集散控制系統(tǒng)的硬件結構概要PPT課件

1、DCS 的硬件系統(tǒng)主要由集中操作管理裝置、分散過程控制裝置和通信接口的硬件系統(tǒng)主要由集中操作管理裝置、分散過程控制裝置和通信接口設備等組成，通過通信網絡系統(tǒng)將這些硬件設備連接起來，共同實現(xiàn)數(shù)據(jù)設備等組成，通過通信網絡系統(tǒng)將這些硬件設備連接起來，共同實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、分散控制和集中監(jiān)視、操作及管理等功能。這里，分別介紹采集、分散控制和集中監(jiān)視、操作及管理等功能。這里，分別介紹DCS 的的現(xiàn)場控制站、現(xiàn)場控制站、DCS的操作員站和的操作員站和DCS的工程師站。的工程師站。第1頁/共71頁3.1 DCS3.1 DCS的現(xiàn)場控制站的現(xiàn)場控制站現(xiàn)場控制站是現(xiàn)場控制站是DCS與生產過程之間的接口，它是與生產過

2、程之間的接口，它是DCS的核心。的核心。 現(xiàn)場控制站是現(xiàn)場控制站是DCS中實現(xiàn)過程控制的重要設備。中實現(xiàn)過程控制的重要設備。 按控制方式，現(xiàn)場控制站分為：直接數(shù)字控制站、順序控制站和批量控制按控制方式，現(xiàn)場控制站分為：直接數(shù)字控制站、順序控制站和批量控制站。站。第2頁/共71頁一般來說，現(xiàn)場控制站中的主要設備是現(xiàn)場控制單元?，F(xiàn)場控制單元是一般來說，現(xiàn)場控制站中的主要設備是現(xiàn)場控制單元?，F(xiàn)場控制單元是 DCS 直接直接與生產過程進行信息交互的與生產過程進行信息交互的 I/O 處理系統(tǒng)，它的主要任務是進行數(shù)據(jù)采集及處理，處理系統(tǒng)，它的主要任務是進行數(shù)據(jù)采集及處理，對被控對象實施閉環(huán)反饋控制、順序控

3、制和批量控制。用戶可以根據(jù)不同的應用需對被控對象實施閉環(huán)反饋控制、順序控制和批量控制。用戶可以根據(jù)不同的應用需求，選擇配置不同的現(xiàn)場控制單元以構成現(xiàn)場控制站。求，選擇配置不同的現(xiàn)場控制單元以構成現(xiàn)場控制站。第3頁/共71頁現(xiàn)場控制站是一個可獨立運行的計算機檢測控制系統(tǒng)。由于它是專為過程現(xiàn)場控制站是一個可獨立運行的計算機檢測控制系統(tǒng)。由于它是專為過程檢測、控制而設計的通用型設備，所以其機柜、電源、輸入輸出通道和控檢測、控制而設計的通用型設備，所以其機柜、電源、輸入輸出通道和控制計算機等與一般的計算機系統(tǒng)有所不同。制計算機等與一般的計算機系統(tǒng)有所不同。 現(xiàn)場控制站的硬件系統(tǒng)主要包括：機柜、電源、輸

4、入輸出通道等?，F(xiàn)場控制站的硬件系統(tǒng)主要包括：機柜、電源、輸入輸出通道等。第4頁/共71頁1.1.機柜機柜 第5頁/共71頁第6頁/共71頁2.2.電源電源只有保持電源只有保持電源 ( 交流電源和直流電源交流電源和直流電源 )穩(wěn)定、可靠，穩(wěn)定、可靠，才能確?，F(xiàn)場控制站正常工作。才能確?，F(xiàn)場控制站正常工作。為了保證電源系統(tǒng)的可靠性，通常采取以下幾種措為了保證電源系統(tǒng)的可靠性，通常采取以下幾種措施。施。(1)每一個現(xiàn)場控制站均采用雙電源供電，互為冗余。每一個現(xiàn)場控制站均采用雙電源供電，互為冗余。 (2)如果現(xiàn)場控制站機拒附近有經常開關的大功率用如果現(xiàn)場控制站機拒附近有經常開關的大功率用電設備，應采用

5、超級隔離變壓器，將其初級、次級電設備，應采用超級隔離變壓器，將其初級、次級線圈間的屏蔽層可靠接地，以克服共模干擾的影響。線圈間的屏蔽層可靠接地，以克服共模干擾的影響。(3)如果電網電壓波動很嚴重，應采用交流電子調壓如果電網電壓波動很嚴重，應采用交流電子調壓器，快速穩(wěn)定供電電壓。器，快速穩(wěn)定供電電壓。 第7頁/共71頁(4)在石油、化工等對連續(xù)性控制要求特別高的場合，應配在石油、化工等對連續(xù)性控制要求特別高的場合，應配有不間斷供電電源有不間斷供電電源 UPS，以保證供電的連續(xù)性?，F(xiàn)場控，以保證供電的連續(xù)性?，F(xiàn)場控制站內各功能模塊所需直流電源一般為制站內各功能模塊所需直流電源一般為5V、15V(或

6、或12 V)、以及、以及+24V。為增加直流電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性，一般可以采取以下幾條措為增加直流電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性，一般可以采取以下幾條措施。施。(1)為減少相互間的干擾，給主機供電與給現(xiàn)場設備供電的為減少相互間的干擾，給主機供電與給現(xiàn)場設備供電的電源要在電氣上隔離。電源要在電氣上隔離。 (2)采用冗余的雙電源方式給各功能模塊供電。采用冗余的雙電源方式給各功能模塊供電。(3)一般由統(tǒng)一的主電源單元將交流電變?yōu)橐话阌山y(tǒng)一的主電源單元將交流電變?yōu)?24V 直流電供直流電供給柜內的直流母線，然后通過給柜內的直流母線，然后通過 DC-DC 轉換方式將轉換方式將 24V 直流電源變換為子電源所需的電壓，主電

7、源一般采用直流電源變換為子電源所需的電壓，主電源一般采用 1:1 冗余配冗余配 置，而子電源一般采用置，而子電源一般采用 N:1 冗余配置。冗余配置。第8頁/共71頁3.3.控制器控制器控制器是現(xiàn)場控制站的核心，也控制器是現(xiàn)場控制站的核心，也是是DCS的核心。一般是由的核心。一般是由 CPU、存儲器、輸入存儲器、輸入 / 輸出通道等基本輸出通道等基本部分組成。部分組成。AC800F 控制器第9頁/共71頁(1)CPU(1)CPU 盡管世界各地的盡管世界各地的DCS產品差別很大，但產品差別很大，但現(xiàn) 場 控 制 站 大 都 采 用現(xiàn) 場 控 制 站 大 都 采 用 M o t o r o l a

8、 公 司公 司 M68000 系列和系列和Intel公司公司 80X86 系列的系列的 CPU 產品。為提高性能，在各生產廠家大都產品。為提高性能，在各生產廠家大都采用準采用準 32 位或位或 32 位微處理器。由于數(shù)據(jù)位微處理器。由于數(shù)據(jù)處理能力的提高，因此可以執(zhí)行復雜的先進處理能力的提高，因此可以執(zhí)行復雜的先進控制算法，如自動整定、預測控制、模糊控控制算法，如自動整定、預測控制、模糊控制和自適應控制等。制和自適應控制等。 第10頁/共71頁(2)(2)存儲器存儲器 與其他計算機一樣，控制計算機的存儲與其他計算機一樣，控制計算機的存儲器也分為器也分為RAM和和ROM。由于控制計算機在正常工。

9、由于控制計算機在正常工作時運行的是一套固定的程序，作時運行的是一套固定的程序，DCS中大都采用了中大都采用了程序固化的辦法，因此在控制計算機中程序固化的辦法，因此在控制計算機中 ROM 占有占有較大的比例。有的系統(tǒng)甚至將用戶組態(tài)的應用程序較大的比例。有的系統(tǒng)甚至將用戶組態(tài)的應用程序也固化在也固化在 ROM 中，只要一加電，控制站就可正常中，只要一加電，控制站就可正常運行，使用更加方便，但修改組態(tài)時要復雜一些。運行，使用更加方便，但修改組態(tài)時要復雜一些。在一些采用冗余在一些采用冗余 CPU 的系統(tǒng)中，還特別設有雙端的系統(tǒng)中，還特別設有雙端口隨機存儲器，其中存放有過程輸入輸出數(shù)據(jù)、設口隨機存儲器，

10、其中存放有過程輸入輸出數(shù)據(jù)、設定值和定值和PID參數(shù)等。兩塊參數(shù)等。兩塊 CPU 板均可分別對其進板均可分別對其進行讀寫，保證了雙行讀寫，保證了雙 CPU 間運行數(shù)據(jù)的同步。當原間運行數(shù)據(jù)的同步。當原先在線主先在線主 CPU 板出現(xiàn)故障時，原離線板出現(xiàn)故障時，原離線 CPU 板可板可立即接替工作，這樣對生產過程不會產生任何擾動。立即接替工作，這樣對生產過程不會產生任何擾動。 第11頁/共71頁(3)(3)總線總線 常見的控制計算機總線有Intel公司的多總線 MULTIBUS，“EOROCARD”標準的 VME 總線和STD總線，前兩種總線都是支持多主 CPU 的 16 位 / 32 位總線，

11、由于STD總線是一種 8 位數(shù)據(jù)總線，使用受到限制，已經逐漸淡出市場。近年來，隨著 PC 機在過程控制領域的廣泛應用，PC總線(ISA、EISA總線等)在中規(guī)模DCS 的現(xiàn)場控制站中也得到應用。第12頁/共71頁4. 輸入/輸出通道 過程控制計算機的輸入/輸出通道一般包括模擬量輸入/輸出(AI/AO)、開關量輸入/輸出(SI/SO)或數(shù)字量輸入/輸出(DI/DO)以及脈沖量輸入通道 (PI)。 (1)(1)模擬量輸入輸出通道模擬量輸入輸出通道(AI/AO)(AI/AO) 生產過程中的連續(xù)性被測變量(如溫度、流量、液位、 壓力、濃度、pH值等)，只要由在線檢測儀表將其轉變?yōu)橄鄳碾娦盘?，均可送?/p>

12、AI通道，經過A/D 轉換后，將數(shù)字量送給CPU。而模擬量輸出通道一般將計算機 輸 出 的 數(shù) 字 信 號 轉 換 為 4 2 0 m A D C ( 或 15VDC) 的連續(xù)直流信號，用于控制各種執(zhí)行機構。第13頁/共71頁(2)(2)開關量輸入開關量輸入/ /輸出通道輸出通道(SI/SO)(SI/SO) 開關量輸入通道主要用來采集各種限位開關、繼電器 或電磁閥連動觸點的開、關狀態(tài)，并輸入至計算機。開關量輸出通道主要用于控制電磁閥、繼電器、指示燈、聲光報警器等只具有開、關兩種狀態(tài)的設備。(3)(3)脈沖輸入通道脈沖輸入通道(PI)(PI) 許多現(xiàn)場儀表（如渦輪流量計、羅茨式流量計以及一些機械

13、計數(shù)裝置等）輸出的測量信號為脈沖信號，它們必須通過脈沖輸入通道才能送入計算機。 第14頁/共71頁系統(tǒng)結構第15頁/共71頁5、現(xiàn)場總線模件 是現(xiàn)場總線與DCSDCS間的一個接口。 為現(xiàn)場的智能裝置提供數(shù)字通信通道。在一條現(xiàn)場總線通信線路上，可以并聯(lián)連接3232個符合該現(xiàn)場總線通信協(xié)議的智能設備。 智能設備以全數(shù)字方式傳遞過程變量、控制變量、狀態(tài)信息、管理信息等。 有些現(xiàn)場總線模件支持數(shù)/ /?；旌贤ㄐ?。以4 42020mAmA的模擬量信號傳輸過程變量信號，其他信號的數(shù)字量調制信號疊加在模擬量信號上傳輸。第16頁/共71頁6、現(xiàn)場控制站通信接口 是連接基本控制單元的控制網絡CnetCnet與連

14、接運行員操作站以及其他站的監(jiān)控網絡SnetSnet之間的通信接口。 從某種意義上來說，它就是一個網間連接器。第17頁/共71頁7.7.現(xiàn)場控制站的可靠性措施 現(xiàn)場控制站是直接控制生產過程的重要環(huán)節(jié)，可靠性要求高，即使在故障情況下，也應保證生產過程的安全。 可靠性措施： （1 1）、手動后備 （2 2）、冗余 （3 3）、在線診斷 （4 4）、輸出保護 第18頁/共71頁（1 1）、手動后備手動后備 應用十分普遍的后備方法。 當控制系統(tǒng)故障時，運行人員通過操作器或操作開關手動控制生產過程。 在DCSDCS中，習慣上把手動操作設備稱為手動操作站。當BCUBCU故障時，系統(tǒng)就轉換為運行人員手動控制。

15、第19頁/共71頁（2 2）冗余 在DCSDCS中，冗余技術的應用十分廣泛。 通信總線、通信接口、I/OI/O模件、電源設備等均可采取冗余措施，這里主要討論基本控制單元的冗余。1 1CPUCPU冗余2 21:11:1冗余 3 3N:lN:l冗余 4 4多重冗余第20頁/共71頁1 1CPUCPU冗余 是一種部分冗余措施。 一般用在控制回路比較多的基本控制單元中，因為這種情況下，CPUCPU故障會影響所有的回路。第21頁/共71頁2 2、1:11:1冗余 采用另一個完整的基本控制單元作為備用，稱為1:11:1冗余，如圖所示。第22頁/共71頁3 3. . N:lN:l冗余 1:11:1冗余造價很

16、高， N N：1 1冗余則比較經濟。第23頁/共71頁4 4多重冗余 用于要求可靠性極高的場合。第24頁/共71頁(3)、在線診斷 利用BCUBCU中的微處理器實現(xiàn)在線診斷，在BCUBCU的指令系統(tǒng)中有各種自診斷程序。 診斷程序可分為輸入診斷、組態(tài)診斷、內存診斷、輸出診斷、聯(lián)合診斷、電源系統(tǒng)診斷、啟動過程診斷、工作過程診斷和周期性診斷等。第25頁/共71頁(4)、輸出保護 BCUBCU的輸出信號是直接控制生產過程的。如果BCUBCU在故障時輸出信號發(fā)生紊亂，就會嚴重影響生產過程的運行，甚至會造成人身傷亡或者設備損壞。 BCUBCU的輸出電路中常采用各種安全保護措施，保護原則如下: : (1)

17、(1)盡量減少每個D/AD/A轉換器所控制的輸出通道數(shù)。 (2) (2)模擬量和開關量輸出在BCUBCU故障時應進入安全狀態(tài)。 (3) (3)輸出電路的電源最好與BCUBCU其他部分的電源分開。 (4) (4)輸出電路將輸出的實際值反饋到BCUBCU中，有兩個目的: :一是可以讓BCUBCU檢查輸出的正確性；二是讓BCUBCU與手動操作站或其他冗余BCUBCU之間實現(xiàn)無擾切換。 (5) (5)盡量減少輸出電路中硬件和接線的數(shù)量。第26頁/共71頁控制器冗余連接 Ethernet模件模件v第第2個個Ethernet模件用于控制器冗余連接模件用于控制器冗余連接vIP地址設定為地址設定為15(Hex

18、=F)作為作為LINK模件模件v2個控制分別設定為不同個控制分別設定為不同IP地址地址(IP1/IP2)vP代表代表主控制器主控制器,S代表后備控制器代表后備控制器第27頁/共71頁3.2 DCS3.2 DCS的操作員站的操作員站 操作員站的功能主要是操作、監(jiān)視和管理。是操操作員站的功能主要是操作、監(jiān)視和管理。是操作員對過程與系統(tǒng)的接口，常稱人機接口。作員對過程與系統(tǒng)的接口，常稱人機接口。Man Man Machine Interface(MMI)Machine Interface(MMI) 為了實現(xiàn)監(jiān)視和管理等功能，操作站必須配置有為了實現(xiàn)監(jiān)視和管理等功能，操作站必須配置有以下設備以下設備

19、：一臺具有較強圖形處理功能的微型：一臺具有較強圖形處理功能的微型機，以及相應的外部設備，顯示設備、打印機、機，以及相應的外部設備，顯示設備、打印機、存儲設備、數(shù)據(jù)輸入設備、以及一個支撐和固定存儲設備、數(shù)據(jù)輸入設備、以及一個支撐和固定這些設備的臺子。這些設備的臺子。第28頁/共71頁 DCS與傳統(tǒng)儀表系統(tǒng)的比較與傳統(tǒng)儀表系統(tǒng)的比較第29頁/共71頁 MMIMMI通常由計算機及其通常由計算機及其輔助系統(tǒng)組成。當前的輔助系統(tǒng)組成。當前的MMIMMI由通用計算機配以由通用計算機配以DCSDCS廠家的人機接口軟廠家的人機接口軟件來組成件來組成 第30頁/共71頁1 1、組成、組成(1).(1).操作臺操

20、作臺操作臺用來安裝、承載和保護各種計算機和外部設備。目前流行的操作臺有桌式操作臺、集成式操作臺和雙屏操作臺等，用戶可以根據(jù)需要選擇使用。第31頁/共71頁操作臺適宜的尺寸操作臺適宜的尺寸第32頁/共71頁第33頁/共71頁第34頁/共71頁(2).(2).微處理機系統(tǒng)微處理機系統(tǒng) DCS 操作站的功能越來越強，這就對操作站的微處理機系統(tǒng)提出了更高的要求。一般的 DCS操作站采用 32 位或 64 位微處理機。 第35頁/共71頁(3).(3).外部存儲設備外部存儲設備為了很好的完成 DCS 操作站的歷史數(shù)據(jù)存儲功能，許多 DCS 的操作站都配有一到兩個大容量的外部存儲設備，有些系統(tǒng)還配備了歷史

21、數(shù)據(jù)記錄儀。 第36頁/共71頁(4).(4).圖形顯示設備圖形顯示設備當前DCS的圖形顯示設備主要是LCD，有些DCS還在使用CRT。有些DCS操作站配備有廠家專用的圖形顯示器。 第37頁/共71頁(5).(5).數(shù)據(jù)輸入設備數(shù)據(jù)輸入設備 通常情況下，數(shù)據(jù)輸入設備包括鍵盤和鼠標。 操作員鍵盤一般都采用具有防水、防塵能力、有明確圖案或標志的薄膜鍵盤。這種鍵盤從鍵的分配和布置上都充分考慮到操作直觀、方便，外表美觀，并且在鍵體內裝有電子蜂鳴器，以提示報警信息和操作響應。第38頁/共71頁(6).(6).打印輸出設備打印輸出設備有些DCS 操作站配有兩臺打印機，一臺用于打印生產記錄報表和報警報表；另

22、一臺用來拷貝流程畫面。隨著激光等非擊打式打印機的性能不斷提高，價格不斷下降，有的 DCS 己經采用這類打印機，以求得清晰、美觀的打印質量和降低噪聲。 第39頁/共71頁2 2、DCSDCS中中MMIMMI的不同構成方式的不同構成方式 第40頁/共71頁3 3、 MMIMMI的開放結構的開放結構 從上可知從上可知MMIMMI內部的網絡給內部的網絡給MMIMMI設備配置所帶來的好處，當設備配置所帶來的好處，當MMIMMI內部結構中的紐帶內部結構中的紐帶數(shù)據(jù)通信網的協(xié)議數(shù)據(jù)通信網的協(xié)議是公共的協(xié)議時，這種結構更為重要的特性是公共的協(xié)議時，這種結構更為重要的特性MMIMMI的開放。的開放。MMIMMI

23、利用自己內部的總線與其他的設備通信時，整個系統(tǒng)就更加靈活了。利用自己內部的總線與其他的設備通信時，整個系統(tǒng)就更加靈活了。 通信系統(tǒng)中的通信系統(tǒng)中的開放：開放：指不同通信設備之間通信的能力，當一個設備能與多種設備通指不同通信設備之間通信的能力，當一個設備能與多種設備通信時，這個設備就是開放的信時，這個設備就是開放的。第41頁/共71頁DCSDCS之間的之間的兩種通信結構兩種通信結構 第42頁/共71頁MMIMMI開放結構：開放結構：大屏幕大屏幕 大屏幕上的信息可以使多名操作員、管理人員、維護人員同時看到系統(tǒng)與過程參數(shù)大屏幕上的信息可以使多名操作員、管理人員、維護人員同時看到系統(tǒng)與過程參數(shù)和狀態(tài)，

24、從而建立他們之間的交流。和狀態(tài)，從而建立他們之間的交流。 MMIMMI結構中的結構中的CRTCRT的兩種形式：的兩種形式： 常規(guī)的供一名操作員使用的人機接常規(guī)的供一名操作員使用的人機接 供多名人員共同使用的大屏幕的人機接口供多名人員共同使用的大屏幕的人機接口第43頁/共71頁大屏幕的系統(tǒng)組成大屏幕的系統(tǒng)組成第44頁/共71頁4、MMI的基本功能的基本功能v 操作員通過操作員通過MMI監(jiān)視、控制工業(yè)過程監(jiān)視、控制工業(yè)過程v基本功能基本功能: : 1 1）顯示過程信息，傳遞操作員的指令，顯示處理各種報警。）顯示過程信息，傳遞操作員的指令，顯示處理各種報警。 2 2）監(jiān)視）監(jiān)視DCSDCS中所有設備

25、的狀態(tài)，包括中所有設備的狀態(tài)，包括MMI本身及外設的狀態(tài)。本身及外設的狀態(tài)。 3 3）通過）通過MMI確診某一個過程通道的故障。確診某一個過程通道的故障。 4 4）記錄各種過程與系統(tǒng)的事件，存儲、打印記錄的結果，生）記錄各種過程與系統(tǒng)的事件，存儲、打印記錄的結果，生成各種報表。成各種報表。 5 5）操作員通過）操作員通過MMI維護、調整生產過程與維護、調整生產過程與DCSDCS，因此因此MMI要要提供對過程控制參數(shù)甚至結構的調整手段，同時調整提供對過程控制參數(shù)甚至結構的調整手段，同時調整MMI內的內的各種軟硬配置，提供過程與系統(tǒng)各類幫助指導。各種軟硬配置，提供過程與系統(tǒng)各類幫助指導。第45頁/

26、共71頁5 5、 操作員站的報警管理操作員站的報警管理 (1)、報警的主要內容v按一定的規(guī)律去處理報警信息。v根本目的: :通過管理使運行員及時發(fā)現(xiàn)問題，快速正確地處理問題，可靠記錄處理的全過程。v報警的分類：按重要程度分成很多級別，如l6l6級。按其所在的地點分成多個報警級或區(qū)域，也可以用特殊的方法標識出來，使運行員發(fā)現(xiàn)哪兒出現(xiàn)了報警。按性質分成過程報警與系統(tǒng)報警。按時間先后、報警變量的標簽名稱等特征來分類或排序，使運行員能方便地注意到具有某些特征的報警。第46頁/共71頁 運行員發(fā)現(xiàn)報警顯示信息之后，首先關心的是“什么量報警了”，然后是“我該怎么辦”。 應向運行員提供以下的信息: : 變量

27、優(yōu)先級 讓運行員反映出是什么類型的報警發(fā)生了。 變量的位置 讓運行員了解這個報警是否發(fā)生在關鍵部位。 變量名稱 這時運行員再細看是什么變量出現(xiàn)了報警。 報警性質 如高報警、低報警等，讓運行員知道發(fā)生了什么報警。(2)、報警信息的顯示第47頁/共71頁v提示運行員通常情況下的操作和應考慮的問題。v報警時間用于記錄。其他信息包括報警確認等。v對報警的瀏覽與歸檔是對報警進行一般性的分析與記錄，應按前面提到的對報警的分類方法，提供各種分類、查找、索引、存取盤的方法，便于運行員查閱。(3)、報警提示第48頁/共71頁 明確報警的目的，建立系統(tǒng)的概念，而不是簡單地將一個過程變量與報警限相比較，輸出報警信號

28、。 每一個報警都與一種操作相聯(lián)系，用這個要求來衡量時，可以幫我們刪去不必要的報警。 用重要的報警屏蔽掉不重要的報警，把設備的運行狀態(tài)與報警結合起來，例如，某個設備出口介質溫度低時的報警，實例如，某個設備出口介質溫度低時的報警，實際上是與該設備的運行聯(lián)系在一起的，不應僅根據(jù)溫度低于報警限際上是與該設備的運行聯(lián)系在一起的，不應僅根據(jù)溫度低于報警限就報警。就報警。 采用統(tǒng)一的設計方法，設計檢查表逐一評審報警點。(4)、報警設計的一些注意事項第49頁/共71頁 記錄與報表：將信息歸檔的兩種形式。 記錄：是針對事件而言的，當DCSDCS或工藝過程中發(fā)生了什么事件時，記錄下該事件供今后查找故障的原因或總結

29、控制經驗使用，如某個閥門的開關、某個調節(jié)參數(shù)的調整等。 報表：是按照某種規(guī)律，通常是以時間的某種規(guī)律，從DCSDCS歷史數(shù)據(jù)庫中取出數(shù)據(jù)來，放到一起，或起分析作用，或起統(tǒng)計作用。6 6、 記錄與報表記錄與報表第50頁/共71頁v隨時記錄：記錄一般性的問題或操作，像“流水賬”一樣供事后分析。v 組態(tài)時，人機接口會提示出所有可記錄的事件的清單，由設計者挑選。v事件觸發(fā)記錄：根據(jù)某個事件的發(fā)生才被激活的記錄。 這個記錄在平時不啟動，當發(fā)生了事件時，記錄被啟動。v 設計這類記錄要注意，不要濫用DCSDCS的資源，事件發(fā)生前后的數(shù)據(jù)記錄的密度應與過程變量的時間常數(shù)相對應。(1)、記錄的形式與設計第51頁

30、/共71頁 通常的報表按一定的時間間隔，如每小時、每班、每天、每周、每月，統(tǒng)計出關鍵變量的值，打印出來用于分析、統(tǒng)計、考評，報表中的數(shù)據(jù)常來自于歷史數(shù)據(jù)庫，而不是實時數(shù)據(jù)庫。 設計報表與設計記錄類似，應注意以下的問題。 (1) (1)報表應盡量提供信息，而不只是數(shù)據(jù)。 （2 2）合理使用計算機的資源。 （3 3）DCSDCS應帶來更計算機化的表格。 （4 4）報表與MIS（Management Information SystemManagement Information System）常聯(lián)系在一起。(2)、報表的形式與設計第52頁/共71頁7 7、 人機接口的發(fā)展人機接口的發(fā)展(1)(1)

31、、大屏幕的使用(2)(2)、多媒體技術(3)(3)、通信系統(tǒng)的應用(4)(4)、過程信息管理系統(tǒng)接口第53頁/共71頁3.3 DCS3.3 DCS的工程師站的工程師站工程師站Engineering Work Station(EWS)Engineering Work Station(EWS) 對集散控制系統(tǒng)進行配置、組態(tài)、調試、維護所設置的工作站。利用工作站來組合DCSDCS提供的控制算法或畫面符號，而不是編制具體的計算機程序或軟件，也不是用來描繪制造或安裝用的圖紙，所以把這種設計過程稱作組態(tài)或組態(tài)設計。 工程師站上配有組態(tài)軟件，為用戶提供了一個靈活的、功能齊全的工作平臺，通過它來實現(xiàn)用戶所要求

32、的各種控制策略，對各種設計文件進行歸類和管理，形成各種設計文件。 為節(jié)省投資，許多工程師站可以用一個操作員站代替。第54頁/共71頁1 1 工程師站的組成工程師站的組成 組成：組成：PCPC機硬件及操作系統(tǒng)。機硬件及操作系統(tǒng)。 工程師站的基本設備：一臺完整的工程師站的基本設備：一臺完整的PCPC機，有的用機，有的用“工作站工作站”式的式的PCPC，有的采用服務，有的采用服務器器客戶機結構，這顯然是一種趨勢，因為它更適合于多個設計者共享一個項目的客戶機結構，這顯然是一種趨勢，因為它更適合于多個設計者共享一個項目的資源。資源。 工程設計軟件。各工程設計軟件。各DCSDCS都有進行工程組態(tài)的軟件，它

33、們只適用于自己的系統(tǒng)。都有進行工程組態(tài)的軟件，它們只適用于自己的系統(tǒng)。 其他輔助性通用軟件。如辦公軟件、數(shù)據(jù)庫軟件等。其他輔助性通用軟件。如辦公軟件、數(shù)據(jù)庫軟件等。第55頁/共71頁第56頁/共71頁2 2 工程師站在工程師站在DCSDCS中的作用中的作用 一用一用EWSEWS做系統(tǒng)組態(tài)設計做系統(tǒng)組態(tài)設計二系統(tǒng)調試與設計更改二系統(tǒng)調試與設計更改三運行記錄三運行記錄四文件整理四文件整理第57頁/共71頁一用一用EWSEWS做系統(tǒng)組態(tài)設計做系統(tǒng)組態(tài)設計 系統(tǒng)組態(tài)設計的主要任務：利用DCS提供的所有控制、監(jiān)視功能來設計實際的過程控制系統(tǒng)。 組態(tài)設計包括： (1)系統(tǒng)硬件構成的總體設計系統(tǒng)硬件構成的總

34、體設計 (2)系統(tǒng)的硬件設計系統(tǒng)的硬件設計 (3)控制邏輯設計控制邏輯設計 (4)人機接口站組態(tài)設計人機接口站組態(tài)設計 (5)文件組態(tài)文件組態(tài) (6)系統(tǒng)運行之后的維護管理基本方法系統(tǒng)運行之后的維護管理基本方法 第58頁/共71頁(1)(1)系統(tǒng)硬件構成的總體設計系統(tǒng)硬件構成的總體設計第59頁/共71頁(2)(2)系統(tǒng)的硬件設計系統(tǒng)的硬件設計 硬件設計的結果是安裝、組裝和接線所用的工程圖紙。硬件設計的結果是安裝、組裝和接線所用的工程圖紙。 通常包括過程控制單元中的模件布置、電源分配、現(xiàn)場通常包括過程控制單元中的模件布置、電源分配、現(xiàn)場I/OI/O的連接方法、屏蔽與接的連接方法、屏蔽與接地等設計

35、，使用地等設計，使用EWSEWS可以方便地根據(jù)可以方便地根據(jù)DCSDCS的設計規(guī)范和過程控制的具體要求設計出這的設計規(guī)范和過程控制的具體要求設計出這些接線圖、配置圖。些接線圖、配置圖。第60頁/共71頁(3)(3)控制邏輯設計控制邏輯設計 根據(jù)根據(jù)DCSDCS中給出的控制元件中給出的控制元件 ( (算法，或稱功能碼算法，或稱功能碼) )組成控制方案的過程。組成控制方案的過程。 簡單說，包括采集現(xiàn)場信號的設計、控制運算、決策的設計、控制輸出的設計、通簡單說，包括采集現(xiàn)場信號的設計、控制運算、決策的設計、控制輸出的設計、通信與傳遞信號的設計、系統(tǒng)診斷與處理方面的設計等。信與傳遞信號的設計、系統(tǒng)診斷

36、與處理方面的設計等。第61頁/共71頁(4)(4)人機接口站組態(tài)設計人機接口站組態(tài)設計根據(jù)運行、維護等日常由操作員完成根據(jù)運行、維護等日常由操作員完成的任務，通過的任務，通過DCSDCS的操作員站所提供的的操作員站所提供的功能，設計并組成一個監(jiān)控系統(tǒng)的過功能，設計并組成一個監(jiān)控系統(tǒng)的過程。程。包括畫面設計、報警設計、數(shù)據(jù)庫設包括畫面設計、報警設計、數(shù)據(jù)庫設計、記錄設計、幫助指導設計等。計、記錄設計、幫助指導設計等。第62頁/共71頁(5)(5)文件組態(tài)文件組態(tài)為使為使DCSDCS正常運行而編制的各種說明指正常運行而編制的各種說明指導性文件。導性文件。DCSDCS的安裝、使用、應用方法，故障處的

37、安裝、使用、應用方法，故障處理方法都應該在理方法都應該在DCSDCS中提供，根據(jù)問題中提供，根據(jù)問題性質的不同，或者在人機接口站上提性質的不同，或者在人機接口站上提供，或者在工程師工作站上提供。供，或者在工程師工作站上提供。第63頁/共71頁(6)(6)系統(tǒng)運行之后的維護管理基本方系統(tǒng)運行之后的維護管理基本方法法 DCSDCS的組態(tài)任務中應包括設計一套管理這些信息的系統(tǒng)，雖然在的組態(tài)任務中應包括設計一套管理這些信息的系統(tǒng)，雖然在DCSDCS的設計過程中這的設計過程中這些問題可能尚未發(fā)生，但有了這樣的一種信息結構，對運行過程中的維護是很有用些問題可能尚未發(fā)生，但有了這樣的一種信息結構，對運行過程中的維護是很有用的，有些的，有些DCSDCS系統(tǒng)己能夠自動產生一些硬件方面的問題報告。系統(tǒng)己能夠自動產生一些硬件方面的問題報告。 第64頁/共71頁二系統(tǒng)調試與設計更改二系統(tǒng)調試與設計更改 由于由于EWSEWS的設計中心的地位，所以在的設計中心的地位，所以在DCSDCS的系統(tǒng)調試與設計更改過程中，的系統(tǒng)調試與設計更改過程中，EWSEWS發(fā)揮了發(fā)揮了最重要的作用。最重要的作用。 * *調試過程中，可通過調試過程中，可通過EWSEWS來確認控制組態(tài)是否執(zhí)行得正確，這需要在線運行來確認控制組態(tài)是否執(zhí)行得正確，這需要在線運行E