第三章集散控制系統(tǒng)性能指標(biāo)

第三章集散控制系統(tǒng)性能指標(biāo)第1頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1．可靠性定義（1）指機(jī)器、零件或系統(tǒng)，在規(guī)定工作條件下，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)具有正常工作性能的能力。（2）狹義的可靠性指一次性使用的機(jī)器、零件或系統(tǒng)的使用壽命。（3）集散控制系統(tǒng)可靠性是指廣義的可靠性。它是可修復(fù)的機(jī)器、零件或系統(tǒng)，在使用中不發(fā)生故障，一旦發(fā)生故障又易修復(fù)，使之具有經(jīng)常使用的性能。因此，它還包含了可維修性。第一節(jié)

集散控制系統(tǒng)的可靠性一、可靠性2第2頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、衡量可靠性的指標(biāo)

可靠度、MTBF、MTTR及故障率。（1）可靠度（Reliability）用概率來(lái)表示零件、設(shè)備和系統(tǒng)的可靠程度，具體定義是：指機(jī)器、零件或系統(tǒng)，從開(kāi)始工作起，在規(guī)定的使用條件下的工作周期內(nèi)，達(dá)到所規(guī)定的性能，即無(wú)故障正常狀態(tài)的概率，用R（t）表示即：

第一節(jié)

集散控制系統(tǒng)的可靠性3第3頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）MTBF（MeanTimeBetweenFailures）：平均無(wú)故障時(shí)間指可以邊修理邊使用的機(jī)器、零件或系統(tǒng)，相鄰故障期間的正常工作時(shí)間的平均值。（正常運(yùn)行時(shí)間）選擇MTBF值高的產(chǎn)品，將給我們帶來(lái)更高的競(jìng)爭(zhēng)力。（3）MTTR（MeanTimeToRepair）指設(shè)備或系統(tǒng)經(jīng)過(guò)維修，恢復(fù)功能并投入正常運(yùn)行所需要的平均時(shí)間。（故障時(shí)間）第一節(jié)

集散控制系統(tǒng)的可靠性4第4頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（4）故障率（Fai1ureRate）通常指瞬時(shí)故障率。它是指能工作到某個(gè)時(shí)間的機(jī)器、零件或系統(tǒng)，在連續(xù)單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生故障的比例，用λ(t）表示。又稱失效率、風(fēng)險(xiǎn)率。故障率等于t以后的單位時(shí)間內(nèi)失效元件數(shù)與t時(shí)刻仍然有效的元件數(shù)之比。例如：正在運(yùn)行中的100只硬碟，一年之內(nèi)出了2次故障，則每個(gè)硬碟的故障率為0.02次/年。

第一節(jié)

集散控制系統(tǒng)的可靠性5第5頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例3-1（1）6000臺(tái)產(chǎn)品,每天工作10小時(shí),工作一個(gè)月后有6臺(tái)失效,MTBF是多少？（2）1000臺(tái)產(chǎn)品,每天工作24小時(shí),工作一個(gè)月后有0.5臺(tái)失效,MTBF是多少？（3）那當(dāng)1000臺(tái)產(chǎn)品,每天工作24小時(shí),連續(xù)工作一個(gè)月,要使其MTBF為第一種情況時(shí)的值時(shí),需使其失效低于多少臺(tái)?6第6頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月假定：壽命服從指數(shù)分布1)6000臺(tái)*10小時(shí)*30天=1800000臺(tái)時(shí)，一個(gè)月內(nèi)壞了6臺(tái)

λ=6/180W

MTBF=180W/6=30W小時(shí)2)1000臺(tái)*24小時(shí)*30天=720000臺(tái)時(shí)，一個(gè)月內(nèi)壞了0.5臺(tái)

λ=0.5/72W

MTBF=72W/0.5=144W小時(shí)3)

6/180==2.4/72

也就是說(shuō)180W臺(tái)時(shí)內(nèi)壞了6臺(tái)

與

72W內(nèi)壞了2.4臺(tái)是等效的答案7第7頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、維修性（Maintenance）定義指可修復(fù)的機(jī)器、零件或系統(tǒng)，發(fā)生故障后進(jìn)行維修，使其恢復(fù)正常工作的能力。2、維修的三要素①機(jī)器、零件或系統(tǒng)是否被設(shè)計(jì)得容易維修；②進(jìn)行維修的技術(shù)人員技能；③維修所需的備品備件、設(shè)備。這三者之間的相互聯(lián)系關(guān)系到維修的速度快慢。第一節(jié)

集散控制系統(tǒng)的可靠性二、可維修性8第8頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、在集散控制系統(tǒng)中，采用接插板的方法使零件易于維修，通過(guò)自診斷系統(tǒng)的診斷及面板故障顯示使對(duì)維修人員的技能要求降低，必需的備品貯備使更換變得方便，這些措施使集散控制系統(tǒng)的維修性大大改善。

第一節(jié)

集散控制系統(tǒng)的可靠性9第9頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4、衡量維修性的指標(biāo)

常用的有維修度和平均修復(fù)時(shí)間（1）維修度（Maintenabi1ity）

可修復(fù)的機(jī)器、零件或系統(tǒng)，在規(guī)定的條件（指維修三要素）下，在規(guī)定時(shí)間（0，τ）內(nèi)完成維修的概率。用M（τ）表示。

第一節(jié)

集散控制系統(tǒng)的可靠性【例3-2】某插接卡在運(yùn)行中發(fā)生故障25件，其修復(fù)時(shí)間分別為：18，20，21，23，24，27，30，35，37，37，38，41，42，44，45，46，48，49，51，52，55，60，62，67，72（分）。則1小時(shí)維修度可由：10第10頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）MTTR（MeanTimeToRepair）

平均修復(fù)時(shí)間是故障發(fā)生后，需事后維修的時(shí)間的平均值。

第一節(jié)

集散控制系統(tǒng)的可靠性11第11頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、提高可靠性的途徑

集散控制系統(tǒng)的可靠性是評(píng)估集散控制系統(tǒng)的一個(gè)重要性能指標(biāo)。通常，制造廠商提供的可靠度數(shù)據(jù)都在99.99％至99.9999％。因此，在評(píng)估系統(tǒng)可靠性時(shí)，可以采用那些提高系統(tǒng)可靠性的措施來(lái)分析。除了系統(tǒng)制造時(shí)應(yīng)該保證符合設(shè)計(jì)要求外，通?？梢詮目煽啃栽O(shè)計(jì)和維修性兩方面進(jìn)行分析。第一節(jié)

集散控制系統(tǒng)的可靠性12第12頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

1．可靠性設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則

2．提高集散控制系統(tǒng)硬件可靠性措施

3．提高集散控制系統(tǒng)軟件可靠性措施

第一節(jié)

集散控制系統(tǒng)的可靠性13第13頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1．可靠性設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則

在可靠性設(shè)計(jì)時(shí)，遵循下列準(zhǔn)則：①有效地利用以前的經(jīng)驗(yàn)；②盡可能減少零件件數(shù)，尤其是故障率高的零件數(shù)；③采用標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品；④檢查、調(diào)試和互換容易實(shí)現(xiàn)；⑤零件互換性好；⑥可靠性特殊設(shè)計(jì)方法，例如，冗余設(shè)計(jì)、安全裝置設(shè)計(jì)、及安全設(shè)計(jì)、可靠性預(yù)測(cè)等?？煽啃栽O(shè)計(jì)是完全新型的一種設(shè)計(jì)。采用了可靠性設(shè)計(jì)，就能設(shè)計(jì)出在使用過(guò)程中不易發(fā)生故障、即使發(fā)生故障也容易修復(fù)的產(chǎn)品。14第14頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2．提高集散控制系統(tǒng)硬件可靠性的措施

（1）冗余結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（2）不易發(fā)生故障的硬件設(shè)計(jì)

（3）迅速排除故障的硬件設(shè)計(jì)

15第15頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1）冗余結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)冗余結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以保證系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)不受故障的影響。

按冗余部件、裝置或系統(tǒng)的工作狀態(tài)，可分為工作冗余（熱后備）和后備冗余（冷后備）兩類。按冗余度的不同，可分為雙重化冗余和多重化（n：1）冗余。16第16頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月設(shè)計(jì)冗余結(jié)構(gòu)的范圍應(yīng)與系統(tǒng)的可靠性要求、自動(dòng)化水平及經(jīng)濟(jì)性一起考慮。為了便于多級(jí)操作，實(shí)現(xiàn)分散控制、集中管理的目標(biāo)，在集散系統(tǒng)的應(yīng)用時(shí)，越是處于下層的部件、裝置或系統(tǒng)越需要冗余，而且冗余度也越高。

供電系統(tǒng)冗余、過(guò)程裝置的冗余（分為裝置冗余和CPU插板冗余兩類）、通信系統(tǒng)冗余、操作站冗余。（1）冗余結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)17第17頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）不易發(fā)生故障的硬件設(shè)計(jì)

為了提高使用壽命，可從下述幾方面考慮硬件的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)的選型。

1）運(yùn)動(dòng)部件：由于電子元器件的使用壽命比機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的使用壽命長(zhǎng)。因此，運(yùn)動(dòng)部件的壽命就成為衡量系統(tǒng)可靠性的指標(biāo)。例如，集散控制系統(tǒng)的組態(tài)和編程數(shù)據(jù)可以放在內(nèi)存，也可以存放在硬盤。由于硬磁盤存在機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，因此，選用的集散控制系統(tǒng)應(yīng)采用內(nèi)存儲(chǔ)器存取，以提高可靠性。例如，鼠標(biāo)的檢測(cè)有光線直接反射和經(jīng)球面反射的，由于球面的運(yùn)動(dòng)易引起故障，因此，可選用直接反射式的鼠標(biāo)。18第18頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2）接插卡件：接插卡件在集散控制系統(tǒng)組成中占很大比重。它的可靠性會(huì)直接影響全系統(tǒng)的正常運(yùn)行。接插卡件的可靠性設(shè)計(jì)包括卡件本身的設(shè)計(jì)以及卡件和卡件座的接觸部件設(shè)計(jì)。集散控制系統(tǒng)中的接插卡件是在計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化流水線上生產(chǎn)的，采用了先進(jìn)的制造工藝，例如波峰焊接、多層印刷板、鍍金處理等。還采用了可靠性測(cè)試和檢驗(yàn)，提高了接插卡件的可靠性?？涂慕佑|部位的設(shè)計(jì)既要有可靠性、又要有維修性的要求，通常采用插接、壓接、螺絲固定、插腳和插座接觸部位鍍金等措施。（2）不易發(fā)生故障的硬件設(shè)計(jì)

19第19頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3）元器件：包括機(jī)械與電子元器件。選用名牌工廠生產(chǎn)的高性能、規(guī)格化、系列化的元器件，如大規(guī)模集成電路、超大規(guī)模集成電路、微處理器芯片、耐磨損傳動(dòng)器件等。

4）電路優(yōu)化設(shè)計(jì)：采用大規(guī)模和超大規(guī)模的集成電路芯片，盡可能減少焊接點(diǎn)。（2）不易發(fā)生故障的硬件設(shè)計(jì)

20第20頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（3）迅速排除故障硬件設(shè)計(jì)

1)自診斷：集散控制系統(tǒng)中的自診斷功能通常由硬件和軟件共同完成。硬件的設(shè)計(jì)是使系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)引起標(biāo)志位的變化，并激勵(lì)相應(yīng)故障顯示發(fā)光二極管。軟件的設(shè)計(jì)是對(duì)檢測(cè)值與故障限值進(jìn)行比較，并據(jù)此發(fā)出信號(hào)。一個(gè)性能良好的集散控制系統(tǒng)應(yīng)具有很強(qiáng)的自診斷功能，它能夠?qū)Ω鞣N接插卡件進(jìn)行診斷，并顯示故障。

21第21頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

2)硬件設(shè)計(jì)：易檢修、更換、不易發(fā)生故障的硬件設(shè)計(jì)包括機(jī)械部件和電子線路的設(shè)計(jì)。通常，對(duì)需要常檢修和更換的部件采用接插卡件的機(jī)械設(shè)計(jì)。在電子線路設(shè)計(jì)方面，采用各卡件自成系統(tǒng)，它的插入和拔出不影響其他卡件的運(yùn)行，保險(xiǎn)絲安裝部件易于更換等措施。3)專用診斷、檢修設(shè)備：為了便于診斷和檢修，大多數(shù)集散控制系統(tǒng)制造廠商還制造了專用設(shè)備，用于在線和離線檢查和修理，有些設(shè)備還可以進(jìn)行仿真運(yùn)行。

（3）迅速排除故障硬件設(shè)計(jì)22第22頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

4)售后服務(wù)和備品備件：通常，集散控制系統(tǒng)制造和銷售商會(huì)給買方提供一定的人員培訓(xùn)。但為了使集散控制系統(tǒng)能正常運(yùn)行，及時(shí)得到售后維修、升級(jí)及備品備件的服務(wù)，在國(guó)內(nèi)設(shè)有相應(yīng)產(chǎn)品維修中心是十分必要的。

（3）迅速排除故障硬件設(shè)計(jì)23第23頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3．提高集散控制系統(tǒng)軟件可靠性的措施

（1）分散結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

如把整體設(shè)計(jì)分為控制器模件、歷史數(shù)據(jù)模件、打印模件、報(bào)警事件模件等子系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。

（2）容錯(cuò)技術(shù)在軟件設(shè)計(jì)中的容錯(cuò)技術(shù)是指在軟件設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)誤操作不予響應(yīng)的技術(shù)。（3）標(biāo)準(zhǔn)化

采用標(biāo)準(zhǔn)化軟件可以提高軟件運(yùn)行的可靠性。24第24頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月思考題1、試述可靠性的定義。廣義可靠性和狹義可靠性的主要區(qū)別在哪里？2、用于衡量可靠性的指標(biāo)有哪些？25第25頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)

集散控制系統(tǒng)的易操作性

集散控制系統(tǒng)的操作包括生產(chǎn)過(guò)程操作、組態(tài)和編程操作以及維護(hù)和修理操作。易操作性包括:操作透明度:集散控制系統(tǒng)提供的操作信息量和更新速度等；易操作性:方便地達(dá)到所需的操作要求，不易發(fā)生誤操作；容錯(cuò)技術(shù):發(fā)生誤操作時(shí)不影響正常運(yùn)行；安全性:進(jìn)入相應(yīng)操作環(huán)境的安全許可措施。

易操作性是一個(gè)使用性能指標(biāo)，它與集散系統(tǒng)的整體性能有密切關(guān)系！26第26頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、操作透明度

操作透明度（OperatingTransparency)指生產(chǎn)過(guò)程的操作信息量是否清晰地為操作員所接受和理解，并被應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程的操作中去的能力。為了增強(qiáng)操作員的實(shí)感，在集散控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中普遍建立了與模擬儀表面板相類似的面板或組顯示畫(huà)面，建立了與模擬記錄儀表相類似的趨勢(shì)顯示畫(huà)面，建立了報(bào)警和警告（事件）的一覽報(bào)表等。此外，對(duì)于二位式的開(kāi)關(guān)信號(hào)，如閥門、泵、馬達(dá)的啟停，開(kāi)關(guān)、信號(hào)燈的開(kāi)、關(guān)等采用顏色變化或者充滿與否的軟件設(shè)計(jì)。對(duì)于物位、溫度的變化采用具有動(dòng)感的升降畫(huà)面和顏色變化等。27第27頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月與操作透明度有關(guān)的性能提供的系統(tǒng)畫(huà)面，包括用戶畫(huà)面、概貌畫(huà)面、組畫(huà)面、趨勢(shì)畫(huà)面等的數(shù)量；每幅畫(huà)面中動(dòng)態(tài)更新的數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)量；更新的速率；畫(huà)面切換的速率所采用的CPU、內(nèi)存、CRT分辨率

28第28頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

二、易操作性

定義：易操作性指集散控制系統(tǒng)所提供的操作環(huán)境容易為操作員接受，并根據(jù)所提供的信息對(duì)生產(chǎn)全過(guò)程進(jìn)行操作。內(nèi)容：1．操作環(huán)境

29操作員的操作環(huán)境是操作員的工作場(chǎng)所，它應(yīng)使操作員能舒服地工作。操作數(shù)據(jù)、狀態(tài)等信息易于辨認(rèn)；報(bào)警或事件發(fā)生的信息能引起操作員注意；開(kāi)關(guān)和操作便于操作，使操作員最快地達(dá)到所需要的操作要求。它涉及宜人學(xué)、系統(tǒng)組態(tài)、結(jié)構(gòu)等方面的知識(shí)。第29頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月①?gòu)牟僮鲉T到CRT中心的視線應(yīng)盡可能地與CRT平面垂直，而CRT或顯示畫(huà)面的頂部應(yīng)在水平視線或視線下；②操作員的座椅，它的高度、后仰角和轉(zhuǎn)盤調(diào)整；③CRT雖然可以顯示多種顏色，但不易引起視力疲勞的顏色應(yīng)是琥珀色、綠色等④為了易于辨認(rèn)，顯示的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，它的高度應(yīng)大于2.5mm；⑥報(bào)警和緊急故障的狀態(tài)顯示應(yīng)該醒目，紅色及閃爍是常常采用的。事故處理的操作應(yīng)位于顯著的部位。30根據(jù)宜人學(xué)的研究，在設(shè)計(jì)和系統(tǒng)組態(tài)時(shí)應(yīng)注意下列幾點(diǎn)：

二、易操作性--操作環(huán)境

第30頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月31

二、易操作性--操作功能

（1）顯示功能CRT的顯示畫(huà)面可分為過(guò)程操作畫(huà)面和維修、組態(tài)畫(huà)面。概貌畫(huà)面、過(guò)程畫(huà)面、組畫(huà)面、回路畫(huà)面、歷史趨勢(shì)畫(huà)面、報(bào)警畫(huà)面等。系統(tǒng)維修、系統(tǒng)組態(tài)、回路組態(tài)、報(bào)警組態(tài)、趨勢(shì)組態(tài)等。2．操作功能集散控制系統(tǒng)的操作功能主要是通過(guò)操作站實(shí)施，從易操作性來(lái)分析操作功能的實(shí)施，其判別的準(zhǔn)則是如何獲取所需要的信息，即經(jīng)過(guò)多少項(xiàng)操作步驟來(lái)達(dá)到能提供所需信息的畫(huà)面，以及如何對(duì)過(guò)程實(shí)施操作。

第31頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月過(guò)程操作中，過(guò)程操作畫(huà)面的切換占很大的比重，這是由于過(guò)程之間有相互的耦合，互相有影響、過(guò)程變量的設(shè)定值、工作方式、控制參數(shù)、報(bào)警和警告參數(shù)等要進(jìn)行改變和調(diào)整、要對(duì)不同的過(guò)程實(shí)施不同的操作（包括事故處理），因此，無(wú)論從減少勞動(dòng)量，還是提高可靠性來(lái)講，減少過(guò)程操作畫(huà)面的切換操作是很有必要的。不同的集散系統(tǒng)制造廠商提供了不同的切換畫(huà)面的方法32

二、易操作性--操作功能

第32頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月切換畫(huà)面的方法常用的幾種方法如下：按壓位于鍵盤或CRT屏旁的經(jīng)定義的固定鍵調(diào)用畫(huà)面；按壓位于鍵盤的經(jīng)定義的動(dòng)態(tài)鍵切換畫(huà)面；通過(guò)菜單、下拉菜單和光標(biāo)移動(dòng)及確認(rèn)的操作調(diào)用畫(huà)面；通過(guò)畫(huà)面編號(hào)的輸入調(diào)用畫(huà)面；通過(guò)頁(yè)面切換鍵和畫(huà)面返回鍵切換畫(huà)面；通過(guò)觸摸屏幕上已組態(tài)的動(dòng)態(tài)鍵來(lái)切換畫(huà)面；通過(guò)畫(huà)面目錄、光標(biāo)定位確認(rèn)調(diào)用畫(huà)面；通過(guò)光標(biāo)移動(dòng)使調(diào)用的畫(huà)面滾動(dòng)顯示等。

33第33頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）過(guò)程監(jiān)視功能

生產(chǎn)過(guò)程的平穩(wěn)操作，要求操作人員對(duì)全過(guò)程的被控變量有全面的監(jiān)視，這些被控變量可以是需要控制的，也可以是需要監(jiān)視的過(guò)程變量。此外，設(shè)備的開(kāi)停等信息也需要操作員了解和掌握。為此，集散控制系統(tǒng)中都建立了概貌顯示畫(huà)面。

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二、易操作性--操作功能

第34頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月概貌顯示畫(huà)面，根據(jù)CRT分辨率及系統(tǒng)的不同，每幅畫(huà)面可顯示幾十個(gè)至近百個(gè)過(guò)程變量。由于是概貌畫(huà)面，對(duì)過(guò)程變量不需要數(shù)值，通常顯示的內(nèi)容是過(guò)程變量的位號(hào)、過(guò)程變量與設(shè)定值的偏差或者過(guò)程變量的棒圖、報(bào)警限值或報(bào)警信息。操作員對(duì)于概貌畫(huà)面提供的信息的要求是定性的了解過(guò)程變量是否超過(guò)它的極限值，與極限值偏離的程度。

由于集散系統(tǒng)具有過(guò)程監(jiān)視功能，因此使操作員的操作變得容易。在評(píng)價(jià)該操作功能時(shí)，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)提供的概貌畫(huà)面，工藝操作人員的要求，畫(huà)面提供的信息量等進(jìn)行綜合，作出評(píng)價(jià)。35

二、易操作性--操作功能

第35頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）操作功能

操作分為過(guò)程操作、組態(tài)操作和維修操作。過(guò)程操作的主要內(nèi)容

控制回路的操作和控制點(diǎn)的操作。1)控制回路的操作包括控制方式、設(shè)定值、手動(dòng)輸出值、報(bào)警限值、控制器作用方式、調(diào)整參數(shù)等操作。2)控制點(diǎn)的操作包括對(duì)具有通斷功能設(shè)備開(kāi)停、正反轉(zhuǎn)、控制方式、聯(lián)鎖狀態(tài)、報(bào)警限值操作。36

二、易操作性--操作功能

第36頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

從易操作性的觀點(diǎn)對(duì)過(guò)程操作功能進(jìn)行評(píng)價(jià)，可以從專用鍵的多少、動(dòng)態(tài)鍵能否使用、參數(shù)調(diào)整是否方便等方面進(jìn)行考慮。一個(gè)具有良好的易操作性的集散系統(tǒng)，它常常配備了專用的操作鍵區(qū)。組態(tài)操作是為系統(tǒng)、回路、報(bào)警、趨勢(shì)等組態(tài)時(shí)進(jìn)行的操作。

組態(tài)操作有離線和在線之分。離線組態(tài)有利于和安裝時(shí)間同步進(jìn)行，可縮短總投產(chǎn)時(shí)間。在線修改可不影響正常生產(chǎn)的運(yùn)行，而進(jìn)行回路結(jié)構(gòu)等的改動(dòng)。對(duì)于已運(yùn)轉(zhuǎn)的系統(tǒng)需要技術(shù)改造時(shí)特別有用。37

二、易操作性--操作功能

第37頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月早期的集散控制系統(tǒng)，它的組態(tài)操作接近于機(jī)器碼或助記符，采用組態(tài)字，并列寫組態(tài)表，然后輸入系統(tǒng)。這是由于組態(tài)工作通常由制造廠商完成，用戶較少介入的結(jié)果，用戶對(duì)組態(tài)工作的難易程度不夠關(guān)心。隨著用戶對(duì)組態(tài)工作的介入，組態(tài)軟件的編制采用了高級(jí)程序語(yǔ)言，如對(duì)控制組態(tài)，只要對(duì)所需的控制模塊（或稱控制算法、組態(tài)元素等）送入有關(guān)數(shù)據(jù)即可。這些數(shù)據(jù)包括系統(tǒng)數(shù)據(jù)、模塊數(shù)據(jù)、連接數(shù)據(jù)等。38

二、易操作性--操作功能

第38頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月為了方便組態(tài)，對(duì)于大量的數(shù)據(jù)采用系統(tǒng)默認(rèn)值，以減少輸入的工作量。對(duì)于不少調(diào)整參數(shù)采用通過(guò)操作站、手握式編程器進(jìn)行調(diào)整。由于采用這些措施，從組態(tài)操作的硬件來(lái)看，應(yīng)該盡可能多地包含操作用鍵鈕，以利于組態(tài)。從軟件來(lái)看，應(yīng)該有靈活的組態(tài)軟件，減少輸入工作量；有清晰的提示，使組態(tài)操作人員易于掌握，便于操作。組態(tài)工作的難易與快慢只有在相互比較的基礎(chǔ)上才能確定。39

二、易操作性--操作功能

第39頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3．容錯(cuò)技術(shù)

這里所說(shuō)的容錯(cuò)技術(shù)和為提高可靠性所采用的容錯(cuò)技術(shù)有所區(qū)別。后者主要是指系統(tǒng)中某部分發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行或降級(jí)運(yùn)行。而前者則指系統(tǒng)運(yùn)行中由于誤操作時(shí)，系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。它通過(guò)下列措施實(shí)現(xiàn)。40

二、易操作性—容錯(cuò)技術(shù)第40頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1）多重確認(rèn)對(duì)于重要的操作步驟，采用雙重或多重的確認(rèn)方法是防止誤操作影響的有效方法。例如，為防止誤操作，常常對(duì)不同的操作環(huán)境設(shè)置有通行證作用的口令（Password）。輸入正確的口令，才能進(jìn)入相應(yīng)的操作環(huán)境。為了防止口令失密，也可加入具有密鑰的硬件開(kāi)關(guān)。又如，對(duì)于口令的更改，必須采用輸入兩次相同新口令的雙重確認(rèn)方法。41

二、易操作性—容錯(cuò)技術(shù)第41頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）硬件保護(hù)在安裝接線和調(diào)試時(shí)，或者由于誤操作，把高電平的電源線引入輸入接線板時(shí)，如果沒(méi)有硬件保護(hù)，就會(huì)引起輸入單元甚至過(guò)程控制裝置的損壞。因此，絕大多數(shù)集散控制系統(tǒng)都在信號(hào)輸入部分設(shè)置硬件保護(hù)電路，如二極管、雙金屬熱電流保護(hù)器、保險(xiǎn)絲等，防止由于誤操作影響系統(tǒng)運(yùn)行。此外，對(duì)于可能引起誤動(dòng)作的各類電磁干擾也采取硬件和軟件的保護(hù)、濾波措施。42

二、易操作性—容錯(cuò)技術(shù)第42頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）不予響應(yīng)在軟件編制時(shí)，為防止操作影響生產(chǎn)運(yùn)行，常采用不予響應(yīng)的方法。對(duì)誤操作，如按動(dòng)與操作無(wú)關(guān)的鍵時(shí)，不發(fā)生操作指令或者在顯示的警告區(qū)提示和發(fā)出警告聲響。（4）分工管理對(duì)于多臺(tái)操作站運(yùn)行的場(chǎng)合，給予各操作站不同的分工范圍，每臺(tái)操作站只對(duì)所管轄的生產(chǎn)過(guò)程可以實(shí)施過(guò)程操作，對(duì)非管轄的部分只具有過(guò)程監(jiān)視和顯示功能。43

二、易操作性—容錯(cuò)技術(shù)第43頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（5）數(shù)據(jù)保護(hù)采用存取控制和數(shù)據(jù)變換的方法，防止采用非法手段存取和更改數(shù)據(jù)。由于集散控制系統(tǒng)通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，因此，對(duì)傳送數(shù)據(jù)應(yīng)予保護(hù)。存取控制是用存取矩陣的方法，控制用戶對(duì)共享數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的存取，防止非法竊取或更改數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)變換則用變換方法，把數(shù)據(jù)進(jìn)行變換，使合法用戶才能讀取數(shù)據(jù)。

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二、易操作性—容錯(cuò)技術(shù)第44頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4．安全性集散控制系統(tǒng)的安全性是指防止非法操作、非法存取所采取的防護(hù)措施。與計(jì)算機(jī)、微處理器對(duì)安全性的防護(hù)措施類似，集散控制系統(tǒng)的防護(hù)措施最常用的有下述幾種：（1）用戶識(shí)別和確認(rèn)（2）通信網(wǎng)絡(luò)的安全性45

二、易操作性—安全性第45頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)

集散控制系統(tǒng)的可組態(tài)性

集散控制系統(tǒng)的可組態(tài)性是使用性能指標(biāo)。它與集散控制系統(tǒng)本身所具有的組態(tài)語(yǔ)言、高級(jí)控制算法的特點(diǎn)；采用的共享數(shù)據(jù)庫(kù)的性能；系統(tǒng)程序、應(yīng)用程序和運(yùn)算速度等有關(guān)，它與組態(tài)人員技能也有關(guān)。對(duì)于已給的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，所選的集散控制系統(tǒng)能否實(shí)施這樣的結(jié)構(gòu)；當(dāng)控制方式，方案變化時(shí)，該系統(tǒng)能否按需要的方式過(guò)渡，這些都是可組態(tài)性應(yīng)考慮的問(wèn)題。46第46頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、組態(tài)

定義:

組態(tài)（Configuration）是用集散控制系統(tǒng)所提供的功能模塊或算法組成所需的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完成所需功能操作站的顯示組態(tài)則是用集散控制系統(tǒng)提供的組態(tài)編輯軟件組成所需的各種顯示畫(huà)面為了完成某些特定的功能，采用集散控制系統(tǒng)提供的組態(tài)語(yǔ)言編寫有關(guān)程序也屬于組態(tài)范圍內(nèi)容：集散控制系統(tǒng)的組態(tài)包括系統(tǒng)組態(tài)、畫(huà)面組態(tài)和控制組態(tài)。

47第47頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)集散控制系統(tǒng)的其他性能指標(biāo)一、可擴(kuò)展性

二、實(shí)時(shí)性

三、環(huán)境適應(yīng)性

四、經(jīng)濟(jì)性

48第48頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、可擴(kuò)展性

1．可擴(kuò)