DCS教学第4课教案分析.ppt

集散控制系统与局域网第四课 DCS的发展趋势与基本组成 授课人:于宏亮 济南大学控制科学与工程学院 回顾： 基本设计思想： 危险分散、控制分散、操作和管理集中。 结构形式： 多层分级、合作自治。 回顾: 1、DCS的初创期：1975-1980 2、 DCS的成熟期：1980-1985 3、 DCS的发展期：1985以后 回顾: DCS系统特点: （1 ）松耦合的多处理机系统，可实现硬件积木化 （ 2 ）软件模块化与组态，控制系统采用组态方法生成 （３）通信网络的应用 （４）可靠性高 本课主要内容： 2.2 DCS的发展趋势 1、影响因素 2、进一步开放 3、进一步智能化与分散化 4、PLC技术的影响 5、管控一体化 (2.3 DCS的基本组成部分 1、DCS的系统网络 2、现场站 3、操作员站 4、工程师站) 2.2 DCS的发展趋势一、影响DCS发展的几个要素 （一）生产过程自动化发展趋势 1、控制自动化程度越来越高。 2、控制的综合性大大提高。 3、人工的操作和干预越来越少。 4、操作方式越来越软件化。 5、CRT的作用越来越强。 6、数字信号越来越深入现场。 7、控制系统的功能越来越向综合性发展。 8、控制算法多种多样。 一、影响DCS发展的几个要素 （二）用户要求的不断提高 1、系统的功能 2、系统的可靠性 3、系统的易用性 4、安全性 5、信息广泛共享 6、系统的规模要求更大 7、系统容易升级 8、系统的成本降低 一、影响DCS发展的几个要素 （三）各项应用技术的不断提高 1、计算机技术的发展与进步 2、网络技术的发展与进步 3、软件技术的发展与进步 二、DCS的进一步开放 从工程实践的角度而言，开放性就是软、硬件系统本身所具有的互连互通的能力，一般表现在具有一些公开发表的标准性能或技术，这些标准性能和技术无需许可证就可以自由获得 ,并由许多供应商所支持 ，虽然不一定获得官方认可，但已被普遍接受，成为事实上的工业标准。 二、DCS的进一步开放 开放性要求各个厂家的产品具有互操作性、互换性、可替代性、可扩充性（即可增值性）和多平台支持（可移植性）。 其中在现场控制方面的总线标准，如Profibus， FF；控制软件方面的组态方式，如梯形图、功能块图；应用软件方面的接口标准，如OPC、DCOM技术；通讯方面的网络标准，如TCP/IP协议、光纤环网标准等等在各自领域都有着极大的影响。 二、DCS的进一步开放 在开放性的基础之上，对控制系统、管理信息系统进行优化配置，将使得系统能在同水平甚至更高水平实现水泥企业各运营环节的功能基础之上，大大降低原始投资成本及后期运行成本。 三、DCS的智能化和进一步分散化 （一）现场总线技术介绍 1、智能化仪表：建立在微电子的发展之上，超大规模集成电路、嵌入式系统（Embedded Systems)、CPU、存储器、A/D转换器和输入输出回路等功能集成在一块芯片上的单片机，使得将模拟信号数字化这一工作从计算机端移到了现场端，现场仪表与计算机之间传送的不是模拟信号，而是数字信号，或更确切的说是信息。 三、DCS的智能化和进一步分散化 （一）现场总线技术介绍 2、现场总线：为了适应智能化仪表的发展，多台智能化仪表公用一对传输线，从而产生了现场总线。现场总线简化了仪表信号线的布线工作，可机节省大量金属导线，数字信息传输方面完善的纠错技术使得信息传输的误差大大降低，同时可以利用多种传输介质完成信息传输，如双绞线、光纤、无线电波、红外线等，大大提高了在不同现场条件下信息传输的适应性。 现场总线实际上是一种计算机网络，在这个网络上的每个接点都是一个智能化仪表。但也不同于一般计算机网络，要解决信息碰撞问题。一般的现场总线规约中只包括物理层、链路层和应用层，有些现场总线具有网络层。 3、现场总线的种类 （1）Bit Bus总线：最初由Intel于1984年提出，适用于仪表、分散数据采集系统、控制设备及测试检测应用等。是一种很老的现场总线方案，已有广泛的安装和应用，其问题在于总线芯片已过时。 （2）HART（Highway Addressable Remote Transducer)协议：Rosemount1985年开发。在不中断4-20mA信号情况下，实现智能现场设备与主设备之间的双向数字通信。是一种过渡性的现场总线协议。 （3）Profibus总线:由Siemens领导开发，共有3种版本--FMS（Fieldbus Message Specification） DP（Decentralised Peripherals）、PA（Process Automation）。 3、现场总线的种类 （4）FF(Foundation Fieldbus)总线:19