自動(dòng)化儀表與dcs課件(分布式控制系統(tǒng))

1、第六章第六章 分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng) DCSDCS的發(fā)展的發(fā)展DCSDCS的硬件構(gòu)成的硬件構(gòu)成 DCSDCS的軟件組成的軟件組成 浙大中控浙大中控SUPCON JX-300XSUPCON JX-300X6.1 6.1 DCS的發(fā)展的發(fā)展50年代末，工控機(jī)屬于集中控制型：年代末，工控機(jī)屬于集中控制型：直接數(shù)字控制（直接數(shù)字控制（DDC）和監(jiān)督計(jì)算機(jī)控制（）和監(jiān)督計(jì)算機(jī)控制（SCC） DDC和和SCC：信息集中于一臺(tái)計(jì)算機(jī)，易于改變控制方案。危險(xiǎn)集中。信息集中于一臺(tái)計(jì)算機(jī)，易于改變控制方案。危險(xiǎn)集中。 分級(jí)控制和集散控制系統(tǒng)分級(jí)控制和集散控制系統(tǒng)6.1 6.1 DCS的發(fā)展的發(fā)展一、第一代集

2、散控制系統(tǒng)（初創(chuàng)期）一、第一代集散控制系統(tǒng)（初創(chuàng)期）1975-1980年間：第一套年間：第一套Honeywell 公司公司TDC-2000 日本橫河公司日本橫河公司Yawpark系統(tǒng)系統(tǒng) Foxboro公司公司Spectrum系統(tǒng)系統(tǒng) Bailey公司公司Network90系統(tǒng)系統(tǒng) 等等 DCS組成（基礎(chǔ)體系結(jié)構(gòu)）：組成（基礎(chǔ)體系結(jié)構(gòu)）： 過程控制單元、過程控制單元、 數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)采集單元、 CRT操作站、操作站、 上位管理計(jì)算機(jī)上位管理計(jì)算機(jī) 連接各個(gè)單元和計(jì)算機(jī)的高速數(shù)據(jù)通道連接各個(gè)單元和計(jì)算機(jī)的高速數(shù)據(jù)通道6.1 6.1 DCS的發(fā)展的發(fā)展一、第一代集散控制系統(tǒng)（初創(chuàng)期）一、第一代

3、集散控制系統(tǒng)（初創(chuàng)期）6.1 6.1 DCS的發(fā)展的發(fā)展一、第一代集散控制系統(tǒng)（初創(chuàng)期）一、第一代集散控制系統(tǒng)（初創(chuàng)期）特點(diǎn)：分散控制，集中監(jiān)視。與儀表控制系統(tǒng)類似。特點(diǎn)：分散控制，集中監(jiān)視。與儀表控制系統(tǒng)類似。不同：不同：（1）控制的分散不是到每個(gè)回路，而是到現(xiàn)場(chǎng)控制站。）控制的分散不是到每個(gè)回路，而是到現(xiàn)場(chǎng)控制站。（2）集中監(jiān)視采用）集中監(jiān)視采用CRT和控制鍵盤，不是儀表面板和模擬盤。和控制鍵盤，不是儀表面板和模擬盤。 6.1 6.1 DCS的發(fā)展的發(fā)展二、第二代集散控制系統(tǒng)（成熟期）二、第二代集散控制系統(tǒng)（成熟期）1980-1985：Honeywell公司公司TDC-3000 Fishe

4、r公司公司PROVOX Taylor公司公司MOD300 等等特點(diǎn)：特點(diǎn)： （1）引入局域網(wǎng)（）引入局域網(wǎng)（LAN）作為系統(tǒng)骨干，按照網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的概念）作為系統(tǒng)骨干，按照網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的概念組織。組織。 （2）系統(tǒng)開始擺脫儀表控制系統(tǒng)的影響，逐步靠近計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。）系統(tǒng)開始擺脫儀表控制系統(tǒng)的影響，逐步靠近計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。6.1 6.1 DCS的發(fā)展的發(fā)展二、第二代集散控制系統(tǒng)（成熟期）二、第二代集散控制系統(tǒng)（成熟期）6.1 6.1 DCS的發(fā)展的發(fā)展三、第三代集散系統(tǒng)（擴(kuò)展期）三、第三代集散系統(tǒng)（擴(kuò)展期）1987：Foxboro公司公司I/A Series Honeywell公司公司TDC 3000UCN

5、橫河公司橫河公司Centum-XL Bailey公司公司INFI-90 等等功能增加了上層網(wǎng)絡(luò)，將生產(chǎn)的管理功能納入到系統(tǒng)中。功能增加了上層網(wǎng)絡(luò)，將生產(chǎn)的管理功能納入到系統(tǒng)中。形成現(xiàn)代形成現(xiàn)代DCS的標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)：的標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)：直接控制、監(jiān)督控制和協(xié)調(diào)優(yōu)化、上層管理三層功能結(jié)構(gòu)。直接控制、監(jiān)督控制和協(xié)調(diào)優(yōu)化、上層管理三層功能結(jié)構(gòu)。6.1 6.1 DCS的發(fā)展的發(fā)展三、第三代集散系統(tǒng)（擴(kuò)展期）三、第三代集散系統(tǒng)（擴(kuò)展期）6.1 6.1 DCS的發(fā)展的發(fā)展四、第四代四、第四代DCS的出現(xiàn)的出現(xiàn)Honeywell 公司公司Experion PKS（過程知識(shí)系統(tǒng)）、（過程知識(shí)系統(tǒng)）、Emerson

6、公司公司PlantWeb (Emerson Process Management)、Foxboro公司公司A2、橫河公司橫河公司R3（PRM-工廠資源管理系統(tǒng)）工廠資源管理系統(tǒng)）ABB公司公司 Industrial IT 系統(tǒng)系統(tǒng) 全數(shù)字化、全數(shù)字化、信息化信息化集成化集成化6.1 6.1 DCS的發(fā)展的發(fā)展四、第四代四、第四代DCS的出現(xiàn)的出現(xiàn)第六章第六章 分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng) DCSDCS的發(fā)展的發(fā)展DCSDCS的硬件構(gòu)成的硬件構(gòu)成 DCSDCS的軟件組成的軟件組成 浙大中控浙大中控SUPCON JX-300XSUPCON JX-300X6.2 DCS6.2 DCS的硬件構(gòu)成的硬件

7、構(gòu)成組成：現(xiàn)場(chǎng)控制站，操作員站，工程師站和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。組成：現(xiàn)場(chǎng)控制站，操作員站，工程師站和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。6.2 DCS6.2 DCS的硬件構(gòu)成的硬件構(gòu)成一、操作員站一、操作員站 功能：功能： 為操作人員提供人機(jī)界面，使操作員及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行狀為操作人員提供人機(jī)界面，使操作員及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行狀態(tài)、顯示各種運(yùn)行參數(shù)的當(dāng)前值、監(jiān)視是否有異常情況發(fā)生態(tài)、顯示各種運(yùn)行參數(shù)的當(dāng)前值、監(jiān)視是否有異常情況發(fā)生等。并可通過輸入設(shè)備對(duì)工藝過程進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。等。并可通過輸入設(shè)備對(duì)工藝過程進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。 界面設(shè)備：界面設(shè)備： 彩色彩色CRT、工業(yè)鍵盤和光標(biāo)控制設(shè)備（鼠標(biāo)器或軌跡球）、工業(yè)鍵盤和光標(biāo)控制設(shè)備（鼠標(biāo)器或軌

8、跡球）6.2 DCS6.2 DCS的硬件構(gòu)成的硬件構(gòu)成一、操作員站一、操作員站 6.2 DCS6.2 DCS的硬件構(gòu)成的硬件構(gòu)成二、控制站二、控制站 完成對(duì)過程現(xiàn)場(chǎng)完成對(duì)過程現(xiàn)場(chǎng)I/O處理并實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制處理并實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制功能：功能：（1）將各種現(xiàn)場(chǎng)過程量進(jìn)行數(shù)字化，存在存儲(chǔ)器中；）將各種現(xiàn)場(chǎng)過程量進(jìn)行數(shù)字化，存在存儲(chǔ)器中；（2）將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)送到各站，實(shí)現(xiàn)監(jiān)督和控制，）將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)送到各站，實(shí)現(xiàn)監(jiān)督和控制， 接收信息，實(shí)現(xiàn)控制或參數(shù)設(shè)定；接收信息，實(shí)現(xiàn)控制或參數(shù)設(shè)定；（3）實(shí)現(xiàn)局部自動(dòng)控制、回路計(jì)算及閉環(huán)控制、順序控制等；）實(shí)現(xiàn)局部自動(dòng)控制、回路計(jì)算及閉環(huán)控制、順序控制等；（4）提供

9、電源；）提供電源；（5）配備隔離電路和保護(hù)電路；）配備隔離電路和保護(hù)電路；（6）具備斷電保護(hù)和上電跟隨特性；）具備斷電保護(hù)和上電跟隨特性；（7）可靠性：平均無(wú)故障時(shí)間；）可靠性：平均無(wú)故障時(shí)間；（8）具備不依賴）具備不依賴DCS其它部分獨(dú)立運(yùn)行的能力。其它部分獨(dú)立運(yùn)行的能力。 6.2 DCS6.2 DCS的硬件構(gòu)成的硬件構(gòu)成三、工程師站三、工程師站 對(duì)對(duì)DCS進(jìn)行離線的配置、組態(tài)工作和進(jìn)行離線的配置、組態(tài)工作和在線的系統(tǒng)監(jiān)督、控制、維護(hù)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。在線的系統(tǒng)監(jiān)督、控制、維護(hù)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。 2、對(duì)系統(tǒng)的監(jiān)控功能、對(duì)系統(tǒng)的監(jiān)控功能1、組態(tài)功能、組態(tài)功能 （1）硬件配置組態(tài)）硬件配置組態(tài)（2）控制回路

10、組態(tài)）控制回路組態(tài) （3）操作員站顯示畫面的生成）操作員站顯示畫面的生成 （4）數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)）數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài) （5）報(bào)表生成組態(tài)）報(bào)表生成組態(tài) 6.2 DCS6.2 DCS的硬件構(gòu)成的硬件構(gòu)成四、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)四、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò) 以太網(wǎng)作為系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。以太網(wǎng)作為系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。 五、服務(wù)器及其它功能站五、服務(wù)器及其它功能站 功能：監(jiān)督控制功能：監(jiān)督控制 第六章第六章 分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng) DCSDCS的發(fā)展的發(fā)展DCSDCS的硬件構(gòu)成的硬件構(gòu)成 DCSDCS的軟件組成的軟件組成 浙大中控浙大中控SUPCON JX-300XSUPCON JX-300X6.3 6.3 DCS的軟件組成的軟件組成一、控制層軟件一、控

11、制層軟件 功能：直接針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)功能：直接針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)I/O設(shè)備，完成設(shè)備，完成DCS的控制功能。的控制功能。 包括包括PID回路控制、邏輯控制、順序控制和混合控制等?；芈房刂?、邏輯控制、順序控制和混合控制等。 二、監(jiān)控軟件二、監(jiān)控軟件 功能：人機(jī)界面。包括圖形畫面的顯示、對(duì)操作員操作命功能：人機(jī)界面。包括圖形畫面的顯示、對(duì)操作員操作命令的解釋與執(zhí)行、對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)和狀態(tài)的監(jiān)視及異常報(bào)警、令的解釋與執(zhí)行、對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)和狀態(tài)的監(jiān)視及異常報(bào)警、歷史數(shù)據(jù)的存檔和報(bào)表處理等。歷史數(shù)據(jù)的存檔和報(bào)表處理等。 三、組態(tài)軟件三、組態(tài)軟件 一組軟件工具。將通用的、有普遍適應(yīng)能力的一組軟件工具。將通用的、有普遍適應(yīng)能力的DCS

12、系統(tǒng)，變系統(tǒng)，變成一個(gè)針對(duì)某一個(gè)具體應(yīng)用控制工程的專門成一個(gè)針對(duì)某一個(gè)具體應(yīng)用控制工程的專門DCS控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)。如硬件配置、數(shù)據(jù)庫(kù)的定義、控制算法程序的組態(tài)、監(jiān)控軟如硬件配置、數(shù)據(jù)庫(kù)的定義、控制算法程序的組態(tài)、監(jiān)控軟件的組態(tài)，報(bào)警報(bào)表的組態(tài)，等等。件的組態(tài)，報(bào)警報(bào)表的組態(tài)，等等。 第六章第六章 分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng) DCSDCS的發(fā)展的發(fā)展DCSDCS的硬件構(gòu)成的硬件構(gòu)成 DCSDCS的軟件組成的軟件組成 浙大中控浙大中控SUPCON JX-300XSUPCON JX-300X6.4 6.4 浙大中控浙大中控SUPCON JX-300XSUPCON JX-300X一、系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

13、一、系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu) 6.4 6.4 浙大中控浙大中控SUPCON JX-300XSUPCON JX-300X二、控制站硬件結(jié)構(gòu)二、控制站硬件結(jié)構(gòu) 6.4 6.4 浙大中控浙大中控SUPCON JX-300XSUPCON JX-300X三、系統(tǒng)軟件三、系統(tǒng)軟件 1、AdvanTro-Pro軟件包：系統(tǒng)組態(tài)、數(shù)據(jù)服務(wù)和實(shí)時(shí)監(jiān)控功能軟件包：系統(tǒng)組態(tài)、數(shù)據(jù)服務(wù)和實(shí)時(shí)監(jiān)控功能6.4 6.4 浙大中控浙大中控SUPCON JX-300XSUPCON JX-300X三、系統(tǒng)軟件三、系統(tǒng)軟件 2、組態(tài)工作流程、組態(tài)工作流程1）工程設(shè)計(jì)）工程設(shè)計(jì)2）用戶授權(quán)管理）用戶授權(quán)管理3）系統(tǒng)總體組態(tài)）系統(tǒng)總體組態(tài)4）操作小組設(shè)置）操作小組設(shè)置5）數(shù)據(jù)組（區(qū)）設(shè)置）數(shù)據(jù)組（區(qū)）設(shè)置6