过程控制技术第二版课件教学课件 ppt 作者 刘玉梅 张丽文 主编第五章计算机控制系统.ppt

第五章 计算机控制系统 第一节 概 述 第二节 集散控制系统 第三节 可编程控制器 第一节 概 述 一、计算机控制简介 常规控制系统 ：由被控对象和过程控制仪表组成的过程控制系统 。 计算机控制系统：由被控对象和计算机组成的过程控制系统。 一、计算机控制简介 （一）操作指导控制系统 原理：在操作指导控制系统中，计算机对工艺变量进行采集，然后根据一定的控制算法计算出供操作人员参考、选择的操作方法、最佳设定值等，再由操作人员直接作用于生产过程。 特点：该系统属于开环控制结构，即自动检测＋人工调节。结构简单，控制灵活、安全，尤其适用于被控对象的数学模型不明确或试验新的控制系统。但仍需要人工参与操作，效率不高，不能同时控制多个对象。 一、计算机控制简介 （二）直接数字控制系统 用一台计算机对多个参数进行实时数据采集，按照一定的控制算法进行运算，然后输出调节指令到执行机构，直接对生产过程施加连续调节作用，使被控参数按照工艺要求的规律变化。  一、计算机控制简介 （三）监督计算机控制系统。 是计算机根据工艺变量按照所设计的控制算法计算出最佳设定值，并将此设定值直接传送给常规模拟控制器或者DDC计算机，最后由模拟控制器或DDC计算机控制生产过程的系统， 一、计算机控制简介 （四）集中分散型控制系统 又称分布式控制系统。它采用分散控制、集中操作、分级管理、综合协调的设计原则，从下到上将系统分为现场控制层、监控层、管理层。 一、计算机控制简介 （五）可编程序控制器 可编程序控制器PLC（Program Logic Controller），不仅能用于逻辑控制，而且还具有数据处理、故障自诊断、模拟量处理、PID运算、联网等功能的多功能控制器，广泛应用于过程控制领域。 二、计算机控制系统的发展方向 第二节 集散控制系统 一、集散控制系统的基本概念 定义：集散控制系统DCS，是以微处理机为核心，利用4C技术（Computer计算机技术、Communication通讯技术、CRT显示技术和Control控制技术）实现过程控制和过程管理的计算机控制系统。 特点：“集中管理”和 “分散控制”。 ① 控制功能丰富　 ② 监视操作方便 ③ 信息和数据共享 ④ 系统扩展灵活 ⑤ 安装维护方便 ⑥ 系统可靠性高 二、JX300XP集散型控制系统 （一）JX300XP集散型控制系统的构成 1．工程师站是为专业工程技术人员设计的，内部装有相应的组态平台和系统维护工具。 2．操作员站是由工业PC机、CRT、键盘、鼠标、打印机（可选）等组成的人机系统，是操作人员完成过程监控管理任务的环境。 3．控制站是系统中直接与现场打交道的I/O处理单元，完成整个工业过程的实时监控功能。控制站可冗余配置，灵活、合理。 工程师站、操作员站、控制站通过过程控制网络连接，完成信息、控制命令等传输，双重化冗余设计，使得信息传输安全、高速。 二、JX300XP集散型控制系统 二、JX300XP集散型控制系统 JX-300XP 控制系统采用三层通信网络结构 上层（信息管理网）：采用符合TCP/IP协议的以太网，连接各个控制装置的网桥以及企业内各类管理计算机，用于工厂级的信息传送和管理，是实现全厂综合管理的信息通道。 中间层（过程控制网）：名称为SCnet Ⅱ，采用了双高速冗余工业以太网SCnet Ⅱ作为其过程控制网络，连接操作员站、工程师站与控制站等，传输各种实时信息。 底层（控制站内部网络）：名称为SBUS，采用主控制卡指挥式令牌网，存储转发通信协议，是控制站各卡件之间进行信息交换的通道。 二、JX300XP集散型控制系统 （二）系统主要性能指标 1．系统规模：SCnet Ⅱ过程控制网可以接多个SCnet Ⅱ子网，形成一种组合结构。 1个控制区域包括15个控制站、32个操作员站或工程师站，总容量15360点。 2．控制站规模：以机笼为单位 ，机笼固定在机柜的多层机架上，每只机柜最多配置5只机笼：1只电源箱机笼和4只卡件机笼（可配置控制站各类卡件）。 二、JX300XP集散型控制系统 二、JX300XP集散型控制系统 主控制机笼——配置主控制卡， 主控卡： 2块，插在机笼最左端的两个槽位。 数据转发卡： 2块，IO机笼可以配置2块数据转发卡。 IO卡件： 16块。 I/O机笼——不配置主控制卡。 每类机笼最多可以配置20 块卡件。 二、JX300XP集散型控制系统 二、JX300XP集散型控制系统 主控制卡：主控制卡是控制站的核心，可以冗余配置，保证实时过程控制的完整性。通过SBUS网络可以挂接8个I/O或远程I/O单元（即8个机笼），8个机笼必须安装在两个或者两个以上的机柜内。 数据转发卡：是每个机笼必配的卡件。如果数据转发卡按非冗余方