某熱電廠DCS系統(tǒng)培訓(xùn)教程三

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DCS教程

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Dcs緒論

DCS從1975年問世以來，大約有三次比較大的變革，七十年代操作站的硬件、操作系統(tǒng)、監(jiān)視軟件都是專用的，由各DCS廠家自己開發(fā)的，也沒有動態(tài)流程圖，通訊網(wǎng)絡(luò)基本上都是輪詢方式的；八十年代就不一樣了，通訊網(wǎng)絡(luò)較多使用令牌方式；九十年代操作站出現(xiàn)了通用系統(tǒng)，九十年代末通訊網(wǎng)絡(luò)有部份遵守TCP/IP協(xié)議，有的開始采用以太網(wǎng)?？偟膩砜矗兓饕w現(xiàn)在Ｉ／Ｏ板、操作站和通訊網(wǎng)絡(luò)。控制器相對來講變化要小一些。操作站主要表現(xiàn)在由專用機變化到通用機，如PC機和小型機的應(yīng)用。但是目前它的操作系統(tǒng)一般采用UNIX，也有小系統(tǒng)采用NT，相比較來看UNIX的穩(wěn)定性要好一些，NT則有死機現(xiàn)象。I/O板主要體現(xiàn)在現(xiàn)場總線的引入DCS系統(tǒng)。

XXX熱電公司培訓(xùn)教程從理論上講，一個DCS系統(tǒng)可以應(yīng)用于各種行業(yè)，但是各行業(yè)有它的特殊性，所以DCS也就出現(xiàn)了不同的分支，有時也由于DCS廠家技術(shù)人員工藝知識的局限性而引起，如HONEYWELL公司對石化比較熟悉，其產(chǎn)品在石化行業(yè)應(yīng)用較多，而ＢAILEY的產(chǎn)品則在電力行業(yè)應(yīng)用比較普遍。用戶在選擇DCS的時候主要是要注意其技術(shù)人員是否對該生產(chǎn)工藝比較熟悉；然后要看該系統(tǒng)適用于多大規(guī)模，比如NT操作系統(tǒng)的就適應(yīng)于較小規(guī)模的系統(tǒng)；最后是價格，不同的組合價格會有較大的差異，而國產(chǎn)的DCS系統(tǒng)價格比進口的DCS至少要低一半，算上備品備件則要低得更多。

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DCS由四部份組成：I/O板、控制器、操作站、通訊網(wǎng)絡(luò)。I/O板和控制器國際上各DCS廠家的技術(shù)水平都相差不遠，如果說有些差別的話是控制器內(nèi)的算法有多有少，算法的組合有些不一樣，I/O板的差別在于有的有智能，有些沒有，但是控制器讀取所有I/O數(shù)據(jù)必須在一秒鐘內(nèi)完成一個循環(huán)；操作站差別比較大，主要差別是選用PC機還是選用小型機、采用UNIX還是采用NT操作系統(tǒng)、采用專用的還是通用的監(jiān)視軟件,操作系統(tǒng)和監(jiān)視軟件配合比較好時可以減少死機現(xiàn)象；差別最大的是通訊網(wǎng)絡(luò)，最差的是輪詢方式，最好的是例外報告方式，根據(jù)我們的實驗，其速度要相差七八倍。XXX熱電公司培訓(xùn)教程DCS教程[第2講]——DCS最新操作站--通用操作站

DCS系統(tǒng)包括三大部分：帶I/O部件的控制器、通訊網(wǎng)絡(luò)和人機接口。人機接口包括操作站、工程師站和歷史站?？刂破鱅/O部件和生產(chǎn)過程相聯(lián)接，操作站和人相聯(lián)系，通訊網(wǎng)絡(luò)把這兩部分聯(lián)成系統(tǒng)。所以操作站是DCS的重要組成部分，工程師站給控制器和操作站組態(tài)，歷史站記錄生產(chǎn)過程的歷史數(shù)據(jù)。最近幾年開發(fā)的人機界面還有動態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)器。XXX熱電公司培訓(xùn)教程

一個DCS系統(tǒng)控制器和I/O部件通常可以運行16-20年，而操作站因為有活動部件，所以比較容易損壞，如：硬盤、鍵盤、CRT、軟驅(qū)等，運行6-8年后出現(xiàn)故障的概率就比較大，所以在DCS運行過程中，操作站更新的情況比較多。

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DCS的控制器的變化較小。其變化表現(xiàn)在控制算法的安排、控制算法的多少，存取的I/O點數(shù)的多少和內(nèi)存的大小等，操作系統(tǒng)一般都是專用的。操作站的變化就很大，八十年代以前的操作站，一般沒有硬盤及動態(tài)流程圖，能顯示的標(biāo)簽數(shù)比較少，例如500個標(biāo)簽（標(biāo)簽指的是AI、DI、回路、開關(guān)量的邏輯關(guān)系等），八十年代出現(xiàn)了能顯示5000個標(biāo)簽的操作站，九十年代出現(xiàn)了能顯示30000個標(biāo)簽的操作站。同時，也出現(xiàn)了在微軟的NT通用平臺上運行的通用顯示軟件。開始，通用軟件只在PLC的操作站上使用，后來也逐漸應(yīng)用在DCS上。它的標(biāo)簽量可以達到10000個，甚至更多。

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DCS操作站發(fā)展的過程（以BAILEY的操作站為例）如下：

一．八十年代初，N90的操作站是OIU系列，當(dāng)時是無硬盤、無動態(tài)流程圖的，標(biāo)簽量500。后來增加了硬盤和流程圖，標(biāo)簽量1400-5000點。八十年代中期推出了MCS系列，標(biāo)簽量10000，特別是MCSPULS，它是SCSI接口，可以有30000個標(biāo)簽點，當(dāng)時在DCS市場上處于領(lǐng)先地位。1986年，BAILEY產(chǎn)品占世界DCS市場的1/3。到1988年，共有8500套在世界各國運轉(zhuǎn)。到了90年代，DCS市場爭奪激烈，BAILEY無論在技術(shù)上還是在銷售方面都不象80年代那樣光輝。于是BAILEY公司欲通過購買FISCHER&PORTER、HARTMANN&BRAUN等公司銷售他們的系統(tǒng)來重鑄輝煌。

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BAILEY的控制器和通訊網(wǎng)絡(luò)都比較好，但在操作站上面，不能與競爭者相比，BAILEY最新的操作站是以WINDOWSNT、通用微機為基礎(chǔ)的ConductorNT。實際上，該操作站不是為INFI-90開發(fā)的，它是FISCHER-PORTER的系統(tǒng)6的操作站，用它的監(jiān)控軟件嵌入和INFI-90通訊的驅(qū)動軟件而成。由于銷售量不大，磨合的機會少，問題比較多，死機現(xiàn)象嚴(yán)重。OIS40系列的操作站運行在DEC的VMS平臺上。實際上，它仍然是在MCS操作站的MTOS操作系統(tǒng)平臺上，開發(fā)了一個與VMS通訊的驅(qū)動軟件，因為80年代的OIU和MCS在80年代末都已經(jīng)停止銷售。BAILEY只賣OIS20系列和OIS40系列。

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OIS20系列是90年代初推向市場的，它本質(zhì)上是MCS，但它們能與INFI-90通訊．它的開發(fā)、制造成本都比較低，性能也比較好。OIS20系列的輔站不是用網(wǎng)絡(luò)來傳輸信息的，只是在主站上多加了1塊顯卡來實現(xiàn)輔站。后來因維護成本很高，硬盤和軟驅(qū)都難以買到，用戶反映不好。

XXX熱電公司培訓(xùn)教程程繼OIS20系列，BAILEY公司推出了OIS41、OIS42，在操作站之間增增加了以太網(wǎng)卡，，組成后門網(wǎng)絡(luò)，，可以實現(xiàn)打印機機共享。把圖形傳傳給不同主站的能能力也有所增強，，也給用戶提供了了開發(fā)打印系統(tǒng)的的空間，這是后話話。由于OIS40、OIS41、OIS42主機性能較差，所所以操作站的性能能提高不明顯。直直到OIS43Alpha芯片的出現(xiàn)，性能能才得到提高。同同時，加拿大BAILEY公司開發(fā)了PCV，它是以PC為基礎(chǔ)的操作站，，采用QNX操作統(tǒng)。因為它的的標(biāo)簽量較少，價價格低廉，運行穩(wěn)穩(wěn)定，故適用于小小系統(tǒng)的使用，這這就是BAILEY的OIS10系列，版本5以前，只有文本沒沒有圖形。版本5以后既有文本也有有圖形。OIS11操作站后門之間用用ARCNET聯(lián)網(wǎng)。OIS12既可用ARCNET也可用以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)。XXX熱電公司培訓(xùn)教程程二.八十年代中期，因因為PLC操作站的開發(fā)都不不太成功，一些軟軟件公司就開發(fā)了了通用的監(jiān)控軟件件，且很快就被PLC制造廠家所采用。。如：FIX、INTOUCH、ONSPEC等（一共有上百種種），由于市場前前景較好，所以軟軟件開發(fā)商又開發(fā)發(fā)了許多PLC的驅(qū)動軟件。到了了九十年代，又開開發(fā)了DCS的驅(qū)動軟件。最早早采用通用工控監(jiān)監(jiān)控軟件的是MOORE公司的APEC系統(tǒng)，它既可以用用INTOUCH也可用FIX。由于INFI-90系統(tǒng)在九十年代一一直沒有推出比較較優(yōu)秀的操作站，，故PREVISE公司推出了OPsCon操作站。XXX熱電公司培訓(xùn)教程程OPsCon操作站運行在PC硬件平臺，NT操作系統(tǒng)下，把FIX作為監(jiān)控軟件，并并開發(fā)了能與多種種DCS通訊的對應(yīng)驅(qū)動軟軟件，標(biāo)簽量為10000個。因為FIX軟件在世界各地已已經(jīng)銷售了90000套，它與各種PLC、DCS和NT系統(tǒng)磨合較好，這這種操作站可以運運用在多種PLC、DCS操作站上。在INFI-90系統(tǒng)上應(yīng)用已經(jīng)有有幾千臺。如：新新西蘭的一家造紙紙廠，原來已經(jīng)運運行有CONDUCTNT，后來還是改用OPsCon。XXX熱電公司培訓(xùn)教程程通用操作站的出現(xiàn)現(xiàn)，給DCS用戶帶來了以下方方便：

１、不不必再為原DCS生產(chǎn)廠家是否倒閉閉、兼并，該型產(chǎn)產(chǎn)品是否已經(jīng)停產(chǎn)產(chǎn)、備件是否能夠夠找到而操心。２２、由于通用用操作站的適用面面廣，相對生產(chǎn)量量大，成本下降，，因而可以節(jié)省用用戶的經(jīng)費。維護護費用也比較少。。

３、采用通通用系統(tǒng)要比使用用各種不同的專用用系統(tǒng)更為單，用用戶也可減少人員員培訓(xùn)的費用。４４、更新和升升級容易。

５、、開放性能好，，很容易建立生產(chǎn)產(chǎn)管理信息系統(tǒng)。。

因此此，通用操作站是是DCS的發(fā)展方向。XXX熱電公司培訓(xùn)教程程DCS教程[第3講]——DCS動態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)器DCS系統(tǒng)屬于基礎(chǔ)自動動化，MIS系統(tǒng)側(cè)重于辦公自自動化。這兩者在在反映速度上的區(qū)區(qū)別很大，DCS是屬于秒級的，而而MIS是以小時或更長時時間為單位的。所所以這兩者之間必必須要有隔離設(shè)備備，這個隔離設(shè)備備就是動態(tài)數(shù)據(jù)服服務(wù)器。它的功能能是生產(chǎn)過程監(jiān)控控；歷史數(shù)據(jù)的存存儲及管理；統(tǒng)計計質(zhì)量控制；設(shè)備備預(yù)防性維護；設(shè)設(shè)備故障診斷；生生產(chǎn)優(yōu)化等。XXX熱電公司培訓(xùn)教程程DCS、PLC采集現(xiàn)場的生產(chǎn)過過程數(shù)據(jù)通過通訊訊網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)傳給給操作站和動態(tài)數(shù)數(shù)據(jù)服務(wù)器。動態(tài)態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)器是采采集生產(chǎn)全過程的的模擬信號或邏輯輯信號，所以它的的采集速度是海量量的。要經(jīng)過數(shù)據(jù)據(jù)淘金，將信號送送到生產(chǎn)管理部門門。XXX熱電公司培訓(xùn)教程程通常情況下，一個個企業(yè)往往有幾種種不同牌號的DCS、PLC，要把這幾種信號號都集中到動態(tài)數(shù)數(shù)據(jù)服務(wù)器中，最最好要選擇一個通通用顯示平臺。在在這個平臺上來顯顯示不同型號的DCS、PLC的信號。通用顯示示平臺可采用FIX、INTOUCH、組態(tài)王、Synall等軟件，開發(fā)各種種DCS和PLC的驅(qū)動軟件。XXX熱電公司培訓(xùn)教程程最近出廠的DCS采用通用操作站站，它采用NT操作系統(tǒng)，監(jiān)控控軟件就是FIX、INTOUCH.不同DCS型號采用不同的的驅(qū)動軟件。各各種DCS之間信號傳輸采采用OPC服務(wù)器聯(lián)接，也也可以把少量的的信號送到MIS系統(tǒng)的服務(wù)器中中。FIX、INTOUCH等軟件都能存儲儲歷史數(shù)據(jù)，幾幾十個信號可存存儲280天之多。如要存存儲更多的歷史史數(shù)據(jù)，可以采采用OSI歷史數(shù)據(jù)庫，它它可以存儲三年年以上。這些通通用監(jiān)控軟件都都有OSI的接口。XXX熱電公司培訓(xùn)教教程老一代的DCS系統(tǒng)的操作站無無論操作系統(tǒng)還還是監(jiān)控軟件都都是專用的，和和其它系統(tǒng)通訊訊都非常困難。。如要建立系統(tǒng)統(tǒng)間的互聯(lián)，通通過計算機接口口單元建立動態(tài)態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)器，，監(jiān)控軟件仍然然可以使用通用用的，在NT平臺上運行，但但它的數(shù)據(jù)只能能上行，不能下下行。在設(shè)計MIS系統(tǒng)過程中，最最好使用動態(tài)數(shù)數(shù)據(jù)服務(wù)器，不不要把DCS和PLC數(shù)據(jù)直接送到Web否則會影響到DCS、PLC的正常運行。至至于究竟需要建建立多少個動態(tài)態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)器，，由所需采集的的數(shù)據(jù)量和數(shù)據(jù)據(jù)安全決定。一一般情況下，可可達10000點。XXX熱電公司培訓(xùn)教教程DCS教程[第4講]——多屏操作站和操操作站的后門門網(wǎng)絡(luò)一個DCS系統(tǒng)可以有好幾幾臺操作站，每每一臺操作站可可以顯示一樣的的內(nèi)容，也可以以是不一樣的內(nèi)內(nèi)容。對于電廠廠來說，一臺300MV的發(fā)電機組，工工藝過程比較集集中，通常采用用2臺操作站冗余運運行認(rèn)為是比較較合適的。但對對于大型機組，，由于它的輸入入、輸出點數(shù)較較多，一個顯示示器不夠用，最最好有多個顯示示器。這時的監(jiān)監(jiān)控軟件應(yīng)該能能支持多屏幕。。早期的DCS都采用在操作站站的主機上加分分屏卡，如加2分屏，4分屏的分屏卡，，分別可連接2臺CRT或4臺CRT。用這種方法以以增加人機界面面。XXX熱電公司培訓(xùn)教教程由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的的高速發(fā)展，人人機界面的數(shù)量量可以不限。操操作站分為主站站和從站。主站站連在DCS網(wǎng)絡(luò)上。通過DCS網(wǎng)絡(luò)接口，直接接從DCS網(wǎng)絡(luò)上讀取控制制器數(shù)據(jù)庫中的的數(shù)據(jù)。主站的的數(shù)量是由接口口的數(shù)量決定的的。從站則與主主站相連。它沒沒有數(shù)據(jù)庫，在在顯示流程圖畫畫面時，由主站站顯示完整的工工藝畫面，而從從站就顯示主站站的工藝畫面。。從站的數(shù)量是是不限的。XXX熱電公司培訓(xùn)教教程不論是主站，還還是從站，都用用后門網(wǎng)絡(luò)連接接起來。有了后后門網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)統(tǒng)維護時，各操操作站之間可作作文本拷貝。系系統(tǒng)運行時，即即使其中一臺主主操作站發(fā)生故故障，它的從站站可作為另一臺臺主站的從站。。在網(wǎng)絡(luò)中，接接進打印服務(wù)器器，服務(wù)器有許許多通道，幾臺臺操作站共用一一臺或幾臺打印印機。連接主站站和從站的這個個網(wǎng)絡(luò)與DCS網(wǎng)絡(luò)沒有關(guān)系。。所以就稱為后后門網(wǎng)絡(luò)。早期期的后門網(wǎng)絡(luò)采采用ARCNET，后來由于有的的DCS系統(tǒng)的操作站主主機采用DEC的小型機，后門門網(wǎng)絡(luò)就采用DECNET或以太網(wǎng)。在操操作站作標(biāo)簽組組態(tài)時，是否要要把重要的I/O點重疊組態(tài)要由由用戶確定。XXX熱電公司培訓(xùn)教教程采用通用操作站站以后，系統(tǒng)就就成為開放的，，各主站和各從從站之間用以太太網(wǎng)連接，從站站的數(shù)量不限。。為了提高后門門網(wǎng)絡(luò)的可靠性性，以太網(wǎng)的低低廉，通常采用用雙網(wǎng)?？梢宰鲎龅竭h程操作。。在局部的地地域用網(wǎng)絡(luò)，會會帶來很大的方方便。如果過程程控制與INTERNET網(wǎng)絡(luò)相連，會受受到病毒或黑客客的侵入。一定定要加安全級別別、數(shù)據(jù)單向傳傳輸和加防火墻墻。XXX熱電公司培訓(xùn)教教程以太網(wǎng)之間的協(xié)協(xié)議遵從OSI模型（OpenSystemInterconnection）的七層協(xié)議。。七層協(xié)議分別別是物理層、數(shù)數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層層、會話層、表表示層和應(yīng)用層層。XXX熱電公司培訓(xùn)教教程物理層描述傳輸輸介質(zhì)、連接器器和信號脈沖標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。中繼器或或集線器（hub）也是物理層的的設(shè)備，它與傳傳輸?shù)男畔牡木唧w內(nèi)容無關(guān)關(guān)。幀是發(fā)送到到介質(zhì)上的一組組數(shù)字脈沖。用用以傳輸信息。。幀的大小為64-1518字節(jié)。幀包括預(yù)預(yù)同步信號，消消息頭、數(shù)據(jù)信信息和幀校驗序序列。中繼器或或集線器（hub）僅僅放大導(dǎo)線線中的電信號，，并繼續(xù)向前傳傳送。XXX熱電公司培訓(xùn)教教程數(shù)據(jù)鏈路層描述述本地系統(tǒng)之間間的拓撲和通信信標(biāo)準(zhǔn)。以太網(wǎng)網(wǎng)能與多個物理理層標(biāo)準(zhǔn)（雙絞絞線線纜、光纜纜）和多個網(wǎng)絡(luò)絡(luò)層標(biāo)準(zhǔn)一起工工作。將網(wǎng)絡(luò)的的物理方面（線線纜和數(shù)字脈沖沖）與軟件和數(shù)數(shù)據(jù)流的抽象世世界連接起來。。在網(wǎng)絡(luò)里傳的的信息是以幀的的格式傳輸?shù)?。。在幀中有消息息頭和尾，數(shù)據(jù)據(jù)報包到幀里。。檢測錯誤，調(diào)調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)流量。。幀消息由源和和目標(biāo)介質(zhì)訪問問控制（mediaaccesscontrol）MAC地址組成，并利利用該信息和數(shù)數(shù)據(jù)區(qū)的內(nèi)容建建立CRC尾。數(shù)據(jù)鏈路層層根據(jù)網(wǎng)絡(luò)采用用拓撲規(guī)則，發(fā)發(fā)送幀，把幀發(fā)發(fā)到物理層（網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)線纜）。網(wǎng)網(wǎng)橋和交換器是是數(shù)據(jù)鏈路層的的設(shè)備。因為它它們是支持幀的的。兩者都利用用幀消息頭中的的信息調(diào)節(jié)交通通。幀消息頭負負責(zé)識別是誰發(fā)發(fā)送的信息，信信息發(fā)送到哪里里。幀消息頭包包含兩個區(qū)域，，用以識別傳輸輸?shù)脑春湍繕?biāo)，，是源和目標(biāo)系系統(tǒng)的節(jié)點地址址。幀消息頭的的大小總是14字節(jié)。XXX熱電公司培訓(xùn)教教程網(wǎng)絡(luò)層描述在不不同網(wǎng)段上的系系統(tǒng)如何彼此尋尋找，也定義了了網(wǎng)址。網(wǎng)址是是指定給一組物物理連接的系統(tǒng)統(tǒng)名字或號碼。。是所有上層的的基石，單位是是數(shù)據(jù)報（datagram）單位如網(wǎng)絡(luò)的的IP數(shù)據(jù)報傳遞協(xié)議議是網(wǎng)絡(luò)層功能能的例子。網(wǎng)址址這一術(shù)語，根根據(jù)采用的協(xié)議議不同，叫法也也不同。采用IP，叫做子網(wǎng)（subnet）。XXX熱電公司培訓(xùn)教教程傳輸層處理數(shù)據(jù)據(jù)的實際操作，，并準(zhǔn)備通過網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)傳送。如果果數(shù)據(jù)太大而不不能作為一個幀幀，傳輸層將其其分解為更小的的部分，并編制制序號，序號允允許其它系統(tǒng)上上的傳輸層重新新將數(shù)據(jù)組合為為最初內(nèi)容。幀幀的CRC校驗是在數(shù)據(jù)鏈鏈路層進行的，，傳輸層能夠起起到備用效驗的的作用。傳輸層層的功能如IP的傳輸協(xié)議（TCP）、單位是段（（segment）。XXX熱電公司培訓(xùn)教教程會話層處理兩個個或多個系統(tǒng)之之間連接的建立立和維護。它保保證正確完成具具體的服務(wù)請求求。如如果系統(tǒng)正在運運行多個網(wǎng)絡(luò)應(yīng)應(yīng)用程序，會話話層負責(zé)保持正正確通信順序，，保證進入的數(shù)數(shù)據(jù)引到正確的的應(yīng)用程序。表示層保證數(shù)據(jù)據(jù)可以用于應(yīng)用用程序的形式接接收。它的任務(wù)務(wù)是編碼和解碼碼。應(yīng)應(yīng)用層的任務(wù)是是確定何時要求求訪問網(wǎng)絡(luò)資源源。XXX熱電公司培訓(xùn)教教程DCS教程[第5講]——異種系統(tǒng)的互聯(lián)聯(lián),時間同步和SDSL技術(shù)一個企業(yè)特別是是大中型企業(yè)有有許多工藝過程程，每一個工藝藝過程都有相對對獨立性。在不不同時期建設(shè)或或不同時間進行行技術(shù)改造，一一定會采用不同同型號的DCS系統(tǒng)，設(shè)備連鎖鎖和控制等會采采用幾種不同型型號的PLC系統(tǒng)。為了在企企業(yè)內(nèi)建立綜合合管理信息系統(tǒng)統(tǒng)，異種系統(tǒng)的的互聯(lián)和時間同同步就成為很重重要的問題。XXX熱電公司培訓(xùn)教教程早期DCS和PLC的互連是采用把把PLC作為DCS的一個輸入板，，DCS專們設(shè)計一塊與與PLC的接口板，與DCS的本身的I/O板連在同一條I/O總線上?？刂破髌髯x入PLC來的信號，通過過DCS的網(wǎng)絡(luò)把PLC的信號送到DCS操作站上。這樣樣互連的辦法有有一個大的缺點點是：PLC的快速信號在慢慢速反應(yīng)的DCS的操作站上顯示示。經(jīng)測定，一一個微動開關(guān)的的動作要經(jīng)過幾幾秒以上的時間間才能在DCS的操作站上表現(xiàn)現(xiàn)出來。有的DCS甚至需要8秒。另一個互聯(lián)聯(lián)辦法是把PLC的個別信號用硬硬線連到DCS的輸入板上，這這樣輸入的點數(shù)數(shù)很少，成本比比較高。有的DCS在DCS網(wǎng)絡(luò)上設(shè)計一個個結(jié)點，該結(jié)點點專門用來讀取取PLC的信號。把PLC的信號送入DCS的網(wǎng)絡(luò)是比較困困難的。缺點是是開發(fā)接口的費費用很高。即使使開發(fā)成功，接接口也經(jīng)常發(fā)生生故障。XXX熱電公司培訓(xùn)教教程對于PLC來說，70年代中期曾經(jīng)開開發(fā)過專用操作作站，但不太成成功。后來它就就沒有開發(fā)專用用操作站，當(dāng)時時，PLC只處理開關(guān)量，，在控制器上的的數(shù)碼顯示作為為人機界面也能能滿足要求。PLC的控制器和I/O之間用網(wǎng)絡(luò)連接接。到80年代末和90年代，模擬量控控制進入PLC，。用戶感到?jīng)]沒有以CRT為基礎(chǔ)的人機界界面很不方便，，用戶選用通用用監(jiān)控軟件，運運行在NT平臺上，采用普普通微機作為硬硬件平臺，編出出各個PLC的驅(qū)動軟件，這這樣PLC也有了操作站。。因為商業(yè)原因因，一些PLC廠家在90年代也開發(fā)了監(jiān)監(jiān)控軟件。并企企圖成為工控通通用監(jiān)控軟件。。由于開發(fā)時間間很晚，不僅僅各個PLC的驅(qū)動軟件太少少，而且市場也也被其他軟件占占據(jù)。XXX熱電公司培訓(xùn)教教程對于通用監(jiān)控軟軟件來說，微軟軟開發(fā)的通訊協(xié)協(xié)議DDE（DYNAMICDATAEXCHANGE）、快速DDE、網(wǎng)絡(luò)DDE等都支持。XXX熱電公司培訓(xùn)教教程DDE允許Windows環(huán)境下各使用的的機器建立客戶戶機/服務(wù)器關(guān)系，發(fā)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)據(jù)，彼次發(fā)送指指令。由服務(wù)器器提供數(shù)據(jù)和接接收從其它使用用的機器發(fā)來的的感興趣的數(shù)據(jù)據(jù)請求。發(fā)請求求的機器就是客客戶機，送數(shù)據(jù)據(jù)的是服務(wù)器。。XXX熱電公司培訓(xùn)教教程快速DDE提供許多DDE的信息打包到單單個DDE信息中。打包提提高效率，減少少服務(wù)器和客戶戶機之間傳送的的DDE數(shù)據(jù)。XXX熱電公司培訓(xùn)教教程網(wǎng)絡(luò)DDE延伸了標(biāo)準(zhǔn)DDE功能，其中包括括了局域網(wǎng)通過過串行口的通訊訊。網(wǎng)絡(luò)的延伸伸允許連在網(wǎng)上上的不同計算機機作為服務(wù)器、、客戶機應(yīng)用運運行的DDE連接。比如，網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)DDE支持連到LAN，或modem上的IBM兼容計算機和諸諸如在VMS、UNIX等操作環(huán)境下的的非PC為基礎(chǔ)的平臺之之間的DDE。XXX熱電公司培訓(xùn)教教程SuitLinkK用于TCP/IP為基礎(chǔ)的協(xié)議、、被設(shè)計成滿足足工業(yè)需要，如如數(shù)據(jù)完整性、、高吞吐量和容容易診斷。此協(xié)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)只適用用于WindowsNT4.0以上。OPC（OBJACTLINKEMBEDPROCESSCONTROL）客戶機，可以以從服務(wù)器取數(shù)數(shù)據(jù)。遵守TCP/IP協(xié)議。XXX熱電公司司培訓(xùn)教教程由于市場場需要監(jiān)監(jiān)控軟件件，因此此，通用用監(jiān)控軟軟件有許許多廠商商開發(fā)，，在90年代，有有如FIX、INTOUCH、PARAGON、ONSPEC、CIMPLICITY等100多種。國國內(nèi)有組組態(tài)王、、SYNALL等。對于于監(jiān)控軟軟件如果果開發(fā)了了許多DCS和PLC的驅(qū)動軟軟件，在在聯(lián)網(wǎng)時時有許多多網(wǎng)絡(luò)套套件，它它就成為為通用監(jiān)監(jiān)控軟件件。其中中驅(qū)動軟軟件最多多的是FIX和INTOUCH。在NT平臺上，，如果采采用FIX、INTOUCH等軟件，，彼此可可作為服服務(wù)器，，也可作作為客戶戶機，彼彼此可以以交換數(shù)數(shù)據(jù)。XXX熱電公司司培訓(xùn)教教程DCS在70年代問世世時，計計算機技技術(shù)水平平還比較較低，市市場上可可以選用用的零部部件比較較少。DCS生產(chǎn)廠家家自己開開發(fā)的操操作站有有專用的的操作系系統(tǒng)、專專用的監(jiān)監(jiān)控軟件件、專用用的接口口硬件和和CRT、專用的的打印機機、專用用硬盤和和軟驅(qū)。。甚至連連接用的的電纜和和插頭、、插座也也是專用用的。當(dāng)當(dāng)然，這這樣作也也不能排排除是DCS廠家為了了獲取最最大的商商業(yè)利益益而考慮慮的。由由于計算算機技術(shù)術(shù)的飛速速發(fā)展，，而DCS的發(fā)展沒沒有計算算機快，，它處在在相對穩(wěn)穩(wěn)定的發(fā)發(fā)展階段段。后來來市場上上的各種種微機零零部件很很多，但但DCS都連接不不上，異異種系統(tǒng)統(tǒng)更沒有有辦法互互連，DCS廠家又都都沒有按按照市場場變化修修改自己己的軟件件，所以以DCS成為名符符其實的的自動化化“孤島島”。DCS的用戶感感到十分分不方便便，另外外操作站站比控制制器更容容易損壞壞。其壽壽命大約約7-8年左右。。操作站站由于買買不到如如硬盤、、軟驅(qū)等等，許多多用戶決決定在更更換操作作站時，，不再采采用原DCS廠家的操操作站，，因為它它價格昂昂貴、備備件難賣賣。采用用PC機和NT平臺，安安裝通用用監(jiān)控軟軟件，并并開發(fā)和和某一具具體DCS的驅(qū)動軟軟件，做做成通用用操作站站，代替替原來的的專用操操作站。。XXX熱電公司司培訓(xùn)教教程有的DCS廠家索性性把專用用操作站站去掉，，配以通通用操作作站。如如MOORE公司的APACS系統(tǒng)，在在1996年采用INTOUCH軟件（FIX也可以）），MOORE公司只提提供APACS的驅(qū)動軟軟件和提提硬件的的配置要要求，硬硬件由用用戶自己己選配。。經(jīng)使用用，運行行很好。。比MOORE公司自己己開發(fā)的的監(jiān)控軟軟件要好好用一些些。這也也許是DCS廠家軟件件開發(fā)人人員比通通用軟件件開發(fā)公公司的軟軟件開發(fā)發(fā)人員少少有關(guān)。。又如MEASUREX的操作站站也采用用通用監(jiān)監(jiān)控軟件件。目前前最多的的替代操操作站是是FIX、INTOUCH兩大類型型的通用用替代操操作站。。XXX熱電公司司培訓(xùn)教教程早期的DCS，廠家分分別都自自己開發(fā)發(fā)專用監(jiān)監(jiān)控軟件件。編寫寫程序時時，控制制器的驅(qū)驅(qū)動軟件件和顯示示軟件不不是分開開來編寫寫。如果果采用通通用微機機和NT平臺，它它們與通通用軟件件相比，，CPU的開銷要要小一些些，對硬硬件的要要求比通通用的要要低一些些，但由由于是和和系統(tǒng)一一起銷售售，銷售售量很小小，軟件件本身的的問題沒沒有得到到充分暴暴露。如如果硬件件都能滿滿足通用用、專用用要求，，專用監(jiān)監(jiān)控軟件件的操作作站死機機現(xiàn)象比比通用的的嚴(yán)重一一些。XXX熱電公司司培訓(xùn)教教程據(jù)了解，，某一套套DCS系統(tǒng)，硬硬件為PC機，操作作系統(tǒng)為為NT，專用監(jiān)監(jiān)控軟件件裝配成成的操作作站，一一天內(nèi)死死機幾次次。隨著著軟件版版本升級級，死機機現(xiàn)象有有增無減減。一年年內(nèi)打幾幾次補釘釘，死機機現(xiàn)象仍仍然存在在。專用用、通用用兩種軟軟件相比比，專用用的目前前還是比比通用的的要封閉閉一些。。在網(wǎng)絡(luò)絡(luò)中使用用，還沒沒有網(wǎng)絡(luò)絡(luò)套件軟軟件。如如采用通通用監(jiān)控控軟件，，DCS和DCS之間，DCS和PLC之間，PLC和PLC之間，各各自的人人機界面面可以互互連。只只要是微微軟的WINDOWS界面，都都能作為為客戶機機，采用用DDE、快速DDE和Suitelink讀取數(shù)據(jù)據(jù)。它們們既可以以作為服服務(wù)器，，也可以以作為客客戶機。。在企業(yè)業(yè)內(nèi)可組組成綜合合管理信信息系統(tǒng)統(tǒng)。XXX熱電公司司培訓(xùn)教教程為了保證證操作站站的安全全運行，，可以單單獨用一一個HMI用于互連連。通用用監(jiān)控軟軟件通常常有網(wǎng)絡(luò)絡(luò)版的軟軟件，經(jīng)經(jīng)組態(tài)后后，能通通過網(wǎng)絡(luò)絡(luò)，組成成服務(wù)器器/客戶機格格式，把把實時信信息傳到到遠方。。在客戶戶機中，，可以實實時查看看通用軟軟件做成成的動態(tài)態(tài)數(shù)據(jù)服服務(wù)器數(shù)數(shù)據(jù)庫中中的數(shù)據(jù)據(jù)。也能能把信息息送入MIS系統(tǒng)的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)據(jù)庫中（（如SQL、SYBASE、ORACLE）。通用用監(jiān)控軟軟件在它它們的套套件軟件件中，也也有Web軟件，安安裝成Web服務(wù)器，，通過Web服務(wù)器。。瀏覽動動態(tài)數(shù)據(jù)據(jù)服務(wù)器器中的數(shù)數(shù)據(jù)。它它不是實實時數(shù)據(jù)據(jù)。同時時，通過過微軟的的GLANZE軟件，也也可以接接Web。瀏覽覽MIS數(shù)據(jù)庫中中的數(shù)據(jù)據(jù)。采用用Web服務(wù)器,瀏覽數(shù)據(jù)據(jù)，都比比服務(wù)器器/客戶機的的方式要要慢。XXX熱電公司司培訓(xùn)教教程采用通用用操作站站優(yōu)點歸歸納如下下：●●價格格低廉●●DCS功能擴展展●●用戶熟熟息XXX熱電公司司培訓(xùn)教教程各個系統(tǒng)統(tǒng)的時間間同步也也是很重重要的問問題。網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)時間間服務(wù)器器是用于于所有網(wǎng)網(wǎng)上工作作站的高高品質(zhì)時時間同步步的設(shè)備備。一般般情況下下，DCS系統(tǒng)的絕絕對時間間是在操操作站上上(人機界面面)形成的，，控制器器中只有有相對時時間。為為了時間間同步，，可以把把衛(wèi)星時時間GPS(GLOBALPOSITIONSYSTEM)作為基準(zhǔn)準(zhǔn)，來校校對DCS的時間。。XXX熱電公司司培訓(xùn)教教程具體實現(xiàn)現(xiàn)辦法如如下：通通過衛(wèi)星星接收天天線，時時間服務(wù)務(wù)器接收收GPS系統(tǒng)中各各個衛(wèi)星星的原子子鐘，再再把時間間信號送送給動態(tài)態(tài)數(shù)據(jù)服服務(wù)器或或DCS的操作站站。通過過動態(tài)數(shù)數(shù)據(jù)服務(wù)務(wù)器或操操作站的的DCS的驅(qū)動軟軟件，把把時間信信號送到到DCS的網(wǎng)絡(luò)上上。原來來以太網(wǎng)網(wǎng)在DCS網(wǎng)絡(luò)中比比較少用用，但現(xiàn)現(xiàn)在也有有用的。。因為它它比較廉廉價。它它廣泛用用于管理理信息網(wǎng)網(wǎng)（MIS），以太太網(wǎng)也采采用廣播播式協(xié)議議，但與與令牌網(wǎng)網(wǎng)有區(qū)別別。它采采用隨機機訪問的的鏈路控控制。在在以太網(wǎng)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)中，各各結(jié)點可可以隨機機的發(fā)送送數(shù)據(jù)。。但當(dāng)兩兩個或更更多的結(jié)結(jié)點同時時發(fā)送數(shù)數(shù)據(jù)時，，就產(chǎn)生生數(shù)據(jù)發(fā)發(fā)送沖突突。發(fā)生生沖突的的結(jié)點都都退回去去，用一一個隨機機延時的的算法后后再繼續(xù)續(xù)發(fā)送。。即采用用載波監(jiān)監(jiān)聽多路路訪問技技術(shù)。隨隨機延時時的算法法有很多多種，目目前都應(yīng)應(yīng)用于以以太網(wǎng)。。XXX熱電公司司培訓(xùn)教教程目前MIS系統(tǒng)已經(jīng)經(jīng)與DCS、PLC連接成一一個系統(tǒng)統(tǒng)，DCS、PLC數(shù)據(jù)通過過動態(tài)數(shù)數(shù)據(jù)服務(wù)務(wù)器，送送到以太太網(wǎng)，它它的傳輸輸載體大大都采用用光纖。。調(diào)度室室通常是是中心區(qū)區(qū)域，以以它為基基點，連連成星形形網(wǎng)絡(luò)結(jié)結(jié)構(gòu)。中中心區(qū)域域配置有有服務(wù)器器。如ORACLE、SYBASE、SQL等。在服服務(wù)器中中存有軟軟件，把把軟件編編制成子子模塊形形式。如如財務(wù)管管理子模模塊、人人事管理理子模塊塊、原材材料子模模塊等。。把DCS、PLC來的信號號放在生生產(chǎn)實時時子系統(tǒng)統(tǒng)模塊內(nèi)內(nèi)。XXX熱電公司司培訓(xùn)教教程生產(chǎn)實時時的數(shù)據(jù)據(jù)是海量量的，既既有實時時的，又又有歷史史的。對對于通用用監(jiān)控軟軟件都有有歷史數(shù)數(shù)據(jù)平臺臺。設(shè)服服務(wù)器，，它可以以自成系系統(tǒng)。最最后再與與MIS系統(tǒng)的數(shù)數(shù)據(jù)庫相相連，為為數(shù)據(jù)安安全，還還應(yīng)該有有防火墻墻。目前前傳輸載載體也大大都是光光纖。敷敷設(shè)光纖纖的費用用比較高高（大約約2萬元人民幣/公里）。在用用光纖作為載載體的MIS系統(tǒng)中，有些些地方可能遠遠離中心區(qū)域域，但有少數(shù)數(shù)數(shù)據(jù)也希望望送到中心來來顯示，這時時不一定用光光纖，可以采采用電話線。。像地衡、輸輸煤、水處理理等地方的數(shù)數(shù)據(jù)，數(shù)量很很少。XXX熱電公司培訓(xùn)訓(xùn)教程只要在電話總總機的交換機機接入特殊的的路由器，它它有以太網(wǎng)的的接口。在信信息源加貓（（MODEM），布線中要要稍加調(diào)整就就可以了。路路由器、MODEM費用不很高。。這時，光纖纖和電話線可可以同時用于于以太網(wǎng)。這這就是SDSL（SymmetricDigitalSubscriberLine）技術(shù)。SDSL技術(shù)的特點是是同時既能通通電話，又能能傳輸網(wǎng)絡(luò)。。只要電話通通了，網(wǎng)絡(luò)也也就通了。這這種技術(shù)應(yīng)用用于已經(jīng)有電電話線的廠礦礦，并有電話話總機的情況況?，F(xiàn)在國外外已廣泛用于于工廠網(wǎng)。如如果企業(yè)比較較小，可以不不用光纖，全全部用電話線線，通訊速率率為2.3M。無論從信息息端讀取數(shù)據(jù)據(jù)還是傳到信信息端的指令令，速率是一一樣的。路由由器、MODEM之間的距離可可以7000英尺。在使用用時，不同時時使用電話，，距離還能延延長。XXX熱電公司培訓(xùn)訓(xùn)教程DCS教程[第6講]——DCS的基本結(jié)構(gòu)和和PLC的區(qū)別DCS為分散控制系系統(tǒng)的英文（（TOTALDISTRIBUTEDCONTROLSYSTEM）簡稱。指的的是控制危險險分散、管理理和顯示集中中。60年代末有人研研制了作邏輯輯運算的可編編程序控制器器（ProgrammableLogicController）。簡稱PLC。主要應(yīng)用于于汽車制造業(yè)業(yè)。70年代中期以完完成模擬量控控制的DCS推向市場，代代替以PID運算為主的模模擬儀表控制制。首先提出出DCS這樣一種思想想的是原制造造儀表的廠商商，當(dāng)時主要要應(yīng)用于化工工行業(yè)。后又又有計算機行行業(yè)從事DCS的開發(fā)。XXX熱電公司培訓(xùn)訓(xùn)教程70年代微機技術(shù)術(shù)還不成熟，，計算機技術(shù)術(shù)還不夠發(fā)達達。操作站、、控制器、I/O板和網(wǎng)絡(luò)接口口板等都是DCS生產(chǎn)廠家自行行開發(fā)的，也也就是所有部部件都是專用用的。70年代初，有人人用如PDP/1124這樣的小型機機代替原來的的集中安裝的的模擬儀表控控制。連接到到中央控制室室的電纜很多多。如用小型型機既作為控控制器、同時時把連接小型型機的CRT又作為顯示設(shè)設(shè)備（即人機機界面）。一一臺小型機需需接收幾千臺臺變送器或別別的傳感器來來的信號，完完成幾百個回回路的運算。。很顯然其危危險有點集中中。和模擬儀儀表連接的電電纜一樣多，，并且一旦小小型機壞了，，控制和顯示示都沒有了。。數(shù)字控制沒沒有達到預(yù)期期的目的。XXX熱電公司培訓(xùn)訓(xùn)教程后有人提出把把控制和顯示示分開。一臺臺計算機完成成控制計算任任務(wù)，另一臺臺計算機完成成顯示任務(wù)。。另外，一個個工藝過程作作為被控對象象可能需要顯顯示和控制的的點很多，其其中有一些還還需要閉環(huán)控控制或邏輯運運算，工藝過過程作為被控控對象的各個個部分會有相相對獨立性，，可以分成若若干個獨立的的工序，再把把在計算機控控制系統(tǒng)中獨獨立的工序上上需要顯示和和控制的輸入入、輸出的點點分配到數(shù)臺臺計算機中去去，把原來由由一臺小型機機完成的運算算任務(wù)由幾臺臺或幾十臺計計算機（控制制器）去完成成。其中一臺臺機器壞了不不影響全局。。所謂“狼群群代替老虎””的戰(zhàn)術(shù)，這這就是危險分分散的意思。。把顯示、操操作、打印等等管理功能集集中在一起，，用網(wǎng)絡(luò)把上上述完成控制制和顯示的兩兩部分連成一一個系統(tǒng)。當(dāng)當(dāng)時有人把這這種系統(tǒng)稱為為集散系統(tǒng)。。XXX熱電公司培訓(xùn)訓(xùn)教程危險究竟要分分散到多少算算合適呢？這這與當(dāng)時的計計算機技術(shù)的的發(fā)展水平有有關(guān)。70年代中期，徹徹底分散就是是一個控制器器完成一個回回路的運算。。當(dāng)時由于人人們對數(shù)字技技術(shù)不太熟息息，習(xí)慣于模模擬儀表，70年代末、80年代曾經(jīng)風(fēng)行行回路控制器器，把數(shù)字控控制器做成和和原來模擬儀儀表在外觀上上幾乎完全一一樣，不改變變操作習(xí)慣，，內(nèi)部把PID運算數(shù)字化。。一塊儀表（（一臺計算機機）完成一個個回路的控制制任務(wù)。其價價格較為昂貴貴，但危險是是分散了。然然后用通訊網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)把各個控控制器和以CRT為基礎(chǔ)的人機機界面連成一一個系統(tǒng)。這這時網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)通常都是星星形結(jié)構(gòu)?；鼗芈返目刂破髌鞯闹谱鞒杀颈咎?，價格格/性能比不好。。后來為了減減低成本，就就有兩回路的的、四回路的的控制器，它它的價格/性能比稍好一一些。對于一一個大中型系系統(tǒng)來說，DCS的價格/性能比比回路路控制器組成成的系統(tǒng)要好好。有些特殊殊地方還是要要用到一些回回路控制器。。XXX熱電公司培訓(xùn)訓(xùn)教程如果所要完成成的回路太多多，如一個控控制器采集幾幾千點、完成成幾百個回路路的運算，危危險又太集中中。在這種情情況下，危險險必需分散。。隨著計算機機技術(shù)的發(fā)展展，計算機的的運算能力、、存儲容量和和可靠性不斷斷提高，一臺臺計算機所完完成的任務(wù)也也可以增加。。完成的任務(wù)務(wù)也可集中一一點。另外，，控制器、網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)等冗余技技術(shù)也得到了了發(fā)展，控制制運算也可集集中一些。XXX熱電公司培訓(xùn)訓(xùn)教程從目前的DCS來看，一個控控制器完成幾幾十個回路的的運算和幾百百點的采集、、再加適量的的邏輯運算，，經(jīng)現(xiàn)場使用用，效果是比比較好的。這這就產(chǎn)生控制制器升級的問問題了。有時時控制器和檢檢測元件的距距離還是比較較遠，這就促促進現(xiàn)場總線線的發(fā)展。如如CAN、LOONWORKS、FF等現(xiàn)場總線，，以及HART協(xié)議接收板等等都用到DCS系統(tǒng)中。XXX熱電公司培訓(xùn)訓(xùn)教程DCS分為三大部分分，帶I/O板的控制器、、通訊網(wǎng)絡(luò)和和人機界面（（HMI）。由I/O板通過端子板板直接與生產(chǎn)產(chǎn)過程相連，，讀取傳感器器來的信號。。I/O板有幾種不同同的類型，每每一種I/O板都有相應(yīng)的的端子板。XXX熱電公司培訓(xùn)訓(xùn)教程模擬量輸入，，4-20毫安的標(biāo)準(zhǔn)信信號板和用以以讀取熱電偶偶的毫伏信號號板；4-16個通道不等；；模模擬量輸出出，通常都是是4-20毫安的標(biāo)準(zhǔn)信信號，一般它它的通道比較較少，4-8個個通道；開開關(guān)量輸入；；16-32個通道：開開關(guān)關(guān)量輸出，開開關(guān)量輸入和和輸出還分不不同電壓等級級的板，如直直流24伏、125伏；交流220伏或115伏等；8-16個通道不等；；脈脈沖量輸輸入，用于采采集速率的信信號；4-8通道不等；快快速中斷輸入入；HART協(xié)議輸入板；；現(xiàn)現(xiàn)場總線I/O板；XXX熱電公司培訓(xùn)訓(xùn)教程每一塊I/O板都接在I/O總線上。為了了信號的安全全和完整，信信號在進入I/O板以前信號要要進行整修，，如上下限的的檢查、溫度度補償、濾波波，這些工作作可以在端子子板完成，也也可以分開完完成，完成信信號整修的板板現(xiàn)在有人稱稱它們?yōu)樾盘柼栒{(diào)理板。XXX熱電公司培訓(xùn)訓(xùn)教程每一塊I/O板都接在I/O總線上。為了了信號的安全全和完整，信信號在進入I/O板以前信號要要進行整修，，如上下限的的檢查、溫度度補償、濾波波，這些工作作可以在端子子板完成，也也可以分開完完成，完成信信號整修的板板現(xiàn)在有人稱稱它們?yōu)樾盘柼栒{(diào)理板。XXX熱電公司培訓(xùn)訓(xùn)教程每一塊I/O板都接在I/O總線上。為了了信號的安全全和完整，信信號在進入I/O板以前信號要要進行整修，，如上下限的的檢查、溫度度補償、濾波波，這些工作作可以在端子子板完成，也也可以分開完完成，完成信信號整修的板板現(xiàn)在有人稱稱它們?yōu)樾盘柼栒{(diào)理板。XXX熱電公司培訓(xùn)訓(xùn)教程控制器是DCS的核心部件，，它相當(dāng)于一一臺PC機。有的DCS的控制器本身身就是PC機。它主要有有CPU、RAM、E2PROM和ROM等芯片，還有有兩個接口，，一個向下接接收I/O總線來的信號號，另一個接接口是向上把把信號送到網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)上與人機機界面相連。。ROM用來存貯完成成各種運算功功能的控制算算法（有的DCS稱為功能塊庫庫）。在庫中中存功能塊，，如控制算法法PID、帶死區(qū)PID，積分分離PID，算術(shù)運算加加、減、乘、、除、平方、、開方、函數(shù)數(shù)運算一次濾濾波、正弦、、余弦、X-Y函數(shù)發(fā)生器、、超前-滯后；比較先先進的算法有有史密斯預(yù)估估，C語言接口、矩矩陣加、矩陣陣乘；邏輯運運算有邏輯與與、邏輯或、、邏輯非、邏邏輯與非等。。通常用站功功能塊不僅把把模擬量和開開關(guān)量結(jié)合起起來，還與人人連系起來。。功能塊越多多，用戶編寫寫應(yīng)用程序（（即組態(tài)）越越方便。組態(tài)態(tài)按照工藝要要求，把功能能塊連接起來來形成控制方方案。把控制制方案存在E2PROM中。因為E2PROM可以擦寫，組組態(tài)要隨工藝藝改變而改變變，所以把組組態(tài)存在E2PROM中。不同用戶戶有不同組態(tài)態(tài)。組態(tài)時，，用戶從功能能塊庫中選擇擇要的功能塊塊，填上參數(shù)數(shù)，把功能塊塊連接起來。。形成控制方方案存到E2PROM中。這時控制制器在組態(tài)方方式，投入運運行后就成為為運行方式XXX熱電公司培訓(xùn)訓(xùn)教程控制器是DCS的核心部件，，它相當(dāng)于一一臺PC機。有的DCS的控制器本身身就是PC機。它主要有有CPU、RAM、E2PROM和ROM等芯片，還有有兩個接口，，一個向下接接收I/O總線來的信號號，另一個接接口是向上把把信號送到網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)上與人機機界面相連。。ROM用來存貯完成成各種運算功功能的控制算算法（有的DCS稱為功能塊庫庫）。在庫中中存功能塊，，如控制算法法PID、帶死區(qū)PID，積分分離PID，算術(shù)運算加加、減、乘、、除、平方、、開方、函數(shù)數(shù)運算一次濾濾波、正弦、、余弦、X-Y函數(shù)發(fā)生器、、超前-滯后；比較先先進的算法有有史密斯預(yù)估估，C語言接口、矩矩陣加、矩陣陣乘；邏輯運運算有邏輯與與、邏輯或、、邏輯非、邏邏輯與非等。。通常用站功功能塊不僅把把模擬量和開開關(guān)量結(jié)合起起來，還與人人連系起來。。功能塊越多多，用戶編寫寫應(yīng)用程序（（即組態(tài)）越越方便。組態(tài)態(tài)按照工藝要要求，把功能能塊連接起來來形成控制方方案。把控制制方案存在E2PROM中。因為E2PROM可以擦寫，組組態(tài)要隨工藝藝改變而改變變，所以把組組態(tài)存在E2PROM中。不同用戶戶有不同組態(tài)態(tài)。組態(tài)時，，用戶從功能能塊庫中選擇擇要的功能塊塊，填上參數(shù)數(shù)，把功能塊塊連接起來。。形成控制方方案存到E2PROM中。這時控控制器在組組態(tài)方式，，投入運行行后就成為為運行方式式XXX熱電公司培培訓(xùn)教程通訊網(wǎng)絡(luò)把把過程站和和人機界面面連成一個個系統(tǒng)。通通訊網(wǎng)絡(luò)有有幾種不同同的結(jié)構(gòu)行行式。如總總線式、環(huán)環(huán)形和星形形?？偩€形形在邏輯上上也是環(huán)形形的。星形形的只適用用于小系統(tǒng)統(tǒng)。不論是是環(huán)形還是是總線形，，一般都采采用廣播式式。其它一一些協(xié)議方方式已用的的較少。通通訊網(wǎng)絡(luò)的的速率在10M和100M左右。XXX熱電公司培培訓(xùn)教程人機界面有有4種不同形式式的結(jié)點，，它們是操操作站、工工程師工作作站、歷史史趨勢站和和動態(tài)數(shù)據(jù)據(jù)服務(wù)器。。XXX熱電公司培培訓(xùn)教程操作站安裝裝有操作系系統(tǒng)、監(jiān)控控軟件和控控制器的驅(qū)驅(qū)動軟件。。顯示系統(tǒng)統(tǒng)的標(biāo)簽、、動態(tài)流程程圖和報警警信息。工工程師工作作站給控制制器組態(tài)（（CAD），也可以以給操作站站組態(tài)（作作動態(tài)流程程圖）。如如果監(jiān)控軟軟件作圖能能力很強，，作圖工作作可以由監(jiān)監(jiān)控軟件獨獨立完成。。工程師站站的另外一一個功能是是讀控制器器的組態(tài)，，用于控制制器升級，，查找故障障。我們稱稱之為逆向向工程師站站。歷史趨勢站站用于存儲儲歷史數(shù)據(jù)據(jù)，一般用用磁盤陣列列（稱為RAID技術(shù)）。動動態(tài)數(shù)據(jù)服服務(wù)器是DCS和MIS系統(tǒng)的接口口，也是DCS和Web的隔離設(shè)備備。XXX熱電公司培培訓(xùn)教程DCS和PLC的設(shè)計原理理區(qū)別較大大，PLC是由摸仿原原繼電器控控制原理發(fā)發(fā)展起來的的，70年代的PLC只有開關(guān)量量邏輯控制制，首先應(yīng)應(yīng)用的是汽汽車制造行行業(yè)。它以以存儲執(zhí)行行邏輯運算算、順序控控制、定時時、計數(shù)和和運算等操操作的指令令；并通過過數(shù)字輸入入和輸出操操作，來控控制各類機機械或生產(chǎn)產(chǎn)過程。用用戶編制的的控制程序序表達了生生產(chǎn)過程的的工藝要求求，并事先先存入PLC的用戶程序序存儲器中中。運行時時按存儲程程序的內(nèi)容容逐條執(zhí)行行，以完成成工藝流程程要求的操操作。PLC的CPU內(nèi)有指示程程序步存儲儲地址的程程序計數(shù)器器，在程序序運行過程程中，每執(zhí)執(zhí)行一步該該計數(shù)器自自動加1，程序從起起始步（步步序號為零零）起依次次執(zhí)行到最最終步（通通常為END指令），然然后再返回回起始步循循環(huán)運算。。PLC每完成一次次循環(huán)操作作所需的時時間稱為一一個掃描周周期。不同同型號的PLC，循環(huán)掃描描周期在1微秒到幾十十微秒之間間。程序計計數(shù)器這樣樣的循環(huán)操操作，這是是DCS所沒有的。。這也是使使PLC的冗余不如如DCS的原因。XXX熱電公司培培訓(xùn)教程DCS是在運算放放大器的基基礎(chǔ)上得以以發(fā)展的。。把所有的的函數(shù)、各各過程變量量之間的關(guān)關(guān)系都作成成功能塊（（有的DCS系統(tǒng)稱為膨膨化塊）。。70年代中期的的DCS只有模擬量量控制。如如TDC2000系統(tǒng)，一個個控制器一一秒鐘內(nèi)能能完成8個PID回路的運算算。首先應(yīng)應(yīng)用的是化化工行業(yè)。。XXX熱電公司培培訓(xùn)教程DCS和PLC的表現(xiàn)的主主要差別是是在開關(guān)量量的邏輯解解算和模擬擬量的運算算上，即使使后來兩者者相互有些些滲透，但但是還是有有區(qū)別。80年代以后，，PLC除邏輯運算算外，也有有一些控制制回路用的的算法，但但要完成一一些復(fù)雜運運算還是比比較困難，，PLC用梯形圖編編程，模擬擬量的運算算在編程時時不太直觀觀，編程比比較麻煩。。但在解算算邏輯方面面，表現(xiàn)出出快速的優(yōu)優(yōu)點，在微微秒量級，，解算1K邏輯程序不不到1毫秒。它把把所有的輸輸入都當(dāng)成成開關(guān)量來來處理，16位（也有32位的）為一一個模擬量量。而DCS把所有輸入入都當(dāng)成模模擬量，1位就是開關(guān)關(guān)量。解算算一個邏輯輯是在幾百百微秒至幾幾毫秒量級級。對于PLC解算一個PID運算在幾十十毫秒，這這與DCS的運算時間間不相上下下。大型PLC使用另外一一個CPU來完成模擬擬量的運算算。把計算算結(jié)果送給給PLC的控制器。。不同型號號的DCS，解算PID所需時間不不同，但都都在幾十毫毫秒的量級級。如早期期的TDC2000系統(tǒng)，1秒鐘內(nèi)完成成8個回路的控控制運算。。隨著芯片片技術(shù)的發(fā)發(fā)展，解算算一個算法法的時簡在在縮短。解解算一個算算法所需時時間與功能能塊的安排排方式和組組態(tài)方式有有關(guān)。XXX熱電公司培培訓(xùn)教程在接地電阻阻方面，對對PLC也許要求不不高，但對對DCS一定要在幾幾歐姆以下下（通常在在4歐姆以下））。模擬量量隔離也是是非常重要要的。在有有爆炸危險險的地方，，應(yīng)配置本本質(zhì)安全柵柵。XXX熱電公司培培訓(xùn)教程相同I/O點數(shù)的系統(tǒng)統(tǒng)，用PLC比用DCS，其成本要要低一些（（大約能省省40%左右）。PLC沒有專用操操作站，它它用的軟件件和硬件都都是通用的的，所以維維護成本比比DCS要低很多。。一個PLC的控制器，，可以接收收幾千個I/O點（最多可可達8000多個I/O）。DCS的控制器，，只能幾百百個I/O點（不超過過500個I/O）。如果被被控對象主主要是設(shè)備備連鎖、回回路很少，，采用PLC較為合適。。如果主要要是模擬量量控制、并并且函數(shù)運運算很多，，最好采用用DCS。DCS在控制器、、I/O板、通訊網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)等的冗冗余方面，，一些高級級運算、行行業(yè)的特殊殊要求方面面都要比PLC好的多。PLC由于采用通通用監(jiān)控軟軟件，在設(shè)設(shè)計企業(yè)的的管理信息息系統(tǒng)方面面，要容易易一些。XXX熱電公司培培訓(xùn)教程特別要指出出的是，DCS的專用操作作站，不是是天經(jīng)地義義的。它是是由歷史原原因形成的的。DCS廠家如再不不開放操作作站，與工工廠的管理理信息系統(tǒng)統(tǒng)連網(wǎng)，個個別DCS就有從市場場中消失的的危險。隨隨著著新技術(shù)的的誕生，負負面影響也也跟著而來來。新操作作站的開放放，病毒和和黑客容易易侵入到系系統(tǒng)。在作作設(shè)計時，，在操作站站上設(shè)置密密碼，系統(tǒng)統(tǒng)多加隔離離和防火墻墻。把負面面影響減到到最小。XXX熱電公司培培訓(xùn)教程DCS教程[第7講]——多屏操作站站、操作站站的后門網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)和雙機機雙網(wǎng)一個DCS系統(tǒng)可以有有好幾臺操操作站，每每一臺操作作站可以顯顯示一樣的的內(nèi)容，稱稱為冗余運運行。也可可以是不一一樣的內(nèi)容容。對于電電廠來說，，一臺300MV的發(fā)電機組組，工藝過過程比較集集中，通常常采用2臺操作站冗冗余運行認(rèn)認(rèn)為是比較較合適的。。但對于大大型機組，，由于它的的輸入、輸輸出點數(shù)較較多，一臺臺顯示器不不夠用，最最好有多臺臺顯示器。。這時的監(jiān)監(jiān)控軟件應(yīng)應(yīng)該能支持持多屏幕。。早期的DCS都采用在操操作站的主主機上多加加顯示卡，，如加2塊顯示卡，，3塊顯示卡等等。分別可可連接2臺CRT或3臺CRT。用這種方方法以增加加人機界面面。XXX熱電公司培培訓(xùn)教程由于網(wǎng)絡(luò)技技術(shù)的高速速發(fā)展，人人機界面的的數(shù)量可以以不限。操操作站分為為主站和從從站。主站站連在DCS網(wǎng)絡(luò)上。通通過DCS網(wǎng)絡(luò)接口，，直接從DCS網(wǎng)絡(luò)上讀取取各個控制制器數(shù)據(jù)庫庫中的數(shù)據(jù)據(jù)。主站的的數(shù)量是由由接口的數(shù)數(shù)量決定的的。從站則則與主站相相連。它沒沒有數(shù)據(jù)庫庫，在顯示示流程圖畫畫面時，由由主站顯示示完整的工工藝畫面，，而從站就就顯示主站站的工藝畫畫面。從站站的數(shù)量是是不限的。。不論是主主站，還是是從站，都都用后門網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)連接起起來。XXX熱電公司培培訓(xùn)教程有了后門網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)統(tǒng)維護時，，各操作站站之間可作作文本拷貝貝。系統(tǒng)運運行時，即即使其中一一臺主操作作站發(fā)生故故障，它的的從站可作作為另一臺臺主站的從從站。在網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中，接接進打印服服務(wù)器，服服務(wù)器有許許多通道，，幾臺操作作站共用一一臺或幾臺臺打印機。。連接主站站和從站的的這個網(wǎng)絡(luò)絡(luò)與DCS網(wǎng)絡(luò)沒有關(guān)關(guān)系。所以以就稱為后后門網(wǎng)絡(luò)。。早期的后后門網(wǎng)絡(luò)采采用ARCNET，后來由于于有的DCS系統(tǒng)的操作作站主機采采用DEC的小型機，，后門網(wǎng)絡(luò)絡(luò)就采用DECNET或以太網(wǎng)。。在操作站站作標(biāo)簽組組態(tài)時，是是否要把重重要的I/O點重疊組態(tài)態(tài)要由用戶戶確定。XXX熱電公司培培訓(xùn)教程由于網(wǎng)絡(luò)和和數(shù)據(jù)庫技技術(shù)的發(fā)展展，人機界界面怎樣與與DCS網(wǎng)絡(luò)連接又又有新的方方式。把服服務(wù)器連在在DCS網(wǎng)絡(luò)上。服服務(wù)器和人人機界面組組成服務(wù)器器/客戶機格式式，服務(wù)器器和人機界界面之間用用以太網(wǎng)連連接，，以以太網(wǎng)的低低廉，通常常采用雙網(wǎng)網(wǎng)。為提高高服務(wù)器的的安全性能能，采用冗冗余的方式式，這就是是雙機雙網(wǎng)網(wǎng)。可以做做到遠程操操作。客戶戶機中有操操作站、工工程師站、、歷史趨勢勢站和MIS系統(tǒng)接口。。服務(wù)器中中的數(shù)據(jù)庫庫可以組態(tài)態(tài)。在局部部的地域用用網(wǎng)絡(luò)傳遞遞信息，會會帶來很大大的方便。。XXX熱電公司培培訓(xùn)教程如果過程控控制與INTERNET網(wǎng)絡(luò)相連，，會受到病病毒或黑客客的侵入。。一定要加加安全級別別和加防火火墻。從使使用來看，，國產(chǎn)DCS在結(jié)構(gòu)和硬硬件制造都都已經(jīng)達到到較高的水水平。在功功能塊的開開發(fā)方面還還需進一步步努力。以以太網(wǎng)之之間的協(xié)議議遵從OSI模型（OpenSystemInterconnection）的七七層協(xié)協(xié)議。。七層層協(xié)議議分別別是物物理層層、數(shù)數(shù)據(jù)鏈鏈路層層、網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層層、傳傳輸層層、會會話層層、表表示層層和應(yīng)應(yīng)用層層。XXX熱電公公司培培訓(xùn)教教程物理層層描述述傳輸輸介質(zhì)質(zhì)、連連接器器和信信號脈脈沖標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。。中繼繼器或或集線線器（（hub）也是是物理理層的的設(shè)備備，它它與傳傳輸?shù)牡男畔⑾牡木唧w體內(nèi)容容無關(guān)關(guān)。幀幀是發(fā)發(fā)送到到介質(zhì)質(zhì)上的的一組組數(shù)字字脈沖沖。用用以傳傳輸信信息。。幀的的大小小為64-1518字節(jié)。。幀包包括預(yù)預(yù)同步步信號號，消消息頭頭、數(shù)數(shù)據(jù)信信息和和幀校校驗序序列。。中繼繼器或或集線線器（（hub）僅僅僅放大大導(dǎo)線線中的的電信信號，，并繼繼續(xù)向向前傳傳送。。XXX熱電公公司培培訓(xùn)教教程數(shù)據(jù)鏈鏈路層層描述述本地地系統(tǒng)統(tǒng)之間間的拓拓撲和和通信信標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)。以以太網(wǎng)網(wǎng)能與與多個個物理理層標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)（（雙絞絞線線線纜、、光纜纜）和和多個個網(wǎng)絡(luò)絡(luò)層標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)一一起工工作。。將網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的的物理理方面面（線線纜和和數(shù)字字脈沖沖）與與軟件件和數(shù)數(shù)據(jù)流流的抽抽象世世界連連接起起來。。在網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)里里傳的的信息息是以以幀的的格式式傳輸輸?shù)摹?。在幀幀中有有消息息頭和和尾，，數(shù)據(jù)據(jù)報包包到幀幀里。。檢測測錯誤誤，調(diào)調(diào)節(jié)數(shù)數(shù)據(jù)流流量。。幀消消息由由源和和目標(biāo)標(biāo)介質(zhì)質(zhì)訪問問控制制（mediaaccesscontrol）MAC地址組組成，，并利利用該該信息息和數(shù)數(shù)據(jù)區(qū)區(qū)的內(nèi)內(nèi)容建建立CRC尾。數(shù)數(shù)據(jù)鏈鏈路層層根據(jù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)采用用拓撲撲規(guī)則則，發(fā)發(fā)送幀幀，把把幀發(fā)發(fā)到物物理層層（網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)線線纜））。網(wǎng)網(wǎng)橋和和交換換器是是數(shù)據(jù)據(jù)鏈路路層的的設(shè)備備。因因為它它們是是支持持幀的的。兩兩者都都利用用幀消消息頭頭中的的信息息調(diào)節(jié)節(jié)交通通。幀幀消息息頭負負責(zé)識識別是是誰發(fā)發(fā)送的的信息息，信信息發(fā)發(fā)送到到哪里里。幀幀消息息頭包包含兩兩個區(qū)區(qū)域，，用以以識別別傳輸輸?shù)脑丛春湍磕繕?biāo)，，是源源和目目標(biāo)系系統(tǒng)的的節(jié)點點地址址。幀幀消息息頭的的大小小總是是14字節(jié)。。XXX熱電公公司培培訓(xùn)教教程網(wǎng)絡(luò)層層描述述在不不同網(wǎng)網(wǎng)段上上的系系統(tǒng)如如何彼彼此尋尋找，，也定定義了了網(wǎng)址址。網(wǎng)網(wǎng)址是是指定定給一一組物物理連連接的的系統(tǒng)統(tǒng)名字字或號號碼。。是所所有上上層的的基石石，單單位是是數(shù)據(jù)據(jù)報（（datagram）單位位如網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的的IP數(shù)據(jù)報報傳遞遞協(xié)議議是網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層層功能能的例例子。。網(wǎng)址址這一一術(shù)語語，根根據(jù)采采用的的協(xié)議議不同同，叫叫法也也不同同。采采用IP，叫做做子網(wǎng)網(wǎng)（subnet）。XXX熱電公公司培培訓(xùn)教教程傳輸層層處理理數(shù)據(jù)據(jù)的實實際操操作，，并準(zhǔn)準(zhǔn)備通通過網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)傳傳送。。如果果數(shù)據(jù)據(jù)太大大而不不能作作為一一個幀幀，傳傳輸層層將其其分解解為更更小的的部分分，并并編制制序號號，序序號允允許其其它系系統(tǒng)上上的傳傳輸層層重新新將數(shù)數(shù)據(jù)組組合為為最初初內(nèi)容容。幀幀的CRC校驗是是在數(shù)數(shù)據(jù)鏈鏈路層層進行行的，，傳輸輸層能能夠起起到備備用效效驗的的作用用。傳傳輸層層的功功能如如IP的傳輸輸協(xié)議議（TCP）、單單位是是段（（segment）。XXX熱電公公司培培訓(xùn)教教程會話層層處理理兩個個或多多個系系統(tǒng)之之間連連接的的建立立和維維護。。它保保證正正確完完成具具體的的服務(wù)務(wù)請求求。如如果果系統(tǒng)統(tǒng)正在在運行行多個個網(wǎng)絡(luò)絡(luò)應(yīng)用用程序序，會會話層層負責(zé)責(zé)保持持正確確通信信順序序，保保證進進入的的數(shù)據(jù)據(jù)引到到正確確的應(yīng)應(yīng)用程程序。。表表示層層保證證數(shù)據(jù)據(jù)可以以用于于應(yīng)用用程序序的形形式接接收。。它的的任務(wù)務(wù)是編編碼和和解碼碼。應(yīng)應(yīng)用用層的的任務(wù)務(wù)是確確定何何時要要求訪訪問網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)資資源。。XXX熱電公公司培培訓(xùn)教教程DCS教程[第9講]——回路控控制器器和DCS系統(tǒng)XXX熱電公公司培培訓(xùn)教教程七十年年代，，因為為在現(xiàn)現(xiàn)場工工作的的儀表表工程程師們們對數(shù)數(shù)字控控制不不太熟熟悉，，希望望數(shù)字字控制制的儀儀表面面板作作成與與原來來的模模擬儀儀表的的一樣樣，這這樣就就可以以不改改變操操作習(xí)習(xí)慣，，另外外也是是為了了危險險分散散，因因而就就出現(xiàn)現(xiàn)了回回路控控制器器。如如HONEYWELL公司的的KMM系列、、FOXBORO公司的的SPEC200和日本本北辰辰(后與橫橫河合合并)的HOMAC系列表表，在在面板板上有有過程程變量量（PV）、設(shè)設(shè)定值值和控控制輸輸出（（CO）的棒棒圖，，指針針式顯顯示的的過程程值,手/自動切切換、、報警警確認(rèn)認(rèn)等。。這種種能完完成以以PID為基礎(chǔ)礎(chǔ)的回回路控控制的的數(shù)字字儀表表，只只有一一個或或兩個個回路路（兩兩個單單回路路）。。當(dāng)時時有