分布式控制系统(DCS) 计算机控制技术分布式测控网络技术教学PPT课件.ppt

第32讲第8章 分布式测控网络技术 （三） 8.3.1 DCS概述 8.3.2 DCS的分散过程控制级 8.3.3 DCS的集中操作监控级 8.3 分布式控制系统(DCS) 8.3.4 DCS的综合信息管理级 8.3.1 DCS概述 分布式控制系统 (Distributed Control System - DCS)也称集散控制系统。DCS综合了计算机(Computer)技术、控制(Control)技术、CRT显示技术、通信(Communication)技术即4C技术，集中了连续控制、批量控制、逻辑顺序控制、数据采集等功能。 美国的Honey Well公司于1975年成功地推出了世界上第一套DCS。 1.DCS的体系结构 DCS的体系结构通常为三级:第一级为分散过程控制级；第二级为集中操作监控级；第三级为综合信息管理级。 各级之间由通讯网络连接，级内各装置之间由本级的通讯网络进行通信联系。 其典型的DCS体系结构如下图所示。 8.3.1 DCS概述 分布控制系统典型结构 8.3.1 DCS概述 (1) 分散过程控制级 现场级设备：传感器、变送器和执行器 现场级的信息传递方式： 1）传统的4～20mA 模拟量传输方式 2）现场总线的全数字量传输方式 3）在4～20mA模拟量信号上，叠加上调制后的数字量信号的混合传输方式 现场信息传递方式发展方向：以现场总线为基础的全数字传输 8.3.1 DCS概述 (1) 分散过程控制级 控制级：过程控制站和数据采集站 1）过程控制站 接收由现场设备（如传感器、变送器）来的信号，按照一定的控制策略计算出所需的控制量，并送回到现场的执行器中去。 可同时完成连续控制、顺序控制或逻辑控制功能。 2）数据采集站 接收由现场设备送来的信号，并进行一些必要的转换和处理之后送到分布式控制系统中的其他部分，如监控级设备。 数据采集站接收大量的过程信息，并通过监控级设备传递给运行人员。 不直接完成控制功能，这是它与过程控制站的主要区别。 8.3.1 DCS概述 （2）集中操作监控级 主要设备：运行员操作站、工程师工作站和计算站； 运行员操作站安装在中央控制室； 工程师工作站和计算站一般安装在电子设备室。 8.3.1 DCS概述 （2）集中操作监控级 1)运行员操作站 运行员与分布式控制系统交换信息的人机接口。 运行员操作站组成：一台具有较强图形处理功能的微型机，以及相应的外部设备，一般配有CRT显示器、大屏幕显示装置 (选件)、打印机、拷贝机、键盘、鼠标或球标。 8.3.1 DCS概述 （2）集中操作监控级 1)运行员操作站 运行人员通过运行员操作站来监视和控制整个生产过程(运行人员可以在运行员操作站上观察生产过程的运行情况，读出每一个过程变量的数值和状态，判断每个控制回路是否工作正常，并且可以随时进行手动/自动控制方式的切换，修改给定值，调整控制量，操作现场设备,以实现对生产过程的干预。另外还可以打印各种报表，拷贝屏幕上的画面和曲线等)。 8.3.1 DCS概述 （2）集中操作监控级 2）工程师工作站 为控制工程师对分散控制系统进行配置、组态、调试、维护所设置的工作站。 对各种设计文件进行归类和管理，形成各种设计文件，例如，各种图纸、表格等。 工程师工作站组成：由PC机配置一定数量的外部设备所组成，如打印机、绘图机等。 8.3.1 DCS概述 （2）集中操作监控级 3）计算站 对生产过程进行监督控制，例如机组运行优化和性能计算，先进控制策略的实现等。(由于计算站的主要功能是完成复杂的数据处理和运算功能，因此，对它的要求主要是运算能力和运算速度。) 组成：超级微型机或小型机 8.3.1 DCS概述 （3）综合信息管理级 厂级管理计算机,或是若干个机组的管理计算机。使用者是厂长、经理、总工程师、值长等行政管理或运行管理人员。 主要任务：监测企业各部分的运行情况，利用历史数据和实时数据预测可能发生的各种情况，从企业全局利益出发辅助企业管理人员进行决策，帮助企业实现其规划目标。 8.3.1 DCS概述 （3）综合信息管理级 管理级属于厂级，可分成实时监控和日常管理两部分。 实时监控是全厂各机组和公用辅助工艺系统的运行管理层，承担全厂性能监视、运行优化、全厂负荷分配和日常运行管理等任务，主要为值长服务。 日常管理承担全厂的管理决策、计划管理、行政管理等任务，主要是为厂长和各管理部门服务。 8.3.1 DCS概述 （3）综合信息管理级 对管理计算机的要求： 能够对控制系统做出高速反应的实时操作系统。大量数据的高速处理与存储，能够连续运行可冗余的高可靠性系统，能够长期保存生产数据，并且具有优良的、高性能的、方便的人机接口，丰富的数据库管