集散控制系统的设计
DCS题
1.集散控制系统有分散过程控制装置、集中操作管理装置、通信系统等三部分组成。
（）2.集散控制系统有分散过程控制装置、数据采集站、通信系统等三部分组成。
（）3.操作站、工程师站和监控计算机构成DCS的人机接口。
（）4.分散过程控制装置是人与DCS联系的人机接口。
（）5.分散过程控制装置是DCS与生产过程联系的接口。
（）6.现场控制站和数据采集站用以完成数据采集与处理和分散控制任务。
（）7.现场控制站和数据采集站用以完成数据采集与处理和信息综合管理任务。
（）8.系统构成灵活、操作管理复杂、控制功能丰富、信息资源共享等是集散控制系统的特点。
（）9. 集散控制系统的硬件采用冗余技术和容错技术。
（）10. 集散控制系统的软件采用程序分段、模块化设计和容错技术。
（）11. CS 3000系统是由操作站、现场控制站、工程师站、通信总线、通信网关等部分所组成的。
（）12.TPS系统出现特定编号输入不关断的原因是OUT指令使用了该输入号，或者输入回路不良。
（）13.DCS系统接地一般有2个：仪表信号地和安全保护地。
（）14.同轴电缆的阻抗一般为75Ω。
（）15.RS232C使用正逻辑。
（）16.现场总线是一条连接现场智能设备与自动化系统的全数字、双向通讯线路。
（）17.ST3000智能变送器与DCS之间通讯协议相同就可以互相通信。
（）18.插拔DCS卡件时，为防止人体静电损伤卡体上的电气元件，应在系统断电后插拔。
（）19.UPS主要用于自控系统和DCS电源，保证电源故障时控制系统的长期运行。
（）20.路由器是一个工作在物理层的网络设备。
（）21.DCS的负荷分散是由于负荷能力不够而进行负荷分散的。
（）22.工程师站与操作站在硬件上有明显的界限。
（）23.控制管理级主要是实施生产过程的优化控制。
（）24.交换机是一个工作在物理层的网络设备。
（）25.网桥是一个工作在数据链路层的网络设备。
（）26.过程显示画面有利于了解整个DCS的系统连接配置。
集散控制系统
Cnet
基本 控制单元
M 常规仪表
过程控制站
通信 接口
基本 控制单元
基本 控制单元
Cnet
基本 控制单元
Fnet
现场总线仪表
数据采集站
通信 接口
数据输入 输出单元
数据输入 输出单元
Cnet
数据输入 输出单元
常规仪表
过程控制站的系统结构
过程控制站
通信 接口
基本 控制单元
基本 控制单元
Cnet
基本 控制单元
11
1.3 集散控制系统的硬件结构
管理 计算机
管理 计算机
Mnet
运行员 操作站
运行员 操作站
Snet
运行员 操作站
工程师 工作站
计算站
过程控制站
通信 接口
基本 控制单元
基本 控制单元
Cnet
基本 控制单元
M 常规仪表
过程控制站
通信 接口
基本 控制单元
基本 控制单元
Cnet
基本 控制单元
Fnet
现场总线仪表
3
1.1.2 控制级
控制级主要由过程控制站和数据采集站构成。一般在实际 应用中，把过程控制站和数据采集站集中安装在位于主控 室后的电子设备室中。过程控制站接收由现场设备，如传 感器、变送器来的信号，按照一定的控制策略计算出所需 的控制量，并送回到现场的执行器中去。过程控制站可以 同时完成连续控制、顺序控制或逻辑控制功能，也可能仅 完成其中的一种控制功能。
现场级设备一般位于被控生产过程的附近。典型的现场级 设备是各类传感器、变送器和执行器。它们将生产过程中 的各种物理量转换为电信号，例如将4~20mA的电信号(一 般变送器)或符合现场总线协议的数字信号(现场总线变送 器)，送往控制站或数据采集站；或者将控制站输出的控制 器信号(4~20mA的电信号或现场总线数字信号)转换成机械 位移，带动调节机构，实现对生产过程的控制。
DCS简介
DCS(集散控制系统)简介集散控制系统简称DCS，也可直译为“分散控制系统”或“分布式计算机控制系统”。
它采用控制分散、操作和管理集中的基本设计思想，采用多层分级、合作自治的结构形式。
其主要特征是它的集中管理和分散控制。
目前DCS在电力、冶金、石化等各行各业都获得了极其广泛的应用。
DCS通常采用分级递阶结构，每一级由若干子系统组成，每一个子系统实现若干特定的有限目标，形成金字塔结构。
可靠性是DCS发展的生命，要保证DCS的高可靠性主要有三种措施：一是广泛应用高可靠性的硬件设备和生产工艺；二是广泛采用冗余技术；三是在软件设计上广泛实现系统的容错技术、故障自诊断和自动处理技术等。
当今大多数集散控制系统的MTBF可达几万甚至几十万小时。
1.集散控制系统的发展趋势近年来，在DCS关联领域有许多新进展，主要表现在如下一些方面。
(1)系统功能向开放式方向发展传统DCS的结构是封闭式的，不同制造商的DCS之间难以兼容。
而开放式的DCS将可以赋予用户更大的系统集成自主权，用户可根据实际需要选择不同厂商的设备连同软件资源连入控制系统，达到最佳的系统集成。
这里不仅包括DCS与DCS的集成，更包括DCS与PLC、FCS及各种控制设备和软件资源的广义集成。
(2)仪表技术向数字化、智能化、网络化方向发展工业控制设备的智能化、网络化发展，可以促使过程控制的功能进一步分散下移，实现真正意义上的“全数字”、“全分散”控制。
另外，由于这些智能仪表具有的精度高、重复性好、可靠性高，并具备双向通信和自诊断功能等特点，致使系统的安装、使用和维护工作更为方便。
(3)工控软件正向先进控制方向发展广泛应用各种先进控制与优化技术是挖掘并提升DCS综合性能最有效、最直接、也是最具价值的发展方向，主要包括先进控制、过程优化、信息集成、系统集成等软件的开发和产业化应用。
在未来，工业控制软件也将继续向标准化、网络化、智能化和开放性发展方向。
(4)系统架构向FCS方向发展单纯从技术而言，现阶段现场总线集成于DCS可以有三种方式：①现场总线于DCS系统I/O总线上的集成――通过一个现场总线接口卡挂在DCS的I/O总线上，使得在DCS控制器所看到的现场总线来的信息就如同来自一个传统的DCS设备卡一样。
DCS 技术规范书
集散控制系统（DCS ）系统技术规范书本技术规范书为而提出技术上的规范和说明，内容包括供系统方案、控制点类型及数量、硬件和软件配置、功能规范、技术要求、验收试验、辅助设备技术要求等必需的其它事项。
本技术规范书提供给集散控制系统（DCS ）系统设备及技术服务卖方，作为其编写技术建议书和报价之用。
一． 当地气候条件： 温度： -24.2℃～41.5℃ 相对湿度： 月平均最大相对湿度 82% 地区大气压：年平均气压1014 毫巴 二． 系统构成方案：冗余以太网控制柜(混装）工程师站(兼操作员站）操作员站（兼OPC 服务器）接工厂MES 系统操作员站 （OP51）工程师站 （OP53）操作员站 （OP52）操作员站 （OP53） 1#交换机 （128网） 2#交换机 （129网）打印机 I/O 信号现场A B B 控制器A 控制器I/O 站 （10#）OPC 服务器工厂MES 管理系统服务器现场I/O 信号以下图号在本系统上运行： （1）常压炉部分图号：212122B-00-Y-1/10 （2）低温热部分图号：212122B-00-Y-1/13 （3）燃料部分图号：212122B-00-Y-1/18（4）可燃气探测报警部分图号：212122A-00-K-1/1 （新增）DCS 系统新旧系统界限三．制造标准ISO 国际标准化组织标准IEC 国际电工委员会标准ANSI/NFPA 70 国家电气规范ISA IPTS 68 热电偶换算表ISA RP55.1 数字处理计算机硬件测试SAMA PMS 22.1 仪表和控制系统的功能图表示法ANSI/NEMA ICS4 工业控制设备和系统的端子排ANSI/NEMA ICS6 工业控制设备和系统外壳SH3005-1999 《石油化工自动化仪表选型设计规范》SH3006-1999 《石油化工控制室和自动分析器室设计规范》SH3082-2003 《石油化工仪表供电设计规范》SH3081-2003 《石油化工仪表接地设计规范》制造厂标准四．新增及预留点数统计：五．集散控制系统（DCS）系统技术要求1.一套完整的DCS系统配置，含1个控制站，1个工程师（兼做操作员站）、1个操作员（兼做OPC服务器），完整的软、硬件配置，操作员站配置见《操作站硬件配置表》；操作站硬件配置表：2.要求DCS系统配电及通信冗余配置；3.要求系统功能应具有数据采集、控制运算、控制输出、设备和状态监视、报警监视、远程通信、实时数据处理和显示、历史数据管理、日志记录、事故顺序识别、事故追忆、图形显示、控制调节、报表打印、高级计算，以及所有这些信息的组态、调试、打印、下载、诊断等功能。
集散控制系统
集散控制系统（Distributed control system）是以微处理器为基础的对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的集中分散控制系统，简称DCS系统。
是相对于集中式控制系统而言的一种新型的计算机控制系统，它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。
它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（Computer）、通信（communication）、显示（CRT）和控制（Control）等4C技术，其设计原则是分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调，大大提高了系统的可靠性。
DCS由上而下形成多级控制结构，即过程控制级、集中监控级和生产管理级，采用网络方式实现各级间的信息传递。
DCS既不同于分散的常规仪表控制系统，又不同于集中式计算机控制系统，而是吸收了两者的优点，在它们的基础上发展起来的一门系统工程技术，具有很强的生命力和显著地优越性。
1975年12月，美国霍尼韦尔（HoneyWell）公司推出TDC-2000集散控制系统，成为最早提出集散控制系统设计思想的开发商。
从而开始了DCS的初创阶段（1975-1980）这个时期的系统的特点是：比较注重控制功能的实现，系统的设计重点是现场控制站；系统的人机界面功能则相对较弱，在实际中只用CRT操作站进行现场工况的监视，使得提供的信息也有一定的局限；在功能上更接近仪表控制系统；各个厂家的系统均由专有产品构成，包括高速数据通道、现场控制站、人机界面工作站及各类功能性的工作站等，不仅系统的购买价格高，系统的维护运行成本也高。
可以说，DCS的这个时期是超利润时期，其应用范围也受到一定的限制。
第二阶段（1980-1985）是DCS的成熟期。
这一时期的DCS系统最大的特点是引入了局域网作为系统骨干，按照网络节点的概念组织过程控制站、中央操作站、系统管理站及网关，使得系统的规模、容量进一步增加，系统的扩充有更大的余地，也更加方便在功能上，这个时期的DCS逐步走向完善，除回路控制外，还增加了顺序控制、逻辑控制等功能，加强了系统管理站的功能，可实现一些优化控制和生产管理。
集散式控制系统(DCS)开发及应用方案(一)
集散式控制系统（DCS）开发及应用方案一、实施背景随着工业4.0的到来，产业结构逐渐向智能化、自动化、信息化方向发展。
在此背景下，企业越发重视生产过程的优化与控制。
传统的手动控制和集中式控制系统已无法满足现代工业生产的需求，因此开发集散式控制系统（DCS）成为产业发展的必然趋势。
二、工作原理集散式控制系统（DCS）是一种分布式控制系统，它将控制功能分散到多个智能节点，实现多点控制。
每个智能节点都具备独立的处理能力，可以自主完成局部控制任务，同时又通过通信网络相互连接，实现信息共享和全局控制。
这种系统结构提高了控制效率，降低了控制风险，并可以根据实际生产需求进行灵活的配置和扩展。
三、实施计划步骤1.需求分析：明确控制对象和控制要求，分析现有设备和工艺流程，为系统设计提供依据。
2.系统设计：根据需求分析结果，设计系统的硬件架构、软件功能和网络拓扑结构。
3.硬件选型与配置：选择合适的处理器、传感器、执行器等硬件设备，并配置到相应的智能节点上。
4.软件开发：编写控制算法、数据处理和通信协议等软件程序，实现系统的各项功能。
5.系统集成与调试：将各个智能节点连接起来，进行系统集成和调试，确保系统的稳定性和可靠性。
6.用户培训与文档编写：对用户进行操作培训，编写用户手册和维修手册等文档资料。
7.项目验收与推广：完成项目验收，收集用户反馈，对系统进行持续优化和推广。
四、适用范围集散式控制系统（DCS）适用于各种工业生产领域，如石油化工、电力、制药、食品加工等。
它适用于大型生产线和复杂工艺流程的控制，同时也可以用于小型工厂和实验室的自动化控制。
五、创新要点1.分布式架构：采用分布式控制系统结构，将控制功能分散到多个智能节点上，提高了系统的可靠性和灵活性。
2.智能节点自治：每个智能节点具有独立的处理能力，可以自主完成局部控制任务，降低了对中心控制器的依赖。
3.信息共享与全局控制：通过通信网络实现信息共享和全局控制，提高了生产过程的协调性和一致性。
DCS集散控制系统设计组态及应用
基本内容
概述 DCS集散控制系统是一种广泛应用于工业生产过程的控制系统，它通过将 过程控制功能分散到多个独立的控制器节点，实现对生产过程的集中监控和分 散控制。DCS集散控制系统具有高可靠性、灵活性和扩展性，它已经成为现代 工业自动化领域的重要支柱。
设计组态 DCS集散控制系统的设计组态是整个系统的基础，它主要包括以下几 个步骤：
6、系统测试与调试：完成设计后，需要对DCS集散控制系统进行测试和调试， 确保系统功能的正确性和可靠性。
3、扩展性：DCS集散控制系统采 用模块化设计
1、石油化工行业：在石油化工行业中，DCS集散控制系统广泛应用于炼油、乙 烯、化肥等生产过程中，实现对工艺流程的精确控制和优化，提高生产效率和 产品质量。
背景分析： DCS集散型控制系统的发展历程可以追溯到20世纪70年代，当时 由于单台计算机可靠性的限制，为了提高控制系统的可靠性，人们开始采用多 台计算机共同完成控制任务的方式。随着计算机技术、通信技术和控制技术的 不断发展，DCS集散型控制系统逐渐形成了成熟的技术体系。目前，DCS集散 型控制系统已经发展成为一种高可靠性、高灵活性、高可扩展性和易维护性的 自动化控制系统，成为工业生产过程中的重要支撑技术。
参考内容二
引言
分布式控制系统（DCS）是一种广泛应用于工业生产领域的计算机控制系统。 它通过将传感器、执行器和控制单元等设备集成在一个系统中，实现对生产过 程的实时监控和优化控制。本次演示将探讨DCS系统的设计原则以及先进控制 在DCS系统中的应用。
系统设计
1、确定系统结构
DCS系统的结构包括控制器选择、网络通信和人机界面设计等。控制器是系统 的核心，负责执行控制算法和协调各个设备的工作。根据生产过程的复杂程度 和实际需求，选择合适的控制器，如PLC、DCS等。网络通信系统负责数据传 输和设备之间的信息交互，通常采用工业以太网或现场总线等技术。人机界面 设计需考虑操作人员的需求，提供友好、直观的控制界面，方便操作人员监控 和控制生产过程。
集散控制系统课程设计
集散控制系统课程设计前言集散控制系统作为工业自动化领域的重要组成部分，常被用于生产过程的自动化、优化和控制，其在工业领域的应用越来越广泛，成为控制技术研究的热点。
本课程设计主要介绍集散控制系统的设计和应用。
实验介绍实验目的本实验的目的是设计一个基于PLC控制器的集散控制系统，并利用该系统完成一个简单的物流控制过程，实现对电机、传感器等设备的控制和监控。
实验材料•PLC控制器•电机•传感器•交流电源•接线端子•电缆等实验要求•设计一个完整的物流控制过程，并在PLC控制器中进行编程实现。
•利用传感器对物流状态进行实时监测，如物流状态是否正常、是否有阻塞等。
•实现对电机的开启、关闭和速度控制等功能。
•实现物流状态信息的实时显示和报警处理，在出现异常情况时及时报警。
实验步骤1.搭建实验装置–将PLC控制器、电机、传感器等设备按照设计要求连接。
–注意接线的正确性和电缆的防护。
2.编写PLC控制程序–根据设计要求，利用PLC编程语言设计完整的物流控制过程。
–包括电机控制、传感器监测、物流状态信息显示和报警处理等功能。
3.进行调试和测试–将编好的程序下载到PLC控制器中，并进行测试。
–调试程序，时刻注意物流状态的正常与否。
–测试系统对异常情况的控制和处理能力。
实验结果与分析经过实验，本设计的集散控制系统能够完成对物流控制过程的自动控制和监控等操作，实现对电机、传感器等设备的控制和监控，实时监测物流状态信息，并在出现异常情况时及时报警。
值得注意的是，在设计和编写PLC程序的过程中，需要注意如下几点：1.确定物流控制过程的具体功能要求，如何控制电机、如何监测传感器等。
2.合理设计程序的逻辑框图，将控制和监测等操作进行联系并实现。
3.着重考虑异常情况的处理和报警功能，保障系统的稳定性和可靠性。
实验总结本实验通过设计和实现一个基于PLC控制器的集散控制系统，加深了我们对工业自动化技术的认识，提高了我们的动手能力和解决实际问题的能力。
集散控制系统
1）机柜
现场控制单元的机柜一般是用金属材料制成的立式柜。 柜内装有多层机架，供安装电源和各种模件之用，电源
通常放在最上层或最下层，柜内的其它层可用来横向排 列所配置的各种模件。 随系统而异，柜内纵向一般分6～8层，横向可插4～12 个模件。现场控制单元的标准机柜式结构。
2）机笼
采用金属框架和母板组成，被安装在机柜内，最多安 装1个电源机笼和6个模件机笼。
I/O卡常用类型
1）模拟量输入（AI）模件 基本功能：多路输入的各种模拟电信号进行采样、滤波、放大、
隔离、输入开路检测、误差补偿及必要修正（如热电偶冷端补偿、 电路性能漂移校正等）、向工程单位转化、模拟量/数字量转换， 以提供准确可靠的数字量。 2）模拟量输出（AO）模件。 主要功能：将输出的数字量信号转换成外部过程控制仪表或装置 可接受的模拟量信号，用来驱动各种执行机构控制生产过程，或 为模拟式控制器提供给定值，或为记录仪表和显示仪表提供模拟 信号。
5）脉冲量输入（PI）模件 将输入的脉冲量转换成与之对应的且计算机可识别的数字量。
操作站——人机接口设备
——人与系统互通信息、交互作用的设备，属于DCS的监 控级。生产过程高度自动化仍需要操作人员对生产过程、 设备状态进行监视、判断、分析、决策和某些干预，特 别是生产过程发生故障时更是如此。
其功能流程见下图所示。
控制层软件的组成
1．现场I/O驱动软件 主要完成I/O 模件驱动，完成过程量输入/输出，采集现场数据，输出处理 后的控制信号数据。
2．输入数据预处理软件 主要完成如滤波处理、除去不良数据、工程量转换、统一计量单位等工 作，以便用真实地数字值还原现场值，为下步计算做准备。
3.报表打印
4.人机接口
DCS控制层软件
集散型控制系统的设计和应用
集散型控制系统的设计和应用第章集散型控制系统的设计与应用集散型控制系统的设计集散型控制系统的评价准则与选择原则集散型控制系统的调试、安装与验收集散型控制系统的应用实例第七章DCS的设计应用集散型控制系统的设计DCS是综合性很强的控制系统它采用诸多复杂的计算机技术、各种类型的通信技术、电子与电气技术以及控制系统技术。
DCS所控制的往往都是大范围的对象涉及各种类型的控制、监视和保护功能。
DCS在应用过程中有各种技术人员和管理人员参与。
DCS是针对某一工艺系统的设计。
本章将从工程设计程序的角度来说明这些问题。
通常把工程设计分成以下几个阶段：总体设计初步设计详细设计第七章DCS的设计应用总体设计在工程设计的开始阶段要对DCS所应完成的基本任务做出设计这时的设计实际上是对DCS的功能提出要求这些功能通常是由用户提出。
DCS的控制范围设备的形式、作用、复杂程度决定了该设备是否适合采用DCS控制。
DCS的控制深度几乎任何一台主要设备都不是完全受DCS控制只是部分受DCS控制。
DCS的控制方式即DCS的运行方式要确定以下内容：人机接口的数量辅助设备的数量DCS的分散程度。
在设计的过程中要经常权衡性能与价格两方面的因素设计的级别越高需要权衡的问题就越多从经济方面来说总体设计的意义重大就在于此。
第七章DCS的设计应用初步设计初步设计是介于总体设计与详细设计之间的设计其基本任务是在总体设计的基础上为DCS的每一个部分做出典型的设计为DCS所控制的每一个工艺环节提出基本的控制方案。
初步设计的主要内容硬件初步设计的内容满足已基本确定的工程对DCS硬件的要求及DCS对相关接口的要求。
即确定系统IO点确定DCS硬件。
软件初步设计的内容设计的结果应使工程师可以在此基础上设计组态图。
人机接口设计的内容决定了今后工程设计的风格。
第七章DCS的设计应用初步设计过程中应注意的问题初步设计是在总体设计的原则下进行的而不是对总体设计的调整。
集散控制系统(DCS)导论
制药行业
用于监控和调节制药生产过程 中的各种参数，确保药品质量 和生产的稳定性。
食品行业
用于监控和调节食品加工过程 中的各种参数，确保食品质量
和生产的卫生安全性。
02
DCS的体系结构
硬件体系结构
操作站
提供人机界面，方便操作员监 控和操作整个系统。
服务器
提供数据存储、备份、恢复等 功能。
现场控制站
负责采集和处理现场数据，执 行控制算法，输出控制信号。
工程师站
用于开发和维护系统，配置系 统参数，组态软件等。
输入输出设备
如传感器、执行器等，用于与 现场设备进行通信。
软件体系结构
系统软件
包括操作系统、数据库管理系统等，是整个 系统的支撑软件。
应用软件
根据具体控制需求开发的专用软件，实现特 定的控制功能。
人机界面技术
总结词
人机界面技术提供操作员与系统之间的交互界面，使操作员能够监控和控制系统的运行。
详细描述
人机界面技术包括图形界面设计、动态数据展示、操作控制、报警处理等功能。它使用计算机显示技 术，以图形、文本、动画等形式展示系统状态和数据，并提供操作工具，如鼠标、键盘等输入设备。
控制算法与策略
起源
20世纪70年代，随着计算机技术和自动化技术的发展，DCS开始 出现。
初期应用
初期主要应用于石油、化工等连续性生产行业。
发展趋势
随着技术的发展，DCS逐渐向智能化、网络化、集成化方向发展。
DCS的应用领域
石油、化工行业
用于监控和调节各种工艺参数 ，提高生产效率和产品质量。
电力行业
用于监控和调节电站运行过程 中的各种参数，确保电力生产 的安全和稳定。
DCS题库——精选推荐
一、填空1.数字量信号包括和；模拟量信号包括和信号。
2.操作站的基本功能包括、、、系统组态、系统维护、报告生成。
3.现场控制站的基本功能包括、、、、和。
4.常用的通信介质主要有、和。
5.集散控制系统又称为英文简称，现场总线控制系统简称为。
6.趋势画面包括和两类。
7.DCS发展是以4C技术为基础，4C 指，、、、。
8.过程检测和控制流程图用文字符号中，TRC-210、LIC-101、PT-104分别表示温度记录控制功能、和功能。
9.在DCS中，控制算法的编程是在站上完成的，工作人员对现场设备的监视是在站上完成的。
DCS的数据库在中。
10.集散控制系统的组态包括和。
11.列举你知道的DCS系统有、、等。
12.集散控制系统是以为基础的集中分散型控制系统。
集散控制系统的主要特点是和。
13.接地按其作用可分为和两大类。
14.集散型控制系统的回路控制功能由完成。
15、集散型控制系统采用危险分散、控制分散，而操作和管理集中的基本设计思想，形成“分散、集中”的结构形式，适应现代化的生产和管理要求。
16、集散型控制系统中PCU指，OS指，ES指。
17、集散控制系统的安全性包含三方面的内容：、、。
18、集散控制系统是、、和、相结合的产物。
19、集散控制系统的性能评估指标有、易操作性、、、开放性和等。
20.DCS的软件构成包括，，。
21、OPC规范为OPC服务器规定接口和自动化接口两种接口。
22、年，世界上第一套集散控制系统由公司首先向市场推出，其型号是。
23、操作站的基本功能包括显示、操作、报警、系统组态、和报告生成。
24、集散控制系统启动运行的上电顺序是、过程控制站、操作节点计算机。
25、报警处理的操作包括和消声操作操作。
26、集散型控制系统采用危险分散、控制分散，而操作和管理集中的基本设计思想，形成“分散、集中”的结构形式，适应现代化的生产和管理要求。
27、集散型控制系统是计算机(Computer)、通信(Communication)、CRT显示和控制(Control)技术简称技术发展的产物。
第四章 集散控制系统的主要技术与应用实例
• 同时，项目组还要拟定项目管理计划，包括： • (1) 技术联络会的具体时间，每次联络会准备落 实和解决的问题。 • (2) 相关各方的资料交接时间。 • (3) 项目实施具体的工期计划(包括设计、组态、 检验、出厂、安装、调试及验收等阶段)。 • (4) 项目相关各单位人员的具体分工和责任。 • (5) 用户培训计划：时间、地点、培训内容等。 • (6) 应用工程软件组态计划。 • (7) 硬件说明书提交时间等等。
（3. ）人机接口的设计
• 人机接口的初步设计规定了今后设计的风 格，这一点在人机接口设计方面表现得非 常明显，如颜色的约定、字体的形式、报 警的原则等。良好的初步设计能保持今后 详细设计的一致性，这对于系统今后的使 用非常重要，人机接口的初步设计内容与 DCS的人机接口形式有关，这里所指出的只 是一些最基本的内容。
?1画面的类型与结构这些画面包括工艺流程画面过程控制画面如趋势图面板图等系统监控画面等结构是指它们的范围和它们之间的调用关系确定针对每个功能需要有多少幅画面要用什么类型的画面完成控制与监视任务
第四章 集散控制系统的主要 技术与应用实例
第四章 集散控制系统的主要技 术与应用实例
• • • • 4.1 集散控制系统的设计 集散控制系统的调试、 4.2 集散控制系统的调试、安装与验收 4.3集散控制系统的评价与选择 4.3集散控制系统的评价与选择 4.4集散控制系统的应用实例 4.4集散控制系统的应用实例
• (1) 画面的类型与结构，这些画面包括工 艺流程画面、过程控制画面(如趋势图、面 板图等)、系统监控画面等，结构是指它们 的范围和它们之间的调用关系，确定针对 每个功能需要有多少幅画面，要用什么类 型的画面完成控制与监视任务。 • (2) 画面形式的约定，约定画面的颜色、 字体、布局等方面的内容。 • (3) 报警、记录、归档等功能的设计原则， 定义典型的设计方法。 • (4) 人机接口其他功能的初步设计。
集散控制系统原理及应用教材PPT
集散控制系统原理及应用集散控制系统的工程设计
一、图形符号和文字符号
♫ 过程显示图形符号和文字符号
P&I D中的设备图形符号见标准 ♫ 设计符号的应用示例 功能图应用示例：见表5-6 分散控制、共用显示、逻辑和计算机系统设计符号的应用示例 ：见表5-7 计算机控制的图形符号示例：见表5-8 设定值监督控制图形符号示例：见表5-9 现场总线控制系统应用示例：见表5-10
AMS智能设备管理系统的优点：
集散控制系统原理及应用集散控制系统的工程设计
二、集散控制系统的工程设计 ♫ 施工图设计的基本程序
♫ 工程设计中有关专业的相互关系 自控专业与工艺专业；电气专业；设备专业；建筑结构专业； 采暖通风专业等专业的关系 ♫ 工程组态 过程显示画面：主要内容；操作画面分页；颜色配置；数据显示；注意
集散控制系统原理 及应用
集散控制系统原理及应用集散控制系统的工程设计
一、图形符号和文字符号 ♫ 分散控制、共用显示、逻辑和计算机系统的设计符号 图 形 符 号
集散控制系统原理及应用集散控制系统的工程设计
一、图形符号和文字符号 ♫ 分散控制、共用显示、逻辑和计算机系统的设计符号
文字符号 共用控制/共用显示的文字符号与过程检测和控制流程图用文 字符号相同 见表5-5
全措施；
集散控制系统原理及应用集散控制系统的工程设计
三、招标文件编制和选型 ♫ 招标文件编制 集散控制系统选型和评估
招标文件的编制：先进性；公正性；语言的精炼性和确定性；
招标文件主要内容：
♫ 集散控制系统评估 偏离表法：筛除价格高、偏离技术要求大的厂商 矩阵表法：符合要求的产品中拔长（取性能价格比优者） ♫ 现场总线控制系统评估 现场总线仪表和外部设备统计 现场总线控制系统评估
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
前言计算机控制技术在通信、遥感、无损检测、智能仪器、工业自动控制等工程领域有着广泛的应用。
在开发计算机控制系统时，程序设计是很多技术人员要面临的问题。
在高校和科研院所，有众多的研究人员在使用各种计算机控制系统，他们都迫切需要相关的书籍来学习相关的编程技术。
组态软件是标准化、规模化、商品化的通用工控开发软件，只需进行标准功能模块的软件组态和简单的编程，就可以设计出标准化、专业化、通用性强、可靠性高的上位机人机界面工控程序，且工作量较小，开发调试周期短，对程序设计员要求低，因此，组态软件是性能优良的软件产品，成为开发上位机工控程序的主流开发工具。
近几年来，随着计算机软件技术的发展，组态软件技术的发展也非常迅速，可以说是到了令人目不暇接的地步，特别是图形界面技术、面向对象编程技术，组件技术的出现，使原来单调、呆板、操作麻烦的人机界面变得耳目一新，因此，除了一些小型的工控系统需要开发者自己编写应用程序，凡属于大中型的工控系统，最明智的办法应该是选择一个合格的组态软件。
然而，集散控制系统则是一个很好的选择。
分布式集散控制系统是由多台计算机分别控制生产过程中多个控制回路，同时又可集中获取数据集中管理和集中控制的自动控制系统。
分布式集散控制系统采用微处理机分别控制各个回路，而用中小型工业控制计算机或高性能的微处理机实施上一级的控制，各回路之间和上下级之间通过高速数据通道交换信息。
分布式集散控制系统具有数据获取直接，数字控制人机交互以及监控和管理等功能。
分布式集散控制系统是在计算机监督控制系统直接数字控制系统和计算机多级控制系统的基础上发展起来的，是生产过程的一种比较完善的控制与管理系统。
在分布式集散控制系统中，按地区把微处理机安装在测量装置与控制执行机构附近，将控制功能尽可能分散，管理功能相对集中。
这种分散化的控制方式能改善控制的可靠性不会由于计算机的故障而使整个系统失去控制，当管理级发生故障时过程控制级控制回路仍具有独立控制能力，个别控制回路发生故障时也不致影响全局与计算机多级控制系统。
相比，分布式控制系统在结构上更加灵活，布局更为合理和成本更低。
因此，以后的发展用途将会更广泛。
一、锅炉概述锅炉是一种生产蒸汽的换热设备。
它通过煤、油或天然气等燃料的燃烧释放出化学能，并通过传热过程把能量传递给水，使水转变成蒸汽，蒸汽直接供给工业生产中所需的热能，或通过蒸汽动力机械转换为机械能，或通过汽轮发电机转换为电能。
所以锅炉的中心任务是把燃料中的化学能最有效地转换为蒸汽的热能。
因此，近代锅炉亦称作蒸汽发生器。
锅炉除了和所有动力机械产品一样，必须不断降低成本并提高效率和质量以外，由于锅炉本身的特性，它还具有以下特点。
①、可靠性要求高。
锅炉一旦事故停炉，将使电厂临时对外供电，影响甚广，其直接、间接损失远远超过锅炉本身的价值。
②、综合性强。
锅炉与汽轮机、发电机同为电厂三大主机，但锅炉除了一般性的产品内在矛盾外，还要能适应燃料性质，使整个电厂得到安全经济的运行，因而多了一个外在矛盾。
此外，锅炉还和其他工业部门的发展有着十分密切的关系，如石油化工企业中的废热锅炉，蒸汽燃气联合动力装置中的压力燃烧锅炉及核反应堆工程中的蒸汽发生器等等。
③、金属耗量和体积大。
以一台配30万千瓦机组的电站锅炉为例，金属耗量达四千多顿，体积达二万多立方米。
④、生产周期长。
一台大容量锅炉从设计、制造、安装到投入运行，目前一般需时二到三年，今后即使采用设计新技术及制造安装新工艺，提高自动化水平，要想把上述全过程在更短时间内完成，还是比较困难的。
⑤、锅炉产品不能在制造厂内整装试运。
除小容量工业锅炉外，不可能把锅炉在制造厂内全部组装好并投入试运行，这给鉴定和提高产品质量带来不少困难。
二、系统性能要求2.1、蒸汽锅炉的主要技术指标及功能1、保证锅炉汽包水位维持在巧一30nnIl范围内稳定运行。
2、保证锅炉实现经济燃烧,运行过程中不出现冒黑烟现象。
3、维持蒸汽压力在1.2一1.3Mpa,保证某集团的用汽需求,并且在运行过程中,炉排调节平缓,防止炉链因突然加速而断裂。
4、应用软件应具有报警功能。
5、应用软件应具有报表功能2.2、锅炉自动运行的主要任务1、保持汽包水位在规定的范围内。
2、控制蒸汽压力的稳定。
3、控制炉膛负压在规定的范围内。
4、维持经济燃烧。
2.3、系统的模拟量输入点和模拟量输出点模拟量输入点：（1）给水泵变频器输入；（2）鼓风机变频器输入；（3）引风机变频器输入；（4）炉前温度；（5）炉膛温度；（6）炉后温度；（7）主蒸汽温度；（8）省煤器出口水温；（9）给水流量；（10）蒸汽流量；（11）炉膛负压；（12）主蒸汽压力；（13）汽包水位；（14）给煤机转速；（15）炉排转速；（16）汽包压力。
模拟量输出点：（1）给水泵变频器输出；（2）鼓风机变频器输出；（3）引风机变频器输出；（4）给煤机转速输出；（5）炉排转速输出。
如图2所示：是各个输入量、输出量量程范围及通道图2：输入输出变量表三、组态设计分析3.1、链条锅炉工艺简介本次实验主要是设计工业链条锅炉DCS系统，链条锅炉是火床燃烧炉的一种,煤在水平运动的炉排上燃烧,空气经预热器从炉排下方自下而上引入。
煤从煤斗落到炉排上,经过炉闸门时被刮成一定厚度后进入炉膛,煤在炉排上分段燃烧成渣,炉渣随着炉排的转动排出。
炉膛中燃烧的煤所释放的热量,被炉膛周围的水壁吸收进而在汽包中达到汽水分离，高温高压蒸汽进入分汽缸通过换热站供用户。
燃烧产生的烟气被引风机带动经过省煤器、空气预热器换热后再经过除尘排入大气。
如图3.1是链条锅炉的工艺流程图：图3.1：链条锅炉的工艺流程图如图3.1.1工业锅炉DCS系统硬件系统配置图：3.2、组态工控系统的组建过程（1）、工程项目系统分析（2）、设计用户操作菜单（3）、画面设计与编辑（4）、编写程序进行调试（5）、连接设备驱动程序（6）、综合调试3.3、工业锅炉的工作原理锅炉通过燃煤燃烧释放热量，使水变成蒸汽，以供生产需要。
该锅炉通过链条炉排把煤送入炉膛中燃烧，锅炉的蒸发受热面都在炉子内壁上，组成水冷壁，充分利用炉膛中的高温烟气辐射出的热量，使燃烧产物在进入以后的对流受热面时，可以达到必须的冷却，同时也起到了保护炉墙的作用。
后墙水冷壁（在水平烟道前方）拉稀成数列凝渣管束。
拉稀的作用是防止结渣，同时对其后方的过热器也起了保护的作用。
给水在除氧器被高温蒸汽除氧并加热，由给水管道将水送至省煤器，在其中被加热到某一温度后，进入锅筒，然后沿下降管下行至水冷壁进口集箱。
水在水冷壁内吸收炉膛内的辐射热而形成汽水混合物上升到锅筒中，蒸汽经过汽水分离装置，由锅筒上部离开，流到过热器中。
在过热器内，饱和蒸汽继续吸热成为过热蒸汽，然后经汽水分离器送往储气罐。
煤经链条炉排，进而入炉膛，在炉膛燃烧放出大量的热量。
燃烧后的热烟气上升，经过凝流管束、过热器、省煤器和空气预热器后，再经除尘装置清除其中的飞灰，最后才由风机送往烟囱排往大气。
如下图3.3就是工业锅炉的构成图：图3.3：工业锅炉构成图四、软件组态王的设计4.1：工业锅炉燃烧的主画面在设计主画面时，要找到画面所需要的各种物品，如果没有的，需要自己画出来，然后把这些图片放在相应的地方后，就需要进行画面连接啦。
例如：对送没煤车进行画面连接时，需要双击画面，进行向右平移的设定，还有设定好移动的距离，对供应水和蒸汽流动的设置也是如此。
在对引风机和鼓风机等进行设置时，只要选择旋转的按钮即可。
最后，对于火焰的设定，需要5张图片，然后设定相应的闪烁时间t=0~5秒，这样就可以看见火焰的燃烧啦。
还有系统各个监测点只要把模拟值输出与相对应的变量关联就可以啦。
4.2：循环泵水压、炉压控制系统对于循环泵水压、炉压控制系统的建立，我们需要建立时间，以及监测各个变量的值的游标，使游标的值与各个变量相对应，以免在手动调节时，变量之间的值发生混乱，还有控制阀的开度也是需要特别注意的。
我们还需要建立一个实时曲线报表，用来检测变量的值的波动，其中，所监测的变量有红色曲线代表的循环水压变量、绿色曲线代表的炉膛负压变量以及黄色曲线代表的补水箱的水位，当手动调节变量时，曲线会随着游标的变化而变化。
最后，还要建立可以转换到其他画面的按钮，并把它们与画面连接起来。
4.3燃烧控制系统燃烧控制系统的建立与上一个画面循环泵水压、炉压控制系统的建立过程大致相同，不过要把要连接的变量改成所需要的变量，而且实时趋势曲线的连接变量应改为红色曲线的炉膛温度变量和绿色曲线的出口水温变量，其中变量的大少也应该连接起来。
4.4、实时数据报表在建立实时数据报表的过程中，我们需要对炉膛出口压力、炉膛出口温度、出水压力、出水温度、补水箱水位等变量进行监测，看到这些变量怎么变化的，我们还需要把日期注明以及把各个时间段变化值检测出来。
4.5、历史数据曲线历史数据曲线的建立是用来回看各个变量在不同时间点的数值，它的建立是在工具中的历史报表，该报表需要独自建立一个历史数据查询按钮，然后对所需要监测的变量进行添加，然后在运行后设置需要查询的时间范围以及时间间隔，点击确定后就会在报表中显示。
4.6、报警窗口报警窗口是用以反映变量的不正常变化，自动对需要的变量进行监测，当发生异常时，要在报警窗口中显示出来。
报警窗口分为实时报警窗口和历史报警窗口，实时报警窗口只显示当前的报警事件，要查阅历史报警事件只能通过历史报警窗口。
本系统中对汽包液位、蒸汽压力、炉排转速等重要的影响锅炉安全的热工变量均设置了报警上、下限，挡在进行手动、自动操作过程中，这些变量超限时，采用声音提示报警，并在报警窗口以红色字体显示变量名和报警状态。
五、运行结果与分析实验运行结果：图5.1：主画面图5.2：循环泵水压、炉压控制系统图5.3：燃烧控制系统图5.4：实时数据报表图5.5：历史数据曲线图5.6：报警窗口六、调试步骤、修改过程6.1、组态软件的使用步骤（1）、根据工艺过程绘制、设计画面结构和画面草图。
（2）、建立实时数据库，正确组态各种变量参数。
（3）、在实时数据库中建立实时数据库变量与I/O点的一一对应关系，即定义数据连接。
（4）、根据第（1）步的画面结构和画面草图，组态每一幅静态的操作画面。
（5）、将操作画面中的图形对象与实时数据库变量建立动画连接关系，规定动画属性和幅度。
（6）、对组态内容进行分段和总体调试。
（7）、系统投入运行。
6.2、调试修改过程在本次的实验中，按如图所示的器件摆放好后，就可以进行动画连接啦，把所有的器件与各自的变量连接后，就可以切换到view画面，然后就可以看到所设置的动画效果，就可以切换到所需的画面中，也可以调试错误和不理想的地方。
在本次实验成功之前，经历了许多次的修改，例如：在设置主画面的过程中，看到送煤车还没达到指定的地点，就已经重新开始了，这时，就需要修改送煤车的移动距离，在经过几次修改后，终于达到理想的效果，还有在循环泵水压、炉压控制系统和燃烧控制系统时，实时趋势曲线中没有线条或者是线条靠在最上面或最下面，在询问老师和在与同学的交流中知道，需要在数据词典中定义变量的时候，需要把记录的那项选中或者是把它的最大值调小或者调大一些，使曲线在方框的中间，能够看清曲线的变化。