集散控制系统

1、第一章集散控制系统及其发展1) 1975 年，美国 HONEYWELL 公司推出了世界上第一套集散型控制系统TDC2000，使得基于分散控制、集中管理这一控制原则的集散型控制系统真实地展现在人们面前。2) DCS（Distributed Control System，计算机集散控制系统，又称计算机分布式控制系统）定义：DCS 系统是一类满足大型工业生产和日益复杂的控制要求，从综合自动化角度出发，按功能分散，管理集中的原则构思，具有高可靠性指标，将微处理机技术、数字通讯技术，人机接口技术，I/O 接口技术相结合，用于数据采集、过程控制和生产管理的综合控制系统。123453) 集散型控制系统的发展

2、趋势具体表现为： DCS 向开放化发展计算机集成生产系统大型 DCS 进一步完善和提高的同时，发展小型集散控制系统采用人工智能技术现场总线与现场总线控制系统4) 集散型控制系统主要特点：自主性；协调性；友好性；适应性、灵活性和可扩充性；在线性；可靠性。5) 横河公司的企业思想：“EnterpriseTechnology Solutions（” 企业技术解决之道，简称 ETS），为生产过程自动化提供了一体化的技术解决方案2005 年，日本横河电机公司针对海外市场又提出了 Vigilant Plant 理念，它是横河电机对于安全、可靠和有效工厂运行的一个概念总结6) 集散型控制系统功能分层体系：第

3、一级为：分散过程控制级(Process Control)；第二级为：集中操作监控级(Supervisor)；这两级构成过程控制系统（Process ControlSystem)；第三级为：制造执行系统级（Manufacturing Execution System, MES）；第四级为：企业资源管理级（Enterprise Resource Planning, ERP）。7)与之相对应的通信网络：现场网络（Field Network，Fnet）、控制网络（Control Network，Cnet）、监控网络（Supervion Network，Snet）管理网络（Management Netw

4、ork，Mnet）。8) 分散过程控制级的功能：此级直接面向生产过程，是集散型控制系统的基础，它直接完成生产过程的数据采集、调节控制、顺序控制等功能，其过程输入信息是面向传感器的信号，如热电偶、热电阻、变送器(温度、压力、液位)及开关量等信号，其输出是驱动执行结构。构成这一级的主要装置有：现场控制站(工业控制机)；可编程序控制器 (PLC)；智能调节器；其他测控监控级。9) CENTUMVP 系统主要硬件：HIS 操作站(HIS，Human Interface Station) 工程师站(ENG，Engineering Station) 现场控制站(FCS，Field Control Stat

5、ion)通信总线数字现场网络总线转换器( BCV ) 系统集成 OPC 站( SIOS )统一网关站( UGS )安全控制站(Safety Control Station , SCS)- ProSafe-RS10)最小 CENTUM VP 系统配置最小 CENTUM VP 系统由 1 个 HIS 站，1 个 ENG 站，1 个 FCS 站组成，其中 HIS 站与 ENG 站可以在同一台 PC 机上实现。11) CENTUM VP 系统 HIS 操作站分为：台式 HIS 站与控制台式 HIS 站两种类型。台式 HIS 站由装有 Microsoft Windows 软件的普通 IBM 兼容机、通用

6、键盘、鼠标等构成；控制台式 HIS 站由双层 LCD 屏，触摸控制、8 回路控制操作键盘、辅助 I/O 口构成12) 整体操作与监视功能主要包括：显示设置、系统信息窗口、浏览器窗口、HIS 桌面区域部分。13) HIS 站显示由系统信息窗口、浏览器窗口、HIS 桌面区域组成14) 典型的操作与监视窗口：窗口根据它们的性质可分为三种：总貌窗口（Overview Attribute）、流程图窗口（Graphic Attribute）、控制组窗口(ControlAttribute)。15)安全级别根据用户的工作（操作工、主操作工、维修人员）定义进入 HIS 的安全等级，下表显示了不同的进入等级（S1

7、、S2 和 S3），用户设定（U1- U7）。16) FCS 硬件由 FCU，ESB 总线，ER 总线和节点单元组成根据用户的操作要求选择 CPU，ESB 总线和 ER 总线：CPU 组态：单工或双工；ESB 总线：单或双冗余； ER 总线：单或双冗余；固定方式：可安装于机架上或箱体内。17)常规控制用作连续过程的反馈控制，它由常规控制模块（输入指示模块或控制模块）和计算模块组成。功能模块有虚拟信号端（IN 、OUT、SET 和 SUB），用以输入/输出数据，连接功能模块的信号端构成想要的控制回路。18)顺序控制用作过程控制、过程管理和常规操作如安全联锁，它是按照预先所 定义的控制条件和顺序来

8、执行相应的控制动作。使用一个顺序描述系统（如顺控表）、计算模块、开关仪表模块和辅助顺序模块，就可以有效地形成顺序控制功能。顺序控制和应用功能的关系如图 4-26 所示。常用的顺序控制实现方法：顺控表、逻辑图、顺序功能图块19)干扰抑制:隔离、屏蔽、绞线、雷击保护20) CENTUM VP 工程师功能包含系统生成功能、维护功能和管理功能。系统生成功能用来建立操作、监视和控制功能的数据库21)系统总貌主要功能：显示文件层次结构、启动组态器、启动调试功能、向HIS 和FCS 下载数据库、保存FCS 的调整参数22)几种常见现场总线： FF现场总线过程现场总线(PROFIBUS)-Profibus现场总线包括三种类型的