DCS系统介绍

DCS系统培训百度啊俊集散控制系统（DCS)含义DCS（Distributedcontrolsystem）是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机，通信、显示和控制等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。DCS特点1）高可靠性。由于DCS将系统控制功能分散在各台计算机上实现，系统结构采用容错设计，因此某一台计算机出现的故障不会导致系统其他功能的丧失。此外，由于系统中各台计算机所承担的任务比较单一，可以针对需要实现的功能采用具有特定结构和软件的专用计算机，从而使系统中每台计算机的可靠性也得到提高。2）开放性。DCS采用开放式，标准化、模块化和系列化设计，系统中各台计算机采用局域网方式通信，实现信息传输，当需要改变或扩充系统功能时，可将新增计算机方便地连入系统通信网络或从网络中卸下，几乎不影响系统其他计算机的工作。DCS特点(3)灵活性通过组态软件根据不同的流程应用对象进行软硬件组态，即确定测量与控制信号及相互间连接关系、从控制算法库选择适用的控制规律以及从图形库调用基本图形组成所需的各种监控和报警画面，从而方便地构成所需的控制系统。(4)易于维护功能单一的小型或微型专用计算机，具有维护简单、方便的特点，当某一局部或某个计算机出现故障时，可以在不影响整个系统运行的情况下在线更换，迅速排除故障。DSC特点(5)协调性各工作站之间通过通信网络传送各种数据，整个系统信息共享，协调工作，以完成控制系统的总体功能和优化处理。(6)控制功能齐全控制算法丰富，集连续控制、顺序控制和批处理控制于一体，可实现串级、前馈、解耦、自适应和预测控制等先进控制，并可方便地加入所需的特殊控制算法。DCS的构成方式十分灵活，可由专用的管理计算机站、操作员站、工程师站、记录站、现场控制站和数据采集站等组成，也可由通用的服务器、工业控制计算机和可编程控制器构成。处于底层的过程控制级一般由分散的现场控制站、数据采集站等就地实现数据采集和控制，并通过数据通信网络传送到生产监控级计算机。DCS发展历史第一阶段：1975-1980年，在这个时期集散控制系统的技术特点表现为：1）采用微处理器为基础的控制单元，实现分散控制，有各种各样的算法，通过组态独立完成回路控制，具有自诊断功能2）采用带CRT显示器的操作站与过程单元分离，实现集中监视，集中操作3）采用较先进的冗余通信系统DCS发展历史第二阶段：1980—1985.，在这个时期集散控制系统的技术特点表现为：1）微处理器的位数提高，CRT显示器的分辨率提高2）强化的模块化系统3）强化了系统信息管理，加强通信功能DCS发展历史第三阶段，1985年以后，集散系统进入第三代，其技术特点表现为：1）采用开放系统管理2）操作站采用32位微处理器3）采用实时多用户多任务的操作系统DCS发展历史进入九十年代以后，计算机技术突飞猛进，更多新的技术被应用到了DCS之中。现场总线技术在进入九十年代中期以后发展十分迅猛，以至于有些人已做出预测：基于现场总线的FCS将取代DCS成为控制系统的主角主要的DCS厂商国内DCS主要厂家有：上海新华(XDPS)，浙大中控(JX300ECS100)，北京和利时(MACS)，鲁能控制，国电智深，上海华文，上海乐华，浙江中自等。国外的有FOXBORO(IA系列：7151)、ABB(MelodyAC800M+800XA)、西门子(PCS7)、霍尼韦尔(TDC3000、PKS、EPKS)、横河(CS3000、CENTUM-VP)、Emerson(Deltav)、Rockwell（controllogix5000）等DCS的硬件和软件1、集散控制系统（DCS)基本组成集散控制系统的结构如（图一）所示。它一般由三部分组成：过程控制单元（下位机）、操作管理站（上位机）和通信系统。（图一）DCS基本结构过程控制单元过程控制单元是DCS的核心部分，又称基本控制器或闭环控制站，主要完成连续控制功能、顺序控制功能、算法运算功能、报警检查功能、过程I/O功能、数据处理功能和通讯功能。提供的控制算法和数学运算有：PID、非线性增益、位式控制、选择性控制、函数计算和smith预估等。操作管理站作为DCS的人机接口，操作站是一台功能强大的计算机，可以进行监视、操作和控制；控制工程师可以实现控制系统组态、系统的生产和维护。作为管理计算机，它可以通过通信接口与通讯系统相连，采集各种信息，用高级语言编程，执行工厂的集中管理和实现最优控制、顺序控制、后台计算和软件开发等特殊功能。通信系统具有高速通信能力的信息总线，可由双绞线、同轴光缆或光纤构成。为实现数据的合理有效传送，通信系统必须具有一定的网络结构，并遵循一定的网络通信协议。早期的DCS通信系统采用专门的通信协议，因此对系统互连极为不便，现在逐步采用标准的通信协议。DCS的通信系统是分层的网络结构，最高层是工厂主干网络，负责中控室与上级管理计算机的连接，数据量大，对实时性要求相对较低，通常采用宽带通信网络，如以太网。第二层为过程控制网络，负责中控室各装置间的互连，要求实时性高；最底层为现场总线网络，负责现场仪表之间及其与中控室设备的互连，对实时性要求苛刻。通信系统DCS应用软件及组态DCS硬件组态DCS的硬件组态是根据系统规模及控制要求选择硬件，包括通信系统、人机接口、过程接口和电源系统的选择，DCS与下位设备及上位机通信接口的选择，上位机及DCS控制单元的选择等。系统硬件组态需考虑的问题满足系统要求时，选择性价比高的配置考虑未来的扩展性操作人员的易操作性系统的可维护性DCS软件组态DCS应用软件组态是在系统硬件和系统软件的基础上，用软件组态方式将系统提供的功能块连接起来达到过程控制的要求。例如模拟控制回路的组态是将模拟输入卡与选定的控制算法连接起来，再通过模拟输出卡将控制输出的结果送到执行器。应用软件组态方式直接经过DCS操作站组态通过填写表格组态利用PC机进行组态应用软件组态内容基本配置组态：给系统一个配置信息，如各种站的个数、其索引标准、各现场工作站的最大点数等应用软件组态–数据库的生成、历史库的生成、图形的生成、报表生成和控制组态–画面组态–数据组态–报表组态–回路组态–操作级别监督级、工程师级等XLP一期控制系统介绍DCS(Distributedcontrolsystem)采用EMERSONDELTAV系统，2006年，ISBLDCS系统从基于windowsNT的deltav6.3升级到基于windowsXP的deltav7.4，2009年，公用和码头DCS系统从基于windowsNT的deltav6.3升级到基于windowsXP的deltav9.3。最新的deltav版本是基于win7的DV11.3。DeltaV系统构成PrimaryHubController10BaseTCableMaximumLength100m(330ft)WorkstationSecondaryHub10BaseTCableMaximumLength100m(330ft)DeltaVSystemArchitectureDeltaVSystemArchitectureMultipleNodesWorkstationPrimaryHubSecondaryHubSystemPowerSupply,Controller,andI/OSubsystemLegend:PrimaryControlNetworkSecondaryControlNetworkDeltaVSystemArchitectureThefigureaboveillustratesaDeltaVControlNetworkwitheightnodes.Maximums:120—Nodes100—Controllers/SimplexorRedundantPairs60—WorkstationsSystemCapacitySystemSizing–30,000DSTs–50,000SCADAtags–15,000AdvancedUnitManagementDSTs–1max.ProfessionalPLUSStation–10max.ProfessionalStations–10max.ApplicationStations–59max.OperatorStations–60max.workstationsofanykind–5max.RemoteDataServers–100max.simplexControllers–100max.redundantControllers–120max.Nodesexcludingredundantnodes–42max.RemoteWorkstationsDeltaVI/OInterface2-WidePower/ControllerCarrier8-WideI/OInterfaceCarrierDINRailI/OCardMountingScrewI/OTerminalBlockDeltaVI/OCardTypesAnalogInputs–AI,8Channel,4to20mA,HART–AI,8Channel,4to20mA–AI,8Channel,1-5v–I.S.AI,8Channel,4to20mA,HART–RTD,8Channel–Thermocouple,8ChannelDeltaVI/OCardTypesDiscreteInputs–DI,8Channel,24VDC,Isolated–DI,8Channel,24VDC,DryContact–DI,8Channel,120VAC,Isolated–DI,8Channel,120VAC,DryContact–DI,8Channel,230VAC,Isolated–DI,8Channel,230VAC,DryContact–HighDensityDI,32Channel,24VDC,DryContact–I.S.DI,16Channel,12VDCI.S.Power–Multifunction,4Channel,DIorPulseInput–SOE(SequenceofEvents),16Channel,StandardDIorSOEDeltaVI/OCardTypesOutputs-AO,8Channel,4to20mA,HART–AO,8Channel,4to20mA–I.S.AO,8Channel,4to20mA–DO,8Channel,120/230VAC,Isolated–DO,8Channel,120/230VAC,HighSide–DO,8Channel,24VDC,Isolated–DO,8Channel,24VDC,HighSide–HighDensityDO,32Channel,24VDC,HighSide–I.S.DO,4Channel,12VDCI.S.PowerDeltaVCommunicationInterfacesFOUNDATIONfieldbusInterface–H1fieldbusInterface,2PortsFOUNDATIONfieldbusH1Carrier–fieldbusDevice,8DIChannelsand8DOChannelsSerialInterfaces–2PortModbusMaster/SlaveProtocol–2PortProgrammableActuatorSensorInterface(AS-i)–2PortAS-iMaster/SlaveProtocolProfibusDP–PortProfibusDPMaster/SlaveProtocol,RS-485TransmissionProfessionalPLUSStationSoftwareLicensesincludedLicensesyo