上位机，它根据DDC级提供的生产过程状况和已定的数学模型，进行优化分析﹑计算，输出最优设定值SP，交与DDC级执行。SCC计算机承担高级控制和管理任务，要求数据处理功能强﹑存储量大﹑运行速度快。 3）SCC为两级控制，系统的可靠性较DDC高。即一旦SCC计算机出现故障，DDC计算机仍能独立完成任务；而DDC计算机出现故障，则由SCC计算机替代DDC计算机完成控制任务。 1.3.4　分级控制系统 生产过程中既存在控制问题，也存在大量的管理问题。 由若干台微处理器或微机分别承担部分控制任务，代替了集中控制的计算机。 这种系统的特点是将控制功能分散，用多台计算机分别完成不同的控制功能，管理则采用集中管理。 1.3.5　集散控制系统 ?集散控制系统是一种典型的分级分布式控制结构。 ?集散控制系统有计算机控制系统控制算法先进、精度高、响应速度快的优点．又有仪表控制系统安全可靠、维护方便的优点。 ?集散控制系统容易实现复杂的控制规律，系统是积木式结构，结构灵活，可大可小，易于扩展。 DCS特点： 1）.采用分散控制﹑集中操作﹑分级管理﹑分而自治和综合协调的设计原则，大大提高了系统的可靠性； 2）.采用了4C技术：Computer﹑Control﹑Communication及CRT； 3）.由下而上形成多级控制结构：过程控制级﹑集中监控级﹑生产管理级； 4）.采用网络方式实现各级间的信息传递。 1.3.6 现场总线控制系统 FCS系统特点： 1）采用一对N的设备连接方式﹑成本低。 2）实现了彻底的分散控制。 3）开放性与互操作性简化了系统的集成。 4）信息综合，组态灵活。 2 DCS的发展与基本组成 ?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。 TPS系统结构图 ?集散控制系统是控制技术 (Control)、计算机技术 (Computer)、通信技术 (Communication)、阴极射线管(CRT)图形显示技术和网络技术(Network)相结合的产物，是一种操作显示集中、控制功能分散、采用分级分层体系结构、局部网络通信的计算机综合控制系统，其目的在于控制或控制管理一个工业生产过程或工厂。 ?集散控制系统自问世以来，发展异常迅速 ,几经更新换代，技术性能日臻完善，并以其技术先进、性能可靠、构成灵活、操作简便和价格合理的特点，赢得了广大用户，巳被广泛应用于石油、化工、电力、冶金和轻工等工业领域。 2.1　集散控制系统产生的背景 ?而采用一台计算机工作、另一台计算机备用的双机双工系统，或采用常规仪表备用方式，虽可提高控制系统的可靠性，但成本太高，如果工厂的生产规模不大，则经济性更差，用户难以接受。因此，有必要吸收常规模拟仪表和计算机控制系统的优点，并且克服它们的弱点，利用各种新技术和新理论，研制出新型的控制系统。 ?20 世纪 70 年代初，大规模集成电路的问世及微处理器的诞生，为新型控制系统的研制创造了物质条件。同时，CRT 图形显示技术和数字通信技术的发展，为新型控制系统的研制提供了技术条件，现代控制理论的发展为新型控制系统的研制和开发提供了理