工業(yè)過程控制中的DCS分散控制系統(tǒng)資料下載

目前，在連續(xù)型流程生產(chǎn)自動(dòng)控制（PA）或習(xí)慣稱之為工業(yè)過程控制中，有三大控制系統(tǒng)，即DCS（分散控制系統(tǒng)）、PLC（可編程邏輯控制器）和FCS（現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)）。 什么是DCS DCS集散控制系統(tǒng)(Distributed Control System)是20世紀(jì)70年代中期發(fā)展起來(lái)的以微處理器為基礎(chǔ)的分散型計(jì)算機(jī)制系統(tǒng)。它是控制技術(shù)（Control）、計(jì)算機(jī)技術(shù)（Computer）、通信技術(shù)（Communication）、圖形顯示(Display)相結(jié)合的產(chǎn)物．該裝置是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散制的一種全新的分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。 DCS的特點(diǎn) DCS是計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高度結(jié)合的產(chǎn)物。DCS通常采用若干個(gè)控制器（過程站）對(duì)一個(gè)生產(chǎn)過程中的眾多控制點(diǎn)進(jìn)行控制，各控制器間通過網(wǎng)絡(luò)連接并可進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。操作采用計(jì)算機(jī)操作站，通過網(wǎng)絡(luò)與控制器連接，收集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，傳達(dá)操作指令。因此，DCS的主要特點(diǎn)歸結(jié)為一句話就是：分散控制集中管理。 分級(jí)遞階控制系統(tǒng) 在垂直和水平方向都是分級(jí)的。 最簡(jiǎn)單的DCS系統(tǒng)至少在垂直方向分兩級(jí)，即：操作管理級(jí)和過程控制級(jí)。在水平方向上各個(gè)過程控制級(jí)之間是相互協(xié)調(diào)的分級(jí)，它們把數(shù)據(jù)向上送達(dá)操作管理級(jí)，同時(shí)接收操作管理級(jí)的指令，各個(gè)水平分級(jí)間相互也進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。DCS系統(tǒng)越大，其垂直方向和水平方向分級(jí)的范圍也越廣。 分級(jí)遞階控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是各個(gè)分級(jí)有各自的分工范圍，相互之間有協(xié)調(diào)，通常，這種協(xié)調(diào)由上一級(jí)來(lái)完成。 分散控制 分散是DCS的一個(gè)重要特點(diǎn)。 分散的含義不單是分散控制，還包含了其他意義。如：地域分散，功能分散，設(shè)備分散，危險(xiǎn)分散等。分散的目的是為了使危險(xiǎn)分散，提高設(shè)備的可利用率。 自治與協(xié)調(diào)性 DCS的各個(gè)組成部分是各自為政的自治系統(tǒng)，各自完成各自的功能，相互之間又有聯(lián)系，數(shù)據(jù)信息相互交換，各種條件相互制約，在系統(tǒng)的協(xié)調(diào)下工作。 分散過程控制裝置完成數(shù)據(jù)的采集、信號(hào)的處理、計(jì)算以及數(shù)據(jù)輸出等功能。操作管理裝置完成數(shù)據(jù)的顯示、操作監(jiān)視和操縱信號(hào)的發(fā)送等功能。通信系統(tǒng)則完成操作管理裝置與分散過程控制裝置間的通信。 分散的基礎(chǔ)是被分散的系統(tǒng)是自治的系統(tǒng)；遞階分級(jí)的基礎(chǔ)是被分級(jí)的系統(tǒng)是協(xié)調(diào)的。 DCS的基本結(jié)構(gòu) DCS控制系統(tǒng)包括分散過程控制裝置、操作管理裝裝置、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。 分散過程控制裝置 是集散控制系統(tǒng)與生產(chǎn)過程間的界面，生產(chǎn)過程的各種變量通過分散控制裝置轉(zhuǎn)化為操作監(jiān)視的數(shù)據(jù)，而操作的各種信息也通過分散控制裝置送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在分散控制站裝置內(nèi)，進(jìn)行模擬量與數(shù)字量的相互轉(zhuǎn)換，完成控制算法的各種運(yùn)算，對(duì)輸入量與輸出量進(jìn)行有關(guān)的軟件濾波及其他的一些運(yùn)算。 操作管理裝置 是操作人員與集散控制系統(tǒng)間的界面，操作人員通過操作管理裝置了解生產(chǎn)過程的運(yùn)行狀況，并通過它發(fā)出操作指令給生產(chǎn)系統(tǒng)。生產(chǎn)過程的各種參數(shù)在操作管理裝置上顯示，以便于操作人員監(jiān)視和操作。 包括操作員站和工程師站，完成系統(tǒng)的操作和組態(tài)。以及工廠管理信息系統(tǒng)（MIS系統(tǒng)），這是DCS更高層次的應(yīng)用。 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng) 完成分散控制裝置與操作管理裝置之間的數(shù)據(jù)傳遞與交換，使之連成一個(gè)整體。通訊網(wǎng)絡(luò)有幾種不同的結(jié)構(gòu)行式。如總線式、環(huán)形和星形?？偩€形在邏輯上也是環(huán)形的。星形的只適用于小系統(tǒng)。不論是環(huán)形還是總線形，一般都采用廣播式。其它一些協(xié)議方式已用的較少。通訊網(wǎng)絡(luò)的速率在10M和100M左右。 有的集散控制系統(tǒng)在分散控制裝置內(nèi)又增加了現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的控制裝置和現(xiàn)場(chǎng)總線的通信系統(tǒng)；有的集散控制系統(tǒng)在操作管理裝置內(nèi)增加了綜合級(jí)的控制裝置和相應(yīng)的通信系統(tǒng)。但從總的結(jié)構(gòu)來(lái)看，都是由這三部分組成的。 DCS集散控制系統(tǒng)的硬件構(gòu)成 1、控制站 控制站包括現(xiàn)場(chǎng)控制站和數(shù)據(jù)采集站等。有機(jī)柜、電源、控制計(jì)算機(jī)、其他部件。 現(xiàn)場(chǎng)控制單元的主要任務(wù)是進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及處理，對(duì)被控對(duì)象實(shí)施閉環(huán)反饋控制、順序控制和批量控制。 用戶可以根據(jù)不同的應(yīng)用需求，選擇配置不同的現(xiàn)場(chǎng)控制單元以構(gòu)成現(xiàn)場(chǎng)控制站。以面向連續(xù)生產(chǎn)的過程控制為主，順序邏輯控制為輔，構(gòu)成一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)多種復(fù)雜控制方案的現(xiàn)場(chǎng)控制站；以順序控制、聯(lián)鎖控制功能為主的現(xiàn)場(chǎng)控制站；構(gòu)成對(duì)大批量過程信號(hào)進(jìn)行總體信息采集的現(xiàn)場(chǎng)控制站。 2、操作站 DCS 操作站一般分為操作員站和工程師站兩種。 工程師站主要是技術(shù)人員與控制系統(tǒng)的人機(jī)接口，可以對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視。工程師站為用戶提供了一個(gè)靈活的、功能齊全的工作平臺(tái)，通過組態(tài)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶所要求的各種控制策略。有些小型DCS的工程師站可以用一個(gè)操作員站代替。 操作站的主要設(shè)備有操作臺(tái)、微處理機(jī)系統(tǒng)、外部存儲(chǔ)設(shè)備、圖形顯示設(shè)備、操作鍵盤和鼠標(biāo)、打印輸出設(shè)備。 DCS的軟件系統(tǒng)