DCS控制系统原理.ppt

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1、跳转到第一页DCS理论与理论与QCS基础基础2011年年8月月跳转到第一页什么是什么是DCSDCS DCS是分布式控制系统的英文缩写(Distributed Control System)，在国内自控领域又称为集散控制系统。DCS是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物，是目前最先进、最合理的过程控制系统，可以适应各种过程控制的要求。它的过程控制点分散，系统具有很高的可靠性。它通过集中的操作和监控，DCS具有方便的操作和维护性能。DCS具有标准的接口，对外连接更加方便简捷。因此，DCS的主要特点归结为一句话就是“分散控制，集中管理”。跳转到第一页DCSDCS的发展的发展 1975 年美国

2、 Honeyw ell（第一台DCS系统）分散控制系统TDC2000 70年代以模拟量反馈为主，开关量为次，各大公司推出的几十种型号的系统，采用的都是专利网络，通用性差80年代随着计算机的发展与网络开发使各控制厂商更多地采用商业计算机的技术,80年代末许多公司推出新一代的集散系统,其主要特征是新系统的局部网络采用MA P 协议;引用智能变送器与现场总线结构;在控制软件上引入PLC 的顺序控制与批量控制,使DCS 也具有PLC 的功能。90年代第三代DCS，网络协议引入标准化，系统具有开放性，可移植性，互操作性，应用速度及范围更大。跳转到第一页DCSDCS与与PLCPLC的区别的区别 DCSDC

3、SPLCPLC硬件上位机、网络、控制器、I/O接口、现场仪表等单一的控制器软件上位机组态软件、控制器编程软件、通讯接口软件、操作及设计画面人机接口软件等控制器编程软件运算周期相对长由于点数少，周期快特点分布式控制，全局性，控制回路大顺序扫描机制，以时间基准的控制，用于单一控制单元小系统PLCPLCPLCPLC可以说只是可以说只是可以说只是可以说只是DCSDCSDCSDCS系统的一个控制系统的一个控制系统的一个控制系统的一个控制器器器器PLCPLCPLCPLC可以说只是可以说只是可以说只是可以说只是DCSDCSDCSDCS系统的一个控制系统的一个控制系统的一个控制系统的一个控制器器器器跳转到第一

4、页PLC基础知识基础知识跳转到第一页PLC基础知识基础知识跳转到第一页PLC基础知识基础知识相当于相当于相当于相当于电电电电工工工工电电电电路中常开点路中常开点路中常开点路中常开点输输输输入入入入相当于相当于相当于相当于电电电电工工工工电电电电路中路中路中路中输输输输出出出出相当于相当于相当于相当于电电电电工工工工电电电电路中常路中常路中常路中常闭闭闭闭点点点点输输输输入入入入相当于相当于相当于相当于电电电电工工工工电电电电路中并路中并路中并路中并联联联联一个常开点一个常开点一个常开点一个常开点输输输输入入入入相当于相当于相当于相当于电电电电工工工工电电电电路中并路中并路中并路中并联联联联一个

5、常一个常一个常一个常闭闭闭闭点点点点输输输输入入入入相当于相当于相当于相当于电电电电工工工工电电电电路中串路中串路中串路中串联联联联一个常开点一个常开点一个常开点一个常开点输输输输入入入入相当于相当于相当于相当于电电电电工工工工电电电电路中串路中串路中串路中串联联联联一个常一个常一个常一个常闭闭闭闭点点点点输输输输入入入入跳转到第一页DCS组成结构组成结构 DCS DCS DCS DCS的的的的过过过过程控制站是一个完整的程控制站是一个完整的程控制站是一个完整的程控制站是一个完整的计计计计算机系算机系算机系算机系统统统统，主，主，主，主要由要由要由要由电电电电源、高性能的中央源、高性能的中央源

6、、高性能的中央源、高性能的中央处处处处理器（理器（理器（理器（CPUCPUCPUCPU）、网）、网）、网）、网络络络络接口接口接口接口组组组组成。成。成。成。高性能的中央高性能的中央高性能的中央高性能的中央处处处处理器是理器是理器是理器是现场过现场过现场过现场过程控制的中心，存程控制的中心，存程控制的中心，存程控制的中心，存放并运行所有的放并运行所有的放并运行所有的放并运行所有的过过过过程控制程序以及程控制程序以及程控制程序以及程控制程序以及现场仪现场仪现场仪现场仪表数据和控表数据和控表数据和控表数据和控制数据。制数据。制数据。制数据。DCSDCSDCSDCS的控制决策都是由它来的控制决策都是

7、由它来的控制决策都是由它来的控制决策都是由它来执执执执行的。行的。行的。行的。过过过过程控制站的网程控制站的网程控制站的网程控制站的网络络络络接口是同上一接口是同上一接口是同上一接口是同上一级级级级的操作的操作的操作的操作员员员员站和站和站和站和工程工程工程工程师师师师站的站的站的站的连连连连接通道。操作接通道。操作接通道。操作接通道。操作员员员员的操作控制信息和工程的操作控制信息和工程的操作控制信息和工程的操作控制信息和工程师师师师站的站的站的站的组态组态组态组态程序都是通程序都是通程序都是通程序都是通过这过这过这过这一通道一通道一通道一通道发发发发送到送到送到送到过过过过程控制站，程控制站

8、，程控制站，程控制站，过过过过程控制站收集整理的程控制站收集整理的程控制站收集整理的程控制站收集整理的现场现场现场现场数据也是通数据也是通数据也是通数据也是通过这过这过这过这一通道一通道一通道一通道传传传传递递递递到操作到操作到操作到操作员员员员站上。站上。站上。站上。过过过过程控制站同程控制站同程控制站同程控制站同I/OI/OI/OI/O模模模模块块块块之之之之间间间间通通通通过现场总线连过现场总线连过现场总线连过现场总线连接。接。接。接。跳转到第一页DCS组成结构组成结构 一台用于操作、监视、报一台用于操作、监视、报一台用于操作、监视、报一台用于操作、监视、报警、趋势显示、记录和打印报警、

9、趋势显示、记录和打印报警、趋势显示、记录和打印报警、趋势显示、记录和打印报表的表的表的表的PCPCPCPC机。操作员站通常装有机。操作员站通常装有机。操作员站通常装有机。操作员站通常装有操作软件以完成上述功能，并操作软件以完成上述功能，并操作软件以完成上述功能，并操作软件以完成上述功能，并且是通过以太网同过程控制站且是通过以太网同过程控制站且是通过以太网同过程控制站且是通过以太网同过程控制站相连。相连。相连。相连。跳转到第一页DCS组成结构组成结构 一台用于组态过程控制软一台用于组态过程控制软件，诊断、监视过程控制站运件，诊断、监视过程控制站运行情况，供行情况，供DCSDCS工程师开发、工程师

10、开发、测试、维护测试、维护DCSDCS系统使用的计系统使用的计算机。算机。跳转到第一页 DCS通常采用若干个控制器（过程站）对一个生产过程中的众多控制点进行控制，各控制器间通过网络连接并可进行数据交换。生产控制操作采用计算机操作站，通过网络与控制器连接，收集生产数据，传达操作指令。从结构上划分，DCS包括过程级、操作级和管理级。过程级主要由过程控制站、I/O单元和现场仪表组成，是系统控制功能的主要实施部分。操作级包括：操作员站和工程师站，完成系统的操作和组态。管理级主要是指工厂管理信息系统（MIS系统），作为DCS更高层次的应用，目前国内纸行业应用到这一层的系统较少。DCS组成结构组成结构 跳

11、转到第一页DigiVisFreelance 系统结构系统结构现场仪表现场仪表集成集成 FF 总线设备的编程总线设备的编程DigiTool海螺海螺DCSDCSABB-AC800控制器控制器MCC控制柜控制柜电机电机西门子西门子IO模块模块以太网以太网跳转到第一页控制器的总线通讯控制器的总线通讯 我单位大部份设备上的我单位大部份设备上的电机是由操作员在电机是由操作员在DCS（集集散控制系统）室控制启停的，散控制系统）室控制启停的，操作员通过电脑上的画面发操作员通过电脑上的画面发出启停命令，电脑通过网络出启停命令，电脑通过网络向向PLC发出启停信号，发出启停信号，PLC再根据采集到的各类信号再根据采

12、集到的各类信号（电机的状态信号、联锁信（电机的状态信号、联锁信号等）加以判断是否能启停号等）加以判断是否能启停该电机，然后向配电房内的该电机，然后向配电房内的MCC柜发出启停信号，在柜发出启停信号，在MCC柜中的接触器相应作出柜中的接触器相应作出通断电机电源的动作，使电通断电机电源的动作，使电机启动或停止。机启动或停止。跳转到第一页一、符号含一、符号含义义PICPICPICPIC含义含义含义含义P P P P 压压压压力力力力I I I I 指指指指示示示示C C C C 控控控控制制制制TICTICTICTIC含义含义含义含义T T T T 温温温温度度度度I I I I 指指指指示示示示C

13、 C C C 控控控控制制制制FICFICFICFIC含义含义含义含义F F F F 流流流流量量量量I I I I 指指指指示示示示C C C C 控控控控制制制制R R R R 记记记记录录录录C C C C 浓浓浓浓度度度度CRCCRCCRCCRC含义含义含义含义C C C C 控控控控制制制制跳转到第一页一、符号含一、符号含义义（继继）LIALIALIALIA含义含义含义含义L L L L 液液液液位位位位I I I I 指指指指示示示示A A A A 报报报报警警警警PIPIPIPI含义含义含义含义P P P P 压压压压力力力力I I I I 指指指指示示示示HSHSHSHS含义含

14、义含义含义H H H H 手手手手动动动动S S S S 开关阀开关阀开关阀开关阀PIDPIDPIDPID含义含义含义含义P P P P 比比比比例例例例I I I I 积积积积分分分分D D D D 微微微微分分分分PIDPIDPIDPID用来调整动作响应时间与灵敏度的用来调整动作响应时间与灵敏度的用来调整动作响应时间与灵敏度的用来调整动作响应时间与灵敏度的跳转到第一页二、参数设定二、参数设定操作操作操作操作员员员员点点点点击这击这击这击这里，里，里，里，出出出出现现现现基本参数基本参数基本参数基本参数设设设设置置置置高高高高级级级级用用用用户户户户点点点点这这这这里里里里出出出出现现现现P

15、IDPIDPIDPID设设设设置窗口置窗口置窗口置窗口跳转到第一页三、设备控制三、设备控制液位、流量、液位、流量、液位、流量、液位、流量、阀阀阀阀位位位位4-20mA4-20mA4-20mA4-20mA送入送入送入送入AIAIAIAI模模模模块块块块1756IF161756IF161756IF161756IF16数据通数据通数据通数据通过过过过以太网送入上位机以太网送入上位机以太网送入上位机以太网送入上位机数据通数据通数据通数据通过过过过以太网送入控制器以太网送入控制器以太网送入控制器以太网送入控制器控制器送出控制器送出控制器送出控制器送出4-20mA4-20mA4-20mA4-20mA信号到

16、信号到信号到信号到现场调节阀现场调节阀现场调节阀现场调节阀1756OF81756OF81756OF81756OF8MCCMCCMCCMCC送入控制器开关量信号：送入控制器开关量信号：送入控制器开关量信号：送入控制器开关量信号：准准准准备备备备、运行、故障、运行、故障、运行、故障、运行、故障模模模模拟拟拟拟量信号：量信号：量信号：量信号：电电电电流、流、流、流、频频频频率反率反率反率反馈馈馈馈控制器送控制器送控制器送控制器送给给给给MCCMCCMCCMCC开关量信号：开关量信号：开关量信号：开关量信号：启停信号启停信号启停信号启停信号模模模模拟拟拟拟量：量：量：量：频频频频率率率率给给给给定定定

17、定跳转到第一页四、四、DCS故障识别与处理故障识别与处理开关开关开关开关阀阀阀阀DCSDCSDCSDCS画面出画面出画面出画面出现闪烁现闪烁现闪烁现闪烁表示开关表示开关表示开关表示开关阀阀阀阀到位信号未收到到位信号未收到到位信号未收到到位信号未收到检查阀门检查阀门检查阀门检查阀门是否卡死，是否卡死，是否卡死，是否卡死，DCSDCSDCSDCS柜保柜保柜保柜保险丝险丝险丝险丝是否断等是否断等是否断等是否断等同同同同时时时时我我我我们们们们可以可以可以可以查查查查看开关看开关看开关看开关阀阀阀阀控制窗口控制窗口控制窗口控制窗口阀门阀门阀门阀门异常异常异常异常时时时时“阀门阀门阀门阀门状状状状态态态

18、态”与与与与“阀门阀门阀门阀门命令命令命令命令”将出将出将出将出现现现现不一致，在不一致，在不一致，在不一致，在报报报报警状警状警状警状态栏态栏态栏态栏中也中也中也中也会出会出会出会出现现现现故障提示故障提示故障提示故障提示阀门闪阀门闪阀门闪阀门闪烁烁烁烁跳转到第一页DCS故障识别与处理（继）故障识别与处理（继）调节阀调节阀调节阀调节阀故障：故障：故障：故障：阀阀阀阀位已打开很大，位已打开很大，位已打开很大，位已打开很大，但流量、但流量、但流量、但流量、压压压压力力力力显显显显示不正常示不正常示不正常示不正常数据没有或数数据没有或数数据没有或数数据没有或数值值值值固定不固定不固定不固定不动动动

19、动调节阀调节阀调节阀调节阀控制窗口中控制窗口中控制窗口中控制窗口中实际阀实际阀实际阀实际阀位与回路位与回路位与回路位与回路输输输输出出出出显显显显示示示示值值值值偏差太大偏差太大偏差太大偏差太大处处处处理：理：理：理：检查阀门检查阀门检查阀门检查阀门、流量、流量、流量、流量计计计计、压压压压力力力力变变变变送器等送器等送器等送器等现场仪现场仪现场仪现场仪表表表表检查检查检查检查DCSDCSDCSDCS柜各柜各柜各柜各连连连连接点、保接点、保接点、保接点、保险丝险丝险丝险丝、电电电电源及源及源及源及输输输输入、入、入、入、输输输输出出出出4-20mA4-20mA4-20mA4-20mA信号是否正

20、常信号是否正常信号是否正常信号是否正常数据没有或数数据没有或数数据没有或数数据没有或数值值值值不不不不动动动动表示网表示网表示网表示网络传输络传输络传输络传输可能有可能有可能有可能有问题问题问题问题，检查检查检查检查网网网网络线络线络线络线及及及及电脑电脑电脑电脑跳转到第一页DCS故障识别与处理（继）故障识别与处理（继）在流量在流量在流量在流量计录计录计录计录窗口窗口窗口窗口出出出出现现现现流量波流量波流量波流量波动动动动处处处处理：理：理：理：检查现场仪检查现场仪检查现场仪检查现场仪表表表表检查检查检查检查工工工工艺设艺设艺设艺设定定定定检查检查检查检查PIDPIDPIDPID参数参数参数参

21、数电脑电脑电脑电脑断断断断电电电电引起引起引起引起波型波型波型波型图图图图无无无无记录记录记录记录段段段段跳转到第一页DCSDCS组态介绍组态介绍 组态(configuration)它是指通过专用的软件来定义系统的过程。定义过程站各模块的排列位置和类型的过程叫过程站硬件组态过程站硬件组态过程站硬件组态过程站硬件组态；定义过程站控制策略和控制程序的过程叫控制策控制策控制策控制策略组态略组态略组态略组态；定义操作员站监控程序的过程叫操作操作操作操作员站组态员站组态员站组态员站组态；定义系统网络连接方式和各站地址的过程叫网络组态网络组态网络组态网络组态。XXXXXXXX机机DCSDCS用的是用的是RockwellRockwell RSLogixRSLogix 5000 5000组态软件组态软件人机接口画面用人机接口画面用RSRSView32View32View32View32软件实现监控软件实现监控软件实现监控软件实现监控I/O 组态组态跳转到第一页完完