幾種DCS系統(tǒng)培訓(xùn)（高端培訓(xùn)）

工程師培訓(xùn)資料標(biāo)題：幾種DCS系統(tǒng)培訓(xùn)（高端培訓(xùn)）培訓(xùn)人：xx內(nèi)部工程師培訓(xùn)資料DCS硬件體系結(jié)構(gòu)圖（三層）第二章集散控制系統(tǒng)構(gòu)成§2.1、2.2集散控制系統(tǒng)的組成及其功能：也稱為產(chǎn)品管理級。這一級上的管理計(jì)算機(jī)根據(jù)各單元產(chǎn)品的特點(diǎn)以及庫存、銷售等情況，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的總體協(xié)調(diào)和控制。這是集散控制系統(tǒng)的最高級，與辦公自動化系統(tǒng)相連接，可實(shí)施全廠的綜合性經(jīng)營管理和決策?？刂萍墸ㄖ骺乜ǎ┭b置級（I/O卡）OPSES主要有OPS、ES和監(jiān)控計(jì)算機(jī)用來監(jiān)視各站的所有信息，進(jìn)行集中顯示和操作、控制回路組態(tài)、參數(shù)修改和優(yōu)化過程處理等。過程控制級直接與現(xiàn)場各類設(shè)備（如變送器、執(zhí)行器等）相連，對所連接的裝置實(shí)施監(jiān)測和控制；同時它還向上傳遞裝置的特性數(shù)據(jù)和采集到的實(shí)時數(shù)據(jù)，并接收上一層發(fā)來的管理信息。在不同的DCS中，過程控制級所采用的裝置結(jié)構(gòu)形式大致相同，但名稱各異，如過程控制單元、現(xiàn)場控制站、過程監(jiān)測站、過程控制級、過程接口單元等例：P73§2.5~8DCS采用層次化體系結(jié)構(gòu)分為四個層次，如下圖：ExperionPKS(美Honeywell)zhm07@126.com

控制管理級（操作站：ES、OPS、CRT)

過程控制級(FCU)上行網(wǎng)絡(luò)：以太網(wǎng)一統(tǒng)天下下行網(wǎng)絡(luò)：支持多種主流的現(xiàn)場總線MACS理解DCS的結(jié)構(gòu)特點(diǎn);掌握和利時公司MACS系統(tǒng)現(xiàn)場控制站和操作員站的硬件組成及其功能;掌握和利時公司MACS系統(tǒng)的常用控制算法模塊;掌握DCS控制系統(tǒng)組態(tài)方法。第2章集散控制系統(tǒng)構(gòu)成主要內(nèi)容：§2.4DCS的構(gòu)成示例HOLLiASMACS(以下簡稱MACS）是和利時公司推出的新一代分布式控制系統(tǒng)（典型的中小型集散控制系統(tǒng)），本節(jié)以MACS為例，闡述現(xiàn)場控制站和操作員站的硬件構(gòu)成，MACS系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：

1.采用了工業(yè)以太網(wǎng)核心技術(shù)

2.采用Profibus-DP現(xiàn)場總線技術(shù)3.提供了兩個系列的I/O卡件模塊

4.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)靈活

5.具有良好的開放性一、DCS的硬件結(jié)構(gòu)各級都以計(jì)算機(jī)為核心，其中生產(chǎn)管理級、經(jīng)營管理級都是由功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)的，沒有更多的硬件構(gòu)成，這里不再詳細(xì)介紹?？刂乒芾砑売晒こ處熣?、操作員站、管理計(jì)算機(jī)和顯示裝置組成，直接完成對過程控制級的集中監(jiān)視和管理，通常稱為操作站（OS）DCS的硬件和軟件，都是按模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的，故DCS的開發(fā)實(shí)際上就是將系統(tǒng)提供的各種基本模塊按實(shí)際的需要組合為一個系統(tǒng)這個過程稱為系統(tǒng)的組態(tài)。采用組態(tài)的方式構(gòu)建系統(tǒng)可以極大限度地減少許多重復(fù)的工作，為DCS的推廣應(yīng)用提供了技術(shù)保證。DCS的硬件組態(tài)就是根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)的規(guī)模對計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行配置，選擇適當(dāng)?shù)墓こ處熣?、操作員站和現(xiàn)場控制站。不同的DCS，過程控制級所采用的裝置結(jié)構(gòu)形式大致相同，但名稱各異，如：過程控制單元PCU、現(xiàn)場控制站、過程監(jiān)測站、過程接口單元PIU、基本控制器等,這里統(tǒng)稱現(xiàn)場控制站（FCS），所采用的裝置又稱分散控制裝置，由安裝在控制機(jī)柜內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)化模件組裝而成。功能：數(shù)據(jù)采集/處理、運(yùn)算、控制輸出等回憶：zhm07@126.comMACS系統(tǒng)的組成：網(wǎng)絡(luò)、ES、OPS、服務(wù)器（SVR）、通信控制站(CCS)、高級計(jì)算站(ACS)

等系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)用于實(shí)現(xiàn)ES、OPS和系統(tǒng)服務(wù)器與現(xiàn)場控制站之間數(shù)據(jù)、資源的互連、共享及打印等。使用高性能服務(wù)器，完成實(shí)時數(shù)據(jù)庫及歷史數(shù)據(jù)庫的管理和存取、數(shù)據(jù)處理和通信等功能的計(jì)算機(jī)，系統(tǒng)服務(wù)器可雙冗余配置。CCS:由高可靠性能工業(yè)微機(jī)、各種通信卡件和通信軟件組成，實(shí)現(xiàn)與各類現(xiàn)場總線儀表、PLC、智能電子設(shè)備IED、RTU及其他子系統(tǒng)的通信，完成各種通信協(xié)議的解釋和數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換等功能的計(jì)算機(jī)。ACS:由高可靠性能工業(yè)微機(jī)或高性能工作站組成，配有各種專用數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析或高級控制算法軟件，具有用戶可編程環(huán)境的計(jì)算機(jī)。由高檔微機(jī)和各種組態(tài)工具軟件組成，具有系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫組態(tài)、設(shè)備組態(tài)、圖形組態(tài)、控制語言組態(tài)、報表組態(tài)、下裝等功能。監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)(M-NET)實(shí)現(xiàn)ES、OPS、高級計(jì)算站與系統(tǒng)服務(wù)器的互連.控制層的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)稱為控制網(wǎng)絡(luò)(CNET)?？刂凭W(wǎng)絡(luò)采用Profibus工業(yè)現(xiàn)場總線實(shí)現(xiàn)FCS與過程I/O模塊及智能設(shè)備連接通信.

（1.5Mbps）

自動化實(shí)驗(yàn)室MACS采用?級結(jié)構(gòu)：MACS系統(tǒng)具有的功能：數(shù)據(jù)采集、控制運(yùn)算、閉環(huán)控制輸出、設(shè)備和狀態(tài)監(jiān)視、報警監(jiān)視、遠(yuǎn)程通信、實(shí)時數(shù)據(jù)處理和顯示、歷史數(shù)據(jù)管理、日志記錄、事件順序記錄、事故追憶、圖形顯示、控制調(diào)節(jié)、報表打印、高級計(jì)算、組態(tài)、調(diào)試、打印、下裝、診斷?？刂萍墸ㄖ骺乜ǎ┭b置級（I/O卡）OPSES經(jīng)營管理級生產(chǎn)管理級控制管理級過程控制級…生產(chǎn)現(xiàn)場由主控單元、智能I/O單元、電源單元和專用機(jī)柜四部分組成，在主控單元和智能I/O單元上分別固化了實(shí)時控制軟件和I/O單元運(yùn)行軟件。FCS內(nèi)部采用了分布式結(jié)構(gòu)，與系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)相連接的是現(xiàn)場控制站的主控單元，可冗余配置。主控單元通過控制網(wǎng)絡(luò)（CNET）與各個智能I/O單元實(shí)現(xiàn)連接。如圖所示：

1.現(xiàn)場控制站功能2.現(xiàn)場控制站的構(gòu)成一般安裝在靠近現(xiàn)場的地方，以消除長距離傳輸?shù)母蓴_。功能：數(shù)據(jù)采集、工程單位變換、回路控制、順序控制和聯(lián)鎖算法、控制輸出、通過系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)和診斷結(jié)果傳送到系統(tǒng)服務(wù)器等。（一）現(xiàn)場控制站(FCS)控制級（主控卡）裝置級（I/O卡）OPSES經(jīng)營管理級生產(chǎn)管理級控制管理級過程控制級…生產(chǎn)現(xiàn)場…采用單元式模塊化結(jié)構(gòu)，它具備較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力和網(wǎng)絡(luò)通信能力，是MACS系統(tǒng)現(xiàn)場控制站的核心單元。比如：FM811是能夠支持冗余的雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)(以太網(wǎng))的主控單元，通過以太網(wǎng)與MACS系統(tǒng)的服務(wù)器相連，F(xiàn)M811有ProfiBus-DP現(xiàn)場總線接口，與MACS系統(tǒng)的智能I/O單元通信，自身為冗余設(shè)計(jì)，由以下幾部分組成：機(jī)殼、無源底板、CPU卡、100M以太網(wǎng)卡（三塊）、FB193多功能卡、電源模塊、FB121DP主站卡、FB194狀態(tài)顯示卡。其背面圖如下頁所示。機(jī)柜常配有密封門、冷卻風(fēng)扇等，用來安裝現(xiàn)場控制站的各種功能模塊。（1）專用機(jī)柜（2）主控單元/主控模塊

D_LINK以太網(wǎng)網(wǎng)卡DP通訊接口

設(shè)置站號撥碼開關(guān)

冗余接口

專用鍵盤電源接口

FB193多功能卡（完成CPU卡的擴(kuò)展功能）DP卡

電源接口

CPU卡

SNET網(wǎng)的網(wǎng)卡接口RJ45

主控單元的背面板圖（3）智能I/O單元①AI單元FM148:每一通道可接入電壓型或電流型信號，8路輸入均有輸入過壓保護(hù)，還為現(xiàn)場兩線制儀表提供電源輸入；FM148A/E/R兩/四線制接法接收變送器信號采用智能的模塊化結(jié)構(gòu)，可以對8路模擬信號高精度轉(zhuǎn)換，并通過通信接口(ProfiBus-DP)與主控單元交換數(shù)據(jù)。AI單元主要有三種形式模塊：FM143:8路熱電阻模擬量輸入模塊，可以對8路Cu50型及Pt100型熱電阻模擬信號高精度轉(zhuǎn)換；(50～383.02歐姆)FM143A（0～147.15歐姆）“三線制”接法要求熱電阻的一端與一根導(dǎo)線相連，另一端同時接兩根導(dǎo)線，這兩根導(dǎo)線分別接到同一通道的S和C端子。其中，C、S端是可以互換的，不會對結(jié)果有任何不良影響；E、S端則嚴(yán)禁互換。實(shí)際使用若接錯則：用萬用表測量該通道三個接線端子處任意兩兩間的電阻值，如果有兩根線間的電阻值是“0”，把它接到S、C端，另一根線接到E端即可?！岸€制”的接法和使用：當(dāng)對溫度信號要求不高時，可采用“二線制”的方法把熱電阻的兩端引線分別接到端子底座的E、S端子上，再將S端子與C端子用短接線短接。優(yōu)點(diǎn)：減少信號電纜的用量；缺點(diǎn)：信號轉(zhuǎn)換精度有損失，溫度比實(shí)際溫度偏高。誤差大小與信號電纜長度有關(guān)，電纜長度越長，誤差越大；適用于：現(xiàn)場信號距離模塊較近，信號精度要求不高的場合。每個通道四個接線端子ESCNC②AO單元該單元通過現(xiàn)場總線(ProfiBus-DP）與主控單元相連，由單元內(nèi)的CPU對其進(jìn)行處理，然后通過現(xiàn)場總線(ProfiBus-DP)與主控單元通信。其中，F(xiàn)M151A模塊是8路4～20mA/0～20mA/0～5V模擬信號輸出單元。

FM152是6通道4～20mA

③DI單元FM161是16路觸點(diǎn)型開關(guān)量輸入模塊，（每個通道兩個接線端子）是構(gòu)成MACS系統(tǒng)的智能I/O單元的一種。它采用智能的模塊化結(jié)構(gòu)，模塊的工作電源為+24VDC，現(xiàn)場觸點(diǎn)的查詢電壓為+24VDC，現(xiàn)場信號經(jīng)隔離、調(diào)理后由模塊內(nèi)的CPU對其進(jìn)行處理，然后通過現(xiàn)場總線(ProfiBus-DP）與主控單元通信。FM147A:8路熱電偶信號輸入單元，可以對8路模擬信號高精度轉(zhuǎn)換。

用于處理從現(xiàn)場來的熱電偶毫伏電壓和毫伏電壓輸入信號。FM147A模塊與J、K、N、E、S、B、R、T型熱電偶一次測溫元件相連，可以處理工業(yè)現(xiàn)場的溫度信號。由于它的測量信號范圍可達(dá)-5mV，因此可以采樣一定范圍的負(fù)溫。如：-5～+75/35mV、0～+78.125mV冷端溫度補(bǔ)償FM192B-CC將冷端溫度信號轉(zhuǎn)化為與之對應(yīng)的電壓信號，F(xiàn)M147A模塊通過端子底座接收該電壓信號，上報主控單元。主控單元由電壓值計(jì)算出環(huán)境溫度，根據(jù)該環(huán)境溫度值對熱電偶信號進(jìn)行冷端補(bǔ)償。注：對FM151A當(dāng)現(xiàn)場負(fù)載電阻大于等于250Ω時可同時接8路輸出；當(dāng)現(xiàn)場負(fù)載電阻遠(yuǎn)小于250Ω時，由于發(fā)熱限制，建議每個模塊只接6路輸出。④DO單元通過現(xiàn)場總線(ProfiBus-DP）與主控單元相連。由模塊內(nèi)的CPU對其進(jìn)行處理，然后通過現(xiàn)場總線(ProfiBus-DP）與主控單元通信。FM171是16路DC24V繼電器輸出模塊（f低動作電流大，如電機(jī)一天起動一兩次）FM172是8路晶體管輸出模塊；

（頻率f高動作電流小如啤酒生產(chǎn)幾秒檢測一次瓶子）⑤PI單元FM162能實(shí)時采集來自現(xiàn)場的8路隔離型電壓信號的脈沖量，實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)或測頻功能FM162的8路測頻和計(jì)數(shù)功能可根據(jù)用戶的不同需求由上位機(jī)通過組態(tài)設(shè)置⑥回路調(diào)節(jié)模塊FM181模塊是一種回路調(diào)節(jié)模塊。采用智能的模塊化結(jié)構(gòu)，利用現(xiàn)場單一的+24V電源，可完成單回路控制功能。⑦DEH模件FM146模塊是MACS系統(tǒng)智能I/O單元的一種，應(yīng)用在DEH中。它主要完成伺服閥控制信號的伺服放大、手/自動控制的切換、LVDT信號調(diào)制解調(diào)，LVDT自動調(diào)零調(diào)幅，自檢報警，產(chǎn)生防伺服閥和油動機(jī)卡澀的振蕩信號等功能。FM191電源模塊是一種開關(guān)電源，體積小、重量輕、變換效率高，它為MACS系統(tǒng)現(xiàn)場控制站的智能I/O單元提供+24V電源。模塊具有完善的保護(hù)電路。輸入部分模塊采用可熔斷保險絲進(jìn)行過電流保護(hù)，當(dāng)輸入端電流大于3A且持續(xù)時間較長（毫秒級）時，保險絲熔斷，以保護(hù)后級電路及器件。模塊還采用防雷擊保護(hù)管進(jìn)行過電壓保護(hù)。使用防雷擊器件進(jìn)行瞬間過電壓保護(hù)，主要防止雷電等瞬間高電壓的引入損壞電路。輸出部分使用自恢復(fù)保險絲防止輸出過流損壞輸出級器件，使用壓敏電阻進(jìn)行輸出過壓保護(hù)。（4）電源單元（二）操作站（OS）多數(shù)DCS分為ES和OPS：ES由高檔微機(jī)和各種組套工具軟件組成，運(yùn)行在中文WINDOWSNT4.0平臺上。站點(diǎn)具有對系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)的功能。OS由于要對生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)際操作，故需要采用專用的高可靠性工業(yè)微機(jī)和操作員專用軟件。OS監(jiān)控軟件是最直接和最重要的人機(jī)接口，需支持專用工業(yè)鍵盤、軌跡球或觸摸屏等外部設(shè)備。軟件運(yùn)行在中文WINDOWSNT4.0平臺上。OP實(shí)行身份驗(yàn)證，OP輸入相應(yīng)口令即可進(jìn)入OPS.可登陸的級別有：監(jiān)視、操作員和工程師三種，其中：監(jiān)視只能查看畫面，不能操作；操作員可查看畫面可進(jìn)行操作員相關(guān)的操作；工程師可查看畫面可進(jìn)行所有操作。1.OS硬件組成:主要有主機(jī)系統(tǒng)、顯示設(shè)備、輸入設(shè)備、信息存儲設(shè)備和打印機(jī)輸出設(shè)備。采用19｀（或19｀以上）的彩色CRT作為操作員監(jiān)視屏幕。每個操作員站可以接一臺或兩臺彩色監(jiān)視器（最多可接入三臺）。多個監(jiān)視器情況下，共用一個專用鍵盤和一個軌跡球.操作員可采用專用鍵盤上的屏幕切換鍵來確定在哪個屏幕上進(jìn)行對話顯示，另外軌跡球可在三屏幕間移動，因此也可由軌跡球直接激活某一個屏幕進(jìn)行對話.（1）主機(jī)系統(tǒng)主要功能實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)視、對現(xiàn)場直接操作、系統(tǒng)生成和診斷等在同一系統(tǒng)中可接多臺OS，可提高操作性，實(shí)現(xiàn)功能的分擔(dān)和后備作用。有的DCS的OS配備一個工程師站(ES)，用來生成目標(biāo)系統(tǒng)的參數(shù)等。多數(shù)系統(tǒng)的ES和OPS站合在一起，稱為操作站（OS）。僅用一個ES鍵盤，起到ES作用目前大多采用PentiumⅢCPU、256MRAM及以上配置。（2）顯示設(shè)備（3）輸入設(shè)備輸入設(shè)備主要有操作員專用鍵盤和軌跡球。專用鍵盤的外觀如圖所示：（4）信息存儲設(shè)備有只讀存儲器、隨機(jī)存儲器、軟盤、硬盤及磁帶機(jī)等。（5）打印輸出設(shè)備一般要配置兩臺打印機(jī)，分別用于打印生產(chǎn)記錄報表、報警列表和拷貝流程畫面?？蛇B接1臺彩色硬拷貝機(jī)或一臺打印機(jī)。操作員站專用鍵盤和軌跡球(1)趨勢區(qū)

:“綜合變量”、“開關(guān)量”、“報表記錄”各按鍵分別用于進(jìn)入模擬量點(diǎn)或開關(guān)量點(diǎn)、及統(tǒng)計(jì)計(jì)算類型點(diǎn)的趨勢顯示畫面(2)日志區(qū)

各按鍵用于進(jìn)入不同的日志顯示窗口。(3)列表區(qū)

各按鍵用于進(jìn)入各種列表顯示窗口。(4)表格區(qū)

各按鍵用于進(jìn)入不同的事件表格。專用鍵盤（共11分區(qū)）和軌跡球的作用：zhm07@126.com(5)事故追憶和時間順序（SOE）區(qū):各按鍵用于進(jìn)入開關(guān)量點(diǎn)、模擬量點(diǎn)的事故追憶和SOE趨勢顯示畫面專用鍵盤和軌跡球的作用：(8)監(jiān)視區(qū)

“菜單”按鍵用于進(jìn)入工藝流程畫面的主菜單，“設(shè)備狀態(tài)”按鍵用于進(jìn)入整個系統(tǒng)的狀態(tài)畫面(7)操作員區(qū)這組鍵專用于操作員調(diào)用控制調(diào)節(jié)窗口（如PID控制器、手操器、開關(guān)手操器、順控設(shè)備、調(diào)節(jié)門和磨煤機(jī)操作面板），實(shí)現(xiàn)操作畫面和運(yùn)行方式的切換、設(shè)定值和輸出值的調(diào)整等(6)工程師區(qū)：各按鍵用于進(jìn)入工程師的功能操作界面zhm07@126.com(9)打印區(qū)各按鍵用于進(jìn)入打印對話界面(10)報警監(jiān)視區(qū)

“報警監(jiān)視”、“試驗(yàn)報警”按鍵用于分別進(jìn)入普通報警監(jiān)視畫面及具有試驗(yàn)屬性的報警畫面，另外兩個按鍵用于報警確認(rèn)；(11)用戶自定義區(qū)：有16個用戶自定義鍵，用戶可以通過組態(tài)自定義各鍵代表的圖形。說明：字母數(shù)字鍵部分此部分的鍵碼功能同于普通鍵盤的鍵碼專用鍵盤和軌跡球的作用：操作員站專用鍵盤和軌跡球

(2)權(quán)限鎖：通過權(quán)限鎖可以定義操作員站的操作權(quán)限。四個位置的標(biāo)志按順時針方向依次為“權(quán)限1”、“權(quán)限2”、“權(quán)限3”

“權(quán)限4”。權(quán)限鎖的每一個位置均有一個狀態(tài)燈，當(dāng)鑰匙位置定位在該位置時點(diǎn)亮，由鍵盤電路實(shí)現(xiàn)。具體每一個權(quán)限對那幾個現(xiàn)場控制站進(jìn)行操作需在數(shù)據(jù)庫控制表中組態(tài)，也可以在線更改。

(1)燈測試鍵：用于測試鍵盤上的燈狀態(tài)；CRT1、CRT2、CRT3鍵：用于最多三個顯示屏之間的切換專用鍵盤和軌跡球的作用：揚(yáng)聲器功能：發(fā)出至少5種不同的聲音。1種用于錯誤操作提示音響（中頻、兩秒鐘后自動清除，聲音為一長兩短），4種用于報警音響分別對應(yīng)4種級別的報警（1級報警音響為兩短，2級報警音響為一長一短，3級報警音響為短長短，4級報警音響為兩短（與1級報警音響的頻率不同）。軌跡球：可以用來選擇基本功能或功能菜單，如果是基本功能鍵則畫面切換到相應(yīng)的基本功能顯示，如果是功能菜單則打開一個菜單窗口，操作員可進(jìn)一步選擇該窗口中的基本功能，切換畫面顯示。一旦選擇到基本功能，菜單窗口自動關(guān)閉。用途主要包括以下幾個方面：①基畫面工藝系統(tǒng)選擇②流程圖，模擬圖選擇③第二分畫面屏幕按鈕選擇④重要信息提示顯示及關(guān)閉⑤窗口畫面的關(guān)閉2.操作員站功能操作站的CRT是DCS和現(xiàn)場操作運(yùn)行人員的主要界面，它有強(qiáng)大、豐富的顯示功能。常見的有：①模擬參數(shù)顯示可以以模擬方式（棒圖）、數(shù)字方式和趨勢曲線方式顯示過程量、設(shè)定值和控制輸出量；對非控制變量也可用模擬或數(shù)字方式顯示其數(shù)值和變化過程。②系統(tǒng)狀態(tài)顯示以字符、模擬方式或圖形顏色等方式顯示工藝設(shè)備的有關(guān)開關(guān)狀態(tài)（運(yùn)行、停止、故障等）、控制回路的狀態(tài)（手動、自動、串級等）以及順序控制的執(zhí)行狀態(tài)。③多種畫面顯示OPS由高可靠性工業(yè)微機(jī)及專用工業(yè)鍵盤、軌跡球或觸摸屏等設(shè)備和人機(jī)對話、畫面顯示等軟件組成，具有以下功能：

流程圖顯示與操作、報警監(jiān)視即確認(rèn)、日志查詢、趨勢顯示、參數(shù)列表顯示、控制調(diào)節(jié)、在線參數(shù)修改、報表打印等③多種畫面顯示可顯示的畫面如下：總貌畫面圖:用于顯示系統(tǒng)的工藝結(jié)構(gòu)和重要狀態(tài)信息；分組畫面:用于顯示一組的詳細(xì)狀態(tài)；控制回路畫面:用于一個控制回路的詳細(xì)數(shù)據(jù)顯示；流程圖畫面是用模擬圖表示工藝過程和控制系統(tǒng)；報警畫面用來顯示報警信息和報警列表記錄；另外，設(shè)備狀態(tài)畫面用來顯示DCS系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和工作站狀態(tài)。此外還可顯示各類變量目錄畫面、系統(tǒng)組態(tài)畫面、工程師維護(hù)畫面等。如下圖所示：一幅控制分組畫面可以顯示八個工位的儀表圖、過程控制狀態(tài)和過程參數(shù)，也可以顯示相關(guān)趨勢圖。在分組控制畫面上，可以對相關(guān)工位進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，從而完成對連續(xù)過程控制的操作和監(jiān)視

x控制分組畫面畫面右下區(qū)域的三個方框中顯示的內(nèi)容:依次為設(shè)定量（S）、過程量（P）及輸出量（O）的當(dāng)前值，各數(shù)值顏色與棒顏色相對應(yīng)。PID操作畫面圖：當(dāng)PID控制器運(yùn)行于手動、自動或跟蹤狀態(tài)時，設(shè)定值為內(nèi)部給定值；當(dāng)運(yùn)行于串級狀態(tài)時，顯示為串級輸入值；當(dāng)運(yùn)行于手動狀態(tài)時，輸出值由手動給出；當(dāng)運(yùn)行于自動和串級狀態(tài)時，由算法結(jié)果給出；運(yùn)行于跟蹤狀態(tài)時，為跟蹤量點(diǎn)值（運(yùn)行某方式下，該狀態(tài)燈呈綠色，圖中控制器處于自動方式）該P(yáng)ID控制器的功能有：手動、自動、串級及跟蹤運(yùn)行方式的切換，設(shè)定值、手動輸出值的調(diào)整，PID參數(shù)的整定等。畫面左邊的三個棒圖分別代表:設(shè)定值（S）、過程值（P）和輸出值（O）；設(shè)定值（S）棒的高度為當(dāng)前值相對量程的百分?jǐn)?shù)如果PID運(yùn)行于串級狀態(tài)，則設(shè)定棒顯示串級輸入值，在其它運(yùn)行狀態(tài)下顯示內(nèi)給定值；過程值（P）棒的高度表示過程輸入值；輸出值（O）棒的高度表示輸出值。當(dāng)輸出方式為位置式:輸出值的取值范圍為0～100；增量式:輸出值的取值范圍為-100～100。趨勢記錄功能是用于采集和記錄各種儀表參數(shù)并在趨勢記錄畫面上以不同的顏色和線類型顯示各參數(shù)，每張趨勢圖上可同時記錄八點(diǎn)參數(shù)用戶只需簡單地從數(shù)據(jù)庫中選擇點(diǎn)名和相應(yīng)的參數(shù)就可以在線組態(tài)趨勢圖畫面。任何的歷史數(shù)據(jù)采集間隔均可作為趨勢數(shù)據(jù)的采樣間隔。

趨勢記錄畫面趨勢顯示功能包括:實(shí)時趨勢顯示和歷史趨勢顯示兩種，都是用曲線方式反映過程變量的變化狀態(tài)。對于特別重要的工位，可在組態(tài)時定義其強(qiáng)制報警功能，無論系統(tǒng)處在何種狀態(tài)下，都會在當(dāng)前屏幕上方出現(xiàn)一條醒目的紅色報警條，報警條中通知用戶正在發(fā)生的報警的工位名稱、報警性質(zhì)及當(dāng)前值，可輔以聲光報警。操作員看到報警信號后，可按“報警列表系統(tǒng)功能鍵，對報警現(xiàn)狀進(jìn)行仔細(xì)觀察。當(dāng)有報警發(fā)生時，在畫面的第一欄上將顯示有關(guān)報警信息，包括工位標(biāo)記、日期時刻和信息內(nèi)容，同時工位標(biāo)記閃爍及發(fā)出不同的報警聲音通知操作員進(jìn)行確認(rèn)和采取正確的處理辦法。HOLLiAS

MACS應(yīng)用系統(tǒng)的報警功能通過顯示及語音功能及時提示操作員對生產(chǎn)過程中突發(fā)事件進(jìn)行處理，這些事件是產(chǎn)生在生產(chǎn)過程中的非正常工藝狀態(tài)或設(shè)備故障狀態(tài)。報警分列有工藝報警、設(shè)備報警、SOE信號報警。報警畫面：流程圖功能是指用戶可根據(jù)帶控制點(diǎn)的工藝流程圖利用監(jiān)控軟件繪制適合用戶的流程圖畫面，從而將控制對象的變化形象地顯示出來,并建立一個與運(yùn)行相匹配的最佳操作畫面的功能。流程圖畫面每幅圖最多總共可顯示512個模擬量和開關(guān)量，流程圖由背景圖和動態(tài)信息兩部分組成，動態(tài)信息部分包括模擬量和開關(guān)量圖中可設(shè)置熱點(diǎn)以調(diào)用另一幅畫面DCS的報表打印功能不但減輕了運(yùn)行人員手工定時抄寫報表的負(fù)擔(dān)，而且生成的報表外形美觀，內(nèi)容豐富，極大地方便了生產(chǎn)過程的運(yùn)行和管理。報表畫面：HOLLiAS

MACS軟件提供的集成的報表系統(tǒng)，可打印輸出數(shù)據(jù)庫里的所有系統(tǒng)測點(diǎn)。它可以把進(jìn)入報表的工藝測點(diǎn)按用戶自定義的頁面格式輸出。打印的方式可以選擇自動打印和請求打印兩種。MACS系統(tǒng)的組態(tài)包括：圖形組態(tài)、系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫組態(tài)、設(shè)備組態(tài)、控制算法組態(tài)、報表組態(tài)、事故庫組態(tài)、工程師在線/離線查詢?！艚M態(tài)完成后，ES還能對組態(tài)的應(yīng)用工程進(jìn)行調(diào)試、下裝，以確保該工程能應(yīng)用到生產(chǎn)中并能在服務(wù)器、OPS正常工作。◆工程師站還有對服務(wù)器上的服務(wù)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作的功能。◆工程師能根據(jù)應(yīng)用工程的具體需要通過監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)對各個域的服務(wù)器上的數(shù)據(jù)和服務(wù)進(jìn)行起動、停止。當(dāng)某個應(yīng)用工程的方案發(fā)生變化后，工程師只需要在ES上將更改過的方案編譯后執(zhí)行下裝命令就可以了，下裝過程是由系統(tǒng)自動完成的，不影響原控制方案運(yùn)行。ES配有MACS組態(tài)軟件包供用戶實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)的組態(tài)，后面介紹3、工程師站功能：組態(tài)和編程實(shí)質(zhì)上，在線系統(tǒng)的操作設(shè)定由工程師設(shè)定完成，在系統(tǒng)調(diào)試完畢，操作由操作員具體操作，操作員的所有功能工程師都能夠完成，在線畫面在操作員登錄后，對操作無關(guān)的項(xiàng)目作了權(quán)限設(shè)置，操作員功能的右鍵菜單及在線系統(tǒng)菜單項(xiàng)無變化，只是在操作員無權(quán)限使用的功能是灰色，為不可選。二、DCS的軟件系統(tǒng)DCS軟件系統(tǒng)可分為四類，如圖所示：DCS軟件系統(tǒng)現(xiàn)場控制站應(yīng)用軟件系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件1.報警檢測、輸入、輸出2.實(shí)時數(shù)據(jù)庫3.連續(xù)過程控制4.順序控制通信軟件組態(tài)軟件操作員站應(yīng)用軟件1.過程畫面顯示、操作和管理2.日志管理、歷史數(shù)據(jù)存儲3.報表打印4.人機(jī)接口DCS的系統(tǒng)軟件為用戶提供高可靠性實(shí)時運(yùn)行平臺和功能強(qiáng)大的開發(fā)工具；DCS的組態(tài)軟件為用戶提供相當(dāng)豐富的功能軟件模塊和功能軟件包，控制工程師利用DCS提供的組態(tài)軟件，將各種功能模塊進(jìn)行適當(dāng)?shù)摹敖M裝連接”（即組態(tài)），十分方便地生成滿足控制系統(tǒng)要求的各種應(yīng)用軟件。組態(tài)：采用應(yīng)用軟件中提供的工具、方法完成工程中某一具體

任務(wù)的操作過程。DCS的組態(tài)包括一下四部分：系統(tǒng)組態(tài)：分軟件和硬件組態(tài)硬件組態(tài)是指建立硬件之間的連接和地址分配；軟件組態(tài)包括對有關(guān)設(shè)備安裝相應(yīng)的操作系統(tǒng)軟件和系統(tǒng)軟件，用軟件方式描述各設(shè)備之間的連接關(guān)系、安裝位置等控制組態(tài)：建立控制系統(tǒng)的連接；設(shè)置有關(guān)功能塊參數(shù)；即

使用DCS制造商提供的內(nèi)部儀表（或稱功能塊）通過軟件連接的方式連接起來，實(shí)現(xiàn)所需的控制方案或控制策略。畫面組態(tài)：圖形元素；標(biāo)準(zhǔn)畫面；字符編輯；動態(tài)畫面；畫面合成；畫面調(diào)用；操作分區(qū)；操作組態(tài)：用于對多臺操作站的分工、外部打印機(jī)的分工及管理等組織工作Configuration（一）現(xiàn)場控制站軟件系統(tǒng)FCS的軟件可分為:執(zhí)行代碼部分和數(shù)據(jù)部分?jǐn)?shù)據(jù)采集、輸入輸出和有關(guān)系統(tǒng)控制的軟件的程序執(zhí)行代碼部分固化在現(xiàn)場控制單元的EPROM中，而相關(guān)的實(shí)時數(shù)據(jù)則存放在RAM中，在系統(tǒng)復(fù)位或開機(jī)時，這些數(shù)據(jù)的初始值從網(wǎng)絡(luò)上裝入。執(zhí)行代碼有周期性和隨機(jī)性兩部分，如周期性的數(shù)據(jù)采集、轉(zhuǎn)換處理、越限檢查、控制算法、網(wǎng)絡(luò)通信和狀態(tài)檢測等，這些周期性執(zhí)行部分是由硬件時鐘定時激活的；另一部分是隨機(jī)執(zhí)行部分，如系統(tǒng)故障信號處理、事件順序信號處理和實(shí)時網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的接收等，是由硬件中斷激活的。

1．實(shí)時數(shù)據(jù)庫現(xiàn)場控制單元的RAM是一個實(shí)時數(shù)據(jù)庫，是現(xiàn)場控制站的核心，在這里進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，各執(zhí)行代碼都與它交換數(shù)據(jù)，用來存儲現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)、控制輸出以及某些計(jì)算的中間結(jié)果和控制算法結(jié)構(gòu)等方面的信息。

2．輸入輸出軟件現(xiàn)場控制單元直接與現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，完整的輸入輸出軟件，包括以下幾部分：◆開關(guān)量輸入模塊成組讀入開關(guān)量輸入數(shù)據(jù)，并進(jìn)行故障聯(lián)鎖報警檢測。◆模擬量輸入模塊對模擬量信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并根據(jù)需要，進(jìn)行信號的各種處理如數(shù)字濾波處理等和各種轉(zhuǎn)換成如標(biāo)度變換、開方運(yùn)算等?！裟M量輸出模塊輸出4～20mADC或者1～5VDC模擬信號?！糸_關(guān)量輸出模塊輸出各種規(guī)格開關(guān)量信號。DCS的控制功能是由組態(tài)軟件生成，由控制站實(shí)施。MACS系統(tǒng)提供的控制算法模塊如表7.1所示。(1)2≤輸入端個數(shù)≤8且懸空的端子不參與運(yùn)算(2)G1，G2，…，G8分別為輸入I1，I2，…，I8的系數(shù)輸入端（I），輸出端（AV），AV(K)=G1*I1(K)+G2*I2(K)+…+G8*I8(K)加法3．控制軟件模塊輸入端（I），輸出端（AV）2≤輸入端個數(shù)≤8且懸空的端子不參與運(yùn)算(2)G1，G2，…，G8分別為輸入I1，I2，…，I8的系數(shù)(3)B1，B2，…，B8分別為輸入I1，I2，…，I8的偏置系數(shù)AV(K)=(G1*I1(K)+B1)*(G2*I2(K)+B2)*…*(G8*I8(K)+B8)乘法(1)輸入端（I），輸出（AV）；2≤輸入端個數(shù)≤8且懸空的端子不參與運(yùn)算(2)G1，G2，…，G8分別為輸入I1，I2，…，I8的系數(shù)；AV(K)=G1*I1(K)-G2*I2(K)-…-G8*I8(K)減法除法當(dāng)Gx*Ix(K)+Bx≠0時，x(x=2或3，…，8)AV(K)=(G1*I1(K)+B1)/(G2*I2(K)+B2)/(G3*I3(K)+B3)/…/(G8*I8(K)+B8)否則AV(K)=AV(K-1)。(1)輸入端（I），輸出端（AV）2≤輸入端個數(shù)≤8且懸空的端子不參與運(yùn)算(2)G1，G2，…，G8分別為輸入I1，I2，…，I8的系數(shù)(3)B1，B2，…，B8分別為輸入I1，I2，…，I8的偏置系數(shù)開方如果IN(K)>=ZC，則AV(K)=GN*(IN(K)**0.5)；否則，AV(K)=0；輸入端（IN），輸出端（AV），GN為系數(shù)，**為冪函數(shù)的符號積分器根據(jù)設(shè)定值與反饋值之差進(jìn)行調(diào)節(jié)。AV（K）=AV（K-1）±ΔU（K）ΔU（K）=KI×TS×（SV（K）-PV（K））/TI設(shè)定值（SV），過程值（PV）輸出端（AV），積分增益（KI）積分時間（TI），輸入死區(qū)（DI）輸出上限（OT）輸出下限（OB）輸出變化率（OR）動作方式（AD）0：反作用，1：正作用過程值輸入（PV）串級輸入（CS）輸入補(bǔ)償（IC）；輸出補(bǔ)償（OC);跟蹤量點(diǎn)（TP）跟蹤開關(guān)（TS）輸出端（AV）；比例帶（BD）積分時間（TI）；微分增益（KD）微分時間（TD）Si表示是否要采取積分分離措施，以消除殘差當(dāng)|E(n)|>SV時，Si=0，為PD控制；當(dāng)|E(n)|<=SV時，Si=1，為PID控制；從輸入補(bǔ)償端IC進(jìn)入的值用來對偏差進(jìn)行加補(bǔ)償。即如果IC端有輸入信號，則E(n)要加上IC端的值（純滯后控制）。從輸出補(bǔ)償端OC進(jìn)入的值用來對控制量U(n)進(jìn)行加補(bǔ)償。即如果OC端有輸入信號，則U(n)要加上OC端的值（前饋控制）。比例積分微分控制器輸入端（I1）輸入端（I2）輸出端DV反向輸出端RV輸入死區(qū)（DI），DI≥0取代硬伺服放大器，實(shí)現(xiàn)DCS與電動執(zhí)行器直接相連。如果I1(K)-I2(K)

DI，則DV=1，RV=0；如果I1(K)-I2(K)-DI，則DV=0，RV=1；如果-DI≤I1（K）-I2（K）≤DI，則DV=0，RV=0伺服放大輸入端（IN），輸出端（AV）比例增益(KG)，時間常數(shù)(TC)該算法可表示為：KG*SAV(S)=————IN(S)1+TC*S其差分方程為：AV(K)=[KG*IN(K)-KG*IN(K-1)+TC*AV(K-1)]/(TS+TC)微分輸入端1（I1）輸入端2（I2）選擇開關(guān)（SW）輸出端（AV）輸出變化率（OR）選擇開關(guān)SW(K)=0時：AV(K)=I1(K)；

SW(K)=1時：AV(K)=I2(K)。在切換發(fā)生時AV以變化率OR逐漸向選定的輸出值靠近，即AV(K)=AV(K-1)+OR*(I2(K)-I1(K))，直到AV(K)=I2(K)；或AV(K)=AV(K-1)+OR*(I1(K)-I2(K))，直到AV(K)=I1(K)；如果代表選擇開關(guān)的點(diǎn)名為空，則AV(K)=I1(K)。無擾切換輸入端（IN）；強(qiáng)制手動開關(guān)（FM），程控自動開關(guān)（PA）；跟蹤開關(guān)（TS）；跟蹤量點(diǎn)（TP）；輸出端（AV）；輸出偏置（BS）；輸出變化率（OR）；輸出上限（OT）；輸出下限（OB）；量程上限（MU）；量程下限（MD）；工作方式（RM）；手動變化率（MR）該算法在自動方式下的計(jì)算公式為：AV(K)=IN(K)+BS；手動方式時按手動增減鍵，AV(K)=AV(K-1)±MR×（MU–MD）按快速手動增減鍵，AV(K)=AV(K-1)±OR跟蹤方式時，AV(K)等于跟蹤量點(diǎn)的值。如果AV(K)>OT，AV(K)=OT；如果AV(K)<OB，AV(K)=OB；當(dāng)由手動切換到其它運(yùn)行方式時，以輸出變化率OR滑向目標(biāo)值。手操器（二）操作員站軟件系統(tǒng)

DCS中的工程師站或操作員站必須完成系統(tǒng)的開發(fā)、生成、測試和運(yùn)行等任務(wù)，這就需要相應(yīng)的系統(tǒng)軟件支持，這些軟件包括操作系統(tǒng)、編程語言及各種工具軟件等。1．操作系統(tǒng)DCS采用實(shí)時多任務(wù)操作系統(tǒng)，其顯著特點(diǎn)是實(shí)時性和并行處理性。實(shí)時性:指高速處理信號的能力，這是工業(yè)控制所要求的并行處理特性:指能夠同時處理多種信息，它也是DCS中多種傳感器信息、控制系統(tǒng)信息需同時處理的要求。此外，用于DCS的操作系統(tǒng)還應(yīng)具有如下功能：按優(yōu)先級占有處理機(jī)的任務(wù)調(diào)度方式、事件驅(qū)動、多級中斷服務(wù)、任務(wù)之間的同步和信息交換、資源共享、設(shè)備管理、文件管理和網(wǎng)絡(luò)通信等。2．操作站上運(yùn)行的應(yīng)用軟件一套完善的DCS，其操作站上運(yùn)行的應(yīng)用軟件應(yīng)完成如下功能：實(shí)時數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)管理、日志生成、歷史數(shù)據(jù)庫管理、圖形管理、歷史數(shù)據(jù)趨勢管理、記錄報表生成與打印、人機(jī)接口控制、控制回路調(diào)節(jié)、參數(shù)列表、串行通信和各種組態(tài)等。（三）DCS控制回路組態(tài)目前各種不同的DCS提供的組態(tài)方法各不相同，MACS系統(tǒng)提供了功能塊圖（FBD）、梯形圖（LD）、順序功能表（SFC）、結(jié)構(gòu)化文本（ST）、計(jì)算公式（FM）和用戶自定義功能塊(UDFB)等六種方案語言，而工程下新建方案頁只能是用戶自定義功能塊(UDFB)，只可選擇ST或FBD方案語言。下面給出兩種常用組態(tài)方式：定義：利用DCS系統(tǒng)提供各種控制算法模塊，依靠軟件組態(tài)構(gòu)成各種各樣的實(shí)際控制系統(tǒng)。要實(shí)現(xiàn)一個滿足實(shí)際需要的控制系統(tǒng)，首先進(jìn)行實(shí)際系統(tǒng)分析，對實(shí)際控制系統(tǒng)，按照組態(tài)的要求進(jìn)行分析，找出其輸入量、輸出量以及需要用到的模塊，確定各模塊間的關(guān)系；然后生成需要的控制方案，利用DCS提供的組態(tài)軟件，從模塊庫中取出需要的模塊，按照組態(tài)軟件規(guī)定的方式，把它們接成符合實(shí)際需要的控制系統(tǒng)，并賦予各模塊需要的參數(shù)。在工程師操作鍵盤上，通過鼠標(biāo)或鍵盤等操作，調(diào)用各種獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算模塊，用線條連接成多種多樣的控制回路。例：操作器控制算法組態(tài)如圖所示：

1.利用功能塊圖（FBD）組態(tài)說明：FM為操作器的強(qiáng)制手動開關(guān)；PA為操作器的程控自動開關(guān)；TS為操作器的跟蹤開關(guān)；TP為操作器的跟蹤量點(diǎn)。（1）DVAFTER=1為跟蹤狀態(tài)，OPEROUT依每周期變化10的速率滑向AVAFTER。（2）DVAFTER=0，DVMAN=1為手動狀態(tài)，OPEROUT直接受在線操作器調(diào)節(jié)畫面中增減鍵控制。（3）DVAFTER=0，DVAUTO=1為自動狀態(tài)，OPEROUT依每周期變化10的速率滑向OPERIN。（4）若該算法塊中未輸入強(qiáng)制手動開關(guān)、程控自動開關(guān)和跟蹤開關(guān)，則手動/自動跟蹤狀態(tài)可通過在線操作器調(diào)節(jié)畫面中“手動”、“自動”、“跟蹤”按鈕切換。圖示為一個水箱水位控制系統(tǒng)。系統(tǒng)有兩臺水泵P1、P2，一個水箱，兩個液位傳感器。系統(tǒng)要求為：當(dāng)水位低于L2時，兩臺水泵同時啟動盡快地恢復(fù)正常水位；當(dāng)水位高于L2低于L1時，只啟動一臺水泵，為了泵的均衡使用，每當(dāng)只有一臺水泵需要運(yùn)行時要求兩臺泵輪流工作；當(dāng)水位超過L1時，兩臺水泵均停止運(yùn)行。

2.利用順序功能表（SFC）組態(tài)設(shè)：水箱水位為LD01（數(shù)據(jù)庫點(diǎn)）；L1為1500mm，L2為1200mm；P1、(P2)為1時泵啟動，為0時泵停止。

操作器參數(shù)輸入對話框

根據(jù)系統(tǒng)的工藝生產(chǎn)過程，畫出SFC圖，再依據(jù)SFC設(shè)計(jì)出LD水箱水位:LD01L1為1500mmL2為1200mm選擇序列LD01<1500LD01<1200LD01>1500LD01<1500LD01>1200LD01<1200LD01>1500LD01>1200選擇序列首先：分步再找轉(zhuǎn)換條件SFC組態(tài)方案中：步0為起始步，此時水位高于L1，不執(zhí)行任何動作；當(dāng)水位低于L1（TRANS1），步0轉(zhuǎn)移到步1，執(zhí)行動作，使泵P1運(yùn)行。這時水位變化有兩種可能：一是水位繼續(xù)下降低于L2（TRANS2）則兩臺水泵應(yīng)同時運(yùn)行即步2；另一種可能是水位上升，高于L1（TRANS3）則都不工作，對應(yīng)步3；在SFC中，這種情況由選擇序列來完成。當(dāng)水位再次高于L2時（TRANS4）或水位再次降低于L1（TRANS5），系統(tǒng)輪流啟動P2，對應(yīng)步4。有兩種可能：一是水位繼續(xù)下降低于L2（TRANS6）則應(yīng)使兩臺水泵同時運(yùn)行（步5）另一種可能性是水位上升，直到高于L1（TRANS8），則兩臺水泵都不工作，對應(yīng)起始步0。本方案不考慮水泵的異常情況，假設(shè)本方案所涉及的各個部件均一直處于正常工作狀態(tài)。當(dāng)水位再次高于L2（TRANS7）或水位再次降低于L1（TRANS1）時，系統(tǒng)輪流啟動P1，這對應(yīng)步1。不難看出，SFC能清楚的揭示系統(tǒng)實(shí)際操作順序，它不僅簡化了設(shè)計(jì)過程，更重要的是加速了故障的診斷過程?？刂葡到y(tǒng)實(shí)時運(yùn)行活動時，可以通過終端屏幕來顯示當(dāng)時動作的步和轉(zhuǎn)移的狀態(tài)。維修人員能清楚地知道現(xiàn)在程序工作在哪一步，一旦發(fā)生順序中斷，很快就能找出故障。同時，SFC方案也很直觀，易于理解。（四）流程圖組態(tài)DCS是一種綜合控制系統(tǒng)，具有豐富的控制系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)畫面顯示功能。利用工業(yè)流程畫面技術(shù)不僅實(shí)現(xiàn)模擬屏的顯示功能，而且使多種儀表的顯示功能集成于一個顯示器。這樣，采用若干臺顯示器即可顯示整個工業(yè)過程的上百幅流程畫面，達(dá)到縱覽工業(yè)設(shè)備運(yùn)行全貌的目的，而且可以逐層深入，細(xì)致入微地觀察各個設(shè)備的細(xì)節(jié)。DCS的流程畫面技術(shù)支持各種棒圖、歷史圖和趨勢圖等。工業(yè)流程畫面的顯示內(nèi)容分為兩種：一種是反映生產(chǎn)工藝過程的背景圖形（如各種容器的輪廓、各種管道、閥門等）和各種坐標(biāo)及提示符等。這些圖素一次顯示出來，只要畫面不切換，它是不改變的。另一種是隨著實(shí)時數(shù)據(jù)的變化周期刷新的圖形，如各種數(shù)據(jù)顯示、棒圖等。此外在各個流程畫面上一般還設(shè)置一些激勵點(diǎn)，它們作為熱鍵使用，用來快速打開對應(yīng)的窗口。

如圖：（五）歷史數(shù)據(jù)庫及報表組態(tài)1.歷史數(shù)據(jù)庫的組態(tài)

DCS支持歷史數(shù)據(jù)存儲和趨勢顯示功能，如圖：歷史數(shù)據(jù)庫的建立有多種方式，而較為先進(jìn)的方式是采用生成方式。MACS系統(tǒng)中建立歷史數(shù)據(jù)庫方法，是在工程師站定義應(yīng)用系統(tǒng)中各種趨勢表、事故追憶表、簡化歷史庫表，用戶還可以按自己需要定義表格內(nèi)容。與實(shí)時數(shù)據(jù)庫生成一樣，歷史數(shù)據(jù)庫的生成是離線進(jìn)行的。在線運(yùn)行時，用戶還可對個別參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)修改。歷史數(shù)據(jù)包括模擬量、開關(guān)量和計(jì)算量，它們可分為如下三類：①短時數(shù)據(jù)采樣時間短、保留時間短的數(shù)據(jù)；②中時數(shù)據(jù)采樣時間中等、保留時間中等(例如24h或48h)的數(shù)據(jù)；③長時數(shù)據(jù)采樣時間長、保留時間長（例如長達(dá)一個月）的數(shù)據(jù)。不同的DCS在報表打印功能方面存在較大的差異。某些DCS具有很強(qiáng)的報表打印功能，但某些DCS僅僅提供基本的報表打印功能。一般來說，DCS支持如下兩類報表打印功能：(1)周期性報表打印用來代替操作員的手工報表，打印生產(chǎn)過程中的操作記錄和一般統(tǒng)計(jì)記錄(2)觸發(fā)性報表打印由某些特定事件觸發(fā)，一旦事件發(fā)生，即打印事件發(fā)生前后的一段時間內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)。2.報表組態(tài)MACS中，報表組態(tài)軟件需要和EXCEL配合使用，報表工具共同為用戶提供了強(qiáng)大的報表組態(tài)系統(tǒng)，組態(tài)過程采用“所見即為所得”的方式。用戶可利用EXCEL提供的各種功能設(shè)定表格格式，在單元格中錄入說明性，然后力偶那個報表組態(tài)軟件設(shè)置動態(tài)點(diǎn)，完成報表編輯。說明：在進(jìn)入報表編輯之前必須完成系統(tǒng)庫的組態(tài)，即報表中設(shè)置的動態(tài)點(diǎn)必須在系統(tǒng)庫中定義過。另外，它又與控制方案生成系統(tǒng)有關(guān)，定時打印報表需要用功能塊來驅(qū)動。報表生成過程是指用戶進(jìn)入報表生成系統(tǒng)，編輯、組態(tài)報表，再進(jìn)行編譯生成報表文件的過程。用戶可根據(jù)需要將報表文件下裝到各打印站。（六）OPC技術(shù)簡介

OPC（OLEforProcessControl）即用于過程控制的OLE技術(shù)，是一項(xiàng)面向工業(yè)過程控制的數(shù)據(jù)交換軟件技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)是從微軟的OLE（對象鏈接和嵌入）技術(shù)發(fā)展而來，建立在OLE規(guī)范之上，為過程控制領(lǐng)域應(yīng)用而提供的一種標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)訪問機(jī)制。工業(yè)控制領(lǐng)域用到大量的現(xiàn)場設(shè)備，在OPC出現(xiàn)以前，為了存取現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)信息，自動化軟件開發(fā)商需要開發(fā)大量的驅(qū)動程序來連接這些設(shè)備。即使硬件供應(yīng)商在硬件上做了一些小小改動，應(yīng)用程序就可能需要重寫；同時，硬件供應(yīng)商只能以DLL或DDE服務(wù)器方式提供最新的硬件驅(qū)動程序，對于最終用戶來說，就意味著繁重的編程任務(wù)。而且，DLL和DDE是平臺相關(guān)的，與具體的操作系統(tǒng)有密切的關(guān)系，同時，由于DDE和DLL并不是為過程控制領(lǐng)域而設(shè)計(jì)的，設(shè)備通知、事件以及歷史數(shù)據(jù)等過程控制領(lǐng)域常見的通信要求，實(shí)現(xiàn)起來非常困難。隨著OPC的提出，這個問題開始得到解決。OPC規(guī)范包括OPC服務(wù)器（OPCServer）和OPC客戶（OPCClient）兩個部分，其實(shí)質(zhì)是在硬件供應(yīng)商和軟件開發(fā)商之間建立了一套完整的“規(guī)則”，只要遵循這套規(guī)則，數(shù)據(jù)交互對兩者來說都是透明的，硬件供應(yīng)商無需考慮應(yīng)用程序的多種需求和傳輸協(xié)議，便能夠提供一個功能齊備的應(yīng)用接口。軟件開發(fā)商也無需了解硬件的實(shí)質(zhì)和操作過程。到目前為止，OPC標(biāo)準(zhǔn)包含了三個規(guī)范，分別是：實(shí)時數(shù)據(jù)存?。∣PCDA）規(guī)范、報警與事件（OPCAE）規(guī)范歷史數(shù)據(jù)存?。∣PCHDA）規(guī)范。其中，實(shí)時數(shù)據(jù)存?。∣PCDA）最為成熟；報警與事件（OPCAE）規(guī)范和歷史數(shù)據(jù)存?。∣PCHDA）規(guī)范相對較新，多是來自于主要軟件開發(fā)商的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。目前的OPC軟件產(chǎn)品分為兩類：OPC服務(wù)器端軟件和OPC客戶端應(yīng)用軟件。OPC服務(wù)器軟件和整個DCS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)關(guān)系如圖所示?？梢钥闯觯琌PCServer軟件的運(yùn)行環(huán)境與監(jiān)控軟件基本一致。首先兩者都長時間不間斷地運(yùn)行于控制網(wǎng)的某個操作節(jié)點(diǎn)上，具有相似的硬件環(huán)境和運(yùn)行方式。其次，兩者的運(yùn)行都需要讀入系統(tǒng)組態(tài)信息，并且運(yùn)用相同的網(wǎng)絡(luò)通信模塊。因此，可以認(rèn)為OPCServer和監(jiān)控軟件是運(yùn)行于同一層次上的軟件。

數(shù)據(jù)流示意圖

OPCServer軟件作為一個標(biāo)準(zhǔn)的OPC服務(wù)器，具有其特定的數(shù)據(jù)服務(wù)功能。它提供了訪問DCS系統(tǒng)實(shí)時數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)OPC接口，并定義了相應(yīng)的OPC數(shù)據(jù)格式。同時，由于該軟件僅僅是一個OPC服務(wù)器，因此在運(yùn)行時沒有任何操作界面，數(shù)據(jù)服務(wù)均為后臺執(zhí)行。從功能上說，OPCServer就是將從控制網(wǎng)上取得的實(shí)時數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為OPC格式，并用標(biāo)準(zhǔn)OPC接口的方式提供給用戶（即OPC客戶）。

OPC客戶端的應(yīng)用軟件一般是按用戶的要求制定的，因此難以從整個軟件的結(jié)構(gòu)來說明其開發(fā)設(shè)計(jì)的思路。但在調(diào)用OPC功能、建立與OPCServer的通信等方面基本采用相同的方法。三、DCS的應(yīng)用系統(tǒng)組態(tài)本節(jié)以和利時公司的MACS系統(tǒng)應(yīng)用為例，說明DCS的應(yīng)用系統(tǒng)組態(tài)的一般方法。MACS系統(tǒng)給用戶提供的是一個通用的系統(tǒng)組態(tài)和運(yùn)行控制平臺，應(yīng)用系統(tǒng)需要通過工程師站軟件組態(tài)產(chǎn)生，即把通用系統(tǒng)提供的模塊化的功能單元按一定的邏輯組合起來，形成一個能完成特定要求的應(yīng)用系統(tǒng)。系統(tǒng)組態(tài)后將產(chǎn)生應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫、控制運(yùn)算程序、歷史數(shù)據(jù)庫、監(jiān)控流程圖以及各類生產(chǎn)管理報表。應(yīng)用系統(tǒng)組態(tài)可如圖所示的流程：在進(jìn)入系統(tǒng)組態(tài)前，應(yīng)首先確定測點(diǎn)清單、控制運(yùn)算方案、系統(tǒng)硬件配置，包括系統(tǒng)的規(guī)模、各站IO單元的配置及測點(diǎn)的分配等，還要提出對流程圖、報表、歷史數(shù)據(jù)庫、追憶庫等的設(shè)計(jì)要求。在正式進(jìn)行應(yīng)用工程的組態(tài)前，必須針對該應(yīng)用工程定義一個工程名，該目標(biāo)工程建立后，便建立起了該工程的數(shù)據(jù)目錄。數(shù)據(jù)庫組態(tài)就是定義和編輯系統(tǒng)各站的點(diǎn)信息，這是形成整個應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)。在MACS系統(tǒng)中有兩類點(diǎn)，一類是實(shí)際的物理測點(diǎn)，存在于現(xiàn)場控制站和通信站中，點(diǎn)中包含了測點(diǎn)類型、物理地址、信號處理和顯示方式等信息；一類是虛擬量點(diǎn)，同實(shí)際物理測點(diǎn)相比，差別僅在于沒有與物理位置相關(guān)的信息，可在控制算法組態(tài)和圖形組態(tài)中使用。應(yīng)用系統(tǒng)的硬件配置通過系統(tǒng)配置組態(tài)軟件完成。采用圖形方式，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)上連接的每一種設(shè)備都與一種基本圖形對應(yīng)。在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)備組態(tài)之前必須在數(shù)據(jù)庫總控中創(chuàng)建相應(yīng)的工程。在完成數(shù)據(jù)庫組態(tài)后就可以進(jìn)行控制算法組態(tài)。MACS系統(tǒng)提供了符合國際IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的五種工具：SFC、ST、FBD、LD和FM。系統(tǒng)聯(lián)編功能連接形成系統(tǒng)庫，成為操作員站、現(xiàn)場控制站上的在線運(yùn)行軟件運(yùn)行的基礎(chǔ)。系統(tǒng)庫包括實(shí)時庫和參數(shù)庫兩個組成部分，系統(tǒng)把所有點(diǎn)中變化的數(shù)據(jù)項(xiàng)放在實(shí)時庫中，而把所有點(diǎn)中不經(jīng)常變化的數(shù)據(jù)項(xiàng)放在參數(shù)庫中。服務(wù)器中包含了所有的數(shù)據(jù)庫信息，而現(xiàn)場控制站上只包含該站相關(guān)的點(diǎn)和方案頁信息，這是在系統(tǒng)生成后由系統(tǒng)管理中的下裝功能自動完成的。應(yīng)用系統(tǒng)生成完畢后，應(yīng)用系統(tǒng)的系統(tǒng)庫、圖形和報表文件通過網(wǎng)絡(luò)下裝到服務(wù)器和操作員站。服務(wù)器到現(xiàn)場控制站的下裝是在現(xiàn)場控制站啟動時自動進(jìn)行的?，F(xiàn)場控制站啟動時如果發(fā)現(xiàn)本地的數(shù)據(jù)庫版本號與服務(wù)器不一致，便會向服務(wù)器請求下裝數(shù)據(jù)庫和方案頁。圖形組態(tài)包括背景圖定義和動態(tài)點(diǎn)定義，其中動態(tài)點(diǎn)動態(tài)顯示其實(shí)時值或歷史變化情況，因而要求動態(tài)點(diǎn)必須同已定義點(diǎn)相對應(yīng)。通過把圖形文件連入系統(tǒng)就可實(shí)現(xiàn)圖形的顯示和切換(1)前期準(zhǔn)備工作：在進(jìn)入系統(tǒng)組態(tài)前，應(yīng)首先確定測點(diǎn)清單、控制運(yùn)算方案、系統(tǒng)硬件配置，包括系統(tǒng)的規(guī)模、各站IO單元的配置及測點(diǎn)的分配等，還要提出對流程圖、報表、歷史數(shù)據(jù)庫、追憶庫等的設(shè)計(jì)要求。(2)建立目標(biāo)工程在正式進(jìn)行應(yīng)用工程的組態(tài)前，必須針對該應(yīng)用工程定義一個工程名，該目標(biāo)工程建立后，便建立起了該工程的數(shù)據(jù)目錄。(3)系統(tǒng)設(shè)備組態(tài)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件配置通過系統(tǒng)配置組態(tài)軟件完成。采用圖形方式，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)上連接的每一種設(shè)備都與一種基本圖形對應(yīng)。在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)備組態(tài)之前必須在數(shù)據(jù)庫總控中創(chuàng)建相應(yīng)的工程。(4)數(shù)據(jù)庫組態(tài)數(shù)據(jù)庫組態(tài)就是定義和編輯系統(tǒng)各站的點(diǎn)信息，這是形成整個應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)。在MACS系統(tǒng)中有兩類點(diǎn)，一類是實(shí)際的物理測點(diǎn)，存在于現(xiàn)場控制站和通信站中，點(diǎn)中包含了測點(diǎn)類型、物理地址、信號處理和顯示方式等信息；一類是虛擬量點(diǎn)，同實(shí)際物理測點(diǎn)相比，差別僅在于沒有與物理位置相關(guān)的信息，可在控制算法組態(tài)和圖形組態(tài)中使用。(5)算法組態(tài)在完成數(shù)據(jù)庫組態(tài)后就可以進(jìn)行控制算法組態(tài)。MACS系統(tǒng)提供了符合國際IEC1131-3標(biāo)準(zhǔn)的五種工具：SFC、ST、FBD、LD和FM。(6)圖形、報表組態(tài)圖形組態(tài)包括背景圖定義和動態(tài)點(diǎn)定義，其中動態(tài)點(diǎn)動態(tài)顯示其實(shí)時值或歷史變化情況，因而要求動態(tài)點(diǎn)必須同已定義點(diǎn)相對應(yīng)。通過把圖形文件連入系統(tǒng)，就可實(shí)現(xiàn)圖形的顯示和切換。(7)編譯生成系統(tǒng)聯(lián)編功能連接形成系統(tǒng)庫，成為操作員站、現(xiàn)場控制站上的在線運(yùn)行軟件運(yùn)行的基礎(chǔ)。系統(tǒng)庫包括實(shí)時庫和參數(shù)庫兩個組成部分，系統(tǒng)把所有點(diǎn)中變化的數(shù)據(jù)項(xiàng)放在實(shí)時庫中，而把所有點(diǎn)中不經(jīng)常變化的數(shù)據(jù)項(xiàng)放在參數(shù)庫中。服務(wù)器中包含了所有的數(shù)據(jù)庫信息，而現(xiàn)場控制站上只包含該站相關(guān)的點(diǎn)和方案頁信息，這是在系統(tǒng)生成后由系統(tǒng)管理中的下裝功能自動完成的。(8)系統(tǒng)下裝應(yīng)用系統(tǒng)生成完畢后，應(yīng)用系統(tǒng)的系統(tǒng)庫、圖形和報表文件通過網(wǎng)絡(luò)下裝到服務(wù)器和操作員站。服務(wù)器到現(xiàn)場控制站的下裝是在現(xiàn)場控制站啟動時自動進(jìn)行的?，F(xiàn)場控制站啟動時如果發(fā)現(xiàn)本地的數(shù)據(jù)庫版本號與服務(wù)器不一致，便會向服務(wù)器請求下裝數(shù)據(jù)庫和方案頁。舉例：用MACS實(shí)現(xiàn)水箱液位串級控制某水箱液位裝置如圖所示,貯水箱里水經(jīng)手動閥F1-1通過磁力泵加壓，經(jīng)電動調(diào)節(jié)閥和手動閥F1-7到中水箱，中水箱里的水經(jīng)手動閥F1-10流到下水箱；下水箱里的水經(jīng)手動閥F1-11最終又回流到貯水箱。一般要求：閥F1-10的開度稍大于閥F1-11的開度；啟動泵時，應(yīng)打開相應(yīng)的水路（打開閥F1-1、F1-2、F1-7）；當(dāng)中水箱和下水箱液位超過警戒液位時，通過溢流管回流到貯水箱?？刂埔螅合滤湟何槐M可能穩(wěn)定,調(diào)節(jié)時間短。（一）水箱液位裝置流程及控制要求副控制器執(zhí)行器副對象主變量設(shè)定值主干擾串級控制系統(tǒng)方塊圖主對象主控制器＋－+＋－+副干擾主測量、變送副測量、變送副變量副回路主回路－－zhm07@126.com（二）系統(tǒng)控制方案分析：下水箱液位受中水箱出水量的影響，而出水量又受中水箱液位的影響，當(dāng)中水箱液位波動較大且頻繁時，由于下水箱滯后較大，采用單回路控制既不能及早發(fā)現(xiàn)擾動，又不能及時反映調(diào)節(jié)效果，為此而把下水箱液位控制器的輸出，作為中水箱液位控制器的設(shè)定值，使中水箱液位控制器隨著下水箱液位控制器的需要而動作，這樣就構(gòu)成了如上頁圖中所示的串級控制系統(tǒng)。串級控制系統(tǒng)的方塊圖如下：（三）系統(tǒng)組態(tài)1.工程分析水箱液位串級控制系統(tǒng)需要兩個輸入信號端子和一個輸出端子，因此選用FM148A模擬量輸入模塊和FM151模擬量輸出模塊FM151。FM148A的2通道采集一階液位，F(xiàn)M148A的3通道采集二階液位，調(diào)節(jié)輸出信號由模擬量輸出模塊FM151的1通道送出，去控制電動調(diào)節(jié)閥的開度。2.建立工程圖（打開數(shù)據(jù)庫組態(tài)工具）（1）打開數(shù)據(jù)庫組態(tài)工具如圖1所示，進(jìn)入數(shù)據(jù)庫組態(tài)界面如圖2所示：

圖1打開數(shù)據(jù)庫組態(tài)工具

圖2數(shù)據(jù)庫組態(tài)界面（2）在數(shù)據(jù)庫總控組態(tài)界面下工具欄下單擊新建工程按鈕，彈出如圖3所示添加工程的對話框，添入工程名，單擊確定。然后在空白處選擇“Cascade”工程，如下圖所示，顯示當(dāng)前域號為65535等信息。圖3添加工程選擇“編輯>域組號組態(tài)”，選擇組號為1，域號為0，出現(xiàn)圖5所示：可以選擇“全部排序”或“全部重設(shè)”來修改組號和域號。點(diǎn)擊“確定”按鈕出現(xiàn)圖6所示窗口：圖5域組號信息圖6域組號信息3.編輯數(shù)據(jù)庫（1）選擇編輯→編輯數(shù)據(jù)庫，進(jìn)入數(shù)據(jù)庫編輯界面，在彈出的對話框中輸入用戶名和密碼如圖7所示，單擊確定，進(jìn)入數(shù)據(jù)庫編輯界面。圖7進(jìn)入數(shù)據(jù)庫編輯界面

（2）選擇系統(tǒng)→數(shù)據(jù)操作，單擊確定彈出如圖8所示窗口。圖8數(shù)據(jù)庫編輯（a）圖8數(shù)據(jù)庫編輯（b）類名項(xiàng)名選擇后確定進(jìn)入編輯數(shù)據(jù)界面。zhm07@126.com圖9編輯數(shù)據(jù)界面(b)圖9編輯數(shù)據(jù)界面（a)點(diǎn)擊“全選A”按鈕。將右側(cè)的選擇項(xiàng)名選中如圖9(a)，點(diǎn)擊“確定”按鈕出現(xiàn)圖9(b)所示界面：因?yàn)樗湟何淮壙刂瓶刂葡到y(tǒng)用到兩個模塊，三個通道，所以只需要編輯三個點(diǎn)號，如圖11(a)(b)所示：設(shè)備號即設(shè)備地址，輸入通道為2（FM148），輸出通道為4（FM143），單擊更新數(shù)據(jù)庫按鈕即可保存。（3）單擊數(shù)據(jù)庫編譯→基本編譯，若顯示數(shù)據(jù)庫編譯成功，則數(shù)據(jù)庫組態(tài)完畢。★★★★★圖11(a)模擬量輸入項(xiàng)圖11(b)模擬量輸出項(xiàng)4.系統(tǒng)設(shè)備組態(tài)（1）按“開始→程序→MACS→MACS-ENG→設(shè)備組態(tài)”工具的順序打開設(shè)備組態(tài)工具定義系統(tǒng)設(shè)備。（2）選擇打開新建的工程（Cascade）。（3）選擇“編輯→系統(tǒng)設(shè)備”，打開系統(tǒng)設(shè)備生成對話框，如圖12：說明：在該向?qū)е悬c(diǎn)擊下一步可持續(xù)添加所需要的現(xiàn)場控制站、操作員站、服務(wù)站數(shù)量及起始地址，如圖13所示（或選中MACS設(shè)備組態(tài)，擊鼠標(biāo)右鍵選擇添加節(jié)點(diǎn)），系統(tǒng)組態(tài)結(jié)果如圖14所示：監(jiān)控網(wǎng)-以太網(wǎng)130/131網(wǎng)段圖12系統(tǒng)設(shè)備組態(tài)圖13該系統(tǒng)的設(shè)備組態(tài)信息圖14系統(tǒng)設(shè)備組態(tài)結(jié)果（4）操作員站50以太網(wǎng)卡屬性設(shè)置：擊鼠標(biāo)右鍵以太網(wǎng)卡選擇屬性，將A網(wǎng)IP地址設(shè)置為128.0.0.50；B網(wǎng)設(shè)置為129.0.0.50如圖15：（5）同樣辦法設(shè)置服務(wù)站0以太網(wǎng)卡屬性：將A網(wǎng)IP地址分別改為128.0.0.0；B網(wǎng)設(shè)置為129.0.0.0。圖15：系統(tǒng)設(shè)備組態(tài)設(shè)置（1）按“開始→程序→MACS→MACS-ENG→設(shè)備組態(tài)”工具的順序打開設(shè)備組態(tài)工具定義I/O設(shè)備。（2）選擇編輯→I/O設(shè)備，打開I/O設(shè)備組態(tài)對話框,如圖16（a）:5.I/O設(shè)備組態(tài)圖16（a）I/O設(shè)備圖16（b）I/O設(shè)備圖16（c)添加I/O設(shè)備（3）在DP鏈路下添加新的設(shè)備，如圖16（b）出現(xiàn)“添加I/O板”對話框，在此添加所需用的設(shè)備FM148A、FM151，如圖16（c）所示：（4）選中FM148，更改屬性將地址設(shè)置為2；同樣設(shè)置FM151，地址設(shè)置為4，如圖16（d）：該系統(tǒng)I/O設(shè)備組態(tài)結(jié)果如圖16（e）所示：圖16（d）I/O設(shè)備組態(tài)圖16（e）系統(tǒng)I/O設(shè)備組態(tài)（5）點(diǎn)擊按鈕，顯示編譯成功如圖16（f）所示。（6）將組態(tài)數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫，設(shè)備組態(tài)完畢。

圖16（f）I/O設(shè)備組態(tài)6.控制器算法組態(tài)編譯步驟為：單擊任務(wù)欄開始/程序中的MACS/MACS-ENG,選擇“數(shù)據(jù)庫總控”進(jìn)入數(shù)據(jù)庫組態(tài)畫面。打開所要編譯的工程后點(diǎn)擊編譯/完全編譯，在彈出的提示框中選擇“是”，系統(tǒng)將自動進(jìn)行編譯。編譯結(jié)果顯示在編譯信息欄中。編譯成功后自動生成控制器工程文件。編譯成功才能進(jìn)行控制器算法組態(tài)操作?。∪缬覉D所示：每一個現(xiàn)場控制站對應(yīng)一個控制器算法工程，自動生成的控制器算法工程已完成了目標(biāo)設(shè)置、任務(wù)配置、硬件配置、數(shù)據(jù)庫定義、創(chuàng)建主程序（MACS-PRO）等。我們主要來做添加POU（程序組織單元）來編寫控制算法。在完成了工程的數(shù)據(jù)庫組態(tài)和設(shè)備組態(tài)并且進(jìn)行了編譯之后我們可以進(jìn)行控制器算法的組態(tài)。但是在控制器算法組態(tài)之前必須先要在數(shù)據(jù)庫組態(tài)工具中進(jìn)行編譯，才能進(jìn)行控制器算法組態(tài)及其它操作。（1）“開始→程序→MACS→MACS-ENG→控制器算法組態(tài)”彈出“選擇工程”對話框（2）選擇新建的工程文件Cascade。如圖17（a）所示：選擇新建的工程文件Cascade后將彈出FCSEditor窗口，選擇10號控制站（如圖17（b）所示）將啟動CODESYS軟件，如圖17（c）所示：圖17（a）選擇工程圖17（c）選擇工程圖17（b）選擇工程控制器算法組態(tài)步驟：（3）單擊左下角“資源”按鈕后，雙擊選擇“目標(biāo)設(shè)置”，“控制器類型”選擇“HollysysCoDeSysSPforQNX”系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)庫工具中的編譯自動生成了控制器工程，在工程中已經(jīng)含有目標(biāo)設(shè)置、任務(wù)配置、硬件配置、數(shù)據(jù)庫定義及相關(guān)功能的POU創(chuàng)建和編輯。如圖圖18(a)選擇控制器類型具體設(shè)置可參照MACSV組態(tài)手冊，點(diǎn)擊“確認(rèn)”按鈕雙擊“任務(wù)配置”，可彈出“任務(wù)配置”窗口，在這里可以設(shè)置程序運(yùn)行類型及程序循環(huán)周期，默認(rèn)值為250ms。圖18（b）任務(wù)配置雙擊“MACS配置”，彈出“MACS配置”對話框，如圖所示：雙擊“庫管理器”。在庫管理器左上角出右鍵“添加庫”。(4)在工具欄中選擇增加塊，可根據(jù)需要選擇不同的功能塊，關(guān)于功能塊的說明可參考幫助。如圖（a）所示，選中AND將其修改為需要的功能塊名稱，這里選HSPID，系統(tǒng)自動調(diào)出該功能塊，如圖（b）所示：（5）同理添加所需的功能模塊，選擇相應(yīng)輸入輸出端子并連接到PID模塊的各個端子。說明：對功能模塊的“必須要賦值”變量在程序中必須聲明如:PID模塊的TI、TD、KP、輸入/出量程上下限、輸出方式（位置/增量型）工作方式（手/自動）、正反作用等等如下圖所示：（6）控制方案總圖如圖所示：（7）單擊編譯→當(dāng)前方案，編譯成功后再單擊編譯→基本編譯，退出算法組態(tài)。7.圖形組態(tài)（1）按“開始→程序→MACS→MACS-ENG→圖形組態(tài)”的順序打開圖形組態(tài)界面及“工程信息窗口”，在此窗口選擇工程名稱Cascade.（2）新建一個串級液位的圖形文件，利用繪圖工具繪制圖形如圖所示:（3）點(diǎn)擊中水箱液位的文字特性xxx.x，右擊鼠標(biāo)選擇動態(tài)特性如圖所示:圖

中水箱液位文字動態(tài)特性設(shè)置（4）點(diǎn)擊中水箱液位的文字特性xxx.x，擊鼠標(biāo)右鍵選擇交互動態(tài)特性如圖所示:圖7.32中水箱液位文字交互特性設(shè)置同理：可設(shè)置下水箱液位、電動閥開度的動態(tài)特性及交互式特性（5）保存文件，圖形組態(tài)完畢。8、操作員站在線配置選擇“開始》MACSV操作員站軟件》操作員站配置工具，如圖所示：設(shè)置操作員站在線啟動時的初始界面，如圖（b）所示：圖（b）設(shè)置OPS的初始界面圖（a）OPS配置9、報表組態(tài)開始/程序/MACS/MACS-ENG/報表組態(tài)：出現(xiàn)“請選擇數(shù)據(jù)庫”窗口，鼠標(biāo)雙擊所需的工程名稱進(jìn)入報表編輯畫面，右上方有一“控制菜單欄”，如圖：動態(tài)點(diǎn)：項(xiàng)名？（模擬量av數(shù)字量dv）10.編譯下載系統(tǒng)組態(tài)完畢之后，必須通過編譯命令將組態(tài)保存信息轉(zhuǎn)換為現(xiàn)場控制站和操作員站能識別的信息，再通過下載命令將組態(tài)送到控制站執(zhí)行。下裝包含下裝控制器、下裝服務(wù)器、下裝操作員站三部分。下裝控制器是在控制器算法軟件中完成的（參看控制器算法組態(tài)），下裝服務(wù)器和操作員站是在工程師在線下裝軟件中完成。工程師在線下裝軟件：開始/程序/MACS/MACS-ENG/工程師站下裝，彈出選擇工程對話框中選擇工程，點(diǎn)擊OK彈出登錄窗口：以系統(tǒng)缺省的工程師用戶登錄（用戶名：hollymacs密碼：macs），打開下裝窗口如下頁圖所示：A、下裝操作員站：在“下裝類型”窗口選中“操作員”，再到右邊的操作員站列表中選擇要下裝的操作員站（缺省域中所有操作員站被選中），點(diǎn)擊“下裝”按鈕即可將下裝文件中的圖形和報表內(nèi)容下裝至操作員站的Start目錄。B、下裝服務(wù)器站在“下裝類型”窗口選中“一臺服務(wù)器”，如A機(jī)，右邊會顯示所選服務(wù)器的當(dāng)前IP地址，檢查一下IP地址及相關(guān)的現(xiàn)場控制站列表，下方窗口缺省選中所有下裝文件，點(diǎn)擊“下裝”按鈕即可將下裝文件下裝至服務(wù)器。MACS系統(tǒng)組態(tài)軟件的一般使用步驟：1.新建工程（在數(shù)據(jù)庫總控中）：在正式進(jìn)行應(yīng)用工程的組態(tài)之前必須針對該應(yīng)用工程定義一個工程名，該目標(biāo)工程新建后便新建起了該工程的數(shù)據(jù)目錄2.硬件配置（在設(shè)備組態(tài)中）：在工程中定義應(yīng)用系統(tǒng)的硬件配3.數(shù)據(jù)庫定義（在數(shù)據(jù)庫總控）：定義和編輯系統(tǒng)各站的點(diǎn)信息，這是形成整個應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)4.工程基本編譯（在數(shù)據(jù)庫總控）：在設(shè)備組態(tài)編譯成功的基礎(chǔ)上，數(shù)據(jù)庫編輯完成后可以進(jìn)行基本編譯5.工程完全編譯

（數(shù)據(jù)庫總控）：生成控制器算法工程6.控制器控制算法組態(tài)

（控制器算法組態(tài)）：是用來編制控制器算法程序及下裝控制器的7.繪制圖形（圖形組態(tài)）：用來繪制工藝流程圖的8.制作報表（報表組態(tài)）：用來制作反映現(xiàn)場工藝數(shù)據(jù)的報表9.工程完全編譯

（數(shù)據(jù)庫總控）:生成下裝文件10.登錄控制器，將工程下裝到主控單元（控制器算法組態(tài)）11.下裝服務(wù)器、操作員站（工程師在線下裝）12.運(yùn)行程序并在線調(diào)試

小結(jié)1.簡述DCS的特點(diǎn)及其發(fā)展趨勢。2.DCS的硬件體系主要包括哪幾部分？3.DCS的現(xiàn)場控制站一般應(yīng)具備哪些功能？4.DCS操作員站的典型功能一般包括哪些方面？5.DCS軟件系統(tǒng)包括哪些部分？各部分主要功能是？6.簡述MACS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)。7.DCS的應(yīng)用系統(tǒng)組態(tài)過程主要包括哪幾個步驟？思考與練習(xí)題現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS:FieldbusControlSystem）§2.3現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）的構(gòu)成P19§2.3IEC定義：FB一種應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場，在現(xiàn)場設(shè)備之間、現(xiàn)場設(shè)備與控制裝置之間用來連接智能現(xiàn)場設(shè)備和自動化系統(tǒng)的全數(shù)字式、雙向傳輸、多