DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理課件

1、DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理DCSDCS的基本結(jié)構(gòu)及原理的基本結(jié)構(gòu)及原理oDCS的概念oDCS的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)oDCS控制原理oDCS和儀表控制系統(tǒng)的區(qū)別主要內(nèi)容DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理DCS的概念oDCS：Distributed Control Systemo英文直譯為“分布式控制系統(tǒng)”。由于產(chǎn)品生產(chǎn)廠家眾多，系統(tǒng)設(shè)計不盡相同，功能和特點(diǎn)各具千秋，所以，對產(chǎn)品的命名也各顯特色。o國內(nèi)在翻譯時，也有不同的稱呼：o分散控制系統(tǒng)（Distributed Control System，簡稱 DCS）；o集散控制系統(tǒng)（Total Distributed Control System，簡稱 TDCS或 TDC）；o分

2、布式計算機(jī)控制系統(tǒng)（Distributed Computer Control System，簡稱DCCS）。DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理系統(tǒng)組成o三站一線：工程師站、操作員站、現(xiàn)場控制站、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理工程師站o對DCS進(jìn)行進(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)接點(diǎn)。o主要功能：提供對DCS進(jìn)行組態(tài)，配置工作的工具軟件，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。DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理操作員站o處理一切與運(yùn)行操作有關(guān)的人機(jī)界面（HIS, Huma

3、n Interface Station, 或 OI , Operator Interface ,或MMI , Man Machine Interface）功能的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。o主要功能：為系統(tǒng)的運(yùn)行操作人員提供人機(jī)界面，使操作員可以通過操作員站及時了解現(xiàn)場運(yùn)行狀態(tài)、各種運(yùn)行參數(shù)的當(dāng)前值、是否有異常情況發(fā)生等，并可通過輸入設(shè)備對工藝過程進(jìn)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)。DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理現(xiàn)場控制站o現(xiàn)場控制站是DCS的核心。o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)。o系統(tǒng)主要的控制功能由它來完成。系統(tǒng)的性能、可靠性等重要指標(biāo)也都要依靠現(xiàn)場控制站保證。o其

4、設(shè)計、生產(chǎn)及安裝都有很高的要求。o分散控制系統(tǒng)中的主要任務(wù)執(zhí)行者。DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)o是連接系統(tǒng)各個站的橋梁。o由于DCS是由各種不同功能的站組成的，這些站之間必須實(shí)現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)傳輸，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)總體的功能。o系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時性、可靠性和數(shù)據(jù)通信能力關(guān)系到整個系統(tǒng)的性能，特別是網(wǎng)絡(luò)的通信規(guī)約，關(guān)系到網(wǎng)絡(luò)通信的效率和系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)。oDCS得以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)關(guān)鍵。DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理分散控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理基本構(gòu)成o基本構(gòu)成由現(xiàn)場級、控制級、監(jiān)控級、管理層四級構(gòu)成。o現(xiàn)場級主要包括各種過程通道卡件或者模塊。o控制級包括所有的過程站。o監(jiān)控級包括工程師站、操作員站、歷史站和打印

5、機(jī)等附屬設(shè)備。o管理級包括管理計算機(jī)。o四層中間相應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)由控制網(wǎng)絡(luò)（Cnet）、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)（Snet）、管理網(wǎng)絡(luò)（Mnet）三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理現(xiàn)場級-傳感器、變送器、執(zhí)行器等o現(xiàn)場級設(shè)備一般位于被控生產(chǎn)過程的附近。典型的現(xiàn)場級設(shè)備是各類傳感器、變送器和執(zhí)行器，它們將生產(chǎn)過程中的各種物理量轉(zhuǎn)換為電信號。o例：將 420mA的電信號（一般變送器）或符合現(xiàn)場總線協(xié)議的數(shù)字信號（現(xiàn)場總線變送器），送往控制站或數(shù)據(jù)采集站進(jìn)行，將控制站輸出的控制量（420mA的電信號或現(xiàn)場總線數(shù)字信號）轉(zhuǎn)換成機(jī)械位移，帶動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的控制。DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理現(xiàn)場級-信號傳輸方式o

6、目前現(xiàn)場級的信息傳遞有三種方式：o一種是傳統(tǒng)的 420mA（或者其他類型的模擬量信號）模擬量傳輸方式；o一種是現(xiàn)場總線的全數(shù)字量傳輸方式；o一種是在420mA模擬量信號上，疊加上調(diào)制后的數(shù)字量信號的混合傳輸方式。o現(xiàn)場信息以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的數(shù)字傳輸是今后的發(fā)展方向。DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理控制級-現(xiàn)場控制站o控制級主要由現(xiàn)場控制站和數(shù)據(jù)采集站構(gòu)成。一般在電廠中，把現(xiàn)場控制站和數(shù)據(jù)采集站集中安裝在位于主控室后的電子設(shè)備室中。o現(xiàn)場控制站接收由現(xiàn)場設(shè)備，如傳感器、變送器來的信號，按照一定的控制策略計算出所需的控制量，并送回到現(xiàn)場的執(zhí)行器中去?，F(xiàn)場控制站可以同時完成連續(xù)控制、順序控制或邏輯控制功能，也

7、可能僅完成其中的一種控制功能。DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理控制級-數(shù)據(jù)采集站o數(shù)據(jù)采集站與現(xiàn)場控制站類似，也接收由現(xiàn)場設(shè)備送來的信號，并對其進(jìn)行一些必要的轉(zhuǎn)換和處理之后送到分散型控制系統(tǒng)中的其它部分，主要是監(jiān)控級設(shè)備中去。o數(shù)據(jù)采集站接收大量的過程信息，并通過監(jiān)控級設(shè)備傳遞給運(yùn)行人員。o數(shù)據(jù)采集站不直接完成控制功能，這是它與現(xiàn)場控制站的主要區(qū)別。 o電子間一般不再獨(dú)立設(shè)置，更多為遠(yuǎn)程I/O站。DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理監(jiān)控級o監(jiān)控級的主要設(shè)備有操作員站、工程師站、歷史站和計算站等。o操作員站安裝在中央控制室。o工程師站、歷史站和計算站一般安裝在電子設(shè)備室。DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理監(jiān)控級-操作員站o操作員站

8、是運(yùn)行員與分散控制系統(tǒng)相互交換信息的人機(jī)接口設(shè)備。o運(yùn)行人員通過操作員站來監(jiān)視和控制整個生產(chǎn)過程。o運(yùn)行人員可以在操作員站上觀察生產(chǎn)過程的運(yùn)行情況，讀出每一個過程變量的數(shù)值和狀態(tài)，判斷每個控制回路是否工作正常，并且可以隨時進(jìn)行手動/自動控制方式的切換，修改給定值，調(diào)整控制量，操作現(xiàn)場設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的干預(yù)；DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理監(jiān)控級-操作員站o另外操作員站還可以打印各種報表，拷貝屏幕上的畫面和曲線等。o為了實(shí)現(xiàn)以上功能，操作員站是由一臺具有較強(qiáng)圖形處理功能的微型機(jī)，以及相應(yīng)的外部設(shè)備組成，一般配有大屏幕顯示器、大屏幕顯示裝置、打印機(jī)、鍵盤、鼠標(biāo)或球標(biāo)。DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理監(jiān)控級-工程

9、師站o工程師站是為了控制工程師對分散控制系統(tǒng)進(jìn)行配置、組態(tài)、調(diào)試、維護(hù)所設(shè)置的工作站。o工程師站的另一個作用是對各種設(shè)計文件進(jìn)行歸類和管理，形成各種設(shè)計文件，例如，各種圖紙、表格等。o工程師站一般由PC機(jī)配置一定數(shù)量的外部設(shè)備所組成，例如打印機(jī)、繪圖機(jī)等。DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理監(jiān)控級-歷史站o歷史站的主要任務(wù)是存儲過程控制的實(shí)時數(shù)據(jù)，實(shí)時報警，實(shí)時趨勢等與生產(chǎn)密切相關(guān)的數(shù)據(jù)，用來進(jìn)行事故分析，性能優(yōu)化計算，故障診斷等；o也可以通過歷史站實(shí)現(xiàn)與外部網(wǎng)絡(luò)的接口，使外部網(wǎng)絡(luò)不直接訪問DCS監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)就可以獲得所需要的數(shù)據(jù)，即保證了開放性，又保證了安全性。 DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理管理級-管理系統(tǒng)o管理級

10、包含的內(nèi)容比較廣泛，一般來說，它可能是一個發(fā)電廠的廠級管理計算機(jī)，也可能是若干個機(jī)組的管理計算機(jī)。o它所面向的使用者是廠長、經(jīng)理、總工程師、值長等行政管理或運(yùn)行管理人員。o廠級管理系統(tǒng)的主要任務(wù)是監(jiān)測企業(yè)各部分的運(yùn)行情況，利用歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時數(shù)據(jù)預(yù)測可能發(fā)生的各種情況，從企業(yè)全局利益出發(fā)輔助企業(yè)管理人員進(jìn)行決策，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)其規(guī)劃目標(biāo)。DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理管理級-管理計算機(jī)o對管理計算機(jī)的要求是：o能夠?qū)刂葡到y(tǒng)做出高速反應(yīng)的實(shí)時操作系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫。o大量數(shù)據(jù)的高速處理與存儲，能夠連續(xù)運(yùn)行可冗余的高可靠性系統(tǒng)，能夠長期保存生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并且具有優(yōu)良的、高性能的、方便的人機(jī)接口，豐富的數(shù)據(jù)庫管理軟件，

11、過程數(shù)據(jù)收集軟件，人機(jī)接口軟件以及生產(chǎn)管理系統(tǒng)生成等工具軟件，實(shí)現(xiàn)整個工廠的網(wǎng)絡(luò)化和計算機(jī)的集成化。DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理管理級-實(shí)時監(jiān)控和日常管理o管理級也可分成實(shí)時監(jiān)控和日常管理兩部分。o實(shí)時監(jiān)控是全廠各機(jī)組和公用輔助工藝系統(tǒng)的運(yùn)行管理層，承擔(dān)全廠性能監(jiān)視、運(yùn)行優(yōu)化、全廠負(fù)荷分配和日常運(yùn)行管理等任務(wù)，即監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）。o日常管理承擔(dān)全廠的管理決策、計劃管理、行政管理等任務(wù)，即管理信息系統(tǒng)（MIS）。DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理通信介質(zhì)DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理DCS網(wǎng)絡(luò)o在早期的DCS中，傳統(tǒng)的分散控制系統(tǒng)多采用制造商自行開發(fā)的專用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。o網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范

12、圍上至用戶的廠級管理信息系統(tǒng)，下至現(xiàn)場控制站的I/O子系統(tǒng)。o系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，包括其硬件和軟件，都是各個廠家專門設(shè)計的專有產(chǎn)品。DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展o近年來，隨著技術(shù)的發(fā)展，分散控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)有了長足的進(jìn)步。很多標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品陸續(xù)推出，特別是以太網(wǎng)逐步成為事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，越來越多的DCS廠家直接采用了以太網(wǎng)作為系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理DCS網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合o隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷進(jìn)步，集散控制系統(tǒng)的上層將與國際互聯(lián)網(wǎng)Internet融合在一起，而下層將采用現(xiàn)場總線通信技術(shù)，使通信網(wǎng)絡(luò)延伸到現(xiàn)場。o最終實(shí)現(xiàn): 以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的底層網(wǎng)Infranet 以局域網(wǎng)為基礎(chǔ)的企業(yè)網(wǎng)In

13、tranet 以廣域網(wǎng)為基礎(chǔ)的互聯(lián)網(wǎng)Internet 所構(gòu)成的三網(wǎng)融合的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理分散控制系統(tǒng)信號流程過 程 通 道過 程 控 制 設(shè) 備過 程 通 道執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu)檢 測 儀 表上 層 指 令上 層 顯 示系 統(tǒng) 網(wǎng) 絡(luò)DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理功能結(jié)構(gòu)DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理功能結(jié)構(gòu)o從系統(tǒng)的功能角度上看，分散控制系統(tǒng)是一個多功能分級控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)體系，分散控制系統(tǒng)按功能可劃分為經(jīng)營管理、生產(chǎn)管理、過程管理（監(jiān)督控制）、直接控制等四個層次級別。o o應(yīng)用中的DCS系統(tǒng)并非全部具有上述四層功能。大多數(shù)應(yīng)用系統(tǒng)，目前只配置和發(fā)揮到第一層和第二層中小規(guī)模上，少數(shù)應(yīng)用系統(tǒng)使用到第三

14、層功能，只在大規(guī)模的綜合控制系統(tǒng)中才應(yīng)用到全部四層功能。 DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理現(xiàn)場控制站組成o現(xiàn)場控制站的硬件一般都采用專門的工業(yè)級計算機(jī)系統(tǒng)。o主要包括兩部分：一部分是運(yùn)算器（即主CPU）、存儲器等組成的計算機(jī)單元，稱之為邏輯部分或主控制器；另一部分是現(xiàn)場測量單元、執(zhí)行單元的輸入輸出設(shè)備，即過程量I/O或現(xiàn)場I/O，稱為過程通道。DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理DCS的特點(diǎn)-數(shù)字方式1）數(shù)字方式o從系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式看，DCS確實(shí)與儀表控制系統(tǒng)相類似，它在現(xiàn)場端仍然采用模擬儀表的變送單元和執(zhí)行單元，在主控制室端是計算單元和顯示、記錄、給定值等單元。o但從實(shí)質(zhì)上DCS和儀表控制系統(tǒng)有著本質(zhì)的區(qū)別。DCS的

15、基本結(jié)構(gòu)及原理DCS和儀表控制系統(tǒng)的區(qū)別o首先，DCS是基于數(shù)字技術(shù)的，除了現(xiàn)場的變送和執(zhí)行單元外，其余均采用數(shù)字方式。o而且，DCS的計算單元并不是針對每一個控制回路設(shè)置一個計算單元，而是將若干個控制回路集中在一起，由一個現(xiàn)場控制站來完成這些控制回路的計算功能。o這樣的結(jié)構(gòu)形式不只是為了成本上的考慮。o一個控制站執(zhí)行多個回路控制的結(jié)構(gòu)形式，是由于DCS的現(xiàn)場控制站有足夠的能力完成多個回路的控制計算。DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理DCS有著極大的靈活性o從功能上講，由一個現(xiàn)場控制站執(zhí)行多個控制回路的計算和控制功能更便于這些控制回路之間的協(xié)調(diào)，這在模擬儀表系統(tǒng)中是無法實(shí)現(xiàn)的。o一個現(xiàn)場控制站應(yīng)該執(zhí)行多少

16、個回路的控制，則與被控對象有關(guān)，系統(tǒng)設(shè)計師可以根據(jù)控制方法的要求具體安排在系統(tǒng)中使用多少個現(xiàn)場控制站，每個現(xiàn)場控制站中各安排哪些控制回路。在這方面，DCS有著極大的靈活性。DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理DCS的特點(diǎn)-分散方式o2）分散方式o從儀表控制系統(tǒng)的角度看，DCS的最大特點(diǎn)在于其具有傳統(tǒng)模擬儀表所沒有的通信功能。o從計算機(jī)控制系統(tǒng)的角度看，DCS的最大特點(diǎn)則在于它將整個系統(tǒng)的功能分成若干臺不同的計算機(jī)去完成，各個計算機(jī)之間通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互相之間的協(xié)調(diào)和系統(tǒng)的集成。DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理DCS的特點(diǎn)o在DDC系統(tǒng)中，計算機(jī)的功能可分為檢測、計算、控制及人機(jī)界面等幾大塊。o在DCS中，檢測、計算和控制

17、由現(xiàn)場控制站的計算機(jī)完成，而人機(jī)界面則由操作員站的計算機(jī)完成。這是兩類功能完全不同的計算機(jī)。o一個系統(tǒng)有多臺現(xiàn)場控制站和多臺操作員站，每臺現(xiàn)場控制站或操作員站對部分被控對象實(shí)施控制或監(jiān)視。這種劃分是功能相同而范圍不同的計算機(jī)。DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理DCS的特點(diǎn)o因此，DCS中多臺計算機(jī)的劃分有功能上的，也有控制、監(jiān)視范圍上的。o這兩種劃分就形成了DCS的“分布”一詞的含義。DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理DCS的特點(diǎn)-數(shù)據(jù)庫o3）數(shù)據(jù)庫o系統(tǒng)總體數(shù)據(jù)庫是分散控制系統(tǒng)的核心，有了這個總體數(shù)據(jù)庫，分散控制系統(tǒng)才能真正實(shí)現(xiàn)資源共享。o各控制站上存在分布式數(shù)據(jù)庫，僅包含各自站所需要的數(shù)據(jù)點(diǎn)信息。o通過分散的數(shù)據(jù)

18、采集和處理，在上位依據(jù)總數(shù)據(jù)庫形成總體數(shù)據(jù)庫，這是分散控制系統(tǒng)的軟件核心。DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理數(shù)據(jù)庫設(shè)計是分散控制系統(tǒng)的核心o上位數(shù)據(jù)庫和下位數(shù)據(jù)庫要保持一致，避免沖突。o數(shù)據(jù)庫組態(tài)也是整個分散控制系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵，如何合理的分配數(shù)據(jù)點(diǎn)，使各現(xiàn)場站結(jié)構(gòu)更合理，數(shù)據(jù)交換各合理，所以說，數(shù)據(jù)庫設(shè)計是分散控制系統(tǒng)的核心。o數(shù)據(jù)庫確定后，才可以進(jìn)行進(jìn)一步的組態(tài)工作，所有的顯示、操作、報表、歷史記錄都是圍繞數(shù)據(jù)庫進(jìn)行的。DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理DCS的定義集散控制系統(tǒng)：集中顯示，分散控制。o1）集中式數(shù)據(jù)庫，顯示管理整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)信息的集中管理，方便地進(jìn)行資源共享。o2）分散式處理單元，系統(tǒng)可以

19、有多臺現(xiàn)場控制站，每臺控制一部分回路；DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理DCS定義o1）以回路控制為主要功能的系統(tǒng)；o2）除了變送器和執(zhí)行單元外，各種控制功能以及通信、人機(jī)界面均采用數(shù)字技術(shù)；o3) 以計算機(jī)的CRT、鍵盤、鼠標(biāo)/軌跡球代替儀表盤形成系統(tǒng)人機(jī)界面。o4）回路控制功能由現(xiàn)場控制站完成，系統(tǒng)可以有多臺現(xiàn)場控制站，每臺控制一部分回路；o5）人機(jī)界面由操作員站實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)可有多臺操作員站；o6）系統(tǒng)中所有的現(xiàn)場控制站、操作員站均通過數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)連接。DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理信號傳輸方式的演變o機(jī)械氣動模擬電量數(shù)字電量o基地式儀表發(fā)展到單元式組合儀表，從控制裝置發(fā)展到控制系統(tǒng)，引起這個根本變化或引起

20、質(zhì)變的因素，是信號傳輸?shù)某霈F(xiàn)。o也就是說，信號的傳輸技術(shù)造成了功能上的分工與配合，使控制裝置演變成了控制系統(tǒng)。o正是由于信號傳輸有著如此重要的作用，因此其標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展和演變就成為儀表控制系統(tǒng)的劃時代標(biāo)志。DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理信號傳輸方式的演變o如氣動單元組合儀表的標(biāo)志是20100 kPa的信號傳輸標(biāo)準(zhǔn)；oII型電動單元組合儀表的標(biāo)志是010mA的信號傳輸標(biāo)準(zhǔn)；o而III型電動單元組合儀表的標(biāo)志則是420 mA的信號傳輸標(biāo)準(zhǔn)。o而近年來受到控制工程界廣泛關(guān)注的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，則是控制系統(tǒng)由模擬技術(shù)演進(jìn)到數(shù)字技術(shù)后的新一代信號傳輸標(biāo)準(zhǔn)。 DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理計算機(jī)可靠性對計算機(jī)控制系統(tǒng)的推進(jìn)計算機(jī)

21、可靠性對計算機(jī)控制系統(tǒng)的推進(jìn)o電子計算機(jī)是20世紀(jì)40年代誕生的，但直到1958年才開始進(jìn)入控制領(lǐng)域。o其在控制系統(tǒng)中的發(fā)展歷程與計算機(jī)的可靠性有很著密切的聯(lián)系。o計算機(jī)控制系統(tǒng)在電廠中的應(yīng)用深度顯示了其于可靠性之間的關(guān)系。DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)o對于控制系統(tǒng)來講，尤其是對于控制生產(chǎn)過程這種系統(tǒng)，安全性是首要條件，這就要求新的系統(tǒng)不能影響系統(tǒng)的安全運(yùn)行。w 因此最先得到應(yīng)用的計算機(jī)系統(tǒng)是可靠性要求最低的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，即DAS（Data Acquisition System）。DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理監(jiān)督控制系統(tǒng)o隨著DAS的成功應(yīng)用，并且顯示出了計算機(jī)系統(tǒng)在計算、顯示和記錄等方面的優(yōu)

22、越性，工程人員對其產(chǎn)生了濃厚的興趣。w 并且隨著可靠性的提高，工程人員的信心也逐步增強(qiáng)，試圖進(jìn)一步拓展其應(yīng)用范圍，增加其應(yīng)用功能，產(chǎn)生了監(jiān)督控制系統(tǒng)。DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理直接數(shù)字控制系統(tǒng)o1960年4月在肯塔基州的一個化工廠投運(yùn)的另一套計算機(jī)系統(tǒng)，除了完成現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)的監(jiān)視和設(shè)定值的功能外，還可以實(shí)際完成控制計算并實(shí)際輸出控制量。w 這就是第一個直接數(shù)字控制（DDC，Direct Digital Control）系統(tǒng)。這時侯工程人員對計算機(jī)的控制能力充滿信心，并將其付諸實(shí)際。 DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理集中型計算機(jī)控制系統(tǒng)DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理分散型計算機(jī)控制系統(tǒng)DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的

23、推進(jìn)o4C技術(shù)：DCS是“4C”技術(shù)的產(chǎn)物，即計算機(jī)技術(shù)（computer）、控制技術(shù)(control)、通信技術(shù)(communication)、CRT顯示技術(shù)。而其中對DCS產(chǎn)生和實(shí)現(xiàn)影響最強(qiáng)的是通信技術(shù)。o在DCS之前，控制技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)已經(jīng)使直接控制技術(shù)付諸實(shí)現(xiàn)，可編程調(diào)節(jié)器和可編程控制器在現(xiàn)場得以應(yīng)用。oCRT的誕生也使圖形顯示成為現(xiàn)實(shí)。DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的推進(jìn)o與此同時，以數(shù)字式單回路調(diào)節(jié)器（SLC）和可編程序邏輯控制器（PLC）為代表的獨(dú)立DDC控制單元得到了比較廣泛的應(yīng)用，在一些電廠控制系統(tǒng)改造中發(fā)揮了計算機(jī)控制系統(tǒng)的作用。o這些技術(shù)促成了以直接控制計算機(jī)為中心的集中式控制系統(tǒng)的產(chǎn)生。DCS的基本結(jié)構(gòu)及原理數(shù)字式單回路調(diào)節(jié)器SLCo在20世紀(jì)80年代前后，隨著大規(guī)模集成電路和微處理器的發(fā)展，在儀表控制系統(tǒng)中出現(xiàn)了一類新的產(chǎn)品，這就是以數(shù)字技術(shù)為主的單回路調(diào)節(jié)器SLC，即Single Loop Controller。o這種產(chǎn)品以微處理器為核心，主要完成控制計算的功能。o其最主要的用途是代替單元式組合儀表的計算、顯示及給定