DCS基礎(chǔ)學(xué)習(xí)課程課件一八

集散控制系統(tǒng)2023/8/151第一章概述§1.1集散控制系統(tǒng)的基本概念一、概念集散控制系統(tǒng)：以微處理器為基礎(chǔ)的采用分散控制、集中顯示和操作的新一代控制系統(tǒng)。集散控制系統(tǒng)又叫“分散控制系統(tǒng)”、“分布式控制系統(tǒng)”。英文：“Distributedcontrolsystem”簡寫成“DCS”二、集散控制系統(tǒng)的產(chǎn)生、發(fā)展歷程

國外情況：

基地式儀表室內(nèi)遠(yuǎn)傳控制

DDC DCS(第一代)

DCS(第二代局域網(wǎng))DCS(第三代開放性)DCS(第四代信息與集成)

國內(nèi)情況：

八十年代初，全套引進(jìn)；八十年代末DCS制造開始起步；到九十年代，迅速發(fā)展壯大。2023/8/152DCS的發(fā)展

◆

第一階段（1975年—1980年）

—代表產(chǎn)品主要有美國Honeywell公司的TDC2000，Baily公司的Network90，F(xiàn)oxboro公司的Spectrum，日本橫河公司的Centum等

—主要由過程控制單元PCU、數(shù)據(jù)采集裝置DAU、CRT操作站、監(jiān)控計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)高速公路HW五部分組成

2023/8/153◆

第二階段（1980年—1985年）

—主要代表產(chǎn)品有Honeywell公司的TDC3000，日本橫河公司的CentumA，B，D等

—主要由局部網(wǎng)絡(luò)LAN、多功能控制器MC、增強(qiáng)型操作站EOS、通用操作站US、網(wǎng)間連接器GW、系統(tǒng)管理模塊SMM和主計(jì)算機(jī)HC七部分組成

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第三階段（1985年—1990年）

—DCS向計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制擴(kuò)展，將過程控制、監(jiān)督控制和管理調(diào)度進(jìn)一步結(jié)合起來，并且加強(qiáng)斷續(xù)系統(tǒng)功能，采用專家系統(tǒng)和開放系統(tǒng)互連參考模型為基礎(chǔ)的制造自動化協(xié)議MAP標(biāo)準(zhǔn)，以及硬件上的諸多新技術(shù)，從而克服了自動化孤島問題

—典型產(chǎn)品有Honeywell公司的TDCS3000，日本橫河公司的Centum-XL，Bailey的INFI-90等2023/8/155◆第四階段（1990年以后）

—DCS以管控一體化出現(xiàn)，在硬件上采用了開放的工作站，采用了Client/Server的結(jié)構(gòu)，在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上增加了工廠信息網(wǎng)，并可與互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)，在軟件上采用UNIX和X-Windows的圖形用戶界面，系統(tǒng)的軟件更豐富，一些優(yōu)化和管理良好的界面的軟件被開發(fā)并移植到DCS中

—典型產(chǎn)品有Honeywell公司的TPS控制系統(tǒng)，日本橫河公司的Centum-CS控制系統(tǒng)，F(xiàn)oxboro公司的I/AS50/51系統(tǒng)等—CISC------RISC(complex/reducedinstructionsetcomputer)2023/8/156二、DCS系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)DCS系統(tǒng)有三大部分組成：1、分散過程控制裝置功能：生產(chǎn)過程的各種變量通過它轉(zhuǎn)化為操作監(jiān)視的數(shù)據(jù)，操作的各種信息業(yè)通過過程控制裝置送到各執(zhí)行機(jī)構(gòu)，對輸入輸出量進(jìn)行A/D,D/A轉(zhuǎn)換以及濾波等運(yùn)算組成：AIAODIDOPIPO等功能板，CPU、電源、端子板等2、操作管理裝置功能：操作員可以通過他了解生產(chǎn)能夠過程的運(yùn)行狀況，并通過它發(fā)出操作指令給生產(chǎn)過程組成：人機(jī)界面等3、通信系統(tǒng)功能：在分散過程控制裝置與操作管理裝置之間完成數(shù)據(jù)交換和傳遞組成：線纜和接口2023/8/1572023/8/158

三、開放系統(tǒng)1、可移植性不同DCS廠家的軟件、程序、數(shù)據(jù)及人員可以相互借用，互相移植，到第四代硬件都可以移植。另外以職業(yè)帶來了安全方面的隱患。如，橫河公司的R3用富士公司的PROCESION代為I/O單元。2、互操作性網(wǎng)絡(luò)的連接，使數(shù)據(jù)互通，資源共享。現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)化后，符合標(biāo)準(zhǔn)地各種檢測、變送和執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)品可以互換和替代。第四代表現(xiàn)最明顯。3、可適宜性無論在運(yùn)行的軟件版本高低都可以互通、匹配，就是說應(yīng)用新的同時(shí)不可能把舊的廢掉。4、可得到性也就是容易得到，由于各制造廠的產(chǎn)品具有統(tǒng)一的通信標(biāo)準(zhǔn)，就可以根據(jù)需要選擇產(chǎn)品。2023/8/159§1竄.2集散栗控制擴(kuò)系統(tǒng)愿的特胞點(diǎn)一、集散宵控制布系統(tǒng)勤的特攻點(diǎn)A：DC敬S的基偷本特瞇點(diǎn)：鋸集中妥管理屬，分眼散控脆制B：與模炒擬儀懲表相賴比較臟的特寒點(diǎn)：稻連接古方便盾，容結(jié)易更箏改，丙顯示素方式致靈活謝，內(nèi)案容多暢樣，呈數(shù)據(jù)停存儲棵量大兼。C:與DD禽C比較賄：具逃有操欄作監(jiān)善督方稅便，論危險(xiǎn)閑分散址，功悔能分鳳散等媽優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)怪上又排是遞等階分棕級的二、分級瞞遞階蹄控制帽（畫甩圖）集散吩控制霉系統(tǒng)野在水醉平與何垂直沫方向間都是填分級誕的，旺如圖蠟：操作流站/蜻工程設(shè)師站昆/管沃理員助站通信癥系統(tǒng)控制毅站控制鋪站現(xiàn)場猜信號社現(xiàn)場痰信號20氧23矮/7爽/410二、經(jīng)分散闖控制不僅某僅指思控制綱上的氧分散千，隨籍著生娃場規(guī)皆模越旅來越墊大操托作管蓋理不傳可能固在一油個(gè)控絨制室吵內(nèi)完渴成，透因此纏還有心其他池的含搖義：如：住人員臭的分屯散、改地域彼的分沾散、冠功能兼的分腹散、頓危險(xiǎn)愧的分赴散、誰及操巾作的彎分散悟。三、炸自治慈和協(xié)劣調(diào)性分散俊的基長礎(chǔ)是講集散脖控制像系統(tǒng)座應(yīng)是自治尤的系犧統(tǒng)遞階繞分級謀的基介礎(chǔ)是卻被分趁散的道系統(tǒng)焰應(yīng)是相互虹協(xié)調(diào)的系科統(tǒng)１、DC撥S的各盟組成識部分默使各鋒自為顧政的除自治渾系統(tǒng)杰，各秩自完搖成各呆自的喪功能嚼，相游互又伶有聯(lián)蜻系，防數(shù)據(jù)另信息緩相互陡交換陣，各課種條威件相碰互制座約在注系統(tǒng)腿的協(xié)梯調(diào)下勿工作粒。２、發(fā)分散真過程宮控制雞裝置吊是一誕個(gè)自臟治的咳系統(tǒng)艦，它漿完成鄉(xiāng)豐數(shù)據(jù)述的采劑集、胸信號哭處理吧、計(jì)稈算及戀輸出備功能20技23培/7射/411§1做.3集散茄控制渠系統(tǒng)棋的展只望一、舊總述集散雀控制索系統(tǒng)鴿將向額兩個(gè)押方向斤發(fā)展騎：一個(gè)旁是向刮上發(fā)副展：竿向CI責(zé)MS計(jì)算億機(jī)集悉成制聚造系容統(tǒng)，CI重PS計(jì)算侄機(jī)集且成過證程系堅(jiān)統(tǒng)發(fā)箏展。另一贊個(gè)是伍向下沈發(fā)展瞞：即俯向FC樣S現(xiàn)場乎總線背發(fā)展二、懲信息叨化集擴(kuò)成系屑統(tǒng)提供惹了從講現(xiàn)場錢到設(shè)羞備，打從設(shè)奧備到蹤蝶車間泊、從阻車間洪到工犯廠、斷從工蹲廠到忍企業(yè)裂集團(tuán)搞的整預(yù)個(gè)信持息通泉道，鍋體現(xiàn)嬸了信狼息的賄全面瓦性、學(xué)準(zhǔn)確速性、嘩實(shí)時(shí)痕性和復(fù)系統(tǒng)侮性。１、渾硬件存貯且容量遺、傳伴輸速逢度、葵標(biāo)準(zhǔn)責(zé)接口毀以及憲操作糠環(huán)境痕都有剝了很或大的匠改變序。２、棄軟件軟件紛方面雀采用吐了標(biāo)影準(zhǔn)化敢原則擋、實(shí)磚用性粥、安襖全性撥、和甜性價(jià)欣比原到則20罩23呼/7午/412二、若場總飾線控歐制系很統(tǒng)FC介S(蘇fe麻il之db財(cái)us丑c拿on贏tr料ol義s爬ys殺te段m)DC幣S未來掉發(fā)展爬的趨熟勢1、國現(xiàn)場掙總線現(xiàn)場喇總線蛛的應(yīng)脈用在遷儀器怖儀表杏業(yè)帶及來一升場深施刻的異變革熔，將附傳統(tǒng)堂的信每號、孫通信催、系歐統(tǒng)標(biāo)溉準(zhǔn)河貢自控柿系統(tǒng)濕的體剛系結(jié)臉構(gòu)、剃設(shè)計(jì)警方法浮，安筍裝調(diào)辰試等星也將育帶來冠新的呼思路芬。2、累現(xiàn)場填基金區(qū)會FF19席94下年成政立1晌0月議成立撤，1粒20息成員糕單位部，中沙國有敞冶金分部自案動化吵研究唯所、耐北京照華控桂技術(shù)坐有限般公司歡、中牲國儀愛器儀吉表協(xié)或會等衣單位建加入略?；鹗罆F(xiàn)繳場總杰線是它在多誓臺智四能化晝現(xiàn)場朱設(shè)備聲及自鏈動化誤系統(tǒng)例間的企有數(shù)種字化虹的雙汪向的束多站肚通信修連結(jié)創(chuàng)而成搜的一姨種網(wǎng)足絡(luò)，盲取代輝了4本--天20mA模擬穗信號旗標(biāo)準(zhǔn)告，用范于連梨結(jié)智隆能現(xiàn)鑰場總槐想儀欠表和控制年室設(shè)竿備的近雙向辨數(shù)字勤多站隊(duì)通信迫協(xié)議宴。20勝23囑/7付/413３、漢現(xiàn)場墓總線虎的特饑點(diǎn)①用速戶對影產(chǎn)品愛的選晨擇權(quán)刪增至塵最大②消貧除了趁4－援20mA模擬殘儀表糞通信悠的瓶足頸現(xiàn)努象③降宅低現(xiàn)鼓場安跨裝費(fèi)需用和勢減少匪相應(yīng)移設(shè)備④為細(xì)用戶惕提供簡更多厭功能⑤增夏強(qiáng)了快系統(tǒng)邪的自悼治性⑥提挖高系肌統(tǒng)的玻檢測型精度誤和魯活棒性⑦系尖統(tǒng)組司態(tài)簡閥單，經(jīng)安裝成運(yùn)行暗和維心修方批便三、監(jiān)現(xiàn)場窄總線畜控制普系統(tǒng)FC沸S現(xiàn)場裙總線皮控制款系統(tǒng)購將是欠控制陷的到攏最終懼地分妥散，鋸它把惱控制抄功能怖移到爸了現(xiàn)蔥場沒陷了控臂制站章。有咸人預(yù)憤計(jì)二球十一公世紀(jì)來的控戀制是FC皺S取代DC箱S時(shí)代樣。但產(chǎn)是，緞現(xiàn)場和總線鬧研究寺課題維開發(fā)海工作舍還在胖進(jìn)行惜之中萬，一易些控蒙制功子能和壘標(biāo)準(zhǔn)套還不安完善鄰，發(fā)防展方斤向拭摟目以霧待。20稀23縱/7落/41420盾23仔/7毀/41520驢23著/7坐/41620唉23陳/7責(zé)/41720禮23各/7騎/41820規(guī)23亞/7前/41920獨(dú)23哨/7患/42020昨23少/7協(xié)/42120瞧23只/7導(dǎo)/42220位23皮/7與/42320炒23杠/7慚/424分布條式控餓制的怠技術(shù)速發(fā)展系統(tǒng)風(fēng)硬件傍的發(fā)預(yù)展◆開放衣結(jié)構(gòu)蜻的工敲作站—整體苦運(yùn)算海速度喂快—存貯顆容量卸大—圖形份處理帳功能拳強(qiáng)—良好豆的安解全保令護(hù)系用統(tǒng)—友好折的人性機(jī)界伸面20艘23繞/7隙/425分布偏式控奸制的汽技術(shù)邁發(fā)展牲（續(xù)摧）◆現(xiàn)場應(yīng)總線—互操烤作性—更低卻的安防裝費(fèi)沈用—更低涼的維盡護(hù)費(fèi)叢用—有助刊于維荒護(hù)—改進(jìn)憑功能20烏23雄/7筍/426分布銹式控枯制的榜技術(shù)貨發(fā)展轎（續(xù)群）◆現(xiàn)場涼總線—互操宇作性—更低嚷的安停裝費(fèi)爆用—更低槽的維牛護(hù)費(fèi)制用—有助深于維套護(hù)—改進(jìn)襲功能20件23五/7浴/427分布述式控雪制的訓(xùn)技術(shù)查發(fā)展罩（續(xù)神）◆開放歷的網(wǎng)鞏絡(luò)結(jié)資構(gòu)