分布式控制系統(tǒng)

1、精品分布式控制系統(tǒng)它是一個由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級計算機(jī)系統(tǒng)，綜合了計算機(jī)， 通信、顯示和控制等4C 技術(shù)，其基本思想是分散控制、集中操作、 分級管理、配置靈活以及組態(tài)方便。在特殊控制領(lǐng)域，如核電站控制系統(tǒng)，DCS 的含義被誤叫做數(shù)字化控制系統(tǒng)（Digitalcontrol system），其實(shí)質(zhì)仍為分布式操作系統(tǒng)。概 述首先， DCS 的骨架 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，它是DCS 的基礎(chǔ)和核心。由于網(wǎng)絡(luò)對于DCS 整個系統(tǒng)的實(shí)時性、 可靠性和擴(kuò)充性，起著決定性的作用，因此各廠家都在這方面進(jìn)行了精心的設(shè)計。對于DCS 的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)來說，它必須滿足實(shí)時性的要求，即在確定的時間限度內(nèi)完成

2、信息的傳送。這里所說的“確定 ”的時間限度，是指在無論何種情況下，信息傳送都能在這個時間限度內(nèi)完成， 而這個時間限度則是根據(jù)被控制過程的實(shí)時性要求確定的。因此，衡量系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)性能的指標(biāo)并不是網(wǎng)絡(luò)的速率DCS，即通常所說的每秒比特數(shù)（bps ），而是系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時性，即能在多長的時間內(nèi)確保所需信息的傳輸完成。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)還必須非常可靠，無論在任何情況下，網(wǎng)絡(luò)通信都不能中斷，因此多數(shù)廠家的DCS 均采用雙總線、環(huán)形或雙重星形的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。為了滿足系統(tǒng)擴(kuò)充性的要求， 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)上可接入的最大節(jié)點(diǎn)數(shù)量應(yīng)比實(shí)際使用的節(jié)點(diǎn)數(shù)量大若干倍。這樣，一方面可以隨時增加新的節(jié)點(diǎn)，另一方面也可以使系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行于較輕的通信負(fù)

3、荷狀態(tài)，以確保系統(tǒng)的實(shí)時性和可靠性。在系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過程中，各個節(jié)點(diǎn)的上網(wǎng)和下網(wǎng)是隨時可能發(fā)感謝下載載精品生的， 特別是操作員站， 這樣， 網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)會經(jīng)常進(jìn)行，而這種操作絕對不能影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，因此，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具有很強(qiáng)在線網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)功能。其次，這是一種完全對現(xiàn)場I/O 處理并實(shí)現(xiàn)直接數(shù)字控制（DDC ）功能的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。一般一套 DCS 中要設(shè)置現(xiàn)場 I/O 控制站，用以分擔(dān)整個系統(tǒng)的I/O 和控制功能。這樣既可以避免由于一個站點(diǎn)失效造成整個系統(tǒng)的失效，提高系統(tǒng)可靠性， 也可以使各站點(diǎn)分擔(dān)數(shù)據(jù)采集和控制功能，有利于提高整個系統(tǒng)的性能。DCS 的操作員站是處理一切與運(yùn)行操作有關(guān)的人機(jī)界面 （ H

4、MI-Human Machine Interface或 operator interface）功能的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。工程師站是對 DCS 進(jìn)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(hù)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其主要功能是提供對DCS 進(jìn)行組態(tài)， 配置工作的工具軟件 （即組態(tài)軟件） ，并在 DCS在線運(yùn)行時實(shí)時地監(jiān)視DCS 網(wǎng)絡(luò)上各個節(jié)點(diǎn)的運(yùn)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 隨時處在最佳的工作狀態(tài)之下。與集中式控制系統(tǒng)不同，所有的DCS 都要求有系統(tǒng)組態(tài)功能，可以說，沒有系統(tǒng)組態(tài)功能的系統(tǒng)就不能稱其為 DCS 。DCS 自 1975 年問世以來，已經(jīng)經(jīng)歷了三

5、十多年的發(fā)展歷程。在這三十多年中，DCS雖然在系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)上沒有發(fā)生重大改變，但是經(jīng)過不斷的發(fā)展和完善，其功能和性能都得到了巨大的提高。總的來說，DCS 正在向著更加開放，更加標(biāo)準(zhǔn)化，更加產(chǎn)品化的方向發(fā)展。作為生產(chǎn)過程自動化領(lǐng)域的計算機(jī)控制系統(tǒng)，傳統(tǒng)的 DCS 僅僅是一個狹義的概念。如果以為 DCS 只是生產(chǎn)過程的自動化系統(tǒng)，那就會引出錯誤的結(jié)論，因?yàn)楝F(xiàn)在的計算機(jī)控制系統(tǒng)的含義已被大大擴(kuò)展了，它不僅包括過去DCS 中所包含的各種內(nèi)容，還向下深入到了現(xiàn)場的每臺測量設(shè)備、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，向上發(fā)展到了生產(chǎn)管理，企業(yè)經(jīng)營的方方面面。傳統(tǒng)意義上的 DCS 現(xiàn)在僅僅是指生產(chǎn)過程控制這一部分的自動化，而工業(yè)自動

6、化系統(tǒng)的概念，則應(yīng)感謝下載載精品定位到企業(yè)全面解決方案，即 total solution的層次。 只有從這個角度上提出問題并解決問題，才能使計算機(jī)自動化真正起到其應(yīng)有的作用。DCSDCS 具有以下特點(diǎn)：1 高可靠性。由于DCS 將系統(tǒng)控制功能分散在各臺計算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用容錯設(shè)計， 因此某一臺計算機(jī)出現(xiàn)的故障不會導(dǎo)致系統(tǒng)其他功能的喪失。此外， 由于系統(tǒng)中各臺計算機(jī)所承擔(dān)的任務(wù)比較單一，可以針對需要實(shí)現(xiàn)的功能采用具有特定結(jié)構(gòu)和軟件的專用計算機(jī)，從而使系統(tǒng)中每臺計算機(jī)的可靠性也得到提高。2 開放性。 DCS 采用開放式，標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和系列化設(shè)計，系統(tǒng)中各臺計算機(jī)采用局域網(wǎng)方式通信，實(shí)現(xiàn)信息

7、傳輸， 當(dāng)需要改變或擴(kuò)充系統(tǒng)功能時，可將新增計算機(jī)方便地連入系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)或從網(wǎng)絡(luò)中卸下，幾乎不影響系統(tǒng)其他計算機(jī)的工作。形態(tài)組成感謝下載載精品DCS 是分布式控制系統(tǒng)的英文縮寫（Distributed Control System），在國內(nèi)自控行業(yè)又稱之為集散控制系統(tǒng)。它是一個由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級計算機(jī)系統(tǒng)，綜合了計算機(jī) (Computer)、通訊 (Communication)、顯示 (CRT) 和控制 (Control)等 4C 技術(shù)，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活、組態(tài)方便。）發(fā)展歷史第一階段1975-1980年，在這個時期集散控制系統(tǒng)

8、的技術(shù)特點(diǎn)表現(xiàn)為：DCS1 ）采用微處理器為基礎(chǔ)的控制單元，實(shí)現(xiàn)分散控制，有各種各樣的算法，通過組態(tài)獨(dú)立完成回路控制，具有自診斷功能2 ）采用帶 CRT 顯示器的操作站與過程單元分離，實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)視，集中操作3 ）采用較先進(jìn)的冗余通信系統(tǒng)第二階段1980 1985. ，在這個時期集散控制系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)表現(xiàn)為：1 ）微處理器的位數(shù)提高，CRT 顯示器的分辨率提高2 ）強(qiáng)化的模塊化系統(tǒng)3 ）強(qiáng)化了系統(tǒng)信息管理，加強(qiáng)通信功能感謝下載載精品第三階段1985 年以后，集散系統(tǒng)進(jìn)入第三代，其技術(shù)特點(diǎn)表現(xiàn)為：1 ）采用開放系統(tǒng)管理2 ）操作站采用 32 位微處理器3 ）采用實(shí)時多用戶多任務(wù)的操作系統(tǒng)進(jìn)入九十年

9、代以后，計算機(jī)技術(shù)突飛猛進(jìn)，更多新的技術(shù)被應(yīng)用到了DCS 之中。 PLC是一種針對順序邏輯控制發(fā)展起來的電子設(shè)備，它主要用于代替不靈活而且笨重的繼電器邏輯。現(xiàn)場總線技術(shù)在進(jìn)入九十年代中期以后發(fā)展十分迅猛，以至于有些人已做出預(yù)測：基于現(xiàn)場總線的FCS 將取代 DCS 成為控制系統(tǒng)的主角。特點(diǎn)介紹DCS 是分散控制系統(tǒng)(Distributed Control System)的簡稱，國內(nèi)一般習(xí)慣稱為集散控制系統(tǒng)。它是一個由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級計算機(jī)系統(tǒng)，綜合了計算機(jī) (Computer)、通訊 (Communication)、顯示 (CRT) 和控制 (Control)

10、等 4C 技術(shù)，其基本思想是分散控制、集中操作、 分級管理、 配置靈活、組態(tài)方便，DCS 特點(diǎn)如下。高可靠性由于 DCS 將系統(tǒng)控制功能分散在各臺計算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用容錯設(shè)計，因此某一臺計算機(jī)出現(xiàn)的故障不會導(dǎo)致系統(tǒng)其它功能的喪失。此外，由于系統(tǒng)中各臺計算機(jī)所承擔(dān)的任務(wù)比較單一， 可以針對需要實(shí)現(xiàn)的功能采用具有特定結(jié)構(gòu)和軟件的專用計算機(jī)，從而使系統(tǒng)中每臺計算機(jī)的可靠性也得到提高。開放性感謝下載載精品DCS 采用開放式、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和系列化設(shè)計，系統(tǒng)中各臺計算機(jī)采用局域網(wǎng)方式通信， 實(shí)現(xiàn)信息傳輸， 當(dāng)需要改變或擴(kuò)充系統(tǒng)功能時，可將新增計算機(jī)方便地連入系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)或從網(wǎng)絡(luò)中卸下，幾乎不影響系

11、統(tǒng)其他計算機(jī)的工作。靈活性通過組態(tài)軟件根據(jù)不同的流程應(yīng)用對象進(jìn)行軟硬件組態(tài)，即確定測量與控制信號及相互間連接關(guān)系、 從控制算法庫選擇適用的控制規(guī)律以及從圖形庫調(diào)用基本圖形組成所需的各種監(jiān)控和報警畫面，從而方便地構(gòu)成所需的控制系統(tǒng)。易于維護(hù)功能單一的小型或微型專用計算機(jī)，具有維護(hù)簡單、方便的特點(diǎn)，當(dāng)某一局部或某個計算機(jī)出現(xiàn)故障時，可以在不影響整個系統(tǒng)運(yùn)行的情況下在線更換，迅速排除故障。協(xié)調(diào)性各工作站之間通過通信網(wǎng)絡(luò)傳送各種數(shù)據(jù)，整個系統(tǒng)信息共享，協(xié)調(diào)工作，以完成控制系統(tǒng)的總體功能和優(yōu)化處理。控制功能齊全控制算法豐富，集連續(xù)控制、順序控制和批處理控制于一體，可實(shí)現(xiàn)串級、前饋、解耦、自適應(yīng)和預(yù)測控制

12、等先進(jìn)控制，并可方便地加入所需的特殊控制算法。DCS 的構(gòu)成方式十分靈活，可由專用的管理計算機(jī)站、操作員站、工程師站、記錄站、現(xiàn)場控制站和數(shù)據(jù)采集站等組成， 也可由通用的服務(wù)器、工業(yè)控制計算機(jī)和可編程控制器構(gòu)成。處于底層的過程控制級一般由分散的現(xiàn)場控制站、數(shù)據(jù)采集站等就地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制，并通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)傳送到生產(chǎn)監(jiān)控級計算機(jī)。生產(chǎn)監(jiān)控級對來自過程控制級的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中操作管理，如各種優(yōu)化計算、統(tǒng)計報表、故障診斷、顯示報警等。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，DCS 可以感謝下載載精品按照需要與更高性能的計算機(jī)設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)連接來實(shí)現(xiàn)更高級的集中管理功能，如計劃調(diào)度、倉儲管理、能源管理等。結(jié)構(gòu)從結(jié)構(gòu)上劃分

13、，DCS 包括過程級、操作級和管理級。過程級主要由過程控制站、I/O單元和現(xiàn)場儀表組成， 是系統(tǒng)控制功能的主要實(shí)施部分。操作級包括：操作員站和工程師站，完成系統(tǒng)的操作和組態(tài)。管理級主要是指工廠管理信息系統(tǒng)（MIS 系統(tǒng)），作為DCS 更高層次的應(yīng)用，目前國內(nèi)紙行業(yè)應(yīng)用到這一層的系統(tǒng)較少。DCS 的控制程序： DCS 的控制決策是由過程控制站完成的，所以控制程序是由過程控制站執(zhí)行的。過程控制站的組成：DCS 的過程控制站是一個完整的計算機(jī)系統(tǒng)，主要由電源、CPU （中央處理器）、網(wǎng)絡(luò)接口和I/O 組成I/O ：控制系統(tǒng)需要建立信號的輸入和輸出通道，這就是 I/O 。DCS 中的 I/O 一般是模

14、塊化的，一個I/O 模塊上有一個或多個I/O 通道，用來連接傳感器和執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）。I/O 單元：通常，一個過程控制站是有幾個機(jī)架組成，每個機(jī)架可以擺放一定數(shù)量的模塊。 CPU 所在的機(jī)架被稱為CPU 單元，同一個過程站中只能有一個CPU 單元，其他只用來擺放I/O 模塊的機(jī)架就是I/O 單元。國內(nèi)外應(yīng)用分散控制系統(tǒng)感謝下載載精品1975年美國最大的儀表控制公司Honeyw ell首次向世界推出了它的綜合分散控制系統(tǒng) TDC 2000 ( Toal Distributed Control-2000),這一系統(tǒng)的發(fā)表,立即引起美國工業(yè)控制界高度評價，稱之為“最鼓舞人心的事件”。世界各國的各大公

15、司也紛紛仿效，推出了一個又一個集散系統(tǒng)，從此過程控制進(jìn)入了集散系統(tǒng)的新時期。在此期間有日本橫河公司推出的CEN TUM, 美國泰勒儀表公司的MO SË,費(fèi)雪爾公司的 DCÉ 400, 貝利公司的N 90, ?？怂共_公司的Cpect rum和德國西門子公司的Telepermm。隨著計算機(jī)特別是微型計算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，加上各制造商的激烈競爭，使DCS 很快從 70年代的第一代發(fā)展到90年代初的第三代DCS。盡管在這之前的集散系統(tǒng)的技術(shù)水平已經(jīng)很高，但其中存在著一個最主要的弊病是：各大公司推出的幾十種型號的系統(tǒng)，幾乎都是該公司的專利產(chǎn)品，每個公司為了

16、保護(hù)自身的利益，采用的都是專利網(wǎng)絡(luò)，這就為全廠、全企業(yè)的管理帶來問題。隨著計算機(jī)的發(fā)展與網(wǎng)絡(luò)開發(fā)使各控制廠商更多地采用商業(yè)計算機(jī)的技術(shù)，80 年代末許多公司推出新一代的集散系統(tǒng)，其主要特征是新系統(tǒng)的局部網(wǎng)絡(luò)采用MA P協(xié)議；引用智能變送器與現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)；在控制軟件上引入PLC 的順序控制與批量控制，使 DCS 也具有 PLC 的功能。至 90年代初各國知名的DCS 有： 3000,Bailey的 IN F I 90,Ro semoun t的RS 3,W est Hoo se的 WDPF,L eeds &Non th rup的 MAX 1000,Foxbo ro的IöA

17、 S,日本橫河的CEN TUM 。這里所提到的均為大型的DCS,為了適應(yīng)市場的需要各廠商也開發(fā)了不少中小型的DCS 系統(tǒng)如 S 9000,MAX 2,LXL,A 2 PACS等等。流程工業(yè)CIMS感謝下載載精品流程工業(yè) CIMS 是一個復(fù)雜的綜合自動化系統(tǒng)，處理的對象是整個企業(yè)的全部生產(chǎn)活動， DCS 作為一種有效的工具和實(shí)現(xiàn)手段，在流程工業(yè)CIMS 中完成重要的基礎(chǔ)控制和實(shí)時生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集、動態(tài)監(jiān)控等功能。與管理類計算機(jī)相比，DCS 能夠提供更加可靠的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，使CIMS 系統(tǒng)所作出的優(yōu)化決策也更加可靠。從功能上看，流程工業(yè)CIMS 中的生產(chǎn)自動化系統(tǒng)、動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)和在線質(zhì)量控制都可以由

18、DCS 實(shí)現(xiàn)。從流程工業(yè)CIMS 的層次結(jié)構(gòu)看，DCS 主要擔(dān)負(fù)過程控制和過程優(yōu)化任務(wù)，有些生產(chǎn)調(diào)度和生產(chǎn)管理工作也可在DCS 上完成。主要廠家國內(nèi) DCS 主要廠家有： 上海新華， 南京科遠(yuǎn)自動化集團(tuán)股份有限公司,杭州優(yōu)穩(wěn)， 浙江中控，和利時，浙江威盛，自儀股份、魯能控制，國電智深，上海華文，上海樂華，正泰中自等。國外的有：西屋公司、艾默生、FOXBORO 、 ABB 、西門子、霍尼韋爾、橫河、羅克韋爾、山武霍尼韋爾公司、FISHER-ROSEMOUNT公司等。相關(guān)問答1 什么是 DCS？DCS 是分布式控制系統(tǒng)的英文縮寫（Distributed Control System），在國內(nèi)自控行

19、業(yè)又稱之為集散控制系統(tǒng)。2 DCS 有什么特點(diǎn)？DCS 是計算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高度結(jié)合的產(chǎn)物。DCS 通常采用若干個控制器（過程站） 對一個生產(chǎn)過程中的眾多控制點(diǎn)進(jìn)行控制，各控制器間通過網(wǎng)絡(luò)連接并可進(jìn)行感謝下載載精品數(shù)據(jù)交換。 操作采用計算機(jī)操作站，通過網(wǎng)絡(luò)與控制器連接，收集生產(chǎn)數(shù)據(jù)， 傳達(dá)操作指令。因此， DCS 的主要特點(diǎn)歸結(jié)為一句話就是：分散控制集中管理。3 DCS 的結(jié)構(gòu)是怎樣的？從結(jié)構(gòu)上劃分，DCS 包括過程級、操作級和管理級。過程級主要由過程控制站、I/O單元和現(xiàn)場儀表組成， 是系統(tǒng)控制功能的主要實(shí)施部分。操作級包括：操作員站和工程師站，完成系統(tǒng)的操作和組態(tài)。管理級主要是

20、指工廠管理信息系統(tǒng)（MIS 系統(tǒng)），作為DCS 更高層次的應(yīng)用，目前國內(nèi)紙行業(yè)應(yīng)用到這一層的系統(tǒng)較少。4 DCS 的控制程序是由誰執(zhí)行的？DCS 的控制決策是由過程控制站完成的，所以控制程序是由過程控制站執(zhí)行的。5 過程控制站的組成如何？DCS 的過程控制站是一個完整的計算機(jī)系統(tǒng)，主要由電源、CPU （中央處理器）、網(wǎng)絡(luò)接口和I/O 組成。日常維護(hù)1 過程通道故障：過程通道故障出現(xiàn)最多的是I/O 卡故障。 I/O 卡故障一般的判斷與處理： 通過系統(tǒng)診斷， 更換通道或通過更換備用件處理，至于其內(nèi)部元件老化或是其他原因造成的損壞，一般控制人員不好判斷。I/O卡的檢修一般是由廠家處理，目前的熱控檢修

21、人員的手段還不能達(dá)到像檢修常規(guī)儀表那樣檢修。而且生產(chǎn)廠家的I/O 卡件已制造成一體化的趨勢， 這樣只能購買備件。 好在這類故障只是在調(diào)試階段出現(xiàn)較多，正常運(yùn)行中出現(xiàn)幾率很低。一次元件或控制設(shè)備出現(xiàn)故障有時不能直接被操作員發(fā)現(xiàn)，只有異常或報警后才通知熱控人員處理。 這樣對檢修人員和運(yùn)行人員的素質(zhì)要求就要提高，運(yùn)行人員要詳細(xì)介紹故障前后的狀態(tài)便于熱控檢修人員能夠快速、準(zhǔn)確地處理缺陷， 減少故障的擴(kuò)大化， 另外許多 DCS感謝下載載精品廠家在產(chǎn)品宣傳上都支持卡件熱撥，做為控制人員， 在運(yùn)行中更換卡件時一定要做好安全防護(hù)措施否則會引起系統(tǒng)變化或負(fù)荷變化，尤其數(shù)字量卡件。2 對于操作員站死機(jī)無論國產(chǎn)與進(jìn)

22、口設(shè)備都有相關(guān)的報道，那么究其原因比較多，硬盤或卡件故障， 冷卻風(fēng)扇負(fù)荷過重等等，有時會發(fā)生人為操作現(xiàn)象，一般在修改控制邏輯下裝軟件重啟設(shè)備或強(qiáng)制設(shè)備保護(hù)信號時，最易發(fā)生操作事件，輕則設(shè)備異常， 重則易造成設(shè)備停運(yùn)后果非常嚴(yán)重；對死機(jī)后重啟， 不同廠家的啟動時間不同，少則幾十秒， 多則幾分鐘，人為該操作發(fā)生的故障在熱工專業(yè)中的不安全事件中占有很大比例，在操作中尤為引起高度重視，減少人為故障。3 球標(biāo)操作不正常，一般是由于機(jī)械裝置長期工作、老化、污染、點(diǎn)通斷不可靠、電纜插件不牢等這樣的就需要換檢查即可。4 控制操作失靈：是由于球標(biāo)的操作信號沒有正常改變過程通道的狀態(tài)，造成操作失效，這是 2 個方

23、面造成的，一個方面是軟件缺陷，另一方面是硬件本身故障的狀態(tài)針對這樣的缺陷通常做法檢查過程通道功能正常后，再檢查操作遠(yuǎn)必要時進(jìn)行重起初始操作。5 對于薄膜鍵盤主要是鍵盤接觸不良信號電纜松動或主機(jī)誤動鍵盤或啟動不完整都可以導(dǎo)致其功能不正常應(yīng)用針對不同情況處理。6 打印機(jī)不工作一般是由于配置的原因，這樣的故障應(yīng)檢查打印機(jī)的設(shè)置及其硬件是否正常進(jìn)行處理。報表軟件功能不強(qiáng)主要表現(xiàn)在由于打印機(jī)打印報表和SOE 等造成死機(jī)，或者打印機(jī)的SOE 記錄時問與實(shí)際情況不符；SOE 打印瀏覽后不能返回歷史曲線；SOE 時間順序不一致有時偏差很大，這會延誤事故分析的進(jìn)展時，有時還會誤導(dǎo)分析方向，SOE問題既與系統(tǒng)設(shè)計

24、不合理，SOE 點(diǎn)沒完全集中在一個DPU 上的有關(guān)， 也與系統(tǒng)硬件及軟件設(shè)計考慮不周有關(guān)。這種故障的出現(xiàn)， 通過分析認(rèn)為這主要是對電廠的總體方面考慮的不太感謝下載載精品完美， 在小的方面還不夠仔細(xì)會出現(xiàn)這樣那樣的故障，針對這種情況要認(rèn)真對待，不放過蛛絲馬跡，與廠家認(rèn)真研究提出問題進(jìn)一步完善，讓該系統(tǒng)更好地為生產(chǎn)服務(wù)。7 電源故障：電源故障問題較多，保險配置不合理，備用電源不能自投，電源波動引起保護(hù)誤動及接插頭接觸不良易造成無電源。針對電源故障處理相對比較容易。首先，認(rèn)真核對保險的配置及容量，真正起到保險的作用；其次，UPS 的配備很重要，它可以在電源波動時也能保證系統(tǒng)正常供電，而且要考慮冗余和

25、備用問題。8 干擾造成的故障：對于干擾主要是接地問題，備用電源的切換和大功率的無線通信設(shè)備如手機(jī)、對講機(jī)等。另外還有DCS 系統(tǒng)的干擾信號可能由本身造成的。那么對于DCS系統(tǒng)的接地問題越來越引起人們的重視，尤其在電力行業(yè)， 大功率電器設(shè)備的啟動和停止都會干擾 DCS 的控制信號，造成不必要的故障。為了防止干擾信號串入系統(tǒng)，嚴(yán)格執(zhí)行屏蔽和接地要求和方式，信號線遠(yuǎn)離干擾源，同時采取防電源波動措施。主/ 從過程處理機(jī)之間在機(jī)組運(yùn)行時，除非萬不得以，盡量不要人為切換，已防產(chǎn)生干擾，如必須切換，應(yīng)采取措施，先將控制切手動， 以免對機(jī)組運(yùn)行工況產(chǎn)生影響。對電子設(shè)備問、 工程師站等重點(diǎn)部位，應(yīng)絕對禁止使用大

26、功率無線電通信設(shè)備。1相關(guān)控制系統(tǒng)總述計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，引起了自動化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變革，一種世界上最新型的控制系統(tǒng)即現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（Fieldbus Control System， FCS）在上世紀(jì)九十年代走向?qū)嵱没?并正以迅猛的勢頭快速發(fā)展?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)是目前自動化技術(shù)中的一個熱點(diǎn)，正越來越受到國內(nèi)外自動化設(shè)備制造商與用戶的關(guān)注。現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，將給感謝下載載精品自動化領(lǐng)域在過程控制系統(tǒng)上帶來又一次革命，其深度和廣度將超過歷史的任何一次，從而開創(chuàng)自動化的新紀(jì)元。FCS 可以說是第五代過程控制系統(tǒng)，是由PLC（Programmable Controller）或 DCS

27、（ Distributed Control System）發(fā)展而來的。 FCS 與 PLC 及 DCS 之間有千絲萬縷的聯(lián)系，又存在著本質(zhì)的差異。本文針對 PLC、 DCS 、 FCS 三大控制系統(tǒng)的特點(diǎn)、性能和差異作一分析。1 PLC 、FCS 三大控制系統(tǒng)的基本特點(diǎn)目前，在連續(xù)型流程生產(chǎn)工業(yè)過程控制中，有三大控制系統(tǒng)，即PLC 、 DCS 和 FCS。它們各自的基本特點(diǎn)如下：PLC1 從開關(guān)量控制發(fā)展到順序控制、運(yùn)算處理，是從下往上的。2 邏輯控制、定時控制、 計數(shù)控制、 步進(jìn) (順序 )控制、連續(xù) PID 控制、 數(shù)據(jù)控制 PLC具有數(shù)據(jù)處理能力、通信和聯(lián)網(wǎng)等多功能。3 可用一臺PC 機(jī)

28、為主站，多臺同型PLC 為從站。4 也可一臺PLC 為主站，多臺同型PLC 為從站，構(gòu)成PLC 網(wǎng)絡(luò)。這比用PC 機(jī)作主站方便之處是：有用戶編程時，不必知道通信協(xié)議，只要按說明書格式寫就行。5 PLC 網(wǎng)絡(luò)既可作為獨(dú)立 DCS/TDCS，也可作為 DCS/TDCS 的子系統(tǒng)。6主要用于工業(yè)過程中的順序控制，新型PLC 也兼有閉環(huán)控制功能。FCS1 FCS 是第五代過程控制系統(tǒng)，它是21 世紀(jì)自動化控制系統(tǒng)的方向。是3C 技術(shù)（ Communication ， Computer ， Control ）的融合。基本任務(wù)是：本質(zhì)（本征）安全、危險區(qū)域、易變過程、難于對付的非常環(huán)境。感謝下載載精品（2

29、 ）全數(shù)字化、智能、多功能取代模擬式單功能儀器、儀表、控制裝置。3 用兩根線聯(lián)接分散的現(xiàn)場儀表、控制裝置，取代每臺儀表的兩根線?！艾F(xiàn)場控制 ”取代“分散控制 ”；數(shù)據(jù)的傳輸采用“總線 ”方式。4 從控制室到現(xiàn)場設(shè)備的雙向數(shù)字通信總線，是互聯(lián)的、雙向的、串行多節(jié)點(diǎn)、開放的數(shù)字通信系統(tǒng)取代單向的、單點(diǎn)、并行、封閉的模擬系統(tǒng)。5 用分散的虛擬控制站取代集中的控制站。6 把微機(jī)處理器轉(zhuǎn)入現(xiàn)場自控設(shè)備，使設(shè)備具有數(shù)字計算和數(shù)字通信能力，信號傳輸精度高，遠(yuǎn)程傳輸。實(shí)現(xiàn)信號傳輸全數(shù)字化、控制功能分散、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一全開放。7 可上局域網(wǎng)，再可與 internet 相通。既是通信網(wǎng)絡(luò)，又是控制網(wǎng)絡(luò)。8 3 類 FC

30、S 的典型應(yīng)用：1) 連續(xù)的工藝過程自動控制如石油化工，其中“本安防爆 ”技術(shù)是絕對重要的；2 ）分立的工藝動作自動控制如汽車制造機(jī)器人、汽車；3）多點(diǎn)控制如樓宇自動化。這三大控制系統(tǒng)， 尤其是 DCS、PLC，都在電站得到了廣泛應(yīng)用，而且效果也非常好。系統(tǒng)差異差異2.1.1 DCS 或 PLCPLC 系統(tǒng)與 DCS 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)差異不大，只是在功能的著重點(diǎn)上的不同，DCS 著重于閉環(huán)控制及數(shù)據(jù)處理。PLC 著重于邏輯控制及開關(guān)量的控制，也可實(shí)現(xiàn)模擬量控制。DCS 或 PLC 系統(tǒng)的關(guān)鍵是通信。也可以說數(shù)據(jù)公路是分散控制系統(tǒng)DCS 及 PLC 的脊柱。由于它的任務(wù)是為系統(tǒng)所有部件之間提供通信網(wǎng)絡(luò)

31、，因此，數(shù)據(jù)公路自身的設(shè)計就決定了總體的靈活性和安全性。數(shù)據(jù)公路的媒體可以是：一對絞線、同軸電纜或光纖電纜。感謝下載載精品DCS 的特點(diǎn)是：（1 ）控制功能強(qiáng)?？蓪?shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制規(guī)律，如串級、前饋、解耦、自適應(yīng)、最優(yōu)和非線性控制等。也可實(shí)現(xiàn)順序控制。（2 ）系統(tǒng)可靠性高。（3）采用 CRT操作站有良好的人機(jī)界面。（ 4 ）軟硬件采用模塊化積木式結(jié)構(gòu)。（ 5 ）系統(tǒng)容易開發(fā)。 （ 6 ）用組態(tài)軟件，編程簡單，操作方便。（7 ）有良好的性價比。通過數(shù)據(jù)公路的設(shè)計參數(shù)，基本上可以了解一個特定DCS 或 PLC 系統(tǒng)的相對優(yōu)點(diǎn)與弱點(diǎn)。1 系統(tǒng)能處理多少I/O 信息。2 系統(tǒng)能處理多少與控制有關(guān)的控制回路

32、的信息。3 能適應(yīng)多少用戶和裝置（ CRT 、控制站等）。4 傳輸數(shù)據(jù)的完整性是怎樣徹底檢查的。5 數(shù)據(jù)公路的最大允許長度是多少。6 數(shù)據(jù)公路能支持多少支路。7 數(shù)據(jù)公路是否能支持由其它制造廠生產(chǎn)的硬件（可編程序控制器、計算機(jī)、數(shù)據(jù)記錄裝置等）。為保證通信的完整，大部分DCS 或 PLC 廠家都能提供冗余數(shù)據(jù)公路。為了保證系統(tǒng)的安全性，使用了復(fù)雜的通信規(guī)約和檢錯技術(shù)。所謂通信規(guī)約就是一組規(guī)則，用以保證所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)接收與發(fā)送。目前在 DCS 和 PLC 系統(tǒng)中一般使用兩類通信手段，即同步的和異步的，同步通信依靠一個時鐘信號來調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)的傳輸和接收，異步網(wǎng)絡(luò)采用沒有時鐘的報告系統(tǒng)。2.1.2 FCS

33、FCS 具有（ 1 ）很好的開放性、互操作性和互換性。（ 2 ）全數(shù)字通信。感謝下載載精品（ 3 ）智能化與功能自治性。（ 4 ）高度分散性。（ 5 ）很強(qiáng)的適用性。FCS 的關(guān)鍵要點(diǎn)有三點(diǎn)：1 FCS 系統(tǒng)的核心是總線協(xié)議，即總線標(biāo)準(zhǔn)。采用雙絞線、光纜或無線電方式傳輸數(shù)字信號，減少大量導(dǎo)線，提高了可靠性和抗干擾能力。FCS 從傳感器、變送器到調(diào)節(jié)器一直是數(shù)字信號，這就使我們很容易地處理更復(fù)雜、更精確的信號，同時數(shù)字通信的差錯功能可檢出傳輸中的誤碼。FCS 可以將 PID 控制徹底分散到現(xiàn)場設(shè)備（Field Device ）中?；诂F(xiàn)場總線的 FCS又是全分散、 全數(shù)字化、 全開放和可互操作的

34、新一代生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)，它將取代現(xiàn)場一對一的 4 20mA模擬信號線，給傳統(tǒng)的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)帶來革命性的變化。根據(jù) IEC61158的定義，現(xiàn)場總線是安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場裝置與控制室內(nèi)的自動控制裝置之間的數(shù)字式、雙向傳輸、 多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)。 現(xiàn)場總線使測控設(shè)備具備了數(shù)字計算和數(shù)字通信能力，提高了信號的測量、 傳輸和控制精度， 提高了系統(tǒng)與設(shè)備的功能、性能。 IEC/TC65的 SC65C/WG6 工作組于1984 年開始致力于推出世界上單一的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)工作，走過了16 年的艱難歷程，于1993 年推出了 IEC61158-2，之后的標(biāo)準(zhǔn)制定就陷于混亂。 2000年初

35、公布的 IEC61158現(xiàn)場總線國際標(biāo)準(zhǔn)子集有八種，分別為：類型 1 IEC 技術(shù)報告（ FFH1 ）；類型 2 Control-NET （美國 Rockwell 公司支持） ；類型 3Profibus（德國 Siemens 公司支持）；類型 4 P-NET （丹麥 Process Data 公司支持） ；類型 5 FFHSE（原 FFH2 ）高速以太網(wǎng) （美國 Fisher Rosemount公司支持） ；類型 6Swift-Net（美國波音公司支持）；類型7 WorldFIP （法國 Alsto 公司支持）；類型 8Interbus（美國 Phoenix Contact公司支持）。感謝下載

36、載精品除了 IEC61158的 8 種現(xiàn)場總線外，IEC TC17B 通過了三種總線標(biāo)準(zhǔn)：SDS（ SmartDistributed System）； ASI （ Actuator Sensor Interface）； Device NET 。另外， ISO公布了 ISO 11898 CAN標(biāo)準(zhǔn)。其中Device NET于 2002 年 10 月 8 日被中國批準(zhǔn)為國家標(biāo)準(zhǔn)，并于2003 年 4 月 1 日開始實(shí)施。所以，要實(shí)現(xiàn)這些總線類型的相互兼容和互操作，就目前狀態(tài)而言，幾乎是不可能的。開放的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的互操作性，就一個特定類型的現(xiàn)場總線而言，只要遵循同一類型現(xiàn)場總線的總線協(xié)議，對其

37、產(chǎn)品是開放的，并具有互操作性。換句話說，不論什么廠家的產(chǎn)品，只要遵循同一類型總線的總線協(xié)議，產(chǎn)品之間是開放的，并具有互操作性，就可以組成總線網(wǎng)絡(luò)。另外，F(xiàn)CS 還可以通過網(wǎng)關(guān)和企業(yè)的上級管理網(wǎng)絡(luò)相連，以便管理者掌握第一手資料，為決策提供依據(jù)。所以現(xiàn)場總線具有開放性、互操作性、 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性、靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、現(xiàn)場設(shè)備的高度智能化、對環(huán)境的高度適應(yīng)性等諸多突出特點(diǎn)。2 FCS 系統(tǒng)的基礎(chǔ)是數(shù)字智能現(xiàn)場裝置控制功能下放到現(xiàn)場儀表中，控制室內(nèi)儀表裝置主要完成數(shù)據(jù)處理、監(jiān)督控制、優(yōu)化控制、協(xié)調(diào)控制和管理自動化等功能。數(shù)字智能現(xiàn)場裝置是FCS 系統(tǒng)的硬件支撐，是基礎(chǔ)；道理很簡單，F(xiàn)CS 系統(tǒng)執(zhí)

38、行的是自動控制裝置與現(xiàn)場裝置之間的雙向數(shù)字通信現(xiàn)場總線信號制?，F(xiàn)場裝置必須遵循統(tǒng)一的總線協(xié)議，即相關(guān)的通訊規(guī)約，具備數(shù)字通信功能，能實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)字通。再一點(diǎn)，現(xiàn)場總線的一大特點(diǎn)就是要增加現(xiàn)場一級控制功能。3 FCS 系統(tǒng)的本質(zhì)是信息處理現(xiàn)場化對于一個控制系統(tǒng)，無論是采用DCS 還是采用現(xiàn)場總線，系統(tǒng)需要處理的信息量至少是一樣多的。實(shí)際上，采用現(xiàn)場總線后，可以從現(xiàn)場得到更多的信息。現(xiàn)場總線系統(tǒng)的信息感謝下載載精品量沒有減少， 甚至增加了， 而傳輸信息的線纜卻大大減少了。這就要求一方面要大大提高線纜傳輸信息的能力，另一方面要讓大量信息在現(xiàn)場就地完成處理，減少現(xiàn)場與控制機(jī)房之間的信息往返?？梢哉f現(xiàn)場總

39、線的本質(zhì)就是信息處理的現(xiàn)場化。由現(xiàn)場智能儀表完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、控制運(yùn)算和數(shù)據(jù)輸出等功能?，F(xiàn)場儀表的數(shù)據(jù)（包括采集的數(shù)據(jù)和診斷數(shù)據(jù)）通過現(xiàn)場總線傳送到控制室的控制設(shè)備上，控制室的控制設(shè)備用來監(jiān)視各個現(xiàn)場儀表的運(yùn)行狀態(tài)，保存智能儀表上傳的數(shù)據(jù)，同時完成少量現(xiàn)場儀表無法完成的高級控制功能。2.2 典型系統(tǒng)比較通過使用現(xiàn)場總線， 用戶可以大量減少現(xiàn)場接線，用單個現(xiàn)場儀表可實(shí)現(xiàn)多變量通信，不同制造廠生產(chǎn)的裝置間可以完全互操作，增加現(xiàn)場一級的控制功能，系統(tǒng)集成大大簡化，并且維護(hù)十分簡便。傳統(tǒng)的過程控制儀表系統(tǒng)每個現(xiàn)場裝置到控制室都需使用一對專用的電纜或雙絞線，以傳送 4mA20mA信號。現(xiàn)場總線系統(tǒng)

40、中，每個現(xiàn)場裝置到接線盒的雙絞線仍然可以使用，但是從現(xiàn)場接線盒到中央控制室僅用一根雙絞線完成數(shù)字通信。通過采用現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，到底能節(jié)省多少電纜，編者就不作詳細(xì)的計算。應(yīng)用差異上述的比較是偏重于純技術(shù)性的比較，下面就DCS 與 FCS 系統(tǒng)在具體應(yīng)用方面進(jìn)行比較。前題是DCS 系統(tǒng)與典型的、理想的FCS 系統(tǒng)進(jìn)行比較。具體比較：1 DCS 系統(tǒng)是個大系統(tǒng)，其控制器的功能強(qiáng)而且在系統(tǒng)中的作用十分重要，數(shù)據(jù)公路更是系統(tǒng)的關(guān)鍵，所以，必須整體投資一步到位，事后的擴(kuò)容難度較大。而FCS 功能下感謝下載載精品放較徹底， 信息處理現(xiàn)場化，數(shù)字智能現(xiàn)場裝置的廣泛采用，使得控制器功能與重要性相對減弱。因此，

41、 FCS 系統(tǒng)投資起點(diǎn)低，可以邊用、邊擴(kuò)、邊投運(yùn)。2 DCS 系統(tǒng)是封閉式系統(tǒng)，各公司產(chǎn)品基本不兼容。而FCS 系統(tǒng)是開放式系統(tǒng)，不同廠商、不同品牌的各種產(chǎn)品基本能同時連入同一現(xiàn)場總線，達(dá)到最佳的系統(tǒng)集成。3 DCS 系統(tǒng)的信息全都是二進(jìn)制或模擬信號形成的，必須通過D/A 與 A/D 轉(zhuǎn)換。 而FCS 系統(tǒng)將 D/A 與 A/D 轉(zhuǎn)換在現(xiàn)場一次表完成，實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化通信， 使精度得到大的提高，可提高到 0.1% 。并且 FCS 系統(tǒng)可以將PID 閉環(huán)控制功能裝入現(xiàn)場設(shè)備中，縮短了控制周期，提高運(yùn)算速度，從而改善調(diào)節(jié)性能。4 DCS 它可以控制和監(jiān)視工藝全過程，對自身進(jìn)行診斷、維護(hù)和組態(tài)。但是，由

42、于自身的致命弱點(diǎn)，其I/O 信號采用傳統(tǒng)的模擬量信號，因此，它無法在DCS 工程師站上對現(xiàn)場儀表（含變送器、執(zhí)行器等）進(jìn)行遠(yuǎn)方診斷、維護(hù)和組態(tài)。FCS 采用全數(shù)字化技術(shù)，數(shù)字智能現(xiàn)場裝置發(fā)送多變量信息，而不僅僅是單變量信息，并且還具備檢測信息差錯的功能。FCS 采用的是雙向數(shù)字通信現(xiàn)場總線信號制。因此，它可以對現(xiàn)場裝置（含變送器、 執(zhí)行機(jī)構(gòu)等）進(jìn)行遠(yuǎn)方診斷、維護(hù)和組態(tài)。5 FCS 由于信息處理現(xiàn)場化，與DCS 相比可以省去相當(dāng)數(shù)量的隔離器、端子柜、I/O終端、 I/O 卡件、 I/O 文件及 I/O 柜，同時也節(jié)省了I/O 裝置及裝置室的空間與占地面積。同時，F(xiàn)CS 可以減少大量電纜與敷設(shè)電纜用的橋架等，同時也節(jié)省了設(shè)計、 安裝和維護(hù)費(fèi)用。6 FCS 相對于 DCS 組態(tài)簡單，由于結(jié)構(gòu)、性能標(biāo)準(zhǔn)化，便于安裝、運(yùn)行、維護(hù)。發(fā)展前景大家都知道FCS 是由 PLC 或 DCS 發(fā)展而來， 現(xiàn)在 FCS 系統(tǒng)被廣泛的應(yīng)用，那么，PLC與 DC