集散控制系统ppt12 DCS.ppt

课前提问 1、什么是DCS？ 以多台微处理器为核心，采用控制功能分散、显示操作集中，兼顾分而自治和综合协调原则设计的新一代仪表控制系统——即：计算机网络控制系统。 2、DCS的产生共经历了哪几个阶段？ 集中型计算机控制阶段； 计算机与模拟仪表混合式分散控制阶段； 第一代集散系统； 第二代集散系统； 第三代集散系统。 集散控制系统 第1章 分散控制系统概论 1.1 分散控制系统的产生 1.2 分散控制系统的结构 1.3 分散控制系统的特点 1.4 分散控制系统的分散方式 1.5 分散控制系统的发展 1.2 分散控制系统的结构 1.2.1功能层次结构 1、管理级 经营管理级：市场和用户分析，订货销售统计、制造协调、合同人、财、档案。 生产管理级 ：生产监视、报告，规划产品结构和规模。（上位机，协调各单元之间的参数设定。值长、分场级） 过程管理级 ：过程操作，装之间协调，优化过程控制，错误检测、数据存档等。 内容：发电厂的厂级管理计算机或若干个机组的管理计算机。 使用者：厂长，经理，总工程师，值长 任务：监测企业各部分的运行情况，利用历史数据和实时数据预测可能发生的各种情况，从全局利益出发辅助企业管理人员进行决策，帮助企业实现规划目标。 要求： 能够对控制系统做出高速反应的实时操作系统； 大量数据的高速处理与存储； 能够连续运行，高可靠性系统； 能长期保存生产数据； 并且具有优良的、高性能的、方便的人机接口； 丰富的数据库管理软件，过程数据收集软件，人机接口软件，以及生产管理系统生成的工具软件。 实现整个工厂的网络化和计算机的集成化。 2、监控级： 内容：运行员操作站， 工程师工作站，计算站 安装在中央控制室 电子设备室 工程师站： 为了控制工程师对DCS进行配置、组态、调试、维护所设置的工作站，并对各种设计文件进行归类和管理，形成各种设计文件，例如各种图纸，表格。 要求： 一般由PC机配置一定数量的外部设备所组成，例如打印机，绘图机等。 运行员操作站： 运行员与DCS相互交换信息的人机接口设备，据此来监视和控制整个生产过程。 通过观察生产过程的运行情况，读出每一个过程变量的数值和状态，判断每个回路是否正常工作。 并且可以随时进行手动/自动方式的切换，修改给定值，调整控制量，操作现场设备，以实现对生产过程的干预。 另外还可以打印各种报表，拷贝屏幕画面和曲线等。 要求： 一台具有较强功能的微型机，CRT显示器，大屏幕显示装置（选件），打印机，拷贝机，键盘，鼠标。 计算站： 实现对生产过程的监督控制，例如机组运行优化和性能运算，先进控制策略的实现等。主要完成复杂的数据处理和运算功能， 要求 具有较强的运算能力和速度，一般用超级微型机或小型机构成。 3、控制级 设备：过程控制站，数据采集站 安装在主控室后的电子设备室中 过程控制站： 接收由现场设备，如传感器，变送器来的信号，按照一定的控制策略计算出所需的控制量，并送回现场的执行器中去。可以同时完成连续控制顺序控制或逻辑控制，也可能仅完成其中的一种 。 数据采集站： 接收有现场设备送来的信号，并对其进行一些必要的转换和处理之后送到DCS的其它部分去。主要是监控级设备，它接收大量的过程信息，并通过监控级设备传递给运行人员。 数据采集站并不直接完成控制功能 现场级： 一般位于被控生产过程附近，典型设备为各类传感器，变送器，执行器。它们将生产过程中各种物理量转换为电信号，送往控制站或者数据采集站，或者将控制站输出的控制量转换成机械位移，带动调节机构，实现对生产过程的控制。 现场级信息的传递方式： 1、传统的4~20毫安模拟量信号传输方式 2、现场总线的全数字量传输方式 3、4~20毫安模拟量信号基础上，叠加调制后的数字量信号的混合传输方式。 1.2.2硬件系统结构 集散控制系统通常由过程控制单元、过程接口单元、CRT显示操作站、管理计算机以及计算机网络等五个主要部分组成其基本结构。 过程控制单元：亦称现场控制单元或基本控制器，可以控制一个或多个回路。过程接口单元：亦称数据采集装置，是采集非控制变量，进行数据处理。 CRT操作站：是集散系统的人—机接口装置。一般配有高分辨力大屏幕的彩色CRT、操作者键盘、工程师键盘、打印机、硬拷贝机和大容量存贮器。 操作站除了执行对过程的监控操作外，系统的组态、编程工作也在操作站上进行。为了使操作直观方便，一般都有动态流程图显示功能，操作站还可完成部分的生产管理工作，如打印班/日报表和用户自己设计的工艺报表等。 管理计算机：习惯上称为上位机。它综合监控全系统的各单元，管理全系统的所有信息，实现全系统的最优控制和全厂的优化管理。 1.3 分散控制系统的特点 1.3.1 适应性和扩展