第六章 集散控制系統(tǒng)

1、第六章第六章 集散控制系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)-又稱分散型綜合控制系統(tǒng)（DCS）系統(tǒng)，是對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制的一種全新的分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)將若干臺(tái)微機(jī)分散應(yīng)用于過程控制，全部信息通過通信網(wǎng)絡(luò)由上位管理計(jì)算機(jī)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化控制，通過CRT裝置、通信總線、鍵盤、打印機(jī)等，進(jìn)行集中操作、顯示和報(bào)警。整個(gè)裝置繼承了常規(guī)儀表分散控制和計(jì)算機(jī)集中控制的優(yōu)點(diǎn)，克服了常規(guī)儀表功能單一、人一機(jī)聯(lián)系差，以及單臺(tái)微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)危險(xiǎn)性高度集中的缺點(diǎn)，既在管理、操作和顯示三方面集中，又在功能、負(fù)荷和危險(xiǎn)性三方面分散。 集散控制系統(tǒng)的定義集散控制系統(tǒng)的定義一一 、集

2、散控制系統(tǒng)的組成、集散控制系統(tǒng)的組成（一）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（一）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（二）功能分析（二）功能分析TDC-3000系統(tǒng)系統(tǒng)CENTUM 系統(tǒng)系統(tǒng)二二 、集散控制系統(tǒng)的特點(diǎn)、集散控制系統(tǒng)的特點(diǎn)（1）控制設(shè)備的分散）控制設(shè)備的分散（2）監(jiān)視和管理操作的集中）監(jiān)視和管理操作的集中（3）開放的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）開放的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)三三 、集散控制系統(tǒng)的發(fā)展、集散控制系統(tǒng)的發(fā)展初創(chuàng)期初創(chuàng)期(1975(1975一一l980l980年年) ) 成熟期成熟期(1980(1980一一19851985年年) )擴(kuò)展期擴(kuò)展期(1985(1985年以后年以后) )分散控制方式：分散控制方式：儀表間相距過遠(yuǎn)、儀表盤尺寸過大、無法全面儀表間

3、相距過遠(yuǎn)、儀表盤尺寸過大、無法全面了解信息及佳作；了解信息及佳作；集中控制方式：集中控制方式：危險(xiǎn)過集中，計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)整個(gè)生產(chǎn)裝置危險(xiǎn)過集中，計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)整個(gè)生產(chǎn)裝置癱瘓；癱瘓；集散控制方式：集散控制方式：控制功能分散、操作管理集中控制功能分散、操作管理集中DCSDCS。集散控制中危險(xiǎn)分散的方法：將控制功能分散到多臺(tái)計(jì)算機(jī)上，集散控制中危險(xiǎn)分散的方法：將控制功能分散到多臺(tái)計(jì)算機(jī)上，采取雙重化冗余措施?，F(xiàn)場(chǎng)控制站危險(xiǎn)分散的設(shè)計(jì)原則采取雙重化冗余措施?，F(xiàn)場(chǎng)控制站危險(xiǎn)分散的設(shè)計(jì)原則三三 、集散控制系統(tǒng)的發(fā)展、集散控制系統(tǒng)的發(fā)展國(guó)際著名廠商國(guó)際著名廠商: TDC-2000 TDC3000 SP

4、ECTRUM I/A series CENTUM XL 愛默生電氣公司愛默生電氣公司 WDPF PROVOX 國(guó)內(nèi)著名廠商：國(guó)內(nèi)著名廠商：DCSDCS系統(tǒng)操作臺(tái)系統(tǒng)操作臺(tái)DCSDCS系統(tǒng)控制單元系統(tǒng)控制單元DCSDCS系統(tǒng)用戶界面系統(tǒng)用戶界面Distributed control system包括： DCSDCS控制站、控制站、DCSDCS操作站、數(shù)操作站、數(shù)據(jù)通信及網(wǎng)絡(luò)據(jù)通信及網(wǎng)絡(luò)集散控制系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)控制站集散控制系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)控制站DCSDCS系統(tǒng)中，控制站繼承了系統(tǒng)中，控制站繼承了DDCDDC技術(shù)，它是一個(gè)完整的計(jì)算技術(shù)，它是一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)，實(shí)際運(yùn)行中可以在不與操作站及網(wǎng)絡(luò)相連的情況下，機(jī)，

5、實(shí)際運(yùn)行中可以在不與操作站及網(wǎng)絡(luò)相連的情況下，完成過程控制策略，保證生產(chǎn)裝置正常運(yùn)行。完成過程控制策略，保證生產(chǎn)裝置正常運(yùn)行。 控制站作為一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)，它的主要控制站作為一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)，它的主要I/OI/O設(shè)備設(shè)備為現(xiàn)場(chǎng)的輸入、輸出處理設(shè)備，以及過程輸入為現(xiàn)場(chǎng)的輸入、輸出處理設(shè)備，以及過程輸入/ /輸出（輸出（P P I/OI/O）量，包括信號(hào)變換與信號(hào)調(diào)理，）量，包括信號(hào)變換與信號(hào)調(diào)理，A/DA/D、D/AD/A轉(zhuǎn)換等。轉(zhuǎn)換等。它在第二代和第三代產(chǎn)品中已陸續(xù)采用了嵌入式技術(shù)，并它在第二代和第三代產(chǎn)品中已陸續(xù)采用了嵌入式技術(shù)，并采用單片機(jī)等完成量程調(diào)整、遠(yuǎn)程采用單片機(jī)等完成量程調(diào)整、遠(yuǎn)程

6、I/OI/O數(shù)據(jù)傳輸、小型化數(shù)據(jù)傳輸、小型化及減少及減少P I/OP I/O卡硬件規(guī)格等功能，直至連接智能化的現(xiàn)場(chǎng)卡硬件規(guī)格等功能，直至連接智能化的現(xiàn)場(chǎng)變送器或接受采用現(xiàn)場(chǎng)總線提供的數(shù)字信號(hào)。變送器或接受采用現(xiàn)場(chǎng)總線提供的數(shù)字信號(hào)。集散控制系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)控制站集散控制系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)控制站主要設(shè)備：主要設(shè)備：現(xiàn)場(chǎng)控制單元?，F(xiàn)場(chǎng)控制單元。主要任務(wù)：主要任務(wù)：進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及處理，對(duì)被控對(duì)象實(shí)施閉環(huán)反饋進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及處理，對(duì)被控對(duì)象實(shí)施閉環(huán)反饋控制、順序控制和批量控制?？刂?、順序控制和批量控制。用戶可以用戶可以根據(jù)不同的應(yīng)用需求，選擇配置不同的現(xiàn)場(chǎng)控制單根據(jù)不同的應(yīng)用需求，選擇配置不同的現(xiàn)場(chǎng)控制單元元以構(gòu)成現(xiàn)

7、場(chǎng)控制站。以構(gòu)成現(xiàn)場(chǎng)控制站。以面向連續(xù)生產(chǎn)的以面向連續(xù)生產(chǎn)的過程控制為主，順序邏輯控制為輔過程控制為主，順序邏輯控制為輔，構(gòu)成，構(gòu)成一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)多種復(fù)雜控制方案的現(xiàn)場(chǎng)控制站一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)多種復(fù)雜控制方案的現(xiàn)場(chǎng)控制站; 以順序控制、聯(lián)鎖控制功能為主以順序控制、聯(lián)鎖控制功能為主的現(xiàn)場(chǎng)控制站；的現(xiàn)場(chǎng)控制站；構(gòu)成對(duì)構(gòu)成對(duì)大批量過程信號(hào)進(jìn)行總體信息采集大批量過程信號(hào)進(jìn)行總體信息采集的現(xiàn)場(chǎng)控制站。的現(xiàn)場(chǎng)控制站。 1.機(jī)柜 現(xiàn)場(chǎng)控制站機(jī)柜中央控制室機(jī)柜間機(jī)柜間機(jī)柜組有了現(xiàn)場(chǎng)控制站，生產(chǎn)過程控制的安全性和可靠性都很容易得到保證現(xiàn)場(chǎng)控制單元多層I/O卡件箱電源單元通信接口接線端子板機(jī)柜正面（前面）機(jī)柜背面（后面）

8、現(xiàn)場(chǎng)控制站機(jī)柜2.電源n電源系統(tǒng)的可靠性措施電源系統(tǒng)的可靠性措施n 每一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制站均采用每一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制站均采用雙電源供電，互為冗余雙電源供電，互為冗余。 n采用采用超級(jí)隔離變壓器超級(jí)隔離變壓器，將其初級(jí)、次級(jí)線圈間的屏，將其初級(jí)、次級(jí)線圈間的屏蔽層可靠接地，以克服共模干擾的影響。蔽層可靠接地，以克服共模干擾的影響。n采用采用交流電子調(diào)壓器交流電子調(diào)壓器，快速穩(wěn)定供電電壓。，快速穩(wěn)定供電電壓。n配有配有不間斷供電電源不間斷供電電源 UPS，以保證供電的連續(xù)性。，以保證供電的連續(xù)性。n現(xiàn)場(chǎng)控制站內(nèi)各現(xiàn)場(chǎng)控制站內(nèi)各功能模塊所需直流電源功能模塊所需直流電源一般為一般為5V、15V(或或12 V)、以

9、及、以及+24V。 3.控制計(jì)算機(jī) 控制器電源單元I/O卡件現(xiàn)場(chǎng)總線接口卡件導(dǎo)軌控制計(jì)算機(jī)控制計(jì)算機(jī)n控制計(jì)算機(jī)一般是由控制計(jì)算機(jī)一般是由 CPUCPU、存儲(chǔ)器、輸入、存儲(chǔ)器、輸入 / / 輸出通輸出通道道等基本部分組成。等基本部分組成。n(1)CPU(1)CPU n用以實(shí)現(xiàn)用以實(shí)現(xiàn)算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。n可以可以執(zhí)行復(fù)雜的先進(jìn)控制算法執(zhí)行復(fù)雜的先進(jìn)控制算法，如自動(dòng)整定、預(yù)測(cè)，如自動(dòng)整定、預(yù)測(cè)控制、模糊控制和自適應(yīng)控制等?？刂?、模糊控制和自適應(yīng)控制等。 n(2)(2)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 n控制計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器分為控制計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器分為RAMRAM和和ROMROM。n在控制計(jì)算機(jī)中在控制

10、計(jì)算機(jī)中 ROM ROM 占有較大的比例占有較大的比例。n由于控制計(jì)算機(jī)在正常工作時(shí)運(yùn)行的是一套固定的由于控制計(jì)算機(jī)在正常工作時(shí)運(yùn)行的是一套固定的程序，程序，DCS中大都采用了中大都采用了程序固化的辦法。程序固化的辦法。n在冗余控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，還特別設(shè)有在冗余控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，還特別設(shè)有雙端口隨機(jī)雙端口隨機(jī)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器RAM RAM ，其中存放有，其中存放有過程輸入輸出數(shù)據(jù)、設(shè)定值過程輸入輸出數(shù)據(jù)、設(shè)定值和和PIDPID參數(shù)等參數(shù)等。n(3)總線 n總線是總線是將現(xiàn)場(chǎng)控制站內(nèi)部各單元連接起來將現(xiàn)場(chǎng)控制站內(nèi)部各單元連接起來的通信介的通信介質(zhì)。質(zhì)。 n(4)輸入/輸出通道 n模擬量輸入模擬量輸入

11、/輸出輸出(AI/AO)n開關(guān)量輸入開關(guān)量輸入/輸出輸出(SI/SO)n數(shù)字量輸入數(shù)字量輸入/輸出輸出(DI/DO)n脈沖量輸入通道脈沖量輸入通道 (PI) n模擬量輸入輸出通道模擬量輸入輸出通道(AI/AO)(AI/AO) n模擬量輸入通道模擬量輸入通道(AI)(AI)n模擬量輸入通道模擬量輸入通道(AI)(AI)將來自將來自在線檢測(cè)儀表和變送器在線檢測(cè)儀表和變送器的的連續(xù)性模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)連續(xù)性模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，送給送給CPUCPU進(jìn)行處進(jìn)行處理。理。n模擬量輸出通道模擬量輸出通道(AO)(AO) n模擬量輸出通道模擬量輸出通道(AO)(AO)一般一般將計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)字信號(hào)

12、將計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為420mADC(420mADC(或或15VDC) 15VDC) 的連續(xù)直流信號(hào)的連續(xù)直流信號(hào)，用，用于控制各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)。于控制各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)。n開關(guān)量輸入開關(guān)量輸入/ /輸出通道輸出通道(SI/SO)(SI/SO) n開關(guān)量輸入通道開關(guān)量輸入通道(SI)(SI)主要用來采集各種主要用來采集各種限位開關(guān)、限位開關(guān)、繼電器繼電器 或電磁閥連動(dòng)觸點(diǎn)的開、關(guān)狀態(tài)或電磁閥連動(dòng)觸點(diǎn)的開、關(guān)狀態(tài)，并輸入至計(jì)，并輸入至計(jì)算機(jī)。算機(jī)。n開關(guān)量輸出通道開關(guān)量輸出通道(SO)(SO)主要用于控制主要用于控制電磁閥、繼電電磁閥、繼電器、指示燈、聲光報(bào)警器器、指示燈、聲光報(bào)警器等只具有開

13、、關(guān)兩種狀態(tài)的等只具有開、關(guān)兩種狀態(tài)的設(shè)備。設(shè)備。脈沖輸入通道脈沖輸入通道(PI)(PI) 脈沖輸入通道脈沖輸入通道(PI)(PI)將將現(xiàn)場(chǎng)儀表（如渦輪流量計(jì)現(xiàn)場(chǎng)儀表（如渦輪流量計(jì)等）輸出的為脈沖信號(hào)等）輸出的為脈沖信號(hào)處理后送入計(jì)算機(jī)。處理后送入計(jì)算機(jī)。 1.反饋控制2.4.1 2.4.1 現(xiàn)場(chǎng)控制站的基本功能現(xiàn)場(chǎng)控制站的基本功能反饋控制反饋控制輸入處理輸入處理控制運(yùn)算控制運(yùn)算回路組態(tài)回路組態(tài)輸出處理輸出處理報(bào)警處理報(bào)警處理反饋控制功能分布圖反饋控制功能分布圖(1)(1)輸入信號(hào)處理輸入信號(hào)處理n模擬輸入信號(hào)處理模擬輸入信號(hào)處理n合理性檢驗(yàn)合理性檢驗(yàn)n零偏零偏修修正正 n規(guī)格化規(guī)格化 n工程

14、量變換工程量變換 n非線性非線性處理處理 n開方開方運(yùn)算運(yùn)算 n補(bǔ)償運(yùn)算補(bǔ)償運(yùn)算 n脈沖序列的瞬時(shí)值變換及累計(jì)脈沖序列的瞬時(shí)值變換及累計(jì)n對(duì)于對(duì)于數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)n狀態(tài)報(bào)警及輸出方式處理。狀態(tài)報(bào)警及輸出方式處理。n對(duì)對(duì)于于脈沖序列脈沖序列n瞬時(shí)值變換及累積計(jì)算瞬時(shí)值變換及累積計(jì)算。 n報(bào)警類型報(bào)警類型n報(bào)警限值報(bào)警限值 n報(bào)警優(yōu)先級(jí)報(bào)警優(yōu)先級(jí) n 報(bào)警優(yōu)先級(jí)參數(shù)報(bào)警優(yōu)先級(jí)參數(shù) n 報(bào)警鏈中斷參數(shù)報(bào)警鏈中斷參數(shù) n 最高報(bào)警選擇參最高報(bào)警選擇參數(shù)數(shù) (2)(2)報(bào)警處理報(bào)警處理(3)(3)控制運(yùn)算控制運(yùn)算n常規(guī)常規(guī) PID n微分先行微分先行PIDn積分分離積分分離n開關(guān)控制開關(guān)控制n時(shí)間比例式

15、開關(guān)控制時(shí)間比例式開關(guān)控制n信號(hào)選擇信號(hào)選擇n比率設(shè)定比率設(shè)定常 用 算 法n時(shí)間程序設(shè)定時(shí)間程序設(shè)定n Smith 預(yù)估控制預(yù)估控制n多變量解耦控制多變量解耦控制n一階滯后運(yùn)算一階滯后運(yùn)算n超前超前-滯后運(yùn)算滯后運(yùn)算n其他運(yùn)算等其他運(yùn)算等(4) 控制回路組態(tài)n根據(jù)控制策略的需要，根據(jù)控制策略的需要，將一些功能模塊通過軟件連將一些功能模塊通過軟件連接起來接起來，構(gòu)成檢測(cè)回路或控制回路。，構(gòu)成檢測(cè)回路或控制回路。溫度與壓力串級(jí)控制系統(tǒng)回路組態(tài)圖溫度與壓力串級(jí)控制系統(tǒng)回路組態(tài)圖(5)輸出信號(hào)處理n輸出開路檢驗(yàn)輸出開路檢驗(yàn)n輸出上下限檢驗(yàn)輸出上下限檢驗(yàn)n輸出變化率限幅輸出變化率限幅n模擬輸出模擬輸出

16、n開關(guān)輸出開關(guān)輸出n脈沖寬度輸出脈沖寬度輸出 2.邏輯控制n根據(jù)輸入變量的狀態(tài)，根據(jù)輸入變量的狀態(tài)，按邏輯關(guān)系進(jìn)行的控制按邏輯關(guān)系進(jìn)行的控制。n在在DCS中，由中，由邏輯功能模塊邏輯功能模塊實(shí)現(xiàn)邏輯控制功能。實(shí)現(xiàn)邏輯控制功能。邏 輯 控 制 功 能n與與 ( AND )n或或 ( OR )n非非 ( NO )n異或異或 ( XOR )n連接連接 ( LINK )n 進(jìn) 行 延 時(shí)進(jìn) 行 延 時(shí) ( O N DELAY )n 停 止 延 時(shí)停 止 延 時(shí) ( O F F DELAY )n觸發(fā)器觸發(fā)器 ( FLIP - FLOP) n脈沖脈沖 ( PULSE )3.順序控制n順序控制：順序控制：按

17、按預(yù)定預(yù)定的動(dòng)作順序的動(dòng)作順序或邏輯或邏輯，依次執(zhí)行各，依次執(zhí)行各階段動(dòng)作程序階段動(dòng)作程序。n順序控制中可以順序控制中可以兼用反饋控制、邏輯控制和輸入兼用反饋控制、邏輯控制和輸入 / 輸出監(jiān)視輸出監(jiān)視等功能。等功能。n實(shí)現(xiàn)順序控制的常用方法實(shí)現(xiàn)順序控制的常用方法n順序表法順序表法n程序語言方式程序語言方式n梯形圖法梯形圖法n順序表法順序表法n將控制順序按邏輯關(guān)系和時(shí)間關(guān)系將控制順序按邏輯關(guān)系和時(shí)間關(guān)系預(yù)先編成順序記預(yù)先編成順序記錄錄，存儲(chǔ)于管理文件中存儲(chǔ)于管理文件中，然后逐項(xiàng)執(zhí)行然后逐項(xiàng)執(zhí)行。n程序語言方式程序語言方式n通過語言編程來實(shí)現(xiàn)順序控制通過語言編程來實(shí)現(xiàn)順序控制。n梯形圖法梯形圖法（

18、梯形邏輯控制語言梯形邏輯控制語言）n由繼電器邏輯電路圖演變而來的一種由繼電器邏輯電路圖演變而來的一種解釋執(zhí)行程序解釋執(zhí)行程序的的設(shè)計(jì)語言設(shè)計(jì)語言。n隨著隨著 DCS 的發(fā)展的發(fā)展，已出現(xiàn)了已出現(xiàn)了梯形邏輯與連續(xù)控制算梯形邏輯與連續(xù)控制算法相結(jié)合法相結(jié)合的復(fù)合控制功能。的復(fù)合控制功能。 4.批量控制n根據(jù)工藝要求，將根據(jù)工藝要求，將反饋控制與邏輯、順序控制結(jié)合反饋控制與邏輯、順序控制結(jié)合起來起來，使一個(gè)間歇式生產(chǎn)過程得到合格產(chǎn)品的控制。，使一個(gè)間歇式生產(chǎn)過程得到合格產(chǎn)品的控制。n反饋控制的報(bào)警信號(hào)反饋控制的報(bào)警信號(hào)n回路狀態(tài)信號(hào)回路狀態(tài)信號(hào)n模擬信號(hào)的比較、判斷、運(yùn)算結(jié)果模擬信號(hào)的比較、判斷、運(yùn)

19、算結(jié)果順序控制的條件信號(hào)順序控制的條件信號(hào)n回路的切換回路的切換n參數(shù)的變更參數(shù)的變更n設(shè)定值的調(diào)整設(shè)定值的調(diào)整n控制算法的變更控制算法的變更n控制方案的變更控制方案的變更由順序控制轉(zhuǎn)換為反饋控制的條件由順序控制轉(zhuǎn)換為反饋控制的條件5.輔助功能(1)控制方式選擇手動(dòng)手動(dòng)( MAN ) 自動(dòng)自動(dòng)( AUT ) 串級(jí)串級(jí)( CAS ) 計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)( COMP ) (2)測(cè)量值跟蹤n在手動(dòng)方式時(shí)，使本回路的設(shè)定值不再保持原來的在手動(dòng)方式時(shí)，使本回路的設(shè)定值不再保持原來的值，而跟蹤測(cè)量值。值，而跟蹤測(cè)量值。(3)輸出值跟蹤n在手動(dòng)方式時(shí)，使內(nèi)存單元中在手動(dòng)方式時(shí)，使內(nèi)存單元中 PID 輸出值跟蹤手操

20、輸出值跟蹤手操輸出值。輸出值。n從手動(dòng)切換到自動(dòng)時(shí)，從手動(dòng)切換到自動(dòng)時(shí)，內(nèi)存單元中的自動(dòng)輸出數(shù)值內(nèi)存單元中的自動(dòng)輸出數(shù)值與手操輸出值相等，與手操輸出值相等，切換是無擾動(dòng)的。切換是無擾動(dòng)的。 n在自動(dòng)方式時(shí)，在自動(dòng)方式時(shí)，手操器的輸出值手操器的輸出值是始終是始終跟蹤跟蹤控制器控制器的的自動(dòng)輸出值自動(dòng)輸出值的。的。n從自動(dòng)切換到手動(dòng)時(shí)，從自動(dòng)切換到手動(dòng)時(shí)，手操器的輸出值與手操器的輸出值與PID的輸?shù)妮敵鲋迪嗟?，出值相等，切換是無擾動(dòng)的。切換是無擾動(dòng)的。 n DCS操作站具有操作員功能、工程師功能、通信功能和高級(jí)語言功能等，其中工程師功能中包括系統(tǒng)組態(tài)、系統(tǒng)維護(hù)、系統(tǒng)通用（Utility）功能。n

21、DCSDCS操作員站和工程師站操作員站和工程師站n實(shí)際的DCS操作站是典型的計(jì)算機(jī)，它與控制站不同，有著豐富的外圍設(shè)備和人機(jī)界面。70年代中期，CRT顯示器技術(shù)已成熟，以外部存儲(chǔ)器為特征，第二代DCS操作站還具有如下特點(diǎn)：操作站和工程師站（或稱工作站）分開，也有公司將操作站的歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)用硬盤（歷史模件）和高級(jí)語言應(yīng)用站（應(yīng)用模件）分別獨(dú)立掛在通信網(wǎng)絡(luò)上；操作系統(tǒng)除采用DOS系統(tǒng)以外，有的產(chǎn)品采用Unix等操作系統(tǒng)；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫儲(chǔ)存性能逐漸完善；在人機(jī)界面方面，逐漸過渡為以GUI圖形用戶界面為平臺(tái)并采用鼠標(biāo)、組態(tài)時(shí)制作流程圖和控制回路圖等方法，采用菜單、窗口、CAD等技術(shù)，使人機(jī)界面友好。 DC

22、S操作站的功能（三大功能）n工程功能完成系統(tǒng)生成、系統(tǒng)維護(hù)、系統(tǒng)測(cè)試和系統(tǒng)管理；n操作功能監(jiān)視、記錄、運(yùn)行；n通信功能完成現(xiàn)場(chǎng)控制站于上位機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換。n主要介紹操作功能操作運(yùn)行中的操作畫面n（1）總貌畫面反映生產(chǎn)過程總體狀況。n（2）分組畫面對(duì)應(yīng)顯示各內(nèi)部?jī)x表狀態(tài)，操作中觀察其它回路中的關(guān)聯(lián)變化。n（3）回路調(diào)整畫面n（4）報(bào)警畫面n（5）趨勢(shì)分組畫面n（6）流程子畫面2.2.2 2.2.2 操作站操作站嵌入型臺(tái)式操作站 桌面型操作站信息報(bào)警站工程師站 控制站 顯示器 標(biāo)準(zhǔn)鍵盤 主機(jī) 操作站主機(jī)柜 工作臺(tái) 中央控制室設(shè)備中央控制室設(shè)備n DCS DCS 操作站一般分為操作站一般分為操作員

23、站和工程師站操作員站和工程師站兩種兩種。n工程師站主要是工程師站主要是技術(shù)人員與控制系統(tǒng)的人機(jī)接口技術(shù)人員與控制系統(tǒng)的人機(jī)接口，可以對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視。可以對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視。n工程師站為用戶提供了一個(gè)靈活的、功能齊全的工工程師站為用戶提供了一個(gè)靈活的、功能齊全的工作平臺(tái)，作平臺(tái)，通過組態(tài)軟件來實(shí)現(xiàn)用戶所要求的各種控制通過組態(tài)軟件來實(shí)現(xiàn)用戶所要求的各種控制策略策略。n有些小型有些小型DCSDCS的的工程師站可以用一個(gè)操作員站代替工程師站可以用一個(gè)操作員站代替。 操作臺(tái)操作臺(tái) 微處理機(jī)系統(tǒng)微處理機(jī)系統(tǒng) 外部存儲(chǔ)設(shè)備外部存儲(chǔ)設(shè)備 圖形顯示設(shè)備圖形顯示設(shè)備 操作鍵盤和鼠標(biāo)操作鍵盤和鼠標(biāo) 打印輸出設(shè)備

24、打印輸出設(shè)備DCS DCS 操作站主要設(shè)備操作站主要設(shè)備操作站設(shè)備操作站設(shè)備2.2.3 2.2.3 冗余技術(shù)冗余技術(shù)1. 1. 冗余方式冗余方式冗余技術(shù)冗余技術(shù)多重化自動(dòng)備用多重化自動(dòng)備用簡(jiǎn)易的手動(dòng)備用簡(jiǎn)易的手動(dòng)備用后退運(yùn)轉(zhuǎn)后退運(yùn)轉(zhuǎn)同步運(yùn)轉(zhuǎn)同步運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)2.4.2 2.4.2 操作站的基本功能操作站的基本功能操作站的操作站的基本功能基本功能顯示顯示報(bào)警報(bào)警系統(tǒng)維護(hù)系統(tǒng)維護(hù)報(bào)告生成報(bào)告生成操作操作系統(tǒng)組態(tài)系統(tǒng)組態(tài)操作站的基本功能分布圖操作站的基本功能分布圖2.4.32.4.3自診斷功能自診斷功能n在在系統(tǒng)投運(yùn)前系統(tǒng)投運(yùn)前，用用離線診斷程序檢查離線診斷程序檢查各部分各部分的的工作狀態(tài)工作

25、狀態(tài)。n系統(tǒng)運(yùn)系統(tǒng)運(yùn)行行中中，各設(shè)備不斷執(zhí)行各設(shè)備不斷執(zhí)行在線自診斷程序在線自診斷程序。n一旦發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤一旦發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，立，立即切換到備用設(shè)備即切換到備用設(shè)備；n同時(shí)經(jīng)過通信網(wǎng)絡(luò)在顯示器上同時(shí)經(jīng)過通信網(wǎng)絡(luò)在顯示器上顯示出故障代碼，顯示出故障代碼，等待及等待及時(shí)處理時(shí)處理；n故障代碼可以故障代碼可以定位到定位到卡卡件件板板，用戶只需及時(shí)用戶只需及時(shí)更換卡更換卡件件。 數(shù)據(jù)通信及網(wǎng)絡(luò)在在DCSDCS系統(tǒng)誕生時(shí)，主要解決一個(gè)生產(chǎn)裝置中幾個(gè)控制站和一個(gè)系統(tǒng)誕生時(shí)，主要解決一個(gè)生產(chǎn)裝置中幾個(gè)控制站和一個(gè)或幾個(gè)操作站之間的數(shù)據(jù)通信問題；第二代或幾個(gè)操作站之間的數(shù)據(jù)通信問題；第二代DCSDCS則解決多個(gè)裝置則解決多個(gè)裝置的的DCSDCS互聯(lián)問題；第三代互聯(lián)問題；第三代DCSDCS則解決一個(gè)工廠的多個(gè)車間互聯(lián)及則解決一個(gè)工廠的多個(gè)車間互聯(lián)及與全廠計(jì)算機(jī)管理網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的問題，這是總的設(shè)計(jì)思想。與全廠計(jì)算機(jī)管理網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的問題，這是總的設(shè)計(jì)思想。