計(jì)算機(jī)分散控制系統(tǒng)課件第3章

分散控制系統(tǒng)的主要硬件第三章

2023/3/251本章扼要介紹DCS的：過(guò)程控制設(shè)備、人機(jī)接口設(shè)備、系統(tǒng)通訊設(shè)備。第一節(jié)過(guò)程控制設(shè)備一.過(guò)程控制設(shè)備的功能過(guò)程控制設(shè)備是DCS最基層(直接控制級(jí))的自動(dòng)化設(shè)備。其功能為：

2023/3/2521、對(duì)現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集、噪音濾除、補(bǔ)償運(yùn)算、非線性校正、標(biāo)度變換等處理；2、按要求進(jìn)行累積量的計(jì)算、上下限報(bào)警、測(cè)量值和報(bào)警值向通訊網(wǎng)絡(luò)的傳輸；3、接受上層通訊網(wǎng)絡(luò)傳來(lái)的控制指令，并根據(jù)過(guò)程控制的組態(tài)進(jìn)行控制運(yùn)算；4、輸出驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的各種控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)字直接控制，滿足生產(chǎn)中連續(xù)控制、邏輯控制、順序控制等的需要。5、實(shí)現(xiàn)手動(dòng)操作的功能。

2023/3/253二.過(guò)程控制設(shè)備的品種在DCS的應(yīng)用中，用于過(guò)程控制級(jí)的設(shè)備有兩類品種：可編程邏輯控制器(PLC)﹑可編程調(diào)節(jié)器等。一是：DCS自身的“現(xiàn)場(chǎng)控制單元”，二是：可納入DCS中應(yīng)用的其它獨(dú)立產(chǎn)品，即：

2023/3/254不同廠家的現(xiàn)場(chǎng)控制單元所采用的結(jié)構(gòu)形式大致相同。概括地說(shuō)，現(xiàn)場(chǎng)控制單元是一個(gè)以微處理器為核心的、按功能要求組合的各種電子模件的集合體，并配以機(jī)柜和電源等而形成的一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的控制裝置。不同的DCS生產(chǎn)廠家，對(duì)自己系統(tǒng)中的過(guò)程控制設(shè)備取有獨(dú)特的名稱，如表3—1所示：1．現(xiàn)場(chǎng)控制單元是DCS中與現(xiàn)場(chǎng)關(guān)系最密切最靠近生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的控制裝置。

2023/3/255各典型系統(tǒng)的過(guò)程控制設(shè)備，其名稱無(wú)一相同，為敘述方便起見(jiàn)，下面將統(tǒng)稱之為“現(xiàn)場(chǎng)控制單元”。

2023/3/256這種調(diào)節(jié)器的生產(chǎn)廠家和品種較多，僅就控制回路的能力而言，有單回路、雙回路、四回路、八回路等區(qū)別。2．可編程調(diào)節(jié)器是由微處理器、RAM、ROM、模擬量和數(shù)字量I/O通道、電源等基本部分組成的、外貌類似一般盤(pán)裝儀表的一個(gè)時(shí)間分享的微機(jī)控制裝置。該調(diào)節(jié)器具有：PID控制運(yùn)算、信號(hào)選擇控制、按預(yù)定曲線控制等功能，可實(shí)現(xiàn)前饋、串級(jí)、單回路、多回路控制，并可進(jìn)行故障檢測(cè)、報(bào)警、手動(dòng)操作等。該調(diào)節(jié)器一般設(shè)有異步通訊接口(RS-232或RS-422)，使之可與DCS或其它上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)通訊。

2023/3/257新型的PLC還提供了模擬量輸入、輸出通道和PID等控制算法，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)過(guò)程的控制。3．可編程邏輯控制器(PLC)PLC是一種以微處理器為核心、具有存貯記憶功能、可提供開(kāi)關(guān)量輸入、輸出通道，能通過(guò)預(yù)先編制好的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)間順序控制或邏輯順序控制的數(shù)字化控制裝置。PCL取代以往復(fù)雜的繼電器控制裝置。PLC均已標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、系列化。PLC中的一個(gè)I/O模塊通?？奢斎牖蜉敵?6～64個(gè)點(diǎn)。用戶可根據(jù)需要靈活選配模塊構(gòu)成不同規(guī)模的PLC。PLC一般設(shè)有異步通訊接口(RS-232或RS-422)，它既可作為一個(gè)獨(dú)立的控制站，也可以與DCS通訊網(wǎng)絡(luò)連接。

2023/3/258一般，可編程調(diào)節(jié)器和PLC尚不屬于DCS的配套產(chǎn)品，此處不作詳細(xì)介紹。而本節(jié)著重介紹現(xiàn)場(chǎng)控制單元?，F(xiàn)場(chǎng)控制單元一般是由機(jī)柜、電源、I/O通道、以微處理器為核心的功能模件等幾部分組成。三．現(xiàn)場(chǎng)控制單元一般是用金屬材料(如鋼板)制成的立式柜。柜內(nèi)裝有6～8層機(jī)架，供安裝電源和各種模件之用。每層機(jī)橫向可插4～12個(gè)模件。(一)機(jī)柜機(jī)柜通常應(yīng)采?。弘姶牌帘?、散熱降溫、柜內(nèi)溫度自動(dòng)檢測(cè)與報(bào)警、防塵、防潮、防火、防腐蝕。

2023/3/259使用機(jī)柜時(shí)保留一定數(shù)量(約10～15%)的擴(kuò)展空間。(二)電源1．交流電源現(xiàn)場(chǎng)控制單元的供電來(lái)自220V或120V交流電源，這個(gè)交流電源一般是由DCS的總電源裝置分配提供的。交流電源經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)控制單元內(nèi)的配電盤(pán)、斷路器給直流穩(wěn)壓電源及系統(tǒng)供電。

2023/3/2510為保證交流供電的穩(wěn)定和系統(tǒng)的正常工作，DCS通常采取了相應(yīng)的可靠性措施：采用兩路互為冗余的單相交流電源供電；采用交流電子調(diào)壓器穩(wěn)定電壓；采取正確合理的接地方式屏蔽干擾；采用超級(jí)隔離變壓器隔離電源干擾；采用不間斷電源UPS保障連續(xù)供電。

2023/3/25112．直流電源不同廠家生產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)控制單元內(nèi)部各模件的供電，均采用直流電源，但對(duì)直流電源的等級(jí)要求不一，常見(jiàn)的有＋5V、＋12V、－12V、＋15V、－15V、＋24V。因此，現(xiàn)場(chǎng)控制單元內(nèi)必須具備直流穩(wěn)壓電源，將送來(lái)的交流電源轉(zhuǎn)換為適應(yīng)內(nèi)部各種模件需要的直流電源。設(shè)備生產(chǎn)廠家不同，實(shí)現(xiàn)直流穩(wěn)壓電源的方式也有異，一般有以下幾種形式：

2023/3/2512(1)采用1:1冗余配置的集中式直流穩(wěn)壓器；(2)采用主、從直流穩(wěn)壓電源，其中：主電源1:1冗余配置，實(shí)現(xiàn)交流——直流轉(zhuǎn)換送至母線從電源N:1冗余配置，實(shí)現(xiàn)直流——直流轉(zhuǎn)換送至模件(3)采用分立的直流穩(wěn)壓電源這種電源以模件的形式插入機(jī)柜內(nèi)各層的模件槽位中。交流電經(jīng)機(jī)柜內(nèi)的電源引入盤(pán)直接送到這些電源模件上，由此轉(zhuǎn)換成所需電壓的直流電供其它模件使用。

2023/3/2513(三)I/O模件為DCS的各種輸入/輸出信號(hào)提供信息通道的專用模件，稱為I/O模件。*、它是對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的模擬量信號(hào)、開(kāi)關(guān)量信號(hào)、脈沖量信號(hào)進(jìn)行采樣、轉(zhuǎn)化、處理成微處理器能接收的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)。I/O模件的基本作用：*、將微處理器的運(yùn)算輸出結(jié)果（二進(jìn)制碼）轉(zhuǎn)換、還原成模擬量或開(kāi)關(guān)量信號(hào)，去控制現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

2023/3/2514I/O模件是DCS中種類最多、使用數(shù)量最大的一類模件。眾多的I/O模件可歸納為以下幾類：模擬量輸入模件、模擬量輸出模件、開(kāi)關(guān)量輸入模件、開(kāi)關(guān)量輸出模件、脈沖量輸入模件。各類I/O模件是根據(jù)信號(hào)及其處理要求而設(shè)計(jì)的。因此，在介紹I/O模件之前，有必要對(duì)信號(hào)形式予以簡(jiǎn)單說(shuō)明。

2023/3/2515實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中需要監(jiān)視和控制的物理量、化學(xué)量按其隨時(shí)間變化的規(guī)律可分為以下三類：1．信號(hào)形式vvvttt是指隨時(shí)間推移周期性重復(fù)出現(xiàn)短暫起伏的過(guò)程量。如轉(zhuǎn)速測(cè)量變送器輸出的信號(hào)即為某一頻率的脈沖量。

模擬量是指那些隨時(shí)間連續(xù)變化的量。如壓力、溫度、……等等。

開(kāi)關(guān)量是指只具有兩個(gè)狀態(tài)的過(guò)程量。如開(kāi)關(guān)的“合”與“斷”、設(shè)備的“投”與“切”，信號(hào)的“有”與“無(wú)”等等。脈沖量

2023/3/2516(1)電流信號(hào)：來(lái)自于各種溫度、壓力、位移等變送器。(2)毫伏級(jí)電壓信號(hào)：來(lái)自于熱電偶、熱電阻或應(yīng)變式傳感器。(3)常規(guī)直流電壓信號(hào)：來(lái)自于一切可輸出直流電壓的各種過(guò)程設(shè)備。2．模擬量輸入(AI)模件生產(chǎn)廠家和用途不同，每個(gè)AI模件可接收4～64路模擬信號(hào)不等。模擬信號(hào)一般是傳感器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)物理量或化學(xué)量檢測(cè)，并由變送器將檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換而得的相應(yīng)的電信號(hào)。輸入AI的模擬量電信號(hào)有：

2023/3/2517對(duì)多路輸入的各種模擬電信號(hào)進(jìn)行采樣、濾波、放大、隔離、輸入開(kāi)路檢測(cè)、誤差補(bǔ)償及必要修正（如熱電偶冷端補(bǔ)償、電路性能漂移校正等）、向工程單位轉(zhuǎn)化、模擬量/數(shù)字量轉(zhuǎn)換，以提供準(zhǔn)確可靠的數(shù)字量。AI模件的基本功能是：

2023/3/25183）A/D轉(zhuǎn)換器：用來(lái)接收信號(hào)調(diào)理器送來(lái)的各路模擬信號(hào)和某些參考輸入（如冷端參考輸入等），它由多路切換開(kāi)關(guān)按照CPU的指令選擇某一路信號(hào)輸入，并將該路模擬輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信號(hào)送給CPU。AI通道的主要組成部分：1）信號(hào)端子板：其主要作用是用來(lái)連接輸送現(xiàn)場(chǎng)模擬信號(hào)的電纜。2）信號(hào)調(diào)理器：是對(duì)每路模擬輸入信號(hào)進(jìn)行濾波、放大、隔離、開(kāi)路檢測(cè)等綜合處理，為A/D轉(zhuǎn)換提供可靠的、統(tǒng)一的、與模擬輸入相對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)。

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目前，新型的AI模件采用了微處理器，使其功能得到擴(kuò)展。這種AI模件可通過(guò)便攜式編程器調(diào)整其運(yùn)行軟件去適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)的各種測(cè)量條件，也可進(jìn)行開(kāi)平方運(yùn)算等非線性補(bǔ)償，……，使AI模件應(yīng)用的靈活性和廣泛性得以提高，使備品的種類與數(shù)量大幅度減小。圖3—2給出了INFI-90系統(tǒng)的一種通用AI模件功能框圖。

2023/3/2520模件上微處理器的主要功能為：

2023/3/2521選擇隔離放大的輸入?yún)⒖?、選擇A/D轉(zhuǎn)換的通道、及其冷端參考輸入、設(shè)置各輸入通道的類型和分辨率、讀取A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果并給予必要的補(bǔ)償或修正、驅(qū)動(dòng)紅/綠LED指示燈反映模件運(yùn)行狀態(tài)、通過(guò)8位雙列拔碼開(kāi)關(guān)確定模件在子總線上的地址、通過(guò)雙口存貯器隨時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)子總線數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)，進(jìn)行模件的安全性完整性檢查和A/D轉(zhuǎn)換器的校驗(yàn)。模件上微處理器的主要功能為：

2023/3/25223．模擬量輸出（AO）模件AO模件的主要功能：把計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)字量信號(hào)轉(zhuǎn)換成外部過(guò)程控制儀表或裝置可接受的模擬量信號(hào)，用來(lái)驅(qū)動(dòng)各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制生產(chǎn)過(guò)程，或?yàn)槟M式控制器提供給定值，或?yàn)橛涗泝x表和顯示儀表提供模擬信號(hào)。

2023/3/2523（1）電壓輸出。其特點(diǎn)是速度快、精度高。（2）電流信號(hào)。適宜遠(yuǎn)距離傳輸。AO模件輸出的信號(hào)形式有兩種：一般由輸出端子板、輸出驅(qū)動(dòng)器、D/A轉(zhuǎn)換器、多路切換開(kāi)關(guān)、數(shù)據(jù)保持寄存器、輸出控制器等硬件予以實(shí)現(xiàn)。AO通道的組成：圖3—3給出了兩個(gè)典型的AO通道組成框圖。

2023/3/2524接口電路I/O總線數(shù)據(jù)保持寄存器輸出控制器多路切換開(kāi)關(guān)D/A轉(zhuǎn)換器數(shù)字鎖存器輸出驅(qū)動(dòng)器端子板D/A轉(zhuǎn)換器數(shù)字鎖存器輸出驅(qū)動(dòng)器D/A轉(zhuǎn)換器數(shù)字鎖存器輸出驅(qū)動(dòng)器............................I/O總線接口電路輸出控制器D/A轉(zhuǎn)換器多路切換開(kāi)關(guān)數(shù)字鎖存器輸出驅(qū)動(dòng)器數(shù)字鎖存器輸出驅(qū)動(dòng)器數(shù)字鎖存器輸出驅(qū)動(dòng)器..............端子板.......每路信號(hào)都設(shè)置獨(dú)立的D/A轉(zhuǎn)換器各路信號(hào)采用一個(gè)共用的D/A轉(zhuǎn)換器

2023/3/25254．開(kāi)關(guān)量輸入（SI）模件SI模件的基本功能是：根據(jù)監(jiān)測(cè)和控制的需要，把生產(chǎn)過(guò)程中的某些只有兩種狀態(tài)的開(kāi)關(guān)量信號(hào)（如各種限位開(kāi)關(guān)、電磁閥門聯(lián)動(dòng)觸點(diǎn)、繼電器、電動(dòng)機(jī)等的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)）轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可識(shí)別的信號(hào)形式。

2023/3/2526一般為電壓信號(hào)，它可以是交流電壓，也可以是直流電壓。最常見(jiàn)的有：5VDC、12VDC、24VDC、48VDC、125VDC和120VAC等幾種規(guī)格的輸入，允許輸入誤差在±10％左右。SI模件所接受的信號(hào)：一般由端子板、保護(hù)電路、隔離電路、信號(hào)處理器、數(shù)字緩沖器、控制器、地址開(kāi)關(guān)與地址譯碼器、LED指示器等組成，SI模件的組成：其基本結(jié)構(gòu)如圖3—4所示。

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2023/3/25285．開(kāi)關(guān)量輸出（SO）模件SO模件的基本功能：把計(jì)算機(jī)輸出的二進(jìn)制代碼所表示的開(kāi)關(guān)量信息，轉(zhuǎn)換成能對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制或狀態(tài)顯示的開(kāi)關(guān)量信號(hào)。以控制現(xiàn)場(chǎng)有關(guān)電動(dòng)機(jī)的啟／停、繼電器的閉／斷、電磁閥門的開(kāi)／關(guān)、指示燈的亮／滅、以及報(bào)警系統(tǒng)等的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，可用來(lái)實(shí)現(xiàn)局部功能組甚至整個(gè)機(jī)組自動(dòng)啟停的控制。

2023/3/2529一般由端子板、輸出電路、輸出寄存器、控制器、地址開(kāi)關(guān)與地址譯碼器、LED指示器等基本部分組成，SO模件輸出的信號(hào)：隨生產(chǎn)廠家和型號(hào)不同而異，有20VDC（10mA，16mA）、24VDC（250mA）、60VDC（300mA）等電壓等級(jí)的輸出。SO模件的組成：如圖3—5中所示；

2023/3/2530I/O總線接口電路控制器端子板驅(qū)動(dòng)電路隔離電路數(shù)據(jù)選擇器LED指示器地址碼器譯地址開(kāi)關(guān)故障寄存器驅(qū)動(dòng)電路隔離電路驅(qū)動(dòng)電路隔離電路......故障檢測(cè)器故障檢測(cè)器輸出寄存器狀態(tài)緩沖器輸出電路..................

2023/3/2531在生產(chǎn)過(guò)程中，有許多測(cè)量信號(hào)為脈沖信號(hào)，例如：轉(zhuǎn)速計(jì)、羅茨式流量計(jì)、渦街流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、計(jì)數(shù)裝置等的輸出。6．脈沖量輸入（PI）模件將脈沖量轉(zhuǎn)換成與之對(duì)應(yīng)的且計(jì)算機(jī)可識(shí)別的數(shù)字量。各種PI模件結(jié)構(gòu)各異，但基本功能可由圖3-6示之。PI模件的基本功能：

2023/3/2532除此之外，有的PI模件還具有：模件狀態(tài)自檢、超時(shí)復(fù)位、數(shù)據(jù)有效檢驗(yàn)、數(shù)據(jù)丟失處理等功能。

2023/3/2533當(dāng)前，I/O模件正沿著進(jìn)一步智能化的方向發(fā)展，即在I/O模件上應(yīng)用微處理器，使其成為一個(gè)功能更強(qiáng)可獨(dú)立運(yùn)行的智能化模件，可以實(shí)現(xiàn)：各路輸入信號(hào)的自動(dòng)巡回檢測(cè)、非線性校正和補(bǔ)償運(yùn)算；輸入與輸出通道共一個(gè)模件；集數(shù)據(jù)采集、運(yùn)算處理、控制輸出等為一體，對(duì)若干回路進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，……這使得上一級(jí)微處理器承擔(dān)的工作得到進(jìn)一步分散，從而大大節(jié)省了上一級(jí)微處理器的機(jī)時(shí)，使系統(tǒng)的工作速度進(jìn)一步提高，或使上一級(jí)微處理器有更多的時(shí)間處理更為先進(jìn)復(fù)雜的控制規(guī)律。這種功能上的進(jìn)一步分散會(huì)使系統(tǒng)的可靠性再度提高。I/O模件的發(fā)展方向：

2023/3/2534功能模件是現(xiàn)場(chǎng)控制單元的核心模件，是I/O模件的上一級(jí)智能化模件。它通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)控制單元的內(nèi)部總線與各種I/O模件進(jìn)行信息交換，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集、貯存、運(yùn)算、控制等功能。(四)功能模件功能模件基本結(jié)構(gòu)如圖3—7所示。

2023/3/2535中央處理單元隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM其它功能部件通訊接口PI模件只讀存儲(chǔ)器ROMAI模件AO模件SI模件SO模件功能模件數(shù)據(jù)高速公路主CPU協(xié)CPU模件總線I/O總線

2023/3/25361、中央處理單元CPU：功能模件的組成：是功能模件的處理指揮中心。即按預(yù)定的周期、程序和條件對(duì)相應(yīng)的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算、處理，對(duì)功能模件和其它相關(guān)模件進(jìn)行操作控制和故障診斷。采用高性能的16位或32位微處理器，常采用1:1冗余配置。

2023/3/25372、只讀存儲(chǔ)器(ReadOnlyMemory簡(jiǎn)稱ROM）為功能模件的程序存儲(chǔ)器，用來(lái)固定存放支持系統(tǒng)運(yùn)行的（I/O驅(qū)動(dòng)、數(shù)據(jù)采集、控制算法、時(shí)鐘控制、引導(dǎo)、系統(tǒng)組態(tài)、模件測(cè)試診斷等）程序。系統(tǒng)一旦加電，CUP就能投入正常有序的工作之中。一般具有數(shù)百K字節(jié)的程序空間。

2023/3/25383、隨機(jī)存儲(chǔ)器(RandomAccessMemory簡(jiǎn)稱RAM)RAM為易失性存貯器，缺點(diǎn)是斷電后內(nèi)部信息全部丟失。為此，工程相應(yīng)措施：為功能模件的工作存儲(chǔ)器，用來(lái)隨機(jī)存放程序運(yùn)行所需的（采集數(shù)據(jù)、設(shè)定值、中間和最后運(yùn)算結(jié)果、報(bào)警限值、手操值、整定參數(shù)、控制指令等）可在線修改的實(shí)時(shí)參數(shù)。使存儲(chǔ)器內(nèi)容既可隨時(shí)改寫(xiě)，又在掉電時(shí)不丟失。(1)應(yīng)用電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器EEPROM

(3)應(yīng)用磁介質(zhì)存儲(chǔ)器。(4)應(yīng)用具有后備電池的隨機(jī)存儲(chǔ)器SRAM。(2)應(yīng)用非易失性隨機(jī)存儲(chǔ)器NOVRAM。

2023/3/25394、模件總線是模件所有數(shù)據(jù)、地址、控制等信息的傳輸通道。流行的有：INTEL公司的多總線MULTIBUS“EOROCARD”標(biāo)準(zhǔn)的VME總線PC總線(ISA總線)STD總線用來(lái)實(shí)現(xiàn)功能模件與系統(tǒng)數(shù)據(jù)高速公路、冗余功能模件等的連接。5．通訊接口

2023/3/2540并行數(shù)據(jù)串行化與發(fā)送、串行數(shù)據(jù)接收與并行化、信息的編制(插入和刪除)、信息的奇偶校驗(yàn)和檢錯(cuò)。由于:數(shù)據(jù)高速公路上的信息以位串行方式傳送，功能模件內(nèi)總線上的信息以并行方式傳送因此，通訊接口具有以下功能:通訊接口與功能模件內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳送一般采用直接存儲(chǔ)器存取(DirectMemoryAccess，簡(jiǎn)稱DMA)傳送方式，該方式是存儲(chǔ)器RAM與外設(shè)直接進(jìn)行并行數(shù)據(jù)←→串行數(shù)據(jù)傳送，而無(wú)需CPU介入的傳送方法。這是一種快速交換大量數(shù)據(jù)的傳送方法。但它受到存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)速度限制。

2023/3/2541該通訊接口的基本工作步驟：通訊接口的基本功能框圖如圖3—8所示：

2023/3/2542DMA控制器向CPU發(fā)出“總線請(qǐng)求”信號(hào)；(2)CPU收到請(qǐng)求信號(hào)后，向DMA發(fā)出“總線響應(yīng)”信號(hào)；(3)CPU將模件總線的使用權(quán)讓出，移交給DMA控制器管理。(4)DMA控制器向提出請(qǐng)求的外設(shè)發(fā)出“傳輸應(yīng)答”，允許進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；(5)在DMA控制器的控制下，外設(shè)通過(guò)發(fā)送/接收器、……、模件總線等與存儲(chǔ)器RAM直接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；(6)設(shè)定的字節(jié)數(shù)傳送完畢，DMA控制器撤消向CPU的“總線請(qǐng)求”，再由CPU重新管理模件總線，進(jìn)入正常工作。

2023/3/25432、具有顯示操作的功能儀表。第二節(jié)人機(jī)接口設(shè)備人機(jī)接口設(shè)備是人與系統(tǒng)互通信息、交互作用的設(shè)備。分散控制系統(tǒng)的人機(jī)接口設(shè)備一般有兩種形式：1、以CRT為基礎(chǔ)的顯示操作站。又可劃分為：操作員接口站(OperatorInterfaceStation簡(jiǎn)稱OIS)、工程師工作站(EngineeringWorkingStation簡(jiǎn)稱EWS)等

2023/3/2544是一個(gè)設(shè)置在機(jī)組的集控室內(nèi)的操作員工作臺(tái),是運(yùn)行操作人員與生產(chǎn)過(guò)程之間的一個(gè)交互窗口。它把系統(tǒng)的絕大多數(shù)顯示和操作內(nèi)容集中在CRT的不同畫(huà)面和操作鍵盤(pán)上,從而使運(yùn)行操作人員的控制臺(tái)盤(pán)體積、人工監(jiān)視面大大減少,且對(duì)系統(tǒng)的操作也更為便利化。一、操作員接口站(OIS)

2023/3/2545（一）OIS的基本功能與基本結(jié)構(gòu)基本功能包括：1、收集各現(xiàn)場(chǎng)控制單元的過(guò)程信息，建立數(shù)據(jù)庫(kù)；2、自動(dòng)檢測(cè)和控制整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)；3、在CRT上顯示各種參數(shù)、畫(huà)面以及用戶自定義；4、各種制表打印、曲線打印以及CRT的屏幕拷貝；5、可在線變量計(jì)算、控制方式切換，可實(shí)現(xiàn)DDC控制、邏輯控制和設(shè)定值指導(dǎo)控制等；6、進(jìn)行生產(chǎn)效率、能源消耗、設(shè)備壽命、成本核算、……等綜合計(jì)算，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程管理；7、具有磁盤(pán)操作、數(shù)據(jù)庫(kù)組織、顯示格式編輯、程序診斷處理等在線輔助功能。

2023/3/2546OIS主要由:高檔微處理器(CPU)、信息存儲(chǔ)設(shè)備(RAM、ROM、硬磁盤(pán)、軟磁盤(pán)、光盤(pán)等)、CRT顯示器、報(bào)警器、記錄設(shè)備(打印機(jī)、拷貝機(jī))、操作鍵盤(pán)、鼠標(biāo)或軌跡球、通訊接口以及固定這些設(shè)備的臺(tái)架（操作臺(tái)）等構(gòu)成。基本結(jié)構(gòu)如圖3—9所示：

ROM語(yǔ)音報(bào)警裝置鼠標(biāo)、軌跡球鍵盤(pán)CRT打印機(jī)拷貝機(jī)通訊接口光盤(pán)軟磁盤(pán)硬磁盤(pán)CPURAM內(nèi)部總線

2023/3/2547操作員接口站實(shí)際上是一個(gè)融當(dāng)代先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、CRT圖形顯示技術(shù)、內(nèi)部通訊技術(shù)為一體的、適應(yīng)過(guò)程控制需要的專用計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)。操作臺(tái)由金屬的骨架和板材制作，既是固定和保護(hù)計(jì)算機(jī)和各種外設(shè)的設(shè)施,又是運(yùn)行操作人員經(jīng)常性工作的臺(tái)面。操作臺(tái)的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足：（二）操作臺(tái)1、設(shè)備固定和保護(hù)的要求；2、高度和傾斜尺寸適合于操作人員長(zhǎng)期工作的要求；3、外觀美觀大方,保持優(yōu)雅工作環(huán)境的要求。

2023/3/2548操作臺(tái)的典型型式1、桌式操作臺(tái)

(如WDPF-Ⅱ系統(tǒng)的操作臺(tái))操作臺(tái)呈桌子式樣,桌臺(tái)面上放置CRT顯示器、操作鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等,而微處理機(jī)系統(tǒng)及其電源系統(tǒng)置于桌面下方機(jī)柜內(nèi)。鼠標(biāo)或軌跡球彩色CRT操作鍵盤(pán)機(jī)柜WDPF—Ⅱ系統(tǒng)操作臺(tái)

2023/3/2549彩色CRT操作鍵盤(pán)機(jī)柜報(bào)警顯示盤(pán)軟驅(qū)與鍵盤(pán)接口鼠標(biāo)或軌跡球操作臺(tái)將CRT顯示器、微處理機(jī)系統(tǒng)及其電源系統(tǒng)等集成一體,2、集成式操作臺(tái)(如INFI-90系統(tǒng)的操作臺(tái))INFI—90系統(tǒng)操作臺(tái)

2023/3/2550目前,300MW火電機(jī)組的分散控制系統(tǒng)中,操作員接口站一般采用了5～7個(gè)左右操作臺(tái),集中布置在控制室的操作員工作區(qū)域內(nèi)。除上述型式的操作臺(tái)外,實(shí)際應(yīng)用中也不乏其它型式的操作臺(tái),如具有兩個(gè)CRT的雙屏操作臺(tái)等。

2023/3/2551一般，操作員接口站隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展大都使用當(dāng)代先進(jìn)的微處理器，其位數(shù)、主頻、內(nèi)存容量、外存設(shè)備皆在不斷升級(jí)。（三）微處理器系統(tǒng)操作員接口站常采用多處理器結(jié)構(gòu)形式。如：MAX-1000系統(tǒng)采用了圖形處理器、應(yīng)用處理器和實(shí)時(shí)處理器；I/A的WP30操作員站采用了主處理器、數(shù)字處理器和圖形處理器；HIACS-3000系統(tǒng)采用了專用的浮點(diǎn)協(xié)處理器和圖形協(xié)處理器。用以實(shí)現(xiàn)功能的進(jìn)一步分散和保證信息處理速度達(dá)到規(guī)定的要求。

2023/3/2552（四）顯示處理設(shè)備包括：CRT顯示器、液晶顯示器、背投顯示器、大屏幕墻掛顯示器等。顯示器的尺寸、顏色、分辨率在不斷提高。圖形顯示的幾種實(shí)現(xiàn)方式：（1）采用普通圖形控制卡（2）采用智能圖形控制卡（3）采用智能圖形終端1、鍵盤(pán)。多采用表面覆蓋聚酯、有防水防塵能力、有明確圖案或字符標(biāo)志的工程化、觸摸式、平面薄膜鍵盤(pán)。該鍵盤(pán)無(wú)機(jī)械觸點(diǎn),可靠性高,至少可正常工作100萬(wàn)次。（五）輸入設(shè)備

2023/3/2553INFI-90系統(tǒng)的操作員鍵盤(pán)如圖3-15所示：AABCDHINMLKJGFESXVYWZRPQTOUPANZoTBSSSASFoMACaRaCmOUTSETTABAAPASiCaSCG/GNPReOPDiPPMaBaDeTuMMCLMGFMHeDS$4A13A14A15A16A5A6A7A8A9A10A11A12A4A3A2A1ESCClEn>-<=)0(.,+#3@2!1?/:9&7'*"6%5

;8SpSLShHoCu報(bào)警確認(rèn)消音功能區(qū)字母區(qū)顯示區(qū)控制區(qū)數(shù)字區(qū)光標(biāo)區(qū)

2023/3/2554是安裝在CRT屏幕表面上的一個(gè)細(xì)網(wǎng)絡(luò)狀敏感區(qū)(敏感區(qū)一般采用透明接觸線、紅外線發(fā)射/接收器、薄膜導(dǎo)體或電容敏感元件)，它與相應(yīng)的外圍電路(觸摸屏控制卡)配合起來(lái)，可以識(shí)別運(yùn)行操作人員的手指接觸屏幕的位置,運(yùn)行操作人員只要用手指接觸該屏幕上的某一區(qū)域,就可以達(dá)到操作該區(qū)域顯示內(nèi)容的目的。INFI-90系統(tǒng)的觸摸屏如圖3-16所示：2、觸摸屏

2023/3/2555觸屏控制卡1多總線鍵盤(pán)模件觸屏控制卡2CRT觸摸屏

2023/3/25563、鼠標(biāo)或軌跡球是專門用于顯示器上的光標(biāo)移動(dòng)的設(shè)備。盡管在輸入鍵盤(pán)上設(shè)有光標(biāo)移動(dòng)鍵,但應(yīng)用鼠標(biāo)或軌跡球移動(dòng)光標(biāo)更為便捷。所以,操作員接口站一般都配備這種輸入設(shè)備。簡(jiǎn)稱外存，是主機(jī)內(nèi)存(ROM、RAM)的補(bǔ)充。用以擴(kuò)大信息存儲(chǔ)容量，保證信息存儲(chǔ)“永久性”。（六）外部存儲(chǔ)設(shè)備任何一種形式的外存大都由三部分組成。如圖所示:

2023/3/2557存儲(chǔ)控制器驅(qū)動(dòng)器存儲(chǔ)介質(zhì)是數(shù)據(jù)信息的載體,它在存儲(chǔ)控制器和驅(qū)動(dòng)器的控制下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的加載或卸載。是主機(jī)CPU與驅(qū)動(dòng)器之間的接口，它用來(lái)接收和解釋CPU的指令，檢測(cè)系統(tǒng)狀態(tài)，向驅(qū)動(dòng)器發(fā)出控制讀/寫(xiě)的信號(hào)。是使信息檢測(cè)傳輸元件(如磁頭)和存儲(chǔ)介質(zhì)運(yùn)行的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。用以確定數(shù)據(jù)信息讀或?qū)懙奈锢砦恢?實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢測(cè)、數(shù)據(jù)讀/寫(xiě)的操作。

2023/3/2558目前,在DCS中應(yīng)用的外存主要有:硬磁盤(pán)：其盤(pán)徑有14″、8″、5.25″、3.5″等幾類品種；軟磁盤(pán)：其盤(pán)徑有8″、5.25″、3.5″等幾類品種；磁帶：寬度約1/2英寸,長(zhǎng)度有200、600、1200、2400英尺幾種；光盤(pán)：“磁光盤(pán)”或“光軟盤(pán)”MOD一個(gè)3.5″的MOD盤(pán)的存儲(chǔ)容量可達(dá)100MB。相變光盤(pán)PCD存儲(chǔ)容量在600MB左右。存儲(chǔ)容量達(dá)650MB只讀光盤(pán)存儲(chǔ)器CD-ROM

2023/3/2559（七）打印/拷貝輸出設(shè)備黑白打印機(jī)——生產(chǎn)記錄和報(bào)警記錄采用，彩色打印機(jī)——CRT畫(huà)面打印則采用。打印機(jī)：CRT畫(huà)面的記錄、彩色視頻拷貝機(jī)：制作CRT顯示內(nèi)容的幻燈片

2023/3/2560是操作員接口與現(xiàn)場(chǎng)控制單元或網(wǎng)絡(luò)上的其它工作單元進(jìn)行信息交流,從而獲取系統(tǒng)控制過(guò)程和設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),并對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制操作的必備專用電子模件。INFI-90系統(tǒng)操作員接口站的通訊接口如圖3-18所示：（八）通訊接口

2023/3/2561環(huán)路模件（IIMLM01）通訊環(huán)路模件（IIMCL01）通訊處理模件（IIMCP01）（或IIMCP02）網(wǎng)絡(luò)操作員接口站(OIS)

(1)為核心模件。接受OIS發(fā)出的“請(qǐng)求發(fā)送數(shù)據(jù)”或“請(qǐng)求接收數(shù)據(jù)”的命令,處理和傳輸有關(guān)數(shù)據(jù)。該模件包含一個(gè)數(shù)據(jù)傳送的庫(kù),以便與OIS和網(wǎng)絡(luò)上的其它工作單元進(jìn)行通訊。

(2)是一個(gè)通訊組態(tài)模件。模件上設(shè)有組態(tài)開(kāi)關(guān),通過(guò)這些組態(tài)開(kāi)關(guān)的位置(斷/通),確定OIS在網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)號(hào)、網(wǎng)絡(luò)編號(hào)、網(wǎng)絡(luò)類型、測(cè)試運(yùn)行方式等,以保證通訊處理模件與環(huán)形網(wǎng)絡(luò)正確通訊。(3)是一個(gè)端子單元,是OIS與網(wǎng)絡(luò)通訊的物理接口。

2023/3/2562二、工程師工作站（EWS）為方便DCS運(yùn)行工程師工作而提供的一種專用設(shè)備。是一個(gè)硬件和軟件一體化的人機(jī)接口，專門用于系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、組態(tài)、調(diào)試、維護(hù)和監(jiān)視。

2023/3/2563（一）EWS的基本功能1、系統(tǒng)組態(tài)：確定硬件組態(tài)、連接關(guān)系、控制邏輯和控制算法等。實(shí)現(xiàn)對(duì)操作員接口進(jìn)行組態(tài)。4、文件編制：支持表格數(shù)據(jù)和圖形數(shù)據(jù)兩種格式的文件系統(tǒng)；支持工程設(shè)計(jì)文件建立和修改；支持文件編制的硬件設(shè)備（例如打印機(jī)），可以輸出所感興趣的文檔資料。5、故障診斷：自動(dòng)識(shí)別DCS中任何一個(gè)設(shè)備的故障；確定故障的類型和故障的嚴(yán)重性；快速處理查錯(cuò)信息。2、OIS組態(tài)：3、在線監(jiān)控：具有OIS的全部在線監(jiān)控功能。

2023/3/2564（二）EWS的基本構(gòu)成一般說(shuō)來(lái)，EWS有兩種基本型式：

1、EWS與OIS合為一個(gè)整體。

例如：WDPF系統(tǒng)采用。2、EWS相對(duì)獨(dú)立。例如：HIACS—3000、INFI—90等系統(tǒng)采用。無(wú)論何種型式的EWS，其硬件配置大同小異，基本結(jié)構(gòu)如圖3—19所示。

2023/3/2565ROMCPURAM總線繪圖儀打印機(jī)CRT彩色顯示器工程師鍵盤(pán)鼠標(biāo)軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器硬盤(pán)及驅(qū)動(dòng)器顯示卡協(xié)處理器通訊接口

2023/3/2566三、功能儀表除上述的OIS和EWS外，DCS還具有實(shí)現(xiàn)某些特定功能的人機(jī)接口設(shè)備。這類設(shè)備有兩種典型的結(jié)構(gòu)型式：A、安裝在控制盤(pán)臺(tái)(或機(jī)架)上的模件式裝置，B、手持的便攜式裝置。這是為方便現(xiàn)場(chǎng)組態(tài)、參數(shù)調(diào)整、專項(xiàng)監(jiān)視和實(shí)現(xiàn)手動(dòng)直接控制等而設(shè)置的功能儀表。

2023/3/2567（一）組態(tài)調(diào)整裝置不同的DCS，組態(tài)調(diào)整裝置所采用地結(jié)構(gòu)型式也有別，或是便攜式或是模件式，如圖3—20所示。是DCS工程設(shè)計(jì)和維護(hù)的一種終端設(shè)備，是對(duì)DCS進(jìn)行控制策略更改、控制回路組態(tài)、控制參數(shù)調(diào)整和系統(tǒng)故障診斷的就地工具，是以微處理器為核心的低層工程師接口。組態(tài)調(diào)整裝置一般由微處理器、存儲(chǔ)器、顯示器及其接口、鍵盤(pán)及其接口、通訊接口、外設(shè)接口等組成。

2023/3/25684CU5.71181234567890C.USERE+-[]ENTEOFFTUNEADD7-321654980.EXECCONFONF4F3F2F1MONISEDDADDRCLEABalieyControlsNEXTS.F.DELEMODIPREV顯示屏4行，每行16個(gè)字符簘4個(gè)功能鍵（F1—F4）專用性能方式按鍵（1）模件式（2）便攜式

2023/3/2569(二)模擬量控制站常規(guī)控制系統(tǒng)中，設(shè)置有許多模擬量控制的自動(dòng)/手動(dòng)切換操作器，當(dāng)自動(dòng)控制設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)可通過(guò)這些操作器手動(dòng)控制生產(chǎn)過(guò)程。而在DCS中，這一功能由模擬量控制站來(lái)實(shí)現(xiàn)。作為系統(tǒng)的后備控制手段。圖3—21示出了一種典型的模擬量控制站結(jié)構(gòu)。

2023/3/2570AUTOVARSELTAGMANCMPTRALARM

ACK100904080706050302010010090408070605030201009010070605020403001080VARSETOUTDEVTR1SETCASRATAUTTR2OUTMA字母數(shù)字顯示窗口固定螺栓給定值過(guò)程變量控制輸出指示器手動(dòng)超馳開(kāi)關(guān)模擬量控制站實(shí)際上是一個(gè)模件式裝置，通常安裝在火電廠控制室的操作臺(tái)或立盤(pán)上，它與外部的所有聯(lián)系均通過(guò)其尾部連接器實(shí)現(xiàn)。

2023/3/2571（1）對(duì)模擬量控制站的運(yùn)行方式進(jìn)行選擇。（2）對(duì)模擬量控制回路進(jìn)行自動(dòng)/手動(dòng)方式無(wú)擾切換、給定值設(shè)置和遠(yuǎn)方手動(dòng)控制。（3）對(duì)模擬量過(guò)程變量、給定值、控制輸出以及模擬量控制站運(yùn)行方式等進(jìn)行監(jiān)視。（4）對(duì)模擬量參數(shù)超限、通訊故障等進(jìn)行報(bào)警。模擬量控制站的主要功能：

2023/3/2572是一個(gè)開(kāi)關(guān)量操作站，是可以對(duì)邏輯系統(tǒng)進(jìn)行操作的帶按鈕和指示器的邏輯控制器。它是由一塊面板和一塊與面板相連的印刷電路板組成的盤(pán)裝儀表。（三）數(shù)字邏輯站圖3—22示出了數(shù)字邏輯站的一種典型結(jié)構(gòu)。

2023/3/2573故障指示狀態(tài)燈按鍵1B1A8A7A6A5A4A3A2A1B8B7B6B5B4B3B2按鍵2按鍵3按鍵4按鍵8按鍵7按鍵6按鍵5①控制開(kāi)關(guān)量系統(tǒng)的啟停（如控制單個(gè)油噴燃器）；②作為順序控制系統(tǒng)的輸入指令或確認(rèn)信號(hào)；③作為系統(tǒng)中重要開(kāi)關(guān)量的手動(dòng)后備操作工具。前面板上有：1個(gè)本站故障指示燈、8個(gè)操作按鈕開(kāi)關(guān)、16個(gè)輸出狀態(tài)LED指示燈。數(shù)字邏輯站的主要作用：

2023/3/2574（四）數(shù)字指示站是一個(gè)模件式盤(pán)裝儀表，它只能顯示確定的接入信息，但不能干預(yù)生產(chǎn)過(guò)程，其作用相當(dāng)于常規(guī)控制系統(tǒng)中的顯示儀表。在DCS中，數(shù)字指示站用來(lái)監(jiān)視一些與閉環(huán)控制回路無(wú)關(guān)的過(guò)程變量、進(jìn)行報(bào)警顯示和故障顯示。

2023/3/2575典型數(shù)字指示站的結(jié)構(gòu)如圖3—23所示。數(shù)字顯示屏按鍵2通道標(biāo)簽高限報(bào)警100904080706050302010010090408070605030201001009040807060503020100通道指示按鍵1通訊中斷指示燈低限報(bào)警指示器

2023/3/2576第三節(jié)系統(tǒng)通訊設(shè)備數(shù)據(jù)通訊是將生產(chǎn)過(guò)程的檢測(cè)、監(jiān)視、控制、操作、管理等各種功能有機(jī)地組成一個(gè)完整實(shí)體的必要紐帶。在DCS中，數(shù)據(jù)通訊必須滿足過(guò)程控制的可靠性、實(shí)時(shí)性和適用性的基本要求,所有這些皆是借助于通訊設(shè)備實(shí)現(xiàn)的。

2023/3/2577一、通訊接口DCS各節(jié)點(diǎn)（現(xiàn)場(chǎng)控制單元、OIS、EWS、計(jì)算機(jī)……等）之間的連接與聯(lián)系，主要是依靠通訊接口通過(guò)本系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)通訊接口各節(jié)點(diǎn)可以從（向）網(wǎng)絡(luò)獲?。òl(fā)送）信息，實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)的信息交換。通訊接口是各種DCS必備的基本硬件，只是因系統(tǒng)而異通訊接口的品種和實(shí)現(xiàn)方法有所不同，但滿足系統(tǒng)中各種類型節(jié)點(diǎn)連接網(wǎng)絡(luò)的要求、達(dá)到互通信息的目的是一致的。下面以INFI—90系統(tǒng)為例予以說(shuō)明：

2023/3/2578網(wǎng)絡(luò)通訊子模件、計(jì)算機(jī)通訊傳輸模件、現(xiàn)場(chǎng)控制單元的網(wǎng)絡(luò)處理模件、網(wǎng)絡(luò)—網(wǎng)絡(luò)間的本地接口模件、網(wǎng)絡(luò)—網(wǎng)絡(luò)間的遠(yuǎn)程接口模件。INFI—90系統(tǒng)提供了：其中，網(wǎng)絡(luò)通訊子模件是核心模件，它與以上其它模件有機(jī)地組合，可形成滿足不同通訊需要的通訊接口單元。例如：

2023/3/2579它是由一個(gè)網(wǎng)絡(luò)通訊子模件和一個(gè)網(wǎng)絡(luò)處理模件所組成的通訊接口單元實(shí)現(xiàn)的，使現(xiàn)場(chǎng)控制單元的各種主模件可與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交換，完成其控制策略。如圖所示。節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)INFI-NET通訊接口單元現(xiàn)場(chǎng)控制單元網(wǎng)絡(luò)通訊子模件網(wǎng)絡(luò)處理模件1、現(xiàn)場(chǎng)控制單元與網(wǎng)絡(luò)的通訊

2023/3/2580它是由一個(gè)網(wǎng)絡(luò)通訊子模件和一個(gè)計(jì)算機(jī)的通訊傳輸模件所組成的通訊接口單元實(shí)現(xiàn)的，可使系統(tǒng)的主計(jì)算機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)以外的PC機(jī)、可編程序控制器（PCL）等與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交換。如圖所示。2、計(jì)算機(jī)與INFI—90網(wǎng)絡(luò)的通訊。

2023/3/2581它是由兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)通訊子模件和一個(gè)網(wǎng)絡(luò)—網(wǎng)絡(luò)間的本地接口模件所組成的通訊接口單元實(shí)現(xiàn)的。可使兩個(gè)距離較近的INFI—90網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交換。如圖所示。INFI-NETINFI-NET本地傳輸模件通訊接口單元點(diǎn)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)節(jié)網(wǎng)絡(luò)通訊子模件網(wǎng)絡(luò)通訊子模件3、本地網(wǎng)絡(luò)之間的通訊。

2023/3/2582它是由兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)通訊子模件和兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)—網(wǎng)絡(luò)間的遠(yuǎn)程接口模件所組成的通訊接口單元實(shí)現(xiàn)的，使兩個(gè)距離較遠(yuǎn)的INFI—90網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交換。如圖所示。節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)INFI-NET節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)INFI-NET通訊接口單元通訊接口單元遠(yuǎn)程傳輸模件遠(yuǎn)程傳輸模件網(wǎng)絡(luò)通訊子模件網(wǎng)絡(luò)通訊子模件4、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)之間的通訊。

2023/3/2583新一代DCS正朝著開(kāi)放式系統(tǒng)發(fā)展。開(kāi)放式系統(tǒng)的主要特性是它在通訊技術(shù)上采用開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，提供了專用的通訊接口，使之可與早期的、已在應(yīng)用的、其它公司的、不同系列的DCS產(chǎn)品或各種控制設(shè)備進(jìn)行通訊。開(kāi)放式結(jié)構(gòu)能將多種控制設(shè)備集成為一體化的控制系統(tǒng)和形成統(tǒng)一的管理數(shù)據(jù)庫(kù)，為實(shí)現(xiàn)全廠控制、管理的綜合自動(dòng)化和有效的目標(biāo)管理奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。

2023/3/2584二、通訊介質(zhì)通訊介質(zhì)是連接系統(tǒng)各個(gè)站點(diǎn)的物理信號(hào)通道。DCS對(duì)通訊介質(zhì)有著較高的要求，即通訊介質(zhì)的頻帶寬，信號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)間延遲小，能滿足高速傳輸?shù)男枰鼙苊庑畔⒃趥鬏斶^(guò)程中因共模和串模干擾所引起的信號(hào)混疊或丟失等等。在DCS中,數(shù)據(jù)通訊普遍采用的通訊介質(zhì)有以下幾種：

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（一）雙絞線銅導(dǎo)線絕緣層屏蔽護(hù)套絕緣護(hù)套適應(yīng)于低速傳輸場(chǎng)合，最大帶寬約100kHz—1MHz，傳輸速率一般小于2Mbps。模擬信號(hào)傳輸時(shí)每5—6km要有一個(gè)放大器，數(shù)字信號(hào)傳輸時(shí)每2—3km需要一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器。

2023/3/2586（二）同軸電纜內(nèi)導(dǎo)體中間絕緣體外屏蔽導(dǎo)體外絕緣層寬帶同軸電纜既可用于模擬傳輸（如視頻信號(hào)傳輸），也可用于數(shù)字傳輸，當(dāng)用于數(shù)字傳輸時(shí)，其傳輸速率可達(dá)50Mbps。同軸電纜大致可分兩類：1、基帶同軸電纜（如50Ω同軸電纜）專門用于數(shù)字傳輸，傳輸速率可達(dá)10Mbps。2、寬帶同軸電纜（如75Ω同軸電纜）

2023/3/2587（三）光纜內(nèi)芯覆層合成釬維層絕緣層光纜中的信息是以光的形式傳輸?shù)?，它?duì)電磁干擾幾乎毫無(wú)反應(yīng)。光纜的數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)幾百M(fèi)bps，在不用轉(zhuǎn)發(fā)器的情況下，光纜可在幾公里范圍內(nèi)傳輸信息。主要缺點(diǎn)是分支、連接比較困難和復(fù)雜，需采用專用的光纜連接器。

2023/3/2588三種通訊介質(zhì)的特點(diǎn)：

介質(zhì)

項(xiàng)目雙絞線同軸電纜光纜傳輸介質(zhì)價(jià)格較低較高較高連接件價(jià)格低較低高標(biāo)準(zhǔn)化程度高較高低連接簡(jiǎn)單需專用連接器需復(fù)雜連接器和工藝敷設(shè)簡(jiǎn)單稍復(fù)雜簡(jiǎn)單抗干擾能力較好很好特別好環(huán)境的適應(yīng)性較好較好特別好適用的網(wǎng)絡(luò)環(huán)形網(wǎng)總線型或環(huán)形網(wǎng)目前多用于環(huán)形網(wǎng)

2023/3/2589第四節(jié)300MW火電機(jī)組DCS的硬件配置實(shí)例一、被控對(duì)象概況（一）鍋爐及其輔助設(shè)備鍋爐為引進(jìn)美國(guó)GE公司技術(shù)制造的亞臨界、一次中間再熱、自然循環(huán)、單爐膛、煤粉燃燒鍋爐。鍋爐的最大連續(xù)負(fù)荷額定參數(shù)（B-MCR）為：主蒸汽流量：1025.7t/h主蒸汽壓力：18.3Mpa主蒸汽溫度：541℃再熱蒸汽流量：834.8t/h再熱器進(jìn)/出口壓力：3.83/3.62Mpa再熱器進(jìn)/出口溫度：322/541℃

2023/3/2590鍋爐的燃燒方式為：

擺動(dòng)式噴燃器，四角布置，切圓燃燒。

主蒸汽采用二級(jí)噴水方式調(diào)溫,再熱蒸汽采用煙氣擋板+事故噴水調(diào)溫。燃料燃燒系統(tǒng)：

三層點(diǎn)火器、三層油燃燒器、四層煤粉燃燒器。鍋爐的主要輔助設(shè)備如表3—8所示。蒸汽調(diào)節(jié)方式為：

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表3—8鍋爐主要輔助設(shè)備設(shè)備名稱數(shù)量（臺(tái)）容量（B-MCR）其它說(shuō)明送風(fēng)機(jī)250%定速、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、軸流式、可調(diào)葉片引風(fēng)機(jī)250%定速、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、軸流式、可調(diào)葉片一次風(fēng)機(jī)250%定速、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、離心式給煤機(jī)4磨煤機(jī)4鋼球磨煤機(jī)排粉機(jī)4給粉機(jī)16空氣預(yù)熱器250%三分倉(cāng)、回轉(zhuǎn)式除塵器2四電場(chǎng)電氣除塵器汽動(dòng)給水泵250%電動(dòng)給水泵150%帶可調(diào)速的液力耦合裝置

2023/3/2592汽輪機(jī)的最大連續(xù)負(fù)荷參數(shù)（T-MCR）為：（二）汽輪機(jī)及其輔助設(shè)備汽輪機(jī)為引進(jìn)美國(guó)西屋電氣公司技術(shù)制造的亞臨界、一次中間再熱、單軸、雙缸、雙排汽、凝汽式汽輪機(jī)。額定功率：300MW最大功率：326MW主汽門前蒸汽壓力：16.7Mpa主汽門前蒸汽溫度：538℃再熱蒸汽溫度：538℃額定轉(zhuǎn)速：3000r/min

2023/3/2593三臺(tái)高加、四臺(tái)低加、一臺(tái)除氧器。主要輔助設(shè)備包括：汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)：容量為：鍋爐最大連續(xù)負(fù)荷的40%回?zé)嵯到y(tǒng)：定子繞組采用水內(nèi)冷，轉(zhuǎn)子繞組采用氫內(nèi)冷，鐵芯極其它構(gòu)件均為氫表面冷卻。（三）發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)為引進(jìn)美國(guó)西屋電氣公司技術(shù)制造。發(fā)電機(jī)的主要參數(shù)為：額定功率：300MW最大功率：330MW額定轉(zhuǎn)速：3000r/min冷卻方式為：

2023/3/2594二、機(jī)組儀表和控制系統(tǒng)的基本要求（一）運(yùn)行方式要求1、能帶基本負(fù)荷運(yùn)行；2、在負(fù)荷需要和周波變化時(shí)，可調(diào)整基本負(fù)荷；3、能帶周期循環(huán)負(fù)荷運(yùn)行。（即：白天帶滿負(fù)荷或按