DCS集散控制系统培训教材.ppt
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1、跳转到第一页DCS理论与理论与QCS基础基础制作制作 朱朱 毅毅2006年年11月月跳转到第一页什么是什么是DCSDCS DCS是分布式控制系统的英文缩写(Distributed Control System),在国内自控领域又称为集散控制系统。DCS是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物,是目前最先进、最合理的过程控制系统,可以适应各种过程控制的要求。它的过程控制点分散,系统具有很高的可靠性。它通过集中的操作和监控,DCS具有方便的操作和维护性能。DCS具有标准的接口,对外连接更加方便简捷。因此,DCS的主要特点归结为一句话就是“分散控制,集中管理”。跳转到第一页DCSDCS的发展的
2、发展 1975 年美国 Honeywell(第一台DCS系统)分散控制系统TDC2000 70年代以模拟量反馈为主,开关量为次,各大公司推出的几十种型号的系统,采用的都是专利网络,通用性差80年代随着计算机的发展与网络开发使各控制厂商更多地采用商业计算机的技术,80年代末许多公司推出新一代的集散系统,其主要特征是新系统的局部网络采用MA P 协议;引用智能变送器与现场总线结构;在控制软件上引入PLC 的顺序控制与批量控制,使DCS 也具有PLC 的功能。90年代第三代DCS,网络协议引入标准化,系统具有开放性,可移植性,互操作性,应用速度及范围更大。跳转到第一页DCSDCS与与PLCPLC的区
3、别的区别 DCSDCSPLCPLC硬件上位机、网络、控制器、I/O接口、现场仪表等单一的控制器软件上位机组态软件、控制器编程软件、通讯接口软件、操作及设计画面人机接口软件等控制器编程软件运算周期相对长由于点数少,周期快特点分布式控制,全局性,控制回路大顺序扫描机制,以时间基准的控制,用于单一控制单元小系统PLCPLCPLCPLC可以说只是可以说只是可以说只是可以说只是DCSDCSDCSDCS系统的一个控制系统的一个控制系统的一个控制系统的一个控制器器器器PLCPLCPLCPLC可以说只是可以说只是可以说只是可以说只是DCSDCSDCSDCS系统的一个控制系统的一个控制系统的一个控制系统的一个控
4、制器器器器跳转到第一页PLC基础知识基础知识跳转到第一页PLC基础知识基础知识跳转到第一页PLC基础知识基础知识相当于相当于相当于相当于电电电电工工工工电电电电路中常开点路中常开点路中常开点路中常开点输输输输入入入入相当于相当于相当于相当于电电电电工工工工电电电电路中路中路中路中输输输输出出出出相当于相当于相当于相当于电电电电工工工工电电电电路中常路中常路中常路中常闭闭闭闭点点点点输输输输入入入入相当于相当于相当于相当于电电电电工工工工电电电电路中并路中并路中并路中并联联联联一个常开点一个常开点一个常开点一个常开点输输输输入入入入相当于相当于相当于相当于电电电电工工工工电电电电路中并路中并路中
5、并路中并联联联联一个常一个常一个常一个常闭闭闭闭点点点点输输输输入入入入相当于相当于相当于相当于电电电电工工工工电电电电路中串路中串路中串路中串联联联联一个常开点一个常开点一个常开点一个常开点输输输输入入入入相当于相当于相当于相当于电电电电工工工工电电电电路中串路中串路中串路中串联联联联一个常一个常一个常一个常闭闭闭闭点点点点输输输输入入入入跳转到第一页DCS组成结构组成结构 DCS DCS DCS DCS的的的的过过过过程控制站是一个完整的程控制站是一个完整的程控制站是一个完整的程控制站是一个完整的计计计计算机系算机系算机系算机系统统统统,主,主,主,主要由要由要由要由电电电电源、高性能的中
6、央源、高性能的中央源、高性能的中央源、高性能的中央处处处处理器(理器(理器(理器(CPUCPUCPUCPU)、网)、网)、网)、网络络络络接口接口接口接口组组组组成。成。成。成。高性能的中央高性能的中央高性能的中央高性能的中央处处处处理器是理器是理器是理器是现场过现场过现场过现场过程控制的中心,存程控制的中心,存程控制的中心,存程控制的中心,存放并运行所有的放并运行所有的放并运行所有的放并运行所有的过过过过程控制程序以及程控制程序以及程控制程序以及程控制程序以及现场仪现场仪现场仪现场仪表数据和控表数据和控表数据和控表数据和控制数据。制数据。制数据。制数据。DCSDCSDCSDCS的控制决策都是
7、由它来的控制决策都是由它来的控制决策都是由它来的控制决策都是由它来执执执执行的。行的。行的。行的。过过过过程控制站的网程控制站的网程控制站的网程控制站的网络络络络接口是同上一接口是同上一接口是同上一接口是同上一级级级级的操作的操作的操作的操作员员员员站和站和站和站和工程工程工程工程师师师师站的站的站的站的连连连连接通道。操作接通道。操作接通道。操作接通道。操作员员员员的操作控制信息和工程的操作控制信息和工程的操作控制信息和工程的操作控制信息和工程师师师师站的站的站的站的组态组态组态组态程序都是通程序都是通程序都是通程序都是通过这过这过这过这一通道一通道一通道一通道发发发发送到送到送到送到过过过
8、过程控制站,程控制站,程控制站,程控制站,过过过过程控制站收集整理的程控制站收集整理的程控制站收集整理的程控制站收集整理的现场现场现场现场数据也是通数据也是通数据也是通数据也是通过这过这过这过这一通道一通道一通道一通道传传传传递递递递到操作到操作到操作到操作员员员员站上。站上。站上。站上。过过过过程控制站同程控制站同程控制站同程控制站同I/OI/OI/OI/O模模模模块块块块之之之之间间间间通通通通过现场总线连过现场总线连过现场总线连过现场总线连接。接。接。接。跳转到第一页DCS组成结构组成结构 一台用于操作、监视、报一台用于操作、监视、报一台用于操作、监视、报一台用于操作、监视、报警、趋势显
9、示、记录和打印报警、趋势显示、记录和打印报警、趋势显示、记录和打印报警、趋势显示、记录和打印报表的表的表的表的PCPCPCPC机。操作员站通常装有机。操作员站通常装有机。操作员站通常装有机。操作员站通常装有操作软件以完成上述功能,并操作软件以完成上述功能,并操作软件以完成上述功能,并操作软件以完成上述功能,并且是通过以太网同过程控制站且是通过以太网同过程控制站且是通过以太网同过程控制站且是通过以太网同过程控制站相连。相连。相连。相连。跳转到第一页DCS组成结构组成结构 一台用于组态过程控制软一台用于组态过程控制软件,诊断、监视过程控制站运件,诊断、监视过程控制站运行情况,供行情况,供DCSDC
10、S工程师开发、工程师开发、测试、维护测试、维护DCSDCS系统使用的计系统使用的计算机。算机。跳转到第一页 DCS通常采用若干个控制器(过程站)对一个生产过程中的众多控制点进行控制,各控制器间通过网络连接并可进行数据交换。生产控制操作采用计算机操作站,通过网络与控制器连接,收集生产数据,传达操作指令。从结构上划分,DCS包括过程级、操作级和管理级。过程级主要由过程控制站、I/O单元和现场仪表组成,是系统控制功能的主要实施部分。操作级包括:操作员站和工程师站,完成系统的操作和组态。管理级主要是指工厂管理信息系统(MIS系统),作为DCS更高层次的应用,目前国内纸行业应用到这一层的系统较少。DCS
11、组成结构组成结构 跳转到第一页华章华章DCS系统系统 信息信息信息信息层层层层控制控制控制控制层层层层设备层设备层设备层设备层跳转到第一页华章华章DCS系统系统 以太网(信息层)以太网(信息层)ControlNETControlNET (控制层)(控制层)ControlNETControlNET (控制层)(控制层)造造造造纸纸纸纸DCSDCSDCSDCS制制制制浆浆浆浆DCSDCSDCSDCS碎解碎解碎解碎解DCSDCSDCSDCSMCC控制柜控制柜现场仪表现场仪表电机电机电机电机MCC控制柜控制柜现场仪表现场仪表logix5500logix5500logix5500logix5500控制器
12、控制器控制器控制器4K01-4K034K01-4K034K01-4K034K01-4K035K01-5K025K01-5K025K01-5K025K01-5K022K01-2K042K01-2K042K01-2K042K01-2K043K013K013K013K01跳转到第一页DigiVisFreelance 系统结构系统结构现场仪表现场仪表集成集成 FF 总线设备的编程总线设备的编程DigiToolXXXXXX线海天测控线海天测控DCSDCSABB-AC800控制器控制器MCC控制柜控制柜电机电机西门子西门子IO模块模块以太网以太网跳转到第一页华章华章logix5500logix5500控制
13、器模块种类控制器模块种类 电电电电源源源源 各种网各种网络连络连接模接模块块各种各种输输入入输输出出IOIO模模块块CPUCPU跳转到第一页华章华章logix5500logix5500控制器模块种类控制器模块种类 DeviceNetDeviceNetDeviceNetDeviceNet模模模模块块块块用于用于用于用于设备设备设备设备网网网网在在在在传动传动传动传动上上上上连连连连接接接接现场现场现场现场操作台操作台操作台操作台PLCPLCPLCPLCDH+/IRODH+/IRODH+/IRODH+/IRO模模模模块块块块用于用于用于用于设备设备设备设备网网网网在在在在传动传动传动传动上上上上连
14、连连连接接接接1336133613361336变频变频变频变频器器器器ETHERNETETHERNETETHERNETETHERNET模模模模块块块块用于以太网用于以太网用于以太网用于以太网连连连连接上位机接上位机接上位机接上位机电脑电脑电脑电脑ControlNETControlNETControlNETControlNET模模模模块块块块用于控制网用于控制网用于控制网用于控制网连连连连接多台接多台接多台接多台LOGIXLOGIXLOGIXLOGIX控制器控制器控制器控制器跳转到第一页华章华章logix5500logix5500控制器模块种类控制器模块种类 模模模模拟拟拟拟量量量量输输输输入模
15、入模入模入模块块块块(AIAIAIAI)1756-IF161756-IF161756-IF161756-IF16模模模模拟拟拟拟量量量量输输输输出模出模出模出模块块块块(AOAOAOAO)1756-OF81756-OF81756-OF81756-OF8开关量开关量开关量开关量输输输输入模入模入模入模块块块块(DIDIDIDI)1756-IB321756-IB321756-IB321756-IB32开关量开关量开关量开关量输输输输出模出模出模出模块块块块(DODODODO)1756-OB321756-OB321756-OB321756-OB32跳转到第一页控制器的总线通讯控制器的总线通讯 我单位
16、大部份设备上的我单位大部份设备上的电机是由操作员在电机是由操作员在DCS(集集散控制系统)室控制启停的,散控制系统)室控制启停的,操作员通过电脑上的画面发操作员通过电脑上的画面发出启停命令,电脑通过网络出启停命令,电脑通过网络向向PLC发出启停信号,发出启停信号,PLC再根据采集到的各类信号再根据采集到的各类信号(电机的状态信号、联锁信(电机的状态信号、联锁信号等)加以判断是否能启停号等)加以判断是否能启停该电机,然后向配电房内的该电机,然后向配电房内的MCC柜发出启停信号,在柜发出启停信号,在MCC柜中的接触器相应作出柜中的接触器相应作出通断电机电源的动作,使电通断电机电源的动作,使电机启动
17、或停止。机启动或停止。跳转到第一页一、符号含一、符号含义义PICPICPICPIC含义含义含义含义P P P P 压压压压力力力力I I I I 指指指指示示示示C C C C 控控控控制制制制TICTICTICTIC含义含义含义含义T T T T 温温温温度度度度I I I I 指指指指示示示示C C C C 控控控控制制制制FICFICFICFIC含义含义含义含义F F F F 流流流流量量量量I I I I 指指指指示示示示C C C C 控控控控制制制制R R R R 记记记记录录录录C C C C 浓浓浓浓度度度度CRCCRCCRCCRC含义含义含义含义C C C C 控控控控制制制
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