集散控制系统运行及维护精选PPT.ppt
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1、集散控制系统运行及维护课件第1页,此课件共40页哦第2章 集散控制系统导论集散控制系统运行及维护 高职高专 ppt 课件第2页,此课件共40页哦一、集散控制系统的结构组成及特点一、集散控制系统的结构组成及特点 集散控制系统又称分布式控制系统,它是技术的产物(计算机技术、通信技集散控制系统又称分布式控制系统,它是技术的产物(计算机技术、通信技集散控制系统又称分布式控制系统,它是技术的产物(计算机技术、通信技集散控制系统又称分布式控制系统,它是技术的产物(计算机技术、通信技术、控制技术,图形显示技术),是通过某种通信网络将现场控制站、操作员站、工术、控制技术,图形显示技术),是通过某种通信网络将现
2、场控制站、操作员站、工术、控制技术,图形显示技术),是通过某种通信网络将现场控制站、操作员站、工术、控制技术,图形显示技术),是通过某种通信网络将现场控制站、操作员站、工程师站联系起来,共同完成分级控制、集中管理的综合控制系统。它的基本设计思想程师站联系起来,共同完成分级控制、集中管理的综合控制系统。它的基本设计思想程师站联系起来,共同完成分级控制、集中管理的综合控制系统。它的基本设计思想程师站联系起来,共同完成分级控制、集中管理的综合控制系统。它的基本设计思想是危险分散、控制功能分散、而操作和管理集中。是危险分散、控制功能分散、而操作和管理集中。是危险分散、控制功能分散、而操作和管理集中。是
3、危险分散、控制功能分散、而操作和管理集中。集散控制系统的英文缩写集散控制系统的英文缩写集散控制系统的英文缩写集散控制系统的英文缩写(DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM)DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM),简称,简称,简称,简称DCSDCS。DCSDCS是由过程控制站、数据采集器、是由过程控制站、数据采集器、是由过程控制站、数据采集器、是由过程控制站、数据采集器、CRTCRT操作站(工程师站与操作员站)、监控操作站(工程师站与操作员站)、监控操作站(工程师站与操作员站)、监控操作站(工程师站与操作员站)、监控计算机以及高速数据通路等五大部分组成的,系统利用通
4、信网络将各工作站连接计算机以及高速数据通路等五大部分组成的,系统利用通信网络将各工作站连接计算机以及高速数据通路等五大部分组成的,系统利用通信网络将各工作站连接计算机以及高速数据通路等五大部分组成的,系统利用通信网络将各工作站连接起来,实现集中监视、操作、信息管理和分散控制。图起来,实现集中监视、操作、信息管理和分散控制。图起来,实现集中监视、操作、信息管理和分散控制。图起来,实现集中监视、操作、信息管理和分散控制。图2-12-1为一个为一个为一个为一个DCSDCS的典型结构组的典型结构组的典型结构组的典型结构组成图。成图。成图。成图。(一一)、基本组成、基本组成集散控制系统运行及维护 高职高
5、专 ppt 课件第3页,此课件共40页哦集散控制系统基本结构组成图2-1 集散控制系统的结构组成 集散控制系统运行及维护 高职高专 ppt 课件第4页,此课件共40页哦1 1 现场圾现场级设备一般位于被控生产过程的附近。现场级设备一般位于被控生产过程的附近。现场级设备一般位于被控生产过程的附近。现场级设备一般位于被控生产过程的附近。典型的现场级设备是各类传感器、变送器和执行器,它们典型的现场级设备是各类传感器、变送器和执行器,它们典型的现场级设备是各类传感器、变送器和执行器,它们典型的现场级设备是各类传感器、变送器和执行器,它们将生产过程中的各种物理量转换为电信号。将生产过程中的各种物理量转换
6、为电信号。将生产过程中的各种物理量转换为电信号。将生产过程中的各种物理量转换为电信号。例如例如例如例如4-20mA4-20mA4-20mA4-20mA的电信号的电信号的电信号的电信号(一般变送器一般变送器一般变送器一般变送器)送往控制站或数据采集送往控制站或数据采集送往控制站或数据采集送往控制站或数据采集站,或者将控制站输出的控制量站,或者将控制站输出的控制量站,或者将控制站输出的控制量站,或者将控制站输出的控制量(4(4(4(420mA20mA20mA20mA的电信号的电信号的电信号的电信号)转换成机转换成机转换成机转换成机械位移,带动调节机构,实现对生产过程的控制。械位移,带动调节机构,实
7、现对生产过程的控制。械位移,带动调节机构,实现对生产过程的控制。械位移,带动调节机构,实现对生产过程的控制。集散控制系统运行及维护 高职高专 ppt 课件第5页,此课件共40页哦 控制级 控制级主要由过程控制站和数据采集站构成控制级主要由过程控制站和数据采集站构成控制级主要由过程控制站和数据采集站构成控制级主要由过程控制站和数据采集站构成 一一一一 般在电厂中,把过程控制站和数据采集站集中安装在位于主控室般在电厂中,把过程控制站和数据采集站集中安装在位于主控室般在电厂中,把过程控制站和数据采集站集中安装在位于主控室般在电厂中,把过程控制站和数据采集站集中安装在位于主控室后的电子设备室中。后的电
8、子设备室中。后的电子设备室中。后的电子设备室中。过程控制站接收由现场设备,如传感器、变送器来的信号,按照一定过程控制站接收由现场设备,如传感器、变送器来的信号,按照一定过程控制站接收由现场设备,如传感器、变送器来的信号,按照一定过程控制站接收由现场设备,如传感器、变送器来的信号,按照一定的控制策略计算出所需的控制量,并送回到现场的执行器中去的控制策略计算出所需的控制量,并送回到现场的执行器中去的控制策略计算出所需的控制量,并送回到现场的执行器中去的控制策略计算出所需的控制量,并送回到现场的执行器中去 过程控制站可以同时完成连续控制、顺序控制或逻辑控制功能,也可过程控制站可以同时完成连续控制、顺
9、序控制或逻辑控制功能,也可过程控制站可以同时完成连续控制、顺序控制或逻辑控制功能,也可过程控制站可以同时完成连续控制、顺序控制或逻辑控制功能,也可能仅完成其中的一种控制功能能仅完成其中的一种控制功能能仅完成其中的一种控制功能能仅完成其中的一种控制功能 数据采集站与过程控制站类似,也接收由现场设备送来的信号,并对数据采集站与过程控制站类似,也接收由现场设备送来的信号,并对数据采集站与过程控制站类似,也接收由现场设备送来的信号,并对数据采集站与过程控制站类似,也接收由现场设备送来的信号,并对其进行一些必要的转换和处理之后送到分散型控制系统中的其他部分,其进行一些必要的转换和处理之后送到分散型控制系
10、统中的其他部分,其进行一些必要的转换和处理之后送到分散型控制系统中的其他部分,其进行一些必要的转换和处理之后送到分散型控制系统中的其他部分,主要是监控级设备中去。数据采集站接收大量的过程信息,并通过监控主要是监控级设备中去。数据采集站接收大量的过程信息,并通过监控主要是监控级设备中去。数据采集站接收大量的过程信息,并通过监控主要是监控级设备中去。数据采集站接收大量的过程信息,并通过监控级设备传递给运行人员。数据采集站不直接完成控制功能,这是它与过级设备传递给运行人员。数据采集站不直接完成控制功能,这是它与过级设备传递给运行人员。数据采集站不直接完成控制功能,这是它与过级设备传递给运行人员。数据
11、采集站不直接完成控制功能,这是它与过程控制站的主要区别。程控制站的主要区别。程控制站的主要区别。程控制站的主要区别。集散控制系统运行及维护 高职高专 ppt 课件第6页,此课件共40页哦监控级监控级监控级监控级的主要设备有运行员操作站、工程师工作站和计算站。其中监控级监控级的主要设备有运行员操作站、工程师工作站和计算站。其中监控级监控级的主要设备有运行员操作站、工程师工作站和计算站。其中监控级监控级的主要设备有运行员操作站、工程师工作站和计算站。其中运行员操作站安装在中央控制室,工程师工作站和计算站一般安装在电子设运行员操作站安装在中央控制室,工程师工作站和计算站一般安装在电子设运行员操作站安
12、装在中央控制室,工程师工作站和计算站一般安装在电子设运行员操作站安装在中央控制室,工程师工作站和计算站一般安装在电子设备室。备室。备室。备室。运行员操作站是运行员与控制系统交换信息的人机接口设备。运行人员通过运行员操作站运行员操作站是运行员与控制系统交换信息的人机接口设备。运行人员通过运行员操作站运行员操作站是运行员与控制系统交换信息的人机接口设备。运行人员通过运行员操作站运行员操作站是运行员与控制系统交换信息的人机接口设备。运行人员通过运行员操作站来监视和控制整个生产过程。并且可以随时进行手动自动控制方式的切换,修改给定位,来监视和控制整个生产过程。并且可以随时进行手动自动控制方式的切换,修
13、改给定位,来监视和控制整个生产过程。并且可以随时进行手动自动控制方式的切换,修改给定位,来监视和控制整个生产过程。并且可以随时进行手动自动控制方式的切换,修改给定位,调整控制量,操作现场设备。以实现对生产过程的干预。调整控制量,操作现场设备。以实现对生产过程的干预。调整控制量,操作现场设备。以实现对生产过程的干预。调整控制量,操作现场设备。以实现对生产过程的干预。工程师工作站是为了控制工程师对分散控制系统进行配置、组态、调试、维护所设计工程师工作站是为了控制工程师对分散控制系统进行配置、组态、调试、维护所设计工程师工作站是为了控制工程师对分散控制系统进行配置、组态、调试、维护所设计工程师工作站
14、是为了控制工程师对分散控制系统进行配置、组态、调试、维护所设计的工作站的工作站的工作站的工作站工程师工作站一般由工程师工作站一般由工程师工作站一般由工程师工作站一般由PcPc机配置一定数量的外部设备所组成,例如打印机、绘图机等。机配置一定数量的外部设备所组成,例如打印机、绘图机等。机配置一定数量的外部设备所组成,例如打印机、绘图机等。机配置一定数量的外部设备所组成,例如打印机、绘图机等。计算站的主要任务是实现对牛产过程的监督控制,例如机组运行优化和件能计算站的主要任务是实现对牛产过程的监督控制,例如机组运行优化和件能计算站的主要任务是实现对牛产过程的监督控制,例如机组运行优化和件能计算站的主要
15、任务是实现对牛产过程的监督控制,例如机组运行优化和件能计算一般,计算一般,计算一般,计算一般,if if算站由超级微型机或小型机构成。算站由超级微型机或小型机构成。算站由超级微型机或小型机构成。算站由超级微型机或小型机构成。集散控制系统运行及维护 高职高专 ppt 课件第7页,此课件共40页哦管理级管理级管理级管理级管理级包含的内容比较广泛,一般来说,它可能是一个发电厂长管理级包含的内容比较广泛,一般来说,它可能是一个发电厂长管理级包含的内容比较广泛,一般来说,它可能是一个发电厂长管理级包含的内容比较广泛,一般来说,它可能是一个发电厂长级管理汁算机,也可能是经理、总工程帅、值班长等政管理或运行
16、级管理汁算机,也可能是经理、总工程帅、值班长等政管理或运行级管理汁算机,也可能是经理、总工程帅、值班长等政管理或运行级管理汁算机,也可能是经理、总工程帅、值班长等政管理或运行管理人员管理人员管理人员管理人员厂级管理系统的主要任务是监测企业各部分的运行情况,利厂级管理系统的主要任务是监测企业各部分的运行情况,利厂级管理系统的主要任务是监测企业各部分的运行情况,利厂级管理系统的主要任务是监测企业各部分的运行情况,利用历史数据和实时数据预测可能发生的各种情况,从企业全局用历史数据和实时数据预测可能发生的各种情况,从企业全局用历史数据和实时数据预测可能发生的各种情况,从企业全局用历史数据和实时数据预测
17、可能发生的各种情况,从企业全局利益出发辅助企业管理人员进行决策,帮助企业实现其规划目利益出发辅助企业管理人员进行决策,帮助企业实现其规划目利益出发辅助企业管理人员进行决策,帮助企业实现其规划目利益出发辅助企业管理人员进行决策,帮助企业实现其规划目标。标。标。标。对管理计算机的要求:对管理计算机的要求:对管理计算机的要求:对管理计算机的要求:能够对控制系统做出高速反应的实时操作系统能够对控制系统做出高速反应的实时操作系统能够对控制系统做出高速反应的实时操作系统能够对控制系统做出高速反应的实时操作系统能够长期保存生产数据,并日具有优良的、高性能的、方能够长期保存生产数据,并日具有优良的、高性能的、
18、方能够长期保存生产数据,并日具有优良的、高性能的、方能够长期保存生产数据,并日具有优良的、高性能的、方便的人机接口便的人机接口便的人机接口便的人机接口丰富的数据库管理软件,过程数据收集软件,人机接口软件丰富的数据库管理软件,过程数据收集软件,人机接口软件丰富的数据库管理软件,过程数据收集软件,人机接口软件丰富的数据库管理软件,过程数据收集软件,人机接口软件以及生产管理系统等工具软件,实现整个工厂的网络化和计算以及生产管理系统等工具软件,实现整个工厂的网络化和计算以及生产管理系统等工具软件,实现整个工厂的网络化和计算以及生产管理系统等工具软件,实现整个工厂的网络化和计算机的集成化。机的集成化。机
19、的集成化。机的集成化。集散控制系统运行及维护 高职高专 ppt 课件第8页,此课件共40页哦(二二)、集散控制系统的特点、集散控制系统的特点1、高可靠性 2、灵活的扩展性3、完善的自主控制性4、完善的通信网络 集散控制系统运行及维护 高职高专 ppt 课件第9页,此课件共40页哦 二、集散控制系统的硬件结构 现场控制站主要由机柜、电源及控制计算机等组成。现场控制站主要由机柜、电源及控制计算机等组成。1 1、机柜:现场控制站的机拒内部均装有多层机架,以供安装各种模块(控制、机柜:现场控制站的机拒内部均装有多层机架,以供安装各种模块(控制模块与通信模块)及电源之用。模块与通信模块)及电源之用。2
20、2、电源、电源 为了保证电源系统的可靠性,通常采取以下几种性措施。为了保证电源系统的可靠性,通常采取以下几种性措施。(1)(1)每一个现场控制站均采用双电源供电,互为冗余。每一个现场控制站均采用双电源供电,互为冗余。(2)(2)如果现场控制站机拒附近有经常开关的大功率用电设备,应采用超级隔离如果现场控制站机拒附近有经常开关的大功率用电设备,应采用超级隔离变压器,将其初级、次级线圈间的屏蔽层可靠接地,以克服共模干扰的影响。变压器,将其初级、次级线圈间的屏蔽层可靠接地,以克服共模干扰的影响。(3)(3)如果电网电压波动很严重,应采用交流电子调压器,快速稳定供电电如果电网电压波动很严重,应采用交流电
21、子调压器,快速稳定供电电压。压。(4)(4)在石油、化工等对连续性控制要求特别高的场合,应配有不间断供电在石油、化工等对连续性控制要求特别高的场合,应配有不间断供电电源电源 UPSUPS,以保证供电的连续性。现场控制站内各功能模块所需直流电源一,以保证供电的连续性。现场控制站内各功能模块所需直流电源一般为般为5V5V、15V(15V(或或12 V)12 V)、以及、以及+24V+24V。(一)现场控制站(一)现场控制站 集散控制系统运行及维护 高职高专 ppt 课件第10页,此课件共40页哦 二、集散控制系统的硬件结构 3.3.控制计算机控制计算机(1)CPU (1)CPU 现场控制站大都采用
22、现场控制站大都采用MotorolaMotorola公司公司 M68000 M68000 系列和系列和IntelIntel公司公司 80X86 80X86 系系列的列的 CPU CPU 产品。产品。(2)(2)存储器存储器 控制计算机的存储器也分为控制计算机的存储器也分为RAMRAM和和ROMROM。(3)(3)总线总线 常见的控制计算机总线有常见的控制计算机总线有IntelIntel公司的多总线公司的多总线 MULTIBUSMULTIBUS,“EOROCARD”EOROCARD”标准的标准的 VME VME 总线。总线。(4)(4)输入输入/输出通道输出通道 模拟量输入输出通道模拟量输入输出通
23、道(AI/AO)(AI/AO)开关量输入开关量输入/输出通道输出通道(SI/SO)(SI/SO)脉冲输入通道脉冲输入通道(PI)(PI)(5)(5)通信设备通信设备 交换机、交换机、modemmodem、集线器等、集线器等(6)(6)外存储器、打印机等外存储器、打印机等第11页,此课件共40页哦 二、集散控制系统的硬件结构 DCS DCS 操作站一般分为操作员站和工程师站两种。操作站操作站一般分为操作员站和工程师站两种。操作站必须配置有以下设备。必须配置有以下设备。1 1、操作台、操作台2 2、微处理机系统、微处理机系统3 3、外部存储设备、外部存储设备4 4、图形显示设备、图形显示设备5 5
24、、操作键盘和鼠标、操作键盘和鼠标6 6、打印输出设备、打印输出设备(二)操作站(二)操作站 第12页,此课件共40页哦 二、集散控制系统的硬件结构 1 1、冗余方式、冗余方式 DCSDCS的冗余技术可以分为多重化自动备用和简易的手动备用两种方式。的冗余技术可以分为多重化自动备用和简易的手动备用两种方式。多重化自动备用就是对设备或部件进行双重化或三重化设置,当设备或部件多重化自动备用就是对设备或部件进行双重化或三重化设置,当设备或部件万一发生故障时,备用设备或部件自动从备用状态切换到运行状态,以维持万一发生故障时,备用设备或部件自动从备用状态切换到运行状态,以维持生产继续进行。生产继续进行。多重
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