dcs總結(jié)

DCS與PLC的關(guān)系：1、區(qū)別:邏輯層次不同，DCS是系統(tǒng)的概念，PLC是裝置的概念聯(lián)系：由PLC也可搭建DCS系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)的含義

計算機過程控制系統(tǒng)的一種

DCS-------DistributeControlSystem（分布式控制系統(tǒng)）

集中管理分散控制系統(tǒng)簡稱：集散控制系統(tǒng)

采用危險分散、控制分散、而操作和管理集中的基本設(shè)計思想，多層分級、合作自治的結(jié)構(gòu)形式，適應(yīng)現(xiàn)代化的生產(chǎn)過程控制要求。DCS的發(fā)展背景

4C:DCS是計算機（Computer)、通信(Communication)

CRT顯示、控制（Control）技術(shù)（簡稱4C技術(shù)）發(fā)展的產(chǎn)物。它解決了原有集中控制系統(tǒng)(CCS)危險集中和常規(guī)儀表控制功能單一的局限性

過程控制系統(tǒng)：以表征生產(chǎn)過程的參量為被控制量使之接近給定值或保持在給定范圍內(nèi)的自動控制系統(tǒng)。

控制系統(tǒng)的分類:

1、控制算法：邏輯控制、過程控制、混合控制2、控制方式：開環(huán)控制、閉環(huán)控制、監(jiān)督控制3、控制對象：連續(xù)過程、離散過程、批次過程4、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：集中結(jié)構(gòu)（CCS）、分散結(jié)構(gòu)（DCS）

控制系統(tǒng)發(fā)展階段：計算機在40年代出現(xiàn)，在50年代中后期開始被應(yīng)用于過程控制SPC------DDC------CCS------DCS(-----FCS)

常規(guī)模擬調(diào)節(jié)儀表儀表與計算機控制系統(tǒng)相結(jié)合（SPC）直接數(shù)字控制系統(tǒng)（DDC）集中式控制系統(tǒng)（CCS）集散控制系統(tǒng)（DCS）

CCS優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、清晰，集中式的數(shù)據(jù)庫容易管理，并容易保證數(shù)據(jù)的一致性。缺點：

（1）軟件系統(tǒng)龐大，多種同時進行任務(wù)，計算機運行效率低。

（2）軟件可靠性下降。70%故障由于設(shè)計不良或存在缺陷的軟件造成。（3）系統(tǒng)的可擴性差。（4）危險高度集中。

DCS設(shè)計的基本原則

危險分散、控制分散、操作和管理集中的基本設(shè)計思想.多層分級、合作自治的結(jié)構(gòu)形式.（1）使用多臺計算機共同完成所有過程量的輸入、輸出。

（2）用不同的計算機完成不同的功能，提高每臺計算機的運行效率，而且單一化的處理在軟件結(jié)構(gòu)上簡單，提高了軟件的可靠性。

（3）用計算機網(wǎng)絡(luò)解決系統(tǒng)的擴充與升級問題。

（4）網(wǎng)絡(luò)中的每臺計算機處于平等地位，在運行中互相之間不存在依賴關(guān)系，以保證任一計算機失效只影響本身。

(DCS的關(guān)鍵是計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，DCS的結(jié)構(gòu)實質(zhì)就是一個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。如何充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，如何通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)DCS中各臺計算機的運行，如何在多臺計算機共同完成系統(tǒng)功能的過程中保證所處理信息的實時性、完整性和一致性，成為DCS設(shè)計的關(guān)鍵問題。)DCS系統(tǒng)特點

（1）松耦合的多處理機系統(tǒng)，可實現(xiàn)硬件積木化（2）軟件模塊化，控制系統(tǒng)采用組態(tài)方法生成（3）通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用：1KM-15KM，1-10M更高（4）可靠性高：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、冗余技術(shù)、自診斷技術(shù)

三點一線

一線：DCS骨架計算機網(wǎng)絡(luò)三點：面向過程的現(xiàn)場站（PS），面向操作人員的操作站（OS），面向DCS監(jiān)督管理人員的工程師站（ES）

DCS的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò):網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：可分為星形、總線形、環(huán)形、樹形等結(jié)構(gòu)形式。DCS應(yīng)用最為廣泛的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是環(huán)形網(wǎng)和總線形網(wǎng)

傳輸介質(zhì)：細同軸電纜（細纜）、粗同軸電纜（粗纜）、光纜

實時性：用于DCS的計算機網(wǎng)絡(luò)在很多方面不同于通用的計算機網(wǎng)絡(luò)。它是一個實時網(wǎng)絡(luò)，即網(wǎng)絡(luò)需要現(xiàn)場通訊實時性的要求，在確定的時限內(nèi)完成信息的傳送。這里所說的“確定”的時限是指，無論在何種情況下，信息傳送都能在這個時限內(nèi)完成，而這個時限則是根據(jù)被控制過程的實時性要求確定的

PS的主要組成部分：控制器（CPU單元）：又分CPU(程序運行與運算）與存儲器（數(shù)據(jù)及程序的存放）兩部分;I/O單元（信號模塊）：信號檢測與控制;通信接口與總線：數(shù)據(jù)傳輸;電源：提供能源;其他

數(shù)字量（開關(guān)量）輸入單元作用是把現(xiàn)場各種開關(guān)信號變成DCS內(nèi)部處理的標準信號。開關(guān)量輸入單元按照輸入端的電源類型不同，分為直流輸入單元和交流輸入單元

數(shù)字量輸出單元作用是把DCS的內(nèi)部信號轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)的各種開關(guān)信號。按照現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)使用的電源類型的不同，開關(guān)量輸出單元可分為直流輸出單元(晶體管輸出方式或繼電器觸點輸出方式)和交流輸出單元(晶閘管輸出方式或繼電器觸點輸出方式)。數(shù)字量輸入單元連線方式：匯點式、分組式、分隔式

過程現(xiàn)場站：是處理生產(chǎn)現(xiàn)場一切過程控制功能的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點主要功能：（一）將各種現(xiàn)場發(fā)生的過程量（流量、壓力、溫度、電流、功率及各種狀態(tài)等）進行數(shù)字化，并將這些數(shù)字量存在存儲器中，形成一個與需現(xiàn)場一致的、能一一對應(yīng)的、并按實際運行情況實時的改變和更新的現(xiàn)場過程量的實時映象。（二）將本站采集到的實時數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)送到操作站、工程師站及其它現(xiàn)場站以便實現(xiàn)全系統(tǒng)范圍內(nèi)的監(jiān)督和控制，同時現(xiàn)場站還可接受由操作員站、工程師站下發(fā)的信息，以實現(xiàn)對現(xiàn)場的控制或?qū)Ρ菊镜膮��?shù)設(shè)定。（三）在本站實現(xiàn)局部控制、回路的計算及閉環(huán)控制、順序控制等。

PS的軟件：PS除了硬件系統(tǒng)外，還需要軟件系統(tǒng)的支持，它們相輔相成，缺一不可。PS的軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)程序(又稱系統(tǒng)軟件)和用戶程序(又稱應(yīng)用軟件)兩大部分組成。操作員站OPERATORSTATION

（一）及時了解現(xiàn)場運行狀態(tài)、各種運行參數(shù)的當前值、是否有異常情況等。（二）對工藝過程進行控制和調(diào)節(jié)，以保證生產(chǎn)過程的安全、可靠、高效、高質(zhì)。顯示內(nèi)容為：

（一）生產(chǎn)過程的模擬流程圖，包括關(guān)鍵數(shù)據(jù)、控制參數(shù)及設(shè)備運行狀態(tài)等

（二）報警窗口：以倒排時間順序的方式列出所有生產(chǎn)過程的異常情況（異常狀態(tài)、數(shù)值越限等

（三）最關(guān)鍵數(shù)據(jù)的常駐顯示（四）實時趨勢顯示

（五）檢測及控制儀表的模擬顯示（六）多窗口顯示功能

（七）靈活方便的畫面調(diào)用方法（八）音響報警裝置

工程師站：是對DCS進行離線的配置、組態(tài)工作和在線的系統(tǒng)監(jiān)督、控制、維護的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。

主要功能：提供對DCS進行組態(tài)、配置工作的組態(tài)軟件，并在DCS在線運行時實時地監(jiān)視DCS網(wǎng)絡(luò)上個節(jié)點的運行情況，使系統(tǒng)工程師可以通過工程師站及時調(diào)整系統(tǒng)配置及一些系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定，使DCS隨時處在最佳工作狀態(tài)DCS正向FCS發(fā)展

DCS的進一步開放：從工程實踐的角度而言，開放性就是軟、硬件系統(tǒng)本身所具有的互連互通的能力，一般表現(xiàn)在具有一些公開發(fā)表的標準性能或技術(shù)，這些標準性能和技術(shù)無需許可證就可以自由獲得,并由許多供應(yīng)商所支持，雖然不一定獲得官方認可，但已被普遍接受，成為事實上的工業(yè)標準。

開放性要求各個廠家的產(chǎn)品具有互操作性、互換性、可替代性、可擴充性（即可增值性）和多平臺支持（可移植性）。

傳統(tǒng)儀表缺陷：1）每臺儀表都占用單獨的信號傳輸線路，電纜用量很大。

2）現(xiàn)場一次儀表（內(nèi)嵌微處理器）將信號進行D/A轉(zhuǎn)換，中控室二次儀表又對信號進行A/D轉(zhuǎn)換，2次轉(zhuǎn)換造成2次損失。3）儀表系統(tǒng)的安裝、維護、矯正費用和難度都較大，費時費力。4）儀表信號易受到干擾，可靠性差。5）儀表型號的互換性差。

現(xiàn)場總線定義：是用于現(xiàn)場儀表與控制系統(tǒng)和控制室之間的一種全分散、全數(shù)字化、智能、雙向、互聯(lián)、多變量、多點、多站的通信網(wǎng)絡(luò)�！敖M態(tài)”(Configure，Configuration)的概念:使用軟件工具對計算機及軟件的各種資源進行配置，達到使計算機活軟件按照預(yù)先設(shè)置，自動執(zhí)行特定任務(wù)，滿足使用者要求的目的。DCS工程師站的組態(tài)功能幾部分：硬件配置組態(tài)功能，數(shù)據(jù)庫組態(tài)功能，控制回路組態(tài)功能，邏輯控制及批控制組態(tài)，控制算法語言的組態(tài)，操作員站顯示畫面的生成，報表生成組態(tài)，組態(tài)數(shù)據(jù)的編譯和下載

DCS項目組態(tài)及示例：軟件：工程師站軟件CBF操作員站軟件DIGIVIS仿真軟件EMULATOR

計算機網(wǎng)絡(luò)定義；凡將地理位置不同且具有獨立功能的多個計算機系統(tǒng)，通過通信設(shè)備和線路將它們連接起來，有功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件（網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、信息交換方式、控制程序和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)）實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源（硬件、軟件、信息）的共享，這樣的系統(tǒng)稱為計算機網(wǎng)絡(luò)。計算機網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成

主機（HOST，可帶終端）節(jié)點

通信鏈路

節(jié)點與通信鏈路統(tǒng)稱為通信子網(wǎng)主機、終端等統(tǒng)稱為資源子網(wǎng)廣域網(wǎng)（遠程網(wǎng)）：數(shù)公里以上

局域網(wǎng)（局部網(wǎng)）：幾米至幾千米

通信的目的是傳輸信息（如語言、文字、圖像等），我們把信息的實體定義為數(shù)據(jù)，分為數(shù)字數(shù)據(jù)（離散值）和模擬數(shù)據(jù)（連續(xù)值）兩種。

舉例：

（1）模擬數(shù)據(jù)的模擬信號傳送：聲音在普通電話線中傳送

（2）模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號傳送：聲音或圖象通過脈沖編碼器（PCM）調(diào)制在DCS中通過A/D轉(zhuǎn)換，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)字信號。

（3）數(shù)字數(shù)據(jù)的模擬信號傳送：數(shù)字信息對載波信號的調(diào)制：調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相。MODEM。寬帶網(wǎng)

（4）數(shù)字數(shù)據(jù)的數(shù)字信號傳送：以一定編碼的形式（幀）經(jīng)并行或串行總線傳送�；鶐ЬW(wǎng)噪聲：1白噪聲：分子熱運動引起，隨機錯誤，2沖擊噪聲：電磁干擾引起，突發(fā)錯誤差錯控制的基本方式：自動糾錯

數(shù)據(jù)通信：通過計算機與通信線路相結(jié)合，完成編碼信息的傳輸、轉(zhuǎn)換、存儲和處理的通信技術(shù)。

數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)是指以計算機為中心，用通訊線路連接分布在遠地的數(shù)據(jù)終端設(shè)備，并能執(zhí)行數(shù)據(jù)通訊的系統(tǒng)。由數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成。信道：信號從發(fā)送端到接收端之間進行傳輸?shù)耐�路�?/p>

在數(shù)據(jù)通信中，為了使接收端能夠從接收到的信號中正確的獲取發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)，要接收端能了解數(shù)據(jù)發(fā)送的起始時間、持續(xù)時間和重復(fù)頻率，也就是信息的同步問題。

單工通信：數(shù)據(jù)只能沿單一方向進行發(fā)送或接收。為了保證數(shù)據(jù)正確接收提供是否重發(fā)的信息，還要有一個反向的應(yīng)答信號。

雙工通信：半雙工通信:數(shù)據(jù)可沿兩個方向交替?zhèn)魉停�但同一時刻只能沿一個方向傳送，兩個方向的應(yīng)答信號使用同一信道，因此要有控制信號流向的設(shè)備。(RS485)全雙工通信：在兩個方向上的數(shù)據(jù)和應(yīng)答信號均可同時傳輸，有四條獨立的信道(RS422，RS232)白噪聲：分子熱運動引起，隨機錯誤沖擊噪聲：電磁干擾引起，突發(fā)錯誤差錯控制的基本方式：（1）自動糾錯（2）檢錯重發(fā)（3）自動糾錯與檢錯重發(fā)結(jié)合的混合糾錯方式ＨＲＣ

傳輸介質(zhì)是通信網(wǎng)絡(luò)傳輸信息的物理媒介，也稱為“通信媒體”。

單個雙絞線的兩個導(dǎo)線絞扭，可減少雙絞線之間的電磁干擾。RJ45接口。單段最大傳輸距離100米同軸電纜接口：細纜，T型頭；粗纜，AUI

多路復(fù)用技術(shù)：利用一個物理信道同時傳輸多個信號，提高信道利用率。

1頻分多路復(fù)用（FDM），使用幾種不同的載波頻率調(diào)制多個信號形成每條信道上占有一定帶寬且互不重疊、有一定頻段間隔的多條信道。2時分多路復(fù)用（TDM），將傳輸線的使用時間劃分為若干周期，每一周期再劃分為與信道數(shù)n相對應(yīng)的n個時間片，每一時間片中傳輸對應(yīng)序號的信號。

信息交換技術(shù)：什么是交換呢：交換就是按某種方式動態(tài)地分配傳輸線路資源。為什么要采用交換技術(shù)：提高線路利用率，節(jié)省線路投資

實現(xiàn)交換的方法主要有:電路交換,報文交換,分組交換

電路交換：線路(電路)交換(CircuitSwitching)方式,就是通過網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點在兩個站之間建立一條專用的通信線路.

線路交換方式的通信包括三種狀態(tài):

(1)線路建立:在傳輸任何數(shù)據(jù)前,必須建立端到端的物理連接.(2)數(shù)據(jù)傳送

(3)線路拆除:某個數(shù)據(jù)傳送結(jié)束后,要結(jié)束連接.

報文交換：不需要在兩站之間建立專用的物理信道，而是把待發(fā)送的信息分割成一份份的報文，在報文的頭尾加上源地址、目的地址、報文序號以及校驗碼等。然后將整個報文(Message)作為一個整體一起發(fā)送，.從網(wǎng)絡(luò)上的一個節(jié)點傳送到另一個節(jié)點，直到目的地。在交換過程中,交換設(shè)備將接收到的報文先存儲,實施差錯校驗和路由選擇（即路徑選擇），然后在信道空閑時轉(zhuǎn)發(fā)出去。

分組交換又叫包交換，將報文劃分為若干個大小相等，長度更短的信息包或分組(Packet)，以此為單位進行，進行存儲轉(zhuǎn)發(fā).數(shù)據(jù)傳輸前不需要建立一條端到端的通路也是"無連接的"。

網(wǎng)絡(luò)訪問的存取控制技術(shù)：常用的方法有：輪詢（Poll)、令牌傳送（TokenPassing）、帶有碰撞檢測的載波偵聽多重訪問（CSMA/CD）。

ISO：開放系統(tǒng)互連參考模型OSI

PROWAY(ProcessDataHighway):過程數(shù)據(jù)高速公路

MAP(ManufacturingAutomationProtocol):制造自動化協(xié)議協(xié)議組成：句法：即數(shù)據(jù)和控制信息的結(jié)構(gòu)

語法：即一組要發(fā)送的控制信息，要執(zhí)行的動作，或要返回的響應(yīng)；時標：即時間執(zhí)行次序的規(guī)約

協(xié)議分層：將復(fù)雜協(xié)議分解成一些簡單成分，再逐步復(fù)合或擴展。優(yōu)點：簡化協(xié)議軟件的描述、開發(fā)和調(diào)試過程；允許對某一層進行修改，但不影響其他各層；使協(xié)議管理簡化，并可逐步擴展；

OSI為七層結(jié)構(gòu)：物理層、鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳送層、會話層、表示層、應(yīng)用層。分層原則：

根據(jù)不同層次的抽象分層

必須有不同層的抽象時，才設(shè)立一個層次

每一層的功能要恰當定義，適于國際標準化

每兩層間接口的確定，以通過該接口的信息流量最少為原則。

層次應(yīng)該足夠多，以避免不同的功能混雜在同一層中，但也不能太多。

物理層：它是通信網(wǎng)上各設(shè)備之間的物理接口，直接把數(shù)據(jù)位信息從一臺設(shè)備傳送到另一臺設(shè)備。目前常用串行通信接口有RS-232C、RS-422A，RS-485。

數(shù)據(jù)鏈路層：數(shù)據(jù)鏈路層負責(zé)將傳送的數(shù)據(jù)按幀結(jié)構(gòu)格式化，組織成幀，實現(xiàn)差錯控制和介質(zhì)訪問控制，實現(xiàn)對物理層的管理。

網(wǎng)絡(luò)層：是信息包的路徑選擇和鏈路的協(xié)調(diào)管理，防止鏈路的死鎖和堵塞現(xiàn)場總線：是用于現(xiàn)場儀表與控制系統(tǒng)和控制室之間的一種全分散、全數(shù)字化、智能、雙向、互聯(lián)、多變量、多點、多站的通信網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)場總線的種類：BitBus總線HART、Profibus總線FF總線、Modbus、CAN總線、LonWorks總線

DCS的分散化結(jié)構(gòu)：松耦合多處理機系統(tǒng)。各子系統(tǒng)相對獨立。1、組織上的分散：分層遞階

2、功能和區(qū)域的分散：水平的分散，合作自洽3、負荷分散

4、數(shù)據(jù)庫分散：重復(fù)型、分割性

DCS的冗余化結(jié)構(gòu)

1、多重化構(gòu)成的自動備用方式：對設(shè)備或部件加以雙重化、三重化設(shè)置，發(fā)生故障時，用備用裝置實施監(jiān)控。

1）同步運轉(zhuǎn)：幾臺設(shè)備或部件同步運轉(zhuǎn)，兩設(shè)備值一致時輸出，或三設(shè)備中取二接近值輸出。

2）待機運轉(zhuǎn)：備用裝置平時處于待機狀態(tài)，發(fā)生故障時，啟用備機。

3）后退運轉(zhuǎn)：多臺設(shè)備分擔(dān)不同功能，其一損壞時，其他設(shè)備犧牲自身性能或者不重要功能，進行分擔(dān)。

DigiVis的功能包括圖形顯示、數(shù)據(jù)監(jiān)視、系統(tǒng)狀態(tài)顯示、趨勢歸檔、記錄、過程及系統(tǒng)報警、控制操作、系統(tǒng)診斷等。

過程控制站（PS）節(jié)點有兩類：常規(guī)過程控制站、現(xiàn)場(總線)控制器

AC800F是基于開放的現(xiàn)場總線技術(shù)標準的工業(yè)控制器，現(xiàn)場過程儀表可直接或借助于Fieldbus遠程I/O經(jīng)由現(xiàn)場總線與AC800F進行數(shù)字通迅，從而節(jié)省電纜和施工費用。S800I/O由三部分原件構(gòu)成：FCI、I/OModule、MTU（1）DCS工程師站的離線組態(tài)功能

硬件配置組態(tài)功能：定義各個現(xiàn)場I/O控制站的站號、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點號等網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，站內(nèi)的I/O配置，如各個I/O點信號性質(zhì)，信號條理類型。

數(shù)據(jù)庫組態(tài)功能：定義數(shù)據(jù)庫的各個參數(shù)，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫包括實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫，實時數(shù)據(jù)庫組態(tài)主要對各數(shù)據(jù)庫點逐點定義其名稱、工程量轉(zhuǎn)換系數(shù)、上下限值、線性化處理、報警特性、報警條件等，歷史數(shù)據(jù)庫組態(tài)需要定義各個進入歷史庫的點的保存周期。所組態(tài)的程序以項目樹形式存在

項目樹建立操作步驟：(1)插入組態(tài)級(2)插入各類站資源（過程站、操作員站、網(wǎng)關(guān)等）(3)硬件組態(tài)(4)資源分配(5)具體功能組態(tài)變量與常數(shù)舉例

REAL實型：32位DINT雙整型：32位INT整型：16位UDINT雙字無符號整型：32位UINT無符號整型：16位DWORD雙字：32位WORD字：16位BYTE字節(jié)：8位BOOL布爾型：1，0TIME時間類型：32位STR字符型

集散控制系統(tǒng)的設(shè)計步驟：一、系統(tǒng)功能及性能指標的確定二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及I/O測點確定(電氣原理、自動化、特殊設(shè)備）三、系統(tǒng)選型1、可靠性原則2、實用性原則3、先進性原則4、經(jīng)濟性原則5、系統(tǒng)的開放性四、系統(tǒng)設(shè)計與生成

擴展閱讀：DCS總結(jié)

總結(jié)

一、分散控制系統(tǒng)基礎(chǔ)

1、分散控制系統(tǒng)定義:以多臺微處理器為基礎(chǔ)，采用控制功能分散，顯示操作集中，兼顧分而自治和綜合協(xié)調(diào)原則設(shè)計的控制系統(tǒng)稱為分散控制系統(tǒng)（簡稱DCS）。2、分散控制系統(tǒng)的功能分層體系:是分散控制系統(tǒng)的顯著特點，是實現(xiàn)控制功能分散，操作顯示集中的關(guān)鍵。按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行垂直分解可分為過程控制級、控制管理級、生產(chǎn)管理級、經(jīng)營管理級。同一級進行水平分解，它可分為具有功能類似的站，各站相對獨立，又相互聯(lián)系，不同的站完成不同的功能。過程控制級設(shè)備：現(xiàn)場站（采集站、控制站）。

功能：數(shù)據(jù)采集、運算處理和控制輸出；經(jīng)通信網(wǎng)絡(luò)和控制管理級通信。輸入信號正確性判斷;數(shù)字濾波;非線性修正;參數(shù)補償;工程單位轉(zhuǎn)換;A/D、D/A轉(zhuǎn)換;輸出檢查;缺省值輸出。組成：通信模件、控制器模件、I/O模件和電源模件�？刂乒芾砑壴O(shè)備：操作員站，工程師站，歷史站。

功能：操作員站：監(jiān)視和操作；人和過程的接口。顯示功能：工藝流程畫面，趨勢畫面，成組畫面，一覽畫面，系統(tǒng)狀態(tài)畫面，報警相關(guān)畫面等。操作功能：和系統(tǒng)有關(guān)的操作，和過程有關(guān)的操作。報警功能：開關(guān)量變態(tài)報警，模擬量越限報警，系統(tǒng)本身的報警；報警過濾功能，報警優(yōu)先級功能等。記錄打印功能：隨機打印（事件觸發(fā)），周期性打�。〞r間觸發(fā)），請求打�。�命令觸發(fā)）。工程師站：工程組態(tài)和系統(tǒng)維護；人和系統(tǒng)的接口。歷史站：歷史站主要負責(zé)采集和儲存生產(chǎn)過程的歷史數(shù)據(jù)，以供形成運行報表和歷史趨勢曲線組成：主機和外設(shè)。生產(chǎn)管理級設(shè)備：實時數(shù)據(jù)服務(wù)器，工作站。

功能：廠級生產(chǎn)過程的監(jiān)視和管理，廠級故障診斷和分析，廠級性能指標計算。經(jīng)網(wǎng)關(guān)機向經(jīng)營管理級發(fā)送數(shù)據(jù)。組成：主機和外設(shè)。經(jīng)營管理級設(shè)備：數(shù)據(jù)服務(wù)器，工作站。

功能：廠級經(jīng)營管理、財務(wù)管理和人事管理等。組成：主機和外設(shè)。

3、分散控制系統(tǒng)的組態(tài)：包括兩個方面：硬件配置和軟件組態(tài)。

硬件配置：（1）過程控制級：按系統(tǒng)規(guī)模配置現(xiàn)場站�，F(xiàn)場站的個數(shù)：測點；功能；位置。現(xiàn)場站內(nèi)部配置：主模件、通信模件、I/O模件、電源模件。（2）控制管理級：按系統(tǒng)規(guī)模配置。操作員站的個數(shù)：運行方式；功能；位置。工程師站的個數(shù)：要求。

軟件組態(tài)：（1）控制組態(tài)（現(xiàn)場站）定義：根據(jù)用戶要求，利用DCS廠家提供的控制組態(tài)工具軟件和固化在現(xiàn)場站控制器模件ROM中的各種功能模塊生成控制策略的過程叫控制組態(tài)。組態(tài)步驟：生成組態(tài)；編譯組態(tài)；下裝組態(tài)；調(diào)試組態(tài)；運行組態(tài)。組態(tài)方式：CAD圖形組態(tài)，根據(jù)需要調(diào)用各種功能模塊，將它們連接生成控制方案。填表式組態(tài)，根據(jù)組態(tài)軟件提供的表格，按要求逐項填寫生成控制方案。（2）系統(tǒng)組態(tài)（操作員站）定義：根據(jù)用戶要求，利用DCS廠家提供的系統(tǒng)組態(tài)工具軟件（圖形組態(tài)、數(shù)據(jù)庫組態(tài)、記錄組態(tài)）和標準元素（符號、模板）生成數(shù)據(jù)庫、監(jiān)控畫面和報表的過程叫系統(tǒng)組態(tài)。組態(tài)步驟：生成組態(tài)；編譯組態(tài)；傳送組態(tài)；調(diào)試組態(tài)；運行組態(tài)。組態(tài)方式：多種多樣，在操作員站，在工程師站。

4、分散控制系統(tǒng)的特點：硬件積木化、軟件模塊化、控制功能分散化、系統(tǒng)功能綜合化、高可靠性、使用維護方便。

5、分散控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)：DCS是一個數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，具有不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，連接著功能各異的一個個節(jié)點，實現(xiàn)節(jié)點間的信息傳送與互換。

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點設(shè)備之間相互連接的方式。常用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有三種：星型、環(huán)型、總線型。節(jié)點：參加網(wǎng)絡(luò)通信的最小單位稱為節(jié)點。一個節(jié)點可以是一臺計算機，也可以是

幾臺甚至幾十臺計算機形成的數(shù)據(jù)集中器。

信息傳輸控制技術(shù)通信網(wǎng)絡(luò)上連接著眾多的設(shè)備，要實現(xiàn)設(shè)備之間的信息傳送，必須有適合于不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的信息傳輸控制技術(shù)，常用的信息傳輸控制技術(shù)有：查詢式、廣播式、存貯轉(zhuǎn)發(fā)式。

廣播式：這是一種無主站控制的通信協(xié)議方式，適用于總線形和環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。廣播式通信控制協(xié)議的基本特征是在任何時刻，網(wǎng)絡(luò)中僅允許有一個站處于發(fā)送信息狀態(tài)，而其余各站只能處于接收狀態(tài)。如果在同一時刻有多個源站要發(fā)送信息，即發(fā)生搶占傳輸線路的沖突，因而，必須按一定協(xié)議方式協(xié)調(diào)這種沖突。在廣播式協(xié)議下，按防止沖突的方法不同又可分為自由競爭式、通行標記式（令牌傳送式）和時間分槽式。

自由競爭式：適用于總線形網(wǎng)絡(luò)�？刂撇呗裕焊偁幇l(fā)送，先聽后發(fā)，邊聽邊發(fā)，沖突后退和再試重發(fā)。

通行標記式：即令牌式（TokenPassing）適用于環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

時間分槽式：把規(guī)定的時間間隔分成若干時間槽，在槽開始時，該節(jié)點發(fā)送信息，等允許的時間槽時間到，就輪到下一個節(jié)點發(fā)送信息。

二、Symphony系統(tǒng)簡介

1.Symphony系統(tǒng)的來歷:Symphony是美國ABB公司1999年推出的產(chǎn)品。該系統(tǒng)與美國Bailey公司的N-90、INFI-90系統(tǒng)兼容。

2.Symphony系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)：Symphony系統(tǒng)采用分層次的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：Onet、Cnet。Onet操作網(wǎng)絡(luò)OperationNetwork（網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：總線形，符合以太網(wǎng)標準，用于管理數(shù)據(jù)交換。節(jié)點容量：1個服務(wù)器，10個客戶。）Cnet控制網(wǎng)絡(luò)ControlNetwork（保持INFI90相關(guān)技術(shù)的組合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。它主要用來進行現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、過程控制操作、系統(tǒng)報警等過程數(shù)據(jù)的交換。）3.Symphony系統(tǒng)采用的通信技術(shù)：為防止通信通道的堵塞，保證通信傳輸?shù)臅惩ê吞岣呔W(wǎng)絡(luò)的通信效率，在Symphony通信系統(tǒng)中，使用了兩種有效的通信技術(shù)，即：例外報告技術(shù)、信息打包技術(shù)。例外報告是指一個數(shù)據(jù)點超出指定的參數(shù)時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)更新。其技術(shù)主要涉及四項基本要素：（1）例外報告死區(qū)用RD表示。功能：用來判定信息是否發(fā)生了顯著變化。發(fā)生：產(chǎn)生例外報告；沒發(fā)生：不產(chǎn)生例外報告。用途：減少不必要的信息傳輸。（2）最小例外報告時間用tmin表示。功能：劃定一個不產(chǎn)生例外報告的時間間隔，在此間隔內(nèi)，即使是信息發(fā)生了顯著變化，也不產(chǎn)生報告。用途：減少在網(wǎng)絡(luò)中重復(fù)傳遞已明了的信息，以防網(wǎng)絡(luò)阻塞。（3）最大例外報告時間用tmax表示。功能：劃定一個產(chǎn)產(chǎn)生例外報告的時間間隔，在此間隔內(nèi)，即使是信息沒有發(fā)生顯著變化，也要產(chǎn)生報告。用途：反映慣性較大的信息，使長期不發(fā)生顯著變化的信息也有發(fā)言權(quán)，以表明自己的狀態(tài)。（4）高/低報警限(High/LowAlarmLimits)當數(shù)據(jù)在超出或返回到高低報警限時，均應(yīng)及時產(chǎn)生例外報告。

打包技術(shù)就是把去同一地址的所有信息壓縮在一起，使用一個標題幀把信息發(fā)送出去的專有技術(shù)。信息壓縮又可理解為信息打包。在Cnet環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)中，傳輸?shù)男畔⒏袷揭?guī)定為兩幀式。其中第一幀為標題幀，第二幀為信息幀，并且兩幀之間有一定的間隔。4.Symphony系統(tǒng)信息傳遞示意圖。

接線現(xiàn)場模擬量TUTU電纜I/O子模件子總線MFP數(shù)字量控制通道NPM/NIS例外報告信包C-NET模擬量

三、現(xiàn)場站

1、現(xiàn)場站的結(jié)構(gòu)：主要含有四大部分：主要含有四大部分：機械結(jié)構(gòu)、通信結(jié)構(gòu)、模件結(jié)構(gòu)、與現(xiàn)場設(shè)備的連接結(jié)構(gòu)。機械結(jié)構(gòu)包括：（1）機柜：機柜為現(xiàn)場控制單元的通信、控制、連接和電源等主要設(shè)備結(jié)構(gòu)提供必要的保護和可靠方便的安裝條件。（2）安裝單元：機柜的安裝單元有模件安裝單元、端子安裝單元和電源安裝單元。

通信結(jié)構(gòu)：在每一個HCU中，都有控制通道及子擴展總線兩層通信網(wǎng)絡(luò)。通信介質(zhì)為印刷電路板，安裝于MMU的底部。模件可以直接、可靠地連接到通信通道上進行信息傳送。模件結(jié)構(gòu)：（1）模件類型：通信模件、控制模件、I/O模件、電源模件等四種結(jié)構(gòu)。通過以上四種類型模件的合理選配，就能組成滿足多種控制要求的現(xiàn)場控制站。（2）模件的結(jié)構(gòu)：模件由模件前面板和印刷電路板組成。

連接結(jié)構(gòu)：I/O子模件通過專用KTU電纜與相應(yīng)的端子單元連接，而端子單元的端子排可與現(xiàn)場設(shè)備相連，從而組成與現(xiàn)場的連接結(jié)構(gòu)，去完成相應(yīng)的過程控制策略。

2、現(xiàn)場站的類型：基本控制單元定義：接收并完成用戶組態(tài)的軟硬件結(jié)構(gòu)。組成：控制器模件+I/O模件�，F(xiàn)場站的類型按功能分為采集站和控制站，按控制單元個數(shù)分為單個基本控制單元、多個基本控制單元。基本控制單元的類型（單回路型、功能分離型、多功能型）。3、現(xiàn)場站的硬件組成：通信模件，控制器模件，I/O模件，電源模件。

4、現(xiàn)場站安裝前的準備工作：檢查槽位分配；設(shè)置模件開關(guān)和跳線；設(shè)置開關(guān)和跳線以組態(tài)模件的地址和工作方式。開關(guān)設(shè)置約定：UP、CLOSED、ON：邏輯0；DOWN、OPEN、OFF：邏輯5、現(xiàn)場站的安裝：檢查模件的槽位分配。檢查MMU底部的I/O模件和控制模件之間的I/O擴展總線插座內(nèi)的跨接器是否正確（檢查基本控制單元是否獨立）。把端子電纜插頭從TU/TM連到MMU背面。也就是說，把連接器插進后板上分配給I/O模件的的槽內(nèi)。插頭應(yīng)在鎖定位置上（連接端子電纜：TU--------模件）。使模件與MMU中的塑料導(dǎo)軌槽成一條線，使模件漸漸滑入，直到與MMU框架的頂部和底部平齊。把模件面板上的固定螺釘擰到鎖定位置。當螺釘上的槽是垂直的并且開口正對模件中心時，就鎖住了。（拆除模件時，把固定螺釘擰到非鎖定位置，使模件漸漸滑出）。6、現(xiàn)場站的運行：控制器模件控制子模件的啟動和運行，是完全自動的。模件前面板上的狀態(tài)指示燈指示模件的狀態(tài)。

四、操作員站

1、操作員站的基本功能：為操作員提供所有過程和系統(tǒng)參數(shù)顯示，以滿足他們監(jiān)視操作的需要。為工程師提供了一個接口，通過它來組態(tài)和修改結(jié)構(gòu)畫面，標簽數(shù)據(jù)庫，過程控制功能，還可打印報表及設(shè)定保密特性，在線修改各種參數(shù)。為維護人員提供監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)上各個節(jié)點狀態(tài)的能力，能從網(wǎng)絡(luò)中任何一個ConductorNT操作臺診斷設(shè)備故障。（1）過程監(jiān)視和控制（2）報警管理（3）趨勢和調(diào)整畫面（4）系統(tǒng)診斷（5）數(shù)據(jù)采集和報表（6）組態(tài)功能

2、操作員站的用戶界面：提供了三個基本窗口：（1）系統(tǒng)窗口：位于ConductorNT系統(tǒng)屏幕左上角的一個小窗口，在系統(tǒng)啟動時自動出現(xiàn)且隨時可見。系統(tǒng)窗口提供日期/時間指示和訪問系統(tǒng)其它功能的菜單按鈕。（2）最小報警窗口：位于ConductorNT系統(tǒng)屏幕系統(tǒng)窗口的右側(cè)，在系統(tǒng)啟動時自動出現(xiàn)且隨時可見。最小報警窗口包括標題棒、報警顯示區(qū)、事件顯示區(qū)、報警確認按鈕、濾波按鈕和多報警指示器。（3）操作員窗口：位于ConductorNT系統(tǒng)屏幕上，在系統(tǒng)窗口和最小報警窗口的下面。該窗口為操作員提供過程接口，顯示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、趨勢、圖形和報警等畫面。操作員窗口由標題棒、菜單棒和顯示區(qū)組成。在一個ConductorNT上最多可同時打開4個操作員窗口。

3、操作員站顯示的畫面類型：（1）結(jié)構(gòu)畫面：包括匯總畫面Summary，組畫面group，點畫面point；（2）快捷鍵調(diào)用畫面Quickkeys；（3）趨勢畫面Trenddisplays；（4）圖形畫面Graphics；（5）系統(tǒng)狀態(tài)畫面SystemStatusdisplay；（6）過程報警再現(xiàn)畫面Processalarmreview；（7）系統(tǒng)事件再現(xiàn)畫面Systemeventreview；（8）打印再現(xiàn)畫面Printerreview；（9）事件歷史畫面Eventhistorian；（10）信息再現(xiàn)畫面：包括服務(wù)器信息和操作員生成的信息MessageReview。

8、安全級組態(tài)：安全級用于控制用戶訪問ConductorNT的能力。系統(tǒng)將安全級分為9級，這9級分別為：OperatorLevel1、OperatorLevel2、OperatorLevel3、EngineerLevel1、EngineerLevel2、EngineerLevel3、SupervisorLevel1、SupervisorLevel2、SupervisorLevel3。最低安全級是操作員一級，最高安全級是管理員三級。對于系統(tǒng)的每個登錄用戶、缺省用戶都被組態(tài)一個安全級。所有的ConductorNT功能即菜單也都有相應(yīng)的安全級。用戶的安全級必須等于或高于某一功能的安全級才可訪問該功能。安全級菜單Menu→Configure→Security、Securityactivation、Defaultlog-in、Functionaccess、Userlog-in、Changepassword

五、工程師站

1、術(shù)語解釋：項目：Project一個和控制過程有關(guān)的Composer控制策略結(jié)構(gòu)中的最大結(jié)構(gòu)，含有控制邏輯文件、顯示等控制系統(tǒng)需要的全部信息。控制網(wǎng)絡(luò)：Controlnetwork數(shù)據(jù)通信高速公路。現(xiàn)場控制單元：Harmornycontrolunit包含控制器的控制網(wǎng)

絡(luò)節(jié)點�？刂破鳎篊ontroller過程控制設(shè)備，如MFP、MFC等。控制邏輯文件：Controllogicdocument包含控制邏輯的文件，有若干頁組成。一個控制器的組態(tài)通常包含多個控制邏輯文件�？刂七壿嬆０澹篊ontrollogictemplate用于簡化控制邏輯文件生成的預(yù)先定義的組態(tài)文件。將控制邏輯模板拖入一個控制器后，變成控制邏輯文件。圖紙：Sheet含有控制邏輯的一頁控制邏輯文件。實體：Entities能夠插入到控制邏輯文件的部件稱為實體。邊框：Border包圍所有其他實體形成一頁圖紙的復(fù)雜實體。功能碼：Functioncode完成特定功能的算法，通過對它們組態(tài)完成控制策略。宏：Macro用戶建立的由單個名稱調(diào)用且做為一個整體存放在交換窗口文件夾中的組態(tài)和輔助實體的集合。形：Shape

由單個名稱調(diào)用且做為一個整體存放在交換窗口文件夾中的輔助實體的集合。信號：Signal用于連接功能碼和其他可編譯的實體。參考連接器：Referenceconnector用來表示不同圖紙（Sheet）之間的信號連接關(guān)系。I/O連接器：I/Oconnector從其他控制器接收輸入的功能碼叫I/O連接器。交換：Exchange一個項目范圍的系統(tǒng)和用戶定義的資源（如符號、形和宏等）。這些資源由文件夾管理。2、Composer的組成---資源管理器+自動化設(shè)計：資源管理器是Composer用戶經(jīng)常使用的最基本的組態(tài)軟件。它為用戶提供：對象交換（Exchange）、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（SystemArchitecture）和信息輸出（Output）三個窗口。同時，它還提供了在線幫助功能，從而使用戶能隨時得到各種幫助信息。

六、功能碼手冊

和控制回路有關(guān)的功能碼1、功能碼18PID偏差輸入概述

本功能塊提供了對偏差信號進行比例、積分和微分運算。它具有三個輸入和一個輸出。除偏差輸入之外，它具有跟蹤參考和跟蹤開關(guān)兩個輸入信號。若該跟蹤開關(guān)規(guī)格的值為邏輯0，則輸出將跟隨由規(guī)格S3尋址的跟蹤參考信號。因此，當回路從“手動”切到“自動”控制方式時，保證系統(tǒng)無擾切換。這個

功能塊的參數(shù)包括：總增益參數(shù)(S5)、比例常數(shù)(S6)、積分增益(S7)和微分增益(S8)。2、功能碼19PID(PV和SP)概述

此功能對過程變量PV和定值SP輸入產(chǎn)生的偏差信號提供比例、積分和微分控制功能。此功能塊有四個輸入和一個輸出。除了PV和SP輸入外，還有跟蹤參考和跟蹤開關(guān)兩個信號。如果跟蹤開關(guān)規(guī)格的值是邏輯0，則輸出將跟隨由規(guī)格尋址的跟蹤參考信號。當PID控制器的輸出不用于控制信號時（比如當回路在“手動”方式），本塊提供控制的無擾切換。這個功能塊的參數(shù)包括：總增益常數(shù)(S5)，比例常數(shù)(S6)，

積分常數(shù)(S7)和微分常數(shù)(S8)。本功能塊以兩種方式運行：正作用和反作用。當S12為邏輯1時此功能塊為正作用方式，當S12為邏輯0時此功能塊為反作用方式。

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