DCS工作原理及組成.ppt

1、,熱工自動(dòng)化的內(nèi)容,自動(dòng)檢測(cè) 自動(dòng)調(diào)節(jié) 程序控制 自動(dòng)報(bào)警 自動(dòng)保護(hù),自動(dòng)控制設(shè)備,常規(guī)控制儀表階段 計(jì)算機(jī)控制階段,自動(dòng)控制設(shè)備的發(fā)展,基地式儀表 單元組合儀表 組件組裝式儀表,計(jì)算機(jī)集中控制,計(jì)算機(jī)分布式控制,DCS的基本結(jié)構(gòu),OS,OS,EWS,PCU,PCU,PCU,集控室,馬達(dá)控制中心,電子設(shè)備間,現(xiàn)場(chǎng),現(xiàn)場(chǎng)一次儀表（變送器、執(zhí)行器、開(kāi)關(guān)、電磁閥等）,SNET,DCS結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展,DCS的名稱,DCS-分散控制系統(tǒng) Distributed Control System DCCS-分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) Distributed Computer Control System TDCS（TD

2、C）-集散控制系統(tǒng) Total Distributed Control System 電力系統(tǒng)以DCS為標(biāo)準(zhǔn)名稱,DCS的本質(zhì)和含義,本質(zhì)：DCS系統(tǒng)實(shí)際上是一種控制設(shè)備或裝置,含義：體現(xiàn)在“集中”和“分散”上,操作管理集中,控制分散 功能分散 物理分散 地理分散,電廠采用DCS系統(tǒng)的目的,滿足生產(chǎn)過(guò)程對(duì)控制的需求 方便AGC的投入，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化 增加自動(dòng)投入率 為MIS系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 應(yīng)用先進(jìn)的控制策略 為預(yù)測(cè)檢修提供運(yùn)行數(shù)據(jù)和狀態(tài),DCS網(wǎng)絡(luò)的作用,DCS系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)，對(duì)下聯(lián)系著現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程控制站，完成生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)據(jù)采集、運(yùn)算、處理；對(duì)上聯(lián)系著人機(jī)接口裝置，完成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的上傳、顯示、

3、操作。,DCS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)是局域網(wǎng)，是一種工業(yè)局域網(wǎng)。,DCS網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì),雙絞線 同軸電纜 光纖,DCS網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),網(wǎng)絡(luò)中各站點(diǎn)相互連接的方法和形式稱為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹Ｍ負(fù)鋱D給出網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、工作站的網(wǎng)絡(luò)配置和相互間的連接結(jié)構(gòu)。,星型結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò),總線型結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò),環(huán)型結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò),介質(zhì)訪問(wèn)協(xié)議簡(jiǎn)單 信息流匯集和集中管理,提高網(wǎng)絡(luò)效率 各站傳輸數(shù)據(jù)需通過(guò)中央節(jié)點(diǎn),傳輸效率高,但利用率低 故障容易檢測(cè)和隔離 對(duì)中央節(jié)點(diǎn)的依賴性大,星型是以中央結(jié)點(diǎn)為中心與各結(jié)點(diǎn)連接而組成的，各結(jié)點(diǎn)與中央結(jié)點(diǎn)通過(guò)點(diǎn)與點(diǎn)方式連接，中央結(jié)點(diǎn)執(zhí)行集中式通信控制策略。,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,傳輸效率高,實(shí)時(shí)性好 信息流在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸是單向和逐

4、點(diǎn)進(jìn)行,網(wǎng)絡(luò)傳輸方向由網(wǎng)絡(luò)軟件設(shè)置 不易擴(kuò)充 當(dāng)某一結(jié)點(diǎn)故障時(shí),整個(gè)系統(tǒng)的工作不能進(jìn)行 解決網(wǎng)絡(luò)和站點(diǎn)故障的方法 雙向雙回路環(huán) 增加旁路屏蔽故障站點(diǎn),環(huán)型網(wǎng)絡(luò)：指整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的物理鏈路構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)，所有的計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)都掛接在這個(gè)環(huán)上。,各站點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳輸為直達(dá)通道,相對(duì)獨(dú)立 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可擴(kuò)充性好 介質(zhì)訪問(wèn)控制協(xié)議復(fù)雜，站點(diǎn)必須是智能的。 對(duì)總線的性能和可靠性有要求,總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用單根傳輸線作為傳輸介質(zhì)，所有的站點(diǎn)都通過(guò)相應(yīng)的硬件接口直接連接到傳輸介質(zhì)上，或稱總線上。,DCS網(wǎng)絡(luò)的傳輸協(xié)議,廣播式通信協(xié)議,存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)式通信協(xié)議,令牌協(xié)議,自由競(jìng)爭(zhēng)協(xié)議,DCS網(wǎng)絡(luò)采用的技術(shù),例外報(bào)告技術(shù),數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)

5、,確認(rèn)重發(fā)技術(shù),部分 DCS的網(wǎng)絡(luò),部分 DCS的網(wǎng)絡(luò),部分 DCS的網(wǎng)絡(luò),部分 DCS的網(wǎng)絡(luò),部分 DCS的網(wǎng)絡(luò),部分 DCS的網(wǎng)絡(luò),部分 DCS的網(wǎng)絡(luò),DCS過(guò)程控制單元的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),DCS過(guò)程控制單元的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),SNET,網(wǎng)絡(luò)通訊接口,基本控制單元,CNET,在物理結(jié)構(gòu)上基本控制單元是分離的,由獨(dú)立的模件構(gòu)成,PCU的基本控制單元,CNET,BCU單元,PCU的功能,AI模件,AO模件,DI模件,DO模件,DCS操作員站的功能,采集由控制系統(tǒng)送來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)模擬量信號(hào)和數(shù)字量信號(hào) 在數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)數(shù)值和狀態(tài) 存儲(chǔ)當(dāng)前和歷史過(guò)程量及計(jì)算量 顯示過(guò)程畫面,打印報(bào)表 對(duì)被控設(shè)備發(fā)出指令 獲取用于顯示和存

6、檔的數(shù)據(jù),DCS操作員站的結(jié)構(gòu),操作員站與傳統(tǒng)監(jiān)視方法比較,DCS操作員站的結(jié)構(gòu),工程師站對(duì)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(duì)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(shí)實(shí)時(shí)地監(jiān)視DCS網(wǎng)絡(luò)上各個(gè)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行情況，使系統(tǒng)工程師可以通過(guò)工程師站及時(shí)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(shí)處在最佳的工作狀態(tài)之下。,DCS的軟件體系,PCU站的軟件結(jié)構(gòu),各部分軟件的銜接,組態(tài)流程,串行表示組態(tài)步驟有先后順序 并行表時(shí)組態(tài)步驟可同時(shí)進(jìn)行。,DCS的組態(tài)過(guò)程,劃分工藝過(guò)程，確定系統(tǒng)硬件配置（控制站、控制器數(shù)量及其物理位置

7、分布，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)） 數(shù)據(jù)庫(kù)I/O測(cè)點(diǎn)清單，確定I/O卡件及種類 算法及控制方案設(shè)計(jì) 人機(jī)界面設(shè)計(jì) 歷史庫(kù)、追憶庫(kù)、報(bào)表設(shè)計(jì),組態(tài)前期工作,控制方案組態(tài)符合IEC1131-3標(biāo)準(zhǔn)； 系統(tǒng)支持： 順序功能圖(SFC) 功能塊圖(FBD) 梯形圖(LD) 結(jié)構(gòu)化文本語(yǔ)言(ST) 四種控制編程語(yǔ)言相互引用，進(jìn)行控制算法（及內(nèi)部計(jì)算）的組態(tài)；,控制方案組態(tài)主要是針對(duì)過(guò)程控制站組態(tài)，在工程師站上通過(guò)方案組態(tài)工具進(jìn)行組態(tài)，下裝至過(guò)程站。,控制方案組態(tài),順序功能圖（SFC）,順序功能圖用來(lái)連接連續(xù)控制/邏輯控制和輸入輸出監(jiān)視功能，以描述和控制過(guò)程事件順序操作，適合于需要多個(gè)狀態(tài)控制的事件。一個(gè)SFC是由一系列操

8、作步(step)和轉(zhuǎn)移(transition)組成，每個(gè)操作步包含一組影響過(guò)程的動(dòng)作(action)。支持并發(fā)序列和各種限定符，每個(gè)動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)可以由四種語(yǔ)言內(nèi)任一種編寫。,功能快圖FBD,功能塊圖是用圖形形式功能塊語(yǔ)言編制的用于完成一定運(yùn)算或控制功能的程序。由基本功能塊、連線、輸入輸出端子及段組成，它以圖形方式表示，并規(guī)定了所有功能模塊的調(diào)用順序和相應(yīng)模塊運(yùn)算所需的參數(shù)。,梯形圖LD,梯形圖是一種專門用于基本邏輯控制的連續(xù)執(zhí)行語(yǔ)言。由一些觸點(diǎn)（常開(kāi)、常閉、正傳感、負(fù)傳感、反轉(zhuǎn)）、線圈（輸出、單穩(wěn)態(tài)、鎖定、解鎖、跳轉(zhuǎn)）、連線及定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、步序器組成。它擅長(zhǎng)于快速執(zhí)行離散邏輯，包括馬達(dá)控制、連鎖、隨意檢查、以及簡(jiǎn)單的順序控制,結(jié)構(gòu)化文本語(yǔ)言ST,結(jié)構(gòu)化文本語(yǔ)言由一些關(guān)鍵字和相應(yīng)操作指令組成，包括符號(hào)（關(guān)鍵字、運(yùn)算符、修飾