第2章 集散系统基础知识 21体系22 硬件.pptx

第2章集散系统基础知识21体系22硬件本章主要内容集散控制系统的体系构造集散控制系统的硬件系统集散控制系统的软件系统集散控制系统的根本功能本节内容提要2.1集散控制系统的体系构造?集散控制系统体系构造的特征●纵向分层●横向分散●设备分级●网络分层?按照功能，集散控制系统设备分为四级●现场控制级●过程控制级●过程管理级●经营管理级?与四级设备对应的四层网络●现场网络●控制网络●监控网络●管理网络管理网络监控网络现场网络控制网络图2.1集散控制系统的体系构造(1)典型的现场控制级设备●各类传感器●各类变送器●各类执行器(2)现场控制级设备的主要任务●完成过程数据采集与处理。●直接输出操作命令、实现分散控制。●完成与上级设备的数据通信，实现网络数据库共享。(1)过程控制级主要设备过程控制站、数据采集站、现场总线效劳器①过程控制站●产生控制作用。●可以实现反响控制、逻辑控制、顺序控制和批量控制等功能。②数据采集站●接收大量的非控制过程信息；●不直接完成控制功能。③现场总线效劳器●一台安装了现场总线接口卡与DCS监控网络接口卡的计算机。〔1〕过程管理级的主要设备①操作站●操作人员与DCS相互交换信息的人机接口设备；●DCS的核心显示、监视、操作和管理装置。②工程师站●对DCS进展配置、组态、调试、维护。③监控计算机●实现对生产过程的监视控制；●机组运行优化和性能计算，先进控制策略的实现等。〔2〕过程管理级设备的主要功能●对生产过程进展监测和控制；●对DCS进展配置、组态、调试、维护；●对各种设计文件进展归类和管理；●实现对生产过程的监视控制，故障检测和数据存档。〔1〕经营管理级的设备厂级管理计算机监视企业各部门的运行情况。生产装置的管理计算机具有能够对控制系统做出高速反响的实时操作系统。〔2〕经营管理级设备的主要功能●监视企业各部门的运行情况；●实时监控承担全厂性能监视、运行优化、全厂负荷分配和日常运行管理等任务；●日常管理承担全厂的管理决策、方案管理、行政管理等任务。本节内容提要2.2集散控制系统的硬件系统?控制站包括现场控制站和数据采集站等。●机柜●电源●控制计算机●其他部件?操作站一般分为操作员站和工程师站。●操作台●微处理机系统●图形显示设备●操作键盘和鼠标●打印输出设备等?冗余技术●冗余方式：多重化自动备用和手动备用。●冗余措施：通信网络冗余、操作站冗余、现场控制站冗余、电源冗余、输入/输出模块冗余。2.2.1现场控制站?主要设备：现场控制单元。?主要任务：进展数据采集及处理，对被控对象实施闭环反响控制、顺序控制和批量控制。?用户可以根据不同的应用需求，选择配置不同的现场控制单元以构成现场控制站。●以面向连续生产的过程控制为主，顺序逻辑控制为辅，构成一个可以实现多种复杂控制方案的现场控制站;●以顺序控制、联锁控制功能为主的现场控制站；●构成对大批量过程信号进展总体信息采集的现场控制站。机柜间机柜组有了现场控制站，生产过程控制的平安性和可靠性都很容易得到保证中央控制室机柜间现场控制站机柜机柜反面〔后面〕机柜正面〔前面〕通信接口现场控制单元接线端子板电源单元多层I/O卡件箱现场控制站机柜〔1〕电源系统的可靠性措施●每一个现场控制站均采用双电源供电，互为冗余。●采用超级隔离变压器，将其初级、次级线圈间的屏蔽层可靠接地，以抑制共模干扰的影响。●采用交流电子调压器，快速稳定供电电压。●配有不连续供电电源UPS，以保证供电的连续性。?现场控制站内各功能模块所需直流电源一般为±5V、±15V(或±12V)、以及+24V。〔2〕增加直流电源系统的稳定性措施●给主机供电与给现场设备供电的电源要在电气上隔离，以减少相互间的干扰。●采用冗余的双电源方式给各功能模块供电。●一般由统一的主电源单元将交流电变为24V直流电供给柜内的直流母线，然后通过DC-DC转换方式将24V直流电源变换为子电源所需的电压。●主电源一般采用1:1冗余配置，而子电源一般采用N:1冗余配置。新疆独山子石化目前使用的P+FPS1550容错型直流电源。报警监视——所有关键部位均有自动报警监视，通过LED显示报警信息并可通过报警继电器触点输出。1550/TB-IN交流输入端子模块带2路独立的相互隔离的电源输入端子和报警输出端子内置冷却风扇三个内置散热风扇，均带LED指示，内部统一报警监视。所有模块均支持在线热插拔功能容错性:交流输入和直流24V输出都可配置成N+1模块冗余导轨电源单元现场总线接口卡件I/O卡件控制器控制计算机?控制计算机一般是由CPU、存储器、输入/输出通道等根本局部组成。(1)CPU●用以实现算术运算和逻辑运算。●可以执行复杂的先进控制