《DCS集散控制系统课件》.ppt

机柜： 工程师站 系统维护 系统生成 测试 组态画面 操作员站 操作和监视功能 过程报告功能 报警和信息输出功能 趋势功能 开放式数据接口功能 仪表控制面板 工位标记 回路方式 报警状态 操作标记 输出点 工位号 工位注释 测量值 设定值 输出值 量程上限 高高限 高限 设定点 低限 低低限 量程下限 方式选择钥匙 功能键 窗口调用键 操作控制键 数据键入键 其它键 操作员键盘 防尘防水平面触摸键，9针RS232接口或USB接口，可发出7种电子报警音响。 辅助操作台 通过硬接线来显示和操作DCS或SIS系统。 中央控制室 DCS结构 从结构上划分，DCS包括过程级、操作级和管理级。过程级主要由过程控制站、I/O单元和现场仪表组成，是系统控制功能的主要实施部分。操作级包括：操作员站和工程师站，完成系统的操作和组态。管理级主要是指工厂管理信息系统（MES系统），作为DCS更高层次的应用，目前国内行业应用到这一层的系统较少。 DCS的控制程序：DCS的控制决策是由过程控制站完成的，所以控制程序是由过程控制站执行的。 过程控制站的组成： DCS的过程控制站是一个完整的计算机系统，主要由电源、CPU（中央处理器）、网络接口和I/O组成 I/O：控制系统需要建立信号的输入和输出通道，这就是I/O。DCS中的I/O一般是模块化的，一个I/O模块上有一个或多个I/O通道，用来连接传感器和执行器（调节阀）。 I/O单元：通常，一个过程控制站是有几个机架组成，每个机架可以摆放一定数量的模块。CPU所在的机架被称为CPU单元，同一个过程站中只能有一个CPU单元，其他只用来摆放I/O模块的机架就是I/O单元。 HART协议 HART，可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议，是美国ROSEMOUNT公司于1985年推出的一种用于现场智能仪表和控制室设备之间的通信协议。 HART装置提供具有相对低的带宽，适度响应时间的通信，经过10多年的发展，HART技术在国外已经十分成熟，并已成为全球智能仪表的工业标准。 Modbus通讯协议 Modbus是由莫迪康（Modicon）（现为施耐德电气公司的一个品牌）在1979年发明的，是全球第一个真正用于工业现场的总线协议。 Modbus具有以下几个特点： （1）标准、开放，用户可以免费、放心地使用Modbus协议，不需要交纳许可证费，也不会侵犯知识产权。目前，支持Modbus的厂家超过400家，支持Modbus的产品超过600种。 （2）Modbus可以支持多种电气接口，如RS-232、RS-485等，还可以在各种介质上传送，如双绞线、光纤、无线等。 （3）Modbus的帧格式简单、紧凑，通俗易懂。用户使用容易，厂商开发简单。 PROFIBUS PROFIBUS，是一种国际化．开放式．不依赖于设备生产商的现场总线标准。PROFIBUS传送速度可在 9.6kbaud~12Mbaud范围内选择且当总线系统启动时，所有连接到总线上的装置应该被设成相同的速度。广泛适用于制造业自动化、流程工业自动化和楼宇、交通电力等其他领域自动化。PROFIBUS是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术。可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络，从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供了可行的解决方案。 OPC OPC是一个工业标准，管理这个标准国际组织是OPC基金会，OPC基金会现有会员已超过220家。遍布全球，包括世界上所有主要的自动化控制系统、仪器仪表及过程控制系统的公司。基于微软的OLE(现在的Active X)、COM （部件对象模型）和DCOM （分布式部件对象模型）技术。OPC包括一整套接口、属性和方法的标准集，用于过程控制和制造业自动化系统。 PID控制 当今的自动控制技术都是基于反馈的概念。反馈理论的要素包括三个部分：测量、比较和执行。测量关心的变量，与期望值相比较，用这个偏差纠正调节控制系统的响应。 在过程控制中，按偏差的比例（P）、积分（I）和微分（D）进行控制的PID控制器（亦称PID调节器）是应用最为广泛的一种自动控制器。它具有原理简单，易于实现，适用面广，控制参数相互独立，参数的选定比较简单等优点；PID控制器是一种最优控制。PID调节规律是连续系统动态品质校正的一种有效方法，它的参数整定方式简便，结构改变灵活（PI、PD、…）。 单回路控制：是指由一个测量元件、变送器、一个控制器、一个控制阀、一个被控对象所构成的单闭环控制系统。 或执行器 或调节器 或被控对象 测量变送装置 常见的闭环控制回路： 串级控制： 两只调节器串联起来工作，其中一个调节器的输出作为另一个调节器的给定值的系统。 三冲量