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工业自动化仪表及过程控制 (6)

工业自动化仪表及过程控制 (6). Industrial Automation Instrumentations and Process Control. 第 3 章 DCS 与 FCS. 计算机直接控制系统 (DDC ： Computer Direct Control System). 第 3 章 DCS 与 FCS. 集散控制系统 (DCS ： Distributed Control System). 集中管理，控制分散。 这种既集中又分散的控制方式使它既有计算机控制系统控制算式先进、精度高、响应速度快的优点，又有常规仪表控制系统安全可靠、维护方便的优点。.

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工业自动化仪表及过程控制 (6)

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Presentation Transcript

  1. 工业自动化仪表及过程控制(6) Industrial Automation Instrumentations and Process Control

  2. 第3章 DCS与FCS 计算机直接控制系统(DDC：Computer Direct Control System)

  3. 第3章 DCS与FCS 集散控制系统(DCS：Distributed Control System) 集中管理，控制分散。 这种既集中又分散的控制方式使它既有计算机控制系统控制算式先进、精度高、响应速度快的优点，又有常规仪表控制系统安全可靠、维护方便的优点。

  4. 第3章 DCS与FCS • 结构上是一种分层次的控制装置 ； • 基本控制器完成现场各子系统的现场直接控制任务； • 监控计算机则通过协调各基本控制器的工作，完成监控操作；达到过程的动态优化； • 管理或调度计算机则完成制定生产计划、产品管理、财务管理、人员管理以及工艺流程管理等一系列来自组织层的任务。

  5. 第3章 DCS与FCS • PLC组成的DCS系统

  6. 第3章 DCS与FCS • 控制站 • 基本控制站：可以代替模拟式控制器的工作，可以有多个控制回路。采用功能模块组件组装式的总线结构。除了进行基本的PID控制外，还可以进行位式控制、串级控制、选择性控制及顺序控制等 • 数据采集站：过程中的非控制变量专门设置的数据采集系统。它不但能完成现场数据的采集及预处理，而且还能对实时数据进一步加工处理，

  7. 第3章 DCS与FCS • 控制站基本组成 • CPU • 电源 • 通信接口 • I/O通道

  8. 第3章 DCS与FCS • CENTUM系统现场控制站：CFCD2

  9. 第3章 DCS与FCS CENTUM系统现场控制站主要I/O插卡 MCA2：8路模拟输入输出；PM1：16路脉冲输入 VM1： 16路模拟电压输入；VM2：模拟8入8出 PAC：8路脉冲输入，8路模拟输出 ST2：状态16路入16路出； ST3：32路状态输出； ST4：32路状态输入： PB5：16路按钮输入 LCS：回路通信

  10. 第3章 DCS与FCS CFCD2现场控制站硬件配置例

  11. 第3章 DCS与FCS • 控制站基本功能 • 通信功能 • 报警功能 • 反馈控制功能 • 顺序控制功能 • 算术运算功能

  12. 第3章 DCS与FCS 操作站： 作为集散系统的人—机接口装置，操作站除了执行对过程的监控操作外，系统的组态、编程也可在操作站上进行。还应该具有打印输出功能，可以完成部分的生产管理工作，如打印各种日报表、报警表和CRT屏幕拷贝，以及提供特种打印服务。

  13. 第3章 DCS与FCS • 操作站基本功能： • 工程功能 • 操作功能 • 通信功能

  14. 第3章 DCS与FCS 高速数据通道： 集散系统的特征之一是系统中采用多处理机结构，这就使各处理机之间的联系，特别是上位计算机与各基本控制站的处理机之间的数据传送。为了使各处理机之间的数据能够合理传送，必须将通信系统构成一定的网络，并遵循一定的通信方式才能实现。

  15. 第3章 DCS与FCS 分层递阶的工业计算机网络

  16. 第3章 DCS与FCS 分层递阶的工业计算机网络

  17. 第3章 DCS与FCS 提高系统可靠性的措施：双重化冗余备用

  18. 第3章 DCS与FCS 操作站监控画面

  19. 第3章 DCS与FCS 操 作 站 监 控 画 面 例

  20. 第3章 DCS与FCS 操 作 站 监 控 画 面 例

  21. 第3章 DCS与FCS 操 作 站 监 控 画 面 例

  22. 第3章 DCS与FCS • DCS的生成开发 • 系统组态 • 画面生成 • 控制回路组态 • 仪表组态 • 数据生成 • 报表生成

  23. 第3章 DCS与FCS 操作站组态(Configuration)画面

  24. 第3章 DCS与FCS 回路组态例： 图形式编程：模块连接

  25. 第3章 DCS与FCS 回路组态例： 符号式编程：POL语言 • LD x2 • LD k2 • + • LD x3 • LD k3 • + • ÷ • LD x1 • 9 • • 10 √¯ • 11 LD k1 • 12 • • 13 PID • ST y1 • END

  26. 第3章 DCS与FCS 仪表组态例：表格式（填表） 控制站号： 01 回路号： 16 工位号： FIC103 补偿运算：YES 功能： PID 温度输入：T105 输入处理：NO 温度设定：15°C 量程下限：0 采样周期：1s 量程上限：50 P： 120% 下限报警：YES I： 120s 上限报警：NO D： 45s 正反动作： R 输出跟踪：YES

  27. 第3章 DCS与FCS 控制站反馈控制功能 控制站反馈控制功能主要时由被称为内部仪表的软件模块完成的（表3－2）。 例：基本控制单元7DC-D5

  28. 第3章 DCS与FCS 例：三选一单元：7SS-S-H,7SS-S-M,7SS-S-L 高选： OUT=max(IN1,IN2,IN3) 中选： OUT=med(IN1,IN2,IN3) 低选： OUT=min(IN1,IN2,IN3)

  29. 第3章 DCS与FCS 控制站反馈应用例： 缓冲罐选择控制

  30. 第3章 DCS与FCS 控制站反馈应用例： 缓冲罐选择控制

  31. 第3章 DCS与FCS 控制站反馈应用例： 缓冲罐选择控制内部 仪表连接

  32. 第3章 DCS与FCS 控制站反馈应用例：

  33. 第3章 DCS与FCS 控制站顺序应用例： 冷却罐顺序控制 PB01: 启动按钮 V001: 注入阀 V002: 排出阀 V003: 冷却阀 TA01: 温度开关 LA01: 上限液位开关 LA02: 下限液位开关

  34. 第3章 DCS与FCS 控制站顺序应用例

  35. 第3章 DCS与FCS CL语言顺序控制程序(Honywell)例： SEQUECE ABSIM CPM; POINT SIMLT EXTERNAL LI105, FVL106, TIC101 SET TIC101.SV=150 WAIT LI105.PV<10 CLOSE FVL106 IF ABS(LI105.SP-TIC.PV)<=2.0 .… .…. END ABSIM

  36. 第3章 DCS与FCS 现场总线控制系统(FCS: Fieldbus Control System)

  37. 第3章 DCS与FCS • 现场总线是一种互连现场自动化智能设备、仪表及控制系统的双向数字通信网络。 • 全数字 • 开放性 • 全分散

  38. 第3章 DCS与FCS 现场总线设备

  39. 第3章 DCS与FCS • 系统成本可以大为降低 • 系统功能扩充、结构改型方便 • 系统易学易用、可控性好 • 系统可靠性高 • 系统可维护性好 • 现场总线的应用领域包括：工业自动化、航空/航天自动化、车辆及交通自动化、医疗自动化、通讯自动化、商业自动化、办公室自动化、楼宇自动化等。

  40. 第3章 DCS与FCS 现场总线的结构形式：点对点；菊花链；总线型；树型等

  41. 第3章 DCS与FCS 几种常见的现场总线标准

  42. 第3章 DCS与FCS 无线通信网络

  43. 第3章 DCS与FCS 练习：下列哪几项为DCS操作站的基本功能？ A 工程功能 B 操作功能 C 反馈控制功能 D 通信功能 E 顺序控制功能

  44. 第3章 DCS与FCS 练习：下列哪几项为DCS操作站的基本功能？ A 工程功能（系统生成维护等） B 操作功能（监视运行记录等） C 反馈控制功能（控制站功能） D 通信功能（与控制站上位机等） E 顺序控制功能（控制站功能） 答： A BD

  45. 第3章 DCS与FCS 练习：工业控制系统中用于连接智能一次仪表和控制设备的、全开放、数字式、双向多节点分支结构的互联通信网络被称为什么？ （A）控制总线； （B）数据总线； （C）现场总线； （D）通信网络。

  46. 第3章 DCS与FCS 练习：工业控制系统中用于连接智能一次仪表和控制设备的、全开放、数字式、双向多节点分支结构的互联通信网络被称为什么？ （A）控制总线； （B）数据总线； （C）现场总线； （D）通信网络。 答：C

  47. 第3章 DCS与FCS 小结 • 了解DCS系统的概念 • 特点 • 组成 • 控制站功能 • 操作站功能 • 了解FCS系统的基本概念 • 特点

  48. 第3章 DCS与FCS 作业 • P174 • 3-1,3-2

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