DCS工作原理及组成.ppt

1、,热工自动化的内容,自动检测 自动调节 程序控制 自动报警 自动保护,自动控制设备,常规控制仪表阶段 计算机控制阶段,自动控制设备的发展,基地式仪表 单元组合仪表 组件组装式仪表,计算机集中控制,计算机分布式控制,DCS的基本结构,OS,OS,EWS,PCU,PCU,PCU,集控室,马达控制中心,电子设备间,现场,现场一次仪表（变送器、执行器、开关、电磁阀等）,SNET,DCS结构的扩展,DCS的名称,DCS-分散控制系统 Distributed Control System DCCS-分布式计算机控制系统 Distributed Computer Control System TDCS（TD

2、C）-集散控制系统 Total Distributed Control System 电力系统以DCS为标准名称,DCS的本质和含义,本质：DCS系统实际上是一种控制设备或装置,含义：体现在“集中”和“分散”上,操作管理集中,控制分散 功能分散 物理分散 地理分散,电厂采用DCS系统的目的,满足生产过程对控制的需求 方便AGC的投入，实现电网调度自动化 增加自动投入率 为MIS系统提供实时数据 应用先进的控制策略 为预测检修提供运行数据和状态,DCS网络的作用,DCS系统的通信网络，对下联系着现场过程控制站，完成生产过程的数据采集、运算、处理；对上联系着人机接口装置，完成现场数据的上传、显示、

3、操作。,DCS系统的网络是局域网，是一种工业局域网。,DCS网络的传输介质,双绞线 同轴电缆 光纤,DCS网络的拓扑结构,网络中各站点相互连接的方法和形式称为网络拓扑。拓扑图给出网络服务器、工作站的网络配置和相互间的连接结构。,星型结构网络,总线型结构网络,环型结构网络,介质访问协议简单 信息流汇集和集中管理,提高网络效率 各站传输数据需通过中央节点,传输效率高,但利用率低 故障容易检测和隔离 对中央节点的依赖性大,星型是以中央结点为中心与各结点连接而组成的，各结点与中央结点通过点与点方式连接，中央结点执行集中式通信控制策略。,网络结构简单,传输效率高,实时性好 信息流在网络中的传输是单向和逐

4、点进行,网络传输方向由网络软件设置 不易扩充 当某一结点故障时,整个系统的工作不能进行 解决网络和站点故障的方法 双向双回路环 增加旁路屏蔽故障站点,环型网络：指整个网络的物理链路构成一个闭环，所有的计算机节点都挂接在这个环上。,各站点之间的数据传输为直达通道,相对独立 结构简单，可扩充性好 介质访问控制协议复杂，站点必须是智能的。 对总线的性能和可靠性有要求,总线拓扑结构采用单根传输线作为传输介质，所有的站点都通过相应的硬件接口直接连接到传输介质上，或称总线上。,DCS网络的传输协议,广播式通信协议,存储转发式通信协议,令牌协议,自由竞争协议,DCS网络采用的技术,例外报告技术,数据压缩技术

5、,确认重发技术,部分 DCS的网络,部分 DCS的网络,部分 DCS的网络,部分 DCS的网络,部分 DCS的网络,部分 DCS的网络,部分 DCS的网络,DCS过程控制单元的系统结构,DCS过程控制单元的系统结构,SNET,网络通讯接口,基本控制单元,CNET,在物理结构上基本控制单元是分离的,由独立的模件构成,PCU的基本控制单元,CNET,BCU单元,PCU的功能,AI模件,AO模件,DI模件,DO模件,DCS操作员站的功能,采集由控制系统送来的现场模拟量信号和数字量信号 在数据库中存储数值和状态 存储当前和历史过程量及计算量 显示过程画面,打印报表 对被控设备发出指令 获取用于显示和存

6、档的数据,DCS操作员站的结构,操作员站与传统监视方法比较,DCS操作员站的结构,工程师站对DCS进行离线的配置、组态工作和在线的系统监督、控制、维护的网络节点，其主要功能是提供对DCS进行组态，配置工作的工具软件（即组态软件），并在DCS在线运行时实时地监视DCS网络上各个节点的运行情况，使系统工程师可以通过工程师站及时调整系统配置及一些系统参数的设定，使DCS随时处在最佳的工作状态之下。,DCS的软件体系,PCU站的软件结构,各部分软件的衔接,组态流程,串行表示组态步骤有先后顺序 并行表时组态步骤可同时进行。,DCS的组态过程,划分工艺过程，确定系统硬件配置（控制站、控制器数量及其物理位置

7、分布，系统结构） 数据库I/O测点清单，确定I/O卡件及种类 算法及控制方案设计 人机界面设计 历史库、追忆库、报表设计,组态前期工作,控制方案组态符合IEC1131-3标准； 系统支持： 顺序功能图(SFC) 功能块图(FBD) 梯形图(LD) 结构化文本语言(ST) 四种控制编程语言相互引用，进行控制算法（及内部计算）的组态；,控制方案组态主要是针对过程控制站组态，在工程师站上通过方案组态工具进行组态，下装至过程站。,控制方案组态,顺序功能图（SFC）,顺序功能图用来连接连续控制/逻辑控制和输入输出监视功能，以描述和控制过程事件顺序操作，适合于需要多个状态控制的事件。一个SFC是由一系列操

8、作步(step)和转移(transition)组成，每个操作步包含一组影响过程的动作(action)。支持并发序列和各种限定符，每个动作的实现可以由四种语言内任一种编写。,功能快图FBD,功能块图是用图形形式功能块语言编制的用于完成一定运算或控制功能的程序。由基本功能块、连线、输入输出端子及段组成，它以图形方式表示，并规定了所有功能模块的调用顺序和相应模块运算所需的参数。,梯形图LD,梯形图是一种专门用于基本逻辑控制的连续执行语言。由一些触点（常开、常闭、正传感、负传感、反转）、线圈（输出、单稳态、锁定、解锁、跳转）、连线及定时器、计数器、步序器组成。它擅长于快速执行离散逻辑，包括马达控制、连锁、随意检查、以及简单的顺序控制,结构化文本语言ST,结构化文本语言由一些关键字和相应操作指令组成，包括符号（关键字、运算符、修饰