dcs集散控制系統(tǒng)學(xué)習(xí)教程

1、幻燈片1第二章第二章第二章集散控制系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)（（DCSDCSDCS））幻燈片22.12.12.12.1DCSDCSDCSDCS的形成、發(fā)展和特點的形成、發(fā)展和特點的形成、發(fā)展和特點的形成、發(fā)展和特點2.1.12.1.12.1.12.1.1DCSDCSDCSDCS的概念的概念的概念的概念集散控制系統(tǒng)（集散控制系統(tǒng)（集散控制系統(tǒng)（集散控制系統(tǒng)（DistributedDistributedDistributedDistrib

2、utedControlControlControlControlSystemSystemSystemSystem）亦稱分布式控制系統(tǒng)（簡稱）亦稱分布式控制系統(tǒng)（簡稱）亦稱分布式控制系統(tǒng)（簡稱）亦稱分布式控制系統(tǒng)（簡稱DCSDCSDCSDCS）），是結(jié)合多種先進(jìn)技術(shù)而形成的，對生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)測、操作、管理和分散控制，是結(jié)合多種先進(jìn)技術(shù)而形成的，對生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)測、操作、管理和分散控制，是結(jié)合多種先進(jìn)技術(shù)而形成的，對生產(chǎn)過程進(jìn)行集中

3、監(jiān)測、操作、管理和分散控制，是結(jié)合多種先進(jìn)技術(shù)而形成的，對生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)測、操作、管理和分散控制的一種控制技術(shù)，是隨著現(xiàn)代大型工業(yè)生產(chǎn)自動化的不斷發(fā)展和過程控制要求的日益復(fù)雜的一種控制技術(shù)，是隨著現(xiàn)代大型工業(yè)生產(chǎn)自動化的不斷發(fā)展和過程控制要求的日益復(fù)雜的一種控制技術(shù)，是隨著現(xiàn)代大型工業(yè)生產(chǎn)自動化的不斷發(fā)展和過程控制要求的日益復(fù)雜的一種控制技術(shù)，是隨著現(xiàn)代大型工業(yè)生產(chǎn)自動化的不斷發(fā)展和過程控制要求的日益復(fù)雜應(yīng)運而生的一種綜合控制系統(tǒng)，

4、是完成過程控制、過程管理的現(xiàn)代化設(shè)備。應(yīng)運而生的一種綜合控制系統(tǒng)，是完成過程控制、過程管理的現(xiàn)代化設(shè)備。應(yīng)運而生的一種綜合控制系統(tǒng)，是完成過程控制、過程管理的現(xiàn)代化設(shè)備。應(yīng)運而生的一種綜合控制系統(tǒng)，是完成過程控制、過程管理的現(xiàn)代化設(shè)備。幻燈片3國外稱集散控制系統(tǒng)是國外稱集散控制系統(tǒng)是國外稱集散控制系統(tǒng)是4C4C4C技術(shù)的產(chǎn)物。這技術(shù)的產(chǎn)物。這技術(shù)的產(chǎn)物。這4C4C4C就是指控制技術(shù)（就是指控制技術(shù)（就是指控制技術(shù)（ControlCont

5、rolControl））、計、計、計算機技術(shù)（算機技術(shù)（算機技術(shù)（ComputerComputerComputer））、通信技術(shù)（、通信技術(shù)（、通信技術(shù)（CommunicationCommunicationCommunication））、和、和、和CRTCRTCRT（（CathodeCathodeCathodeRayRayRayTubeTubeTube）技術(shù)。）技術(shù)。）技術(shù)。DCSDCSDCS既不同于分散的儀表控制，又不同于集中式計算機

6、控制系統(tǒng)，是既不同于分散的儀表控制，又不同于集中式計算機控制系統(tǒng)，是既不同于分散的儀表控制，又不同于集中式計算機控制系統(tǒng)，是4C4C4C技術(shù)相互滲透發(fā)展技術(shù)相互滲透發(fā)展技術(shù)相互滲透發(fā)展而產(chǎn)生的而產(chǎn)生的而產(chǎn)生的。?；脽羝?2.1.22.1.22.1.22.1.2DCSDCSDCSDCS的發(fā)展情況的發(fā)展情況的發(fā)展情況的發(fā)展情況過程控制設(shè)備的發(fā)展歷史，大概有以下幾個階段：過程控制設(shè)備的發(fā)展歷史，大概有以下幾個階段：過程控制設(shè)備的發(fā)展歷史，大概

7、有以下幾個階段：過程控制設(shè)備的發(fā)展歷史，大概有以下幾個階段：30303030年代年代年代年代————機械式儀表現(xiàn)場機械式儀表現(xiàn)場機械式儀表現(xiàn)場機械式儀表現(xiàn)場操作；操作；操作；操作；40404040年代年代年代年代————大型氣動式儀表控制室操作；大型氣動式儀表控制室操作；大型氣動式儀表控制室操作；大型氣動式儀表控制室操作；50505050年代年代年代年代————氣動單元組合儀表控制室操作；氣動單元組合儀表控制室操作；氣動單元組合儀表控制

8、室操作；氣動單元組合儀表控制室操作；60606060年代年代年代年代————電動單元組合儀表；電動單元組合儀表；電動單元組合儀表；電動單元組合儀表；70707070年代年代年代年代————集散控制系統(tǒng)。即經(jīng)過了就地分散控制集散控制系統(tǒng)。即經(jīng)過了就地分散控制集散控制系統(tǒng)。即經(jīng)過了就地分散控制集散控制系統(tǒng)。即經(jīng)過了就地分散控制――――――――模模擬儀表集中控制擬儀表集中控制擬儀表集中控制擬儀表集中控制――――――――計算機集中控制計算機集中

9、控制計算機集中控制計算機集中控制――――――――計算機分散控制（計算機分散控制（計算機分散控制（計算機分散控制（DCSDCSDCSDCS）幾個階段。）幾個階段。）幾個階段。）幾個階段。集散控制系統(tǒng)從誕生之日起，已經(jīng)歷了三代，目前的第四代正在發(fā)展之中。集散控制系統(tǒng)從誕生之日起，已經(jīng)歷了三代，目前的第四代正在發(fā)展之中。集散控制系統(tǒng)從誕生之日起，已經(jīng)歷了三代，目前的第四代正在發(fā)展之中。集散控制系統(tǒng)從誕生之日起，已經(jīng)歷了三代，目前的第四代正在發(fā)

10、展之中?；脽羝???DCSDCSDCSDCS開創(chuàng)期：開創(chuàng)期：開創(chuàng)期：開創(chuàng)期：1975197519751975～～1980198019801980年年??代表產(chǎn)品：代表產(chǎn)品：代表產(chǎn)品：代表產(chǎn)品：HoneywellHoneywellHoneywellHoneywell，，TDC2000TDC2000TDC2000TDC2000??FOXBOFOXBOFOXBOFOXBO，，SpectrumSpectrumSpectrumSpectrum??

11、BailyBailyBailyBaily，，N90N90N90N90??恒河，恒河，恒河，恒河，CENTUMCENTUMCENTUMCENTUM這些第一代的集散控制系統(tǒng)以微處理器為基礎(chǔ)的過程控制單元，實現(xiàn)多種控制功能算法，這些第一代的集散控制系統(tǒng)以微處理器為基礎(chǔ)的過程控制單元，實現(xiàn)多種控制功能算法，這些第一代的集散控制系統(tǒng)以微處理器為基礎(chǔ)的過程控制單元，實現(xiàn)多種控制功能算法，這些第一代的集散控制系統(tǒng)以微處理器為基礎(chǔ)的過程控制單元，實現(xiàn)多

12、種控制功能算法，并實現(xiàn)分散控制；采用帶顯示器的操作站，與過程控制單元分離，實現(xiàn)集中監(jiān)視、集中操并實現(xiàn)分散控制；采用帶顯示器的操作站，與過程控制單元分離，實現(xiàn)集中監(jiān)視、集中操并實現(xiàn)分散控制；采用帶顯示器的操作站，與過程控制單元分離，實現(xiàn)集中監(jiān)視、集中操并實現(xiàn)分散控制；采用帶顯示器的操作站，與過程控制單元分離，實現(xiàn)集中監(jiān)視、集中操作、信息綜合管理；采用較先進(jìn)的冗余通信系統(tǒng)、用同軸電纜作為傳輸媒質(zhì)，實現(xiàn)控制單作、信息綜合管理；采用較先進(jìn)的冗余

13、通信系統(tǒng)、用同軸電纜作為傳輸媒質(zhì)，實現(xiàn)控制單作、信息綜合管理；采用較先進(jìn)的冗余通信系統(tǒng)、用同軸電纜作為傳輸媒質(zhì)，實現(xiàn)控制單作、信息綜合管理；采用較先進(jìn)的冗余通信系統(tǒng)、用同軸電纜作為傳輸媒質(zhì)，實現(xiàn)控制單元與操作站的通信，已具有元與操作站的通信，已具有元與操作站的通信，已具有元與操作站的通信，已具有DCSDCSDCSDCS的基本特點（即分散控制，集中管理）的基本特點（即分散控制，集中管理）的基本特點（即分散控制，集中管理）的基本特點（即分散

14、控制，集中管理），是，是，是，是DCSDCSDCSDCS的雛形。的雛形。的雛形。的雛形?；脽羝???DCSDCSDCSDCS成長過渡期：成長過渡期：成長過渡期：成長過渡期：1980198019801980～～1985198519851985年年??代表產(chǎn)品：未變代表產(chǎn)品：未變代表產(chǎn)品：未變代表產(chǎn)品：未變??第二代的主要特點是在原來產(chǎn)品的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，進(jìn)一步提高可靠性并擴展和增強第二代的主要特點是在原來產(chǎn)品的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，進(jìn)一步提高可

15、靠性并擴展和增強第二代的主要特點是在原來產(chǎn)品的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，進(jìn)一步提高可靠性并擴展和增強第二代的主要特點是在原來產(chǎn)品的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，進(jìn)一步提高可靠性并擴展和增強了功能。了功能。了功能。了功能。??其特點是采用模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，數(shù)據(jù)通信向標(biāo)準(zhǔn)化遷移，板級模塊化，單元結(jié)其特點是采用模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，數(shù)據(jù)通信向標(biāo)準(zhǔn)化遷移，板級模塊化，單元結(jié)其特點是采用模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，數(shù)據(jù)通信向標(biāo)準(zhǔn)化遷移，板級模塊化，單元結(jié)其特點是采用模塊化、標(biāo)準(zhǔn)

16、化設(shè)計，數(shù)據(jù)通信向標(biāo)準(zhǔn)化遷移，板級模塊化，單元結(jié)構(gòu)化，使之具有更強適應(yīng)性和可擴充性；新開發(fā)的多功能過程控制站、增強型操作站構(gòu)化，使之具有更強適應(yīng)性和可擴充性；新開發(fā)的多功能過程控制站、增強型操作站構(gòu)化，使之具有更強適應(yīng)性和可擴充性；新開發(fā)的多功能過程控制站、增強型操作站構(gòu)化，使之具有更強適應(yīng)性和可擴充性；新開發(fā)的多功能過程控制站、增強型操作站采用了采用了采用了采用了16161616位位CPUCPUCPUCPU及高分辨率及高分辨率及高分辨

17、率及高分辨率CRTCRTCRTCRT技術(shù)；通信系統(tǒng)已采用局域網(wǎng)絡(luò)（從主從式的星形變技術(shù)；通信系統(tǒng)已采用局域網(wǎng)絡(luò)（從主從式的星形變技術(shù)；通信系統(tǒng)已采用局域網(wǎng)絡(luò)（從主從式的星形變技術(shù)；通信系統(tǒng)已采用局域網(wǎng)絡(luò)（從主從式的星形變?yōu)榭偩€網(wǎng)絡(luò)或環(huán)網(wǎng)通信）為總線網(wǎng)絡(luò)或環(huán)網(wǎng)通信）為總線網(wǎng)絡(luò)或環(huán)網(wǎng)通信）為總線網(wǎng)絡(luò)或環(huán)網(wǎng)通信），使系統(tǒng)通信范圍擴大，同時數(shù)據(jù)傳輸速率也大大提高；控制，使系統(tǒng)通信范圍擴大，同時數(shù)據(jù)傳輸速率也大大提高；控制，使系統(tǒng)通信范圍擴大，同

18、時數(shù)據(jù)傳輸速率也大大提高；控制，使系統(tǒng)通信范圍擴大，同時數(shù)據(jù)傳輸速率也大大提高；控制功能更加完善，它能實現(xiàn)過程控制、數(shù)據(jù)采集、順序控制和批量控制功能。功能更加完善，它能實現(xiàn)過程控制、數(shù)據(jù)采集、順序控制和批量控制功能。功能更加完善，它能實現(xiàn)過程控制、數(shù)據(jù)采集、順序控制和批量控制功能。功能更加完善，它能實現(xiàn)過程控制、數(shù)據(jù)采集、順序控制和批量控制功能。其基本結(jié)構(gòu)由六部分組成，即局域網(wǎng)絡(luò)、多功能現(xiàn)場控制站、增強型操作站、主計算機、其基本結(jié)構(gòu)由六

19、部分組成，即局域網(wǎng)絡(luò)、多功能現(xiàn)場控制站、增強型操作站、主計算機、其基本結(jié)構(gòu)由六部分組成，即局域網(wǎng)絡(luò)、多功能現(xiàn)場控制站、增強型操作站、主計算機、其基本結(jié)構(gòu)由六部分組成，即局域網(wǎng)絡(luò)、多功能現(xiàn)場控制站、增強型操作站、主計算機、網(wǎng)絡(luò)連接器和系統(tǒng)管理站等。網(wǎng)絡(luò)連接器和系統(tǒng)管理站等。網(wǎng)絡(luò)連接器和系統(tǒng)管理站等。網(wǎng)絡(luò)連接器和系統(tǒng)管理站等。幻燈片7中、人機界面友好、安裝簡單規(guī)范化、調(diào)試方便、運行安全可靠等特點。中、人機界面友好、安裝簡單規(guī)范化、調(diào)試方便、

20、運行安全可靠等特點。中、人機界面友好、安裝簡單規(guī)范化、調(diào)試方便、運行安全可靠等特點。中、人機界面友好、安裝簡單規(guī)范化、調(diào)試方便、運行安全可靠等特點?；脽羝?2??分級遞階系統(tǒng)分級遞階系統(tǒng)分級遞階系統(tǒng)??垂直方向：至少分為兩級垂直方向：至少分為兩級垂直方向：至少分為兩級————操作管理級和過程控制級。操作管理級和過程控制級。操作管理級和過程控制級。水平方向：相互諧調(diào)的分級，把數(shù)據(jù)向上傳送到管理級，同時接收操作管理級水平方向：相互諧調(diào)的分級

21、，把數(shù)據(jù)向上傳送到管理級，同時接收操作管理級水平方向：相互諧調(diào)的分級，把數(shù)據(jù)向上傳送到管理級，同時接收操作管理級的指令，各個水平分級之間相互進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。的指令，各個水平分級之間相互進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。的指令，各個水平分級之間相互進(jìn)行數(shù)據(jù)交換?；脽羝?3??分散控制分散控制分散控制??集中：集中：集中：DDCDDCDDC，一旦計算機出現(xiàn)故障，將造成過程操作的全部癱瘓。，一旦計算機出現(xiàn)故障，將造成過程操作的全部癱瘓。，一旦計算機出現(xiàn)故障，將造成

22、過程操作的全部癱瘓。分散：不僅是分散控制，還包含其它含義，如人員分散，地域分散，功能分散，分散：不僅是分散控制，還包含其它含義，如人員分散，地域分散，功能分散，分散：不僅是分散控制，還包含其它含義，如人員分散，地域分散，功能分散，設(shè)備分散，操作分散等。目的是使危險分散，提高設(shè)備的可利用率。設(shè)備分散，操作分散等。目的是使危險分散，提高設(shè)備的可利用率。設(shè)備分散，操作分散等。目的是使危險分散，提高設(shè)備的可利用率。幻燈片14??自治和諧調(diào)性自治

23、和諧調(diào)性自治和諧調(diào)性??DCSDCSDCS上各工作站獨立自主地完成分配給自己的規(guī)定任務(wù)，具有控制功能分散，上各工作站獨立自主地完成分配給自己的規(guī)定任務(wù)，具有控制功能分散，上各工作站獨立自主地完成分配給自己的規(guī)定任務(wù)，具有控制功能分散，危險分散的特點，提高了系統(tǒng)的可靠性。各站的容量可擴充，配套軟件隨時可組態(tài)加危險分散的特點，提高了系統(tǒng)的可靠性。各站的容量可擴充，配套軟件隨時可組態(tài)加危險分散的特點，提高了系統(tǒng)的可靠性。各站的容量可擴充，配套

24、軟件隨時可組態(tài)加載，是一個能獨立運行的高可靠性子系統(tǒng)。載，是一個能獨立運行的高可靠性子系統(tǒng)。載，是一個能獨立運行的高可靠性子系統(tǒng)。各自獨立的部分通過實時高可靠的工業(yè)控制局部網(wǎng)絡(luò)傳送各種信息并協(xié)調(diào)工作，各自獨立的部分通過實時高可靠的工業(yè)控制局部網(wǎng)絡(luò)傳送各種信息并協(xié)調(diào)工作，各自獨立的部分通過實時高可靠的工業(yè)控制局部網(wǎng)絡(luò)傳送各種信息并協(xié)調(diào)工作，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的信息共享；根據(jù)系統(tǒng)的特性對各個工作站進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，從而完成控制系實現(xiàn)整個系統(tǒng)的信息共享

25、；根據(jù)系統(tǒng)的特性對各個工作站進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，從而完成控制系實現(xiàn)整個系統(tǒng)的信息共享；根據(jù)系統(tǒng)的特性對各個工作站進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，從而完成控制系統(tǒng)的總體功能和優(yōu)化控制。統(tǒng)的總體功能和優(yōu)化控制。統(tǒng)的總體功能和優(yōu)化控制。幻燈片15??友好性友好性友好性??DCSDCSDCS的人機接口和軟件面向工業(yè)控制技術(shù)人員、工藝技術(shù)人員和生產(chǎn)操作人的人機接口和軟件面向工業(yè)控制技術(shù)人員、工藝技術(shù)人員和生產(chǎn)操作人的人機接口和軟件面向工業(yè)控制技術(shù)人員、工藝技術(shù)人員和生產(chǎn)

26、操作人員，操作方便，顯示直觀，了解生產(chǎn)狀況直觀。員，操作方便，顯示直觀，了解生產(chǎn)狀況直觀。員，操作方便，顯示直觀，了解生產(chǎn)狀況直觀。DCSDCSDCS軟件采用實用而簡捷的人機會話系統(tǒng)軟件采用實用而簡捷的人機會話系統(tǒng)軟件采用實用而簡捷的人機會話系統(tǒng)CRTCRTCRT高分辨率交互圖形顯示高分辨率交互圖形顯示高分辨率交互圖形顯示復(fù)合窗口復(fù)合窗口復(fù)合窗口技術(shù)技術(shù)技術(shù)畫面豐富畫面豐富畫面豐富縱觀、控制、調(diào)整、趨勢、流程圖、回路一覽、批量控制、計量

27、報表、操縱觀、控制、調(diào)整、趨勢、流程圖、回路一覽、批量控制、計量報表、操縱觀、控制、調(diào)整、趨勢、流程圖、回路一覽、批量控制、計量報表、操作指導(dǎo)畫面、菜單功能等均具有實時性。平面密封式薄膜操作鍵盤、觸摸式屏幕、鼠標(biāo)器、作指導(dǎo)畫面、菜單功能等均具有實時性。平面密封式薄膜操作鍵盤、觸摸式屏幕、鼠標(biāo)器、作指導(dǎo)畫面、菜單功能等均具有實時性。平面密封式薄膜操作鍵盤、觸摸式屏幕、鼠標(biāo)器、跟蹤球等操作設(shè)備使其更便于操作。跟蹤球等操作設(shè)備使其更便于操作。

28、跟蹤球等操作設(shè)備使其更便于操作?；脽羝?6??適應(yīng)性、靈活性和可擴充性適應(yīng)性、靈活性和可擴充性適應(yīng)性、靈活性和可擴充性??DCSDCSDCS的硬件和軟件采用開放式、標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化設(shè)計，系統(tǒng)為積木式結(jié)構(gòu)，的硬件和軟件采用開放式、標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化設(shè)計，系統(tǒng)為積木式結(jié)構(gòu)，的硬件和軟件采用開放式、標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化設(shè)計，系統(tǒng)為積木式結(jié)構(gòu)，具有靈活的配置，可適應(yīng)不同用戶的需要。具有靈活的配置，可適應(yīng)不同用戶的需要。具有靈活的配置，可適應(yīng)不同用戶的需要。

29、當(dāng)工廠根據(jù)生產(chǎn)需要改變生產(chǎn)工藝和流程時，可改變系統(tǒng)的某些配置和控制方案，當(dāng)工廠根據(jù)生產(chǎn)需要改變生產(chǎn)工藝和流程時，可改變系統(tǒng)的某些配置和控制方案，當(dāng)工廠根據(jù)生產(chǎn)需要改變生產(chǎn)工藝和流程時，可改變系統(tǒng)的某些配置和控制方案，通過組態(tài)軟件，進(jìn)行一些填寫表格式的操作即可實現(xiàn)。通過組態(tài)軟件，進(jìn)行一些填寫表格式的操作即可實現(xiàn)。通過組態(tài)軟件，進(jìn)行一些填寫表格式的操作即可實現(xiàn)。幻燈片17??在線性與實時性在線性與實時性在線性與實時性通過人機接口和通過人機接

30、口和通過人機接口和IOIOIO接口，接口，接口，DCSDCSDCS對過程對象的數(shù)據(jù)進(jìn)行實時采集、處理、記錄、對過程對象的數(shù)據(jù)進(jìn)行實時采集、處理、記錄、對過程對象的數(shù)據(jù)進(jìn)行實時采集、處理、記錄、監(jiān)視、操作控制，并包括對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和組態(tài)回路的在線修改、局部故障的在線維護(hù)等，提監(jiān)視、操作控制，并包括對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和組態(tài)回路的在線修改、局部故障的在線維護(hù)等，提監(jiān)視、操作控制，并包括對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和組態(tài)回路的在線修改、局部故障的在線維護(hù)等，提高了系統(tǒng)的可用

31、性。高了系統(tǒng)的可用性。高了系統(tǒng)的可用性?；脽羝?8??可靠性可靠性可靠性高可靠性、高效率和高可用性是高可靠性、高效率和高可用性是高可靠性、高效率和高可用性是DCSDCSDCS的生命力所在，系統(tǒng)在設(shè)計階段就采用了一的生命力所在，系統(tǒng)在設(shè)計階段就采用了一的生命力所在，系統(tǒng)在設(shè)計階段就采用了一系列可靠性設(shè)計技術(shù)。如：容錯設(shè)計、冗余設(shè)計（硬件雙重化）系列可靠性設(shè)計技術(shù)。如：容錯設(shè)計、冗余設(shè)計（硬件雙重化）系列可靠性設(shè)計技術(shù)。如：容錯設(shè)計、冗余設(shè)