第三章分散式监控模块简介
分散控制系统介绍概要
分散控制系统介绍概要分散控制系统(Distributed Control System, DCS)是一种广泛应用于工业自动化领域的控制系统。
它是以计算机为核心，通过分布式的控制器和现场设备相互连接，实现对工业过程中各种参数和设备的监控和控制。
DCS的核心思想是将控制系统分布在不同的现场设备中，通过现场设备之间的通信，实现系统的协调和控制。
相比于传统的集中式控制系统，DCS具有以下优势：1.可扩展性：DCS的控制器分布在不同的设备中，可以根据需求添加或移除控制器，实现系统的扩展和升级。
2.高可靠性：由于控制器分布在多个设备中，即使一些设备故障，其他设备仍然可以正常工作，保证了系统的高可靠性。
3.高性能：DCS中的控制器使用先进的计算机技术，具有较高的计算性能和响应速度，能够快速进行复杂的控制计算。
4.分布式控制：DCS将控制功能分布在多个控制器中，实现了分布式控制，提高了系统的灵活性和适应性。
DCS主要由三个组成部分构成，分别是现场设备、控制器和操作工作站。
现场设备包括各种传感器、执行器等，用于获取和控制工业过程中的各种参数和信号。
控制器是DCS的核心部件，它负责接收和处理现场设备发送的信号，进行控制计算，并根据计算结果发送控制指令给现场设备。
操作工作站是DCS的人机界面，操作员通过工作站可以对系统进行监控和控制。
工作站提供了友好的图形界面，显示各种参数和设备状态，并提供操作界面，操作员可以对参数进行调整和设备进行控制。
DCS的工作原理是现场设备将传感器采集到的信号通过数据通信网络传输到控制器，控制器进行控制计算，并根据计算结果发送控制指令给现场设备，现场设备执行控制指令，实现对工业过程的控制。
除了基本的监测和控制功能，DCS还具有一些高级功能，如数据采集和处理、报警和故障诊断、远程监控和控制等。
通过这些功能，DCS可以实现对工业过程的全面监控和控制，并对系统故障进行及时诊断和修复，提高系统的稳定性和可靠性。
分散式微机保护监控装置在电力系统的应用
随着科学技术的发展，国内外已研制生产出专为发电厂、变电站及高压送电线路进行保 护监控的成套微机产品。这些系列产品具有面向用户的开放式软硬件系统、分布式安装等 特点，解决了微机保护监控装厂变电站综合自动化通讯网络的可靠性快速性和多种规约的兼容性、发电厂变电站设 计调试运行的快速化简单化智能化和习惯性的问题，为电力系统实现综合自动化提供了必 要的条件。
1．分散式系统。按每个功能单元(间隔)对应一小机箱设计，装置安装在一次设备附 近，同主机之间由 CAN 总线通讯电缆联络，把监控、保护分散到就地完成；仅由普通双绞 线和主机联络，主机只作日常管理工作，避免将所有测量、控制、保护、信号线都接入主 控室，极大简化了二次接线；节省了投资，提高了系统可靠性，减少了事故隐患。
2．硬件标准化。机箱只有少数几块小插件组成，电路简单，易于掌握；插硬件通用， 不需任何调节就可以互换至相同系列不同用途的机箱中，更换后测量精度不受影响，便于 系统快速修复。
3．微机保护监控既统一又不失独立性。在同一机箱内各功能分散到保护 CPU、监控 CPU 和通讯 CPU 中并进行处理，保护 CPU 一个插件、监控 CPU 和通讯 CPU 一个插件，各个 插件独立工作，由串行通信联络，保护插件和监控插件分别由各自独立电源供给，可单独
跳合闸出口继电器。
4．绝缘性能符合国际 IEC 标准。
5．先进高速的通讯网络。采用高可靠 CAN 总线工业控制现场网络，网上任意设备间 均可直接进行数据交换，接口芯片自动完成网络协议和校验，监控主站数量任意增减，彻 底克服了主从式网络结构的瓶颈现象。
分散控制系统讲义DCS的体系结构
分散控制系统讲义DCS的体系结构分散控制系统(Distributed Control System, DCS)是一种基于计算机网络的控制系统，用于监控和控制工业过程中的多个设备和系统。
DCS的体系结构是一个分布式的架构，包括多个分散的控制器，这些控制器通过通信网络进行连接和交互。
本文将详细介绍DCS的体系结构。
DCS的体系结构主要由以下几个组成部分组成：1.控制器：DCS的核心部分就是控制器，它负责处理过程中的各种信号和数据，并根据设定的控制策略来执行相应的操作。
通常情况下，一个DCS系统包含多个控制器，每个控制器负责控制一个或多个设备或系统。
控制器通常由工作站或嵌入式计算机组成。
2.通信网络：DCS系统中所有的控制器、设备和工作站都通过通信网络进行连接和通信。
通信网络可以根据具体需求选择不同的技术，如以太网、现场总线等。
通信网络的稳定性和可靠性对DCS系统的工作非常重要，因为它直接影响了设备之间的通信和数据传输。
3.人机界面：DCS系统提供了一个人机界面，用于监控过程状态和操作控制器。
人机界面通常由一台或多台工作站组成，工作站上配备有显示屏、键盘和鼠标等输入设备。
操作人员可以通过人机界面查看实时数据、控制设备和执行报警处理等操作。
4.设备/系统：DCS系统可以控制和监测多种设备和系统，如发电机、输电系统、制造过程等。
每个设备或系统都有一个或多个控制器与之对应，通过控制器的指令来实现相应的控制操作。
5.数据存储和处理：DCS系统需要存储和处理大量的数据，包括实时数据、历史数据和配置数据等。
数据存储和处理通常由一个或多个数据库服务器来完成，数据库服务器负责数据的存储和检索等操作。
DCS的体系结构具有以下几个特点：1.分布式控制：DCS系统的控制器分布在不同的位置，可以同时控制多个设备和系统。
这种分布式的控制方式使得系统更加灵活和可靠，同时也降低了系统的复杂性。
2.可靠性：DCS系统具有高度可靠性，即使一个或多个控制器发生故障，系统依然可以正常工作。
dcs实际应用的原理图
DCS实际应用的原理图介绍在工业自动化领域中，DCS（分散式控制系统）是一种常见的控制系统架构。
DCS使用计算机网络连接各个控制设备，实现对工业生产过程的监控和控制。
本文将介绍DCS实际应用的原理图，以帮助读者更好地理解DCS的工作原理和应用。
DCS系统结构DCS系统由以下几个组成部分构成：1.控制器（Controller）：控制器是DCS系统的核心，负责接收和处理各种传感器和执行器的信号，通过计算机算法控制工业过程中的各个环节。
2.输入输出模块（I/O Module）：I/O模块用于连接控制器与实际的物理设备，如传感器和执行器。
它负责从传感器读取信号并将其传送给控制器，同时将控制器生成的指令传送给执行器。
3.人机界面（Human-Machine Interface，HMI）：HMI是DCS系统的用户界面，用于显示和交互。
它可以以图形化的方式展示实际的工业过程，并提供操作界面供操作员监控和控制。
4.通信网络（Communication Network）：通信网络用于连接DCS中的各个组件，如控制器、I/O模块和HMI。
它通常基于以太网或其他工业标准通信协议，并提供高速可靠的数据传输。
DCS应用原理图示例下面是一个DCS应用的原理图示例，用来说明DCS系统中各个组件之间的连接关系和数据流动：1.控制器接收传感器信号并进行处理，生成控制指令。
2.控制器通过通信网络将控制指令传送给相应的I/O模块。
3.I/O模块将控制指令传送给执行器，控制实际的工业设备。
4.同时，I/O模块从传感器读取实际的工业过程数据，并将其传送给控制器。
5.控制器将实际数据处理并提供给HMI界面。
6.HMI界面以图形化的方式展示实际工业过程，并提供操作界面供操作员监控和控制。
这种DCS系统的工作原理保证了数据在各个组件之间的高效传输和实时处理，从而实现对工业生产过程的准确监控和精确控制。
DCS系统的优势DCS系统相比于传统的集中式控制系统具有以下优势：1.灵活性：DCS系统采用分散式的架构，各个组件可以相互通信并共享数据，从而提供更大的灵活性和可扩展性。
DCS的控制说明使用介绍
DCS的控制说明使用介绍DCS（分散式控制系统）是一种高级自动控制系统，可以对复杂工业系统进行监控、操作和控制。
DCS由一台或多台计算机和多个分布在系统中的控制器、输入/输出模块和其他设备组成。
DCS提供了用户友好的界面和功能丰富的控制功能，使得操作人员可以轻松地监控和控制整个系统。
以下是DCS的控制说明使用介绍。
1.系统安全性首先，使用DCS之前，必须确保系统的安全性。
这包括确保计算机和网络的安全，以防止未经授权的访问和攻击。
此外，还需要确保所有的仪器和设备都得到有效的维护和校准，以确保其安全运行。
同时，必须定期备份系统数据，以防止数据丢失和损坏。
2.用户界面DCS提供了直观且易于使用的用户界面，使操作人员能够实时监控和控制系统。
用户界面通常基于图形化界面，可以显示各个设备的当前状态和操作面板。
操作人员可以通过界面直接与设备进行交互，例如设置参数、修改设备状态以及启动和停止设备等。
3.实时监控DCS具有强大的实时监控功能，可以连续地监测和显示系统中所有设备的状态。
操作人员可以通过实时监控功能获取实时的数据和报警信息。
实时监控可以帮助操作人员及时发现设备运行异常、故障和安全隐患，并可以采取相应的措施进行处理。
4.远程监控DCS支持远程监控功能，这意味着操作人员可以通过互联网或其他通信方式从远程位置监控和控制系统。
远程监控功能可以帮助操作人员在任何地点实时了解系统的运行状况，并允许他们在需要时进行干预和调整。
5.警报和通知DCS可以自动生成警报和通知，以便操作人员在系统出现异常或故障时能够及时采取行动。
警报和通知可以通过声音、文字和图像等方式进行传达。
操作人员可以根据自己的需求自定义警报和通知的设置，以确保他们能够及时获得相关信息。
6.数据记录和报告DCS可以记录和存储系统中的各种数据，包括设备状态、操作记录和报警事件等。
这些记录可以用于分析系统的运行状况和性能，以及识别潜在的问题和改进的机会。
此外，DCS还可以生成各种报告，用于向管理层和其他利益相关者提供系统运行的详细情况和结果。
DCS系统的基本原理和功能介绍
DCS系统的基本原理和功能介绍DCS系统（分散式控制系统）是一种用于工业自动化领域的控制系统。
它具备集中控制和分布控制相结合的特点，能够实现对工业过程的全面监控和控制。
本文将介绍DCS系统的基本原理和功能。
一、DCS系统的基本原理DCS系统的基本原理是基于计算机网络技术和现代测控技术。
它由分布在各个节点的控制器、传感器、执行器等硬件设备组成，通过通信网络互相连接。
各个节点通过通信网络实现数据的传输和共享。
DCS系统采用分布式控制的思想，将控制功能分散到各个节点中，各节点之间通过通信网络实现数据的传输和交互。
这种分布式的控制方式，使得系统更加灵活可靠，能够应对复杂工业过程的控制需求。
二、DCS系统的基本功能1. 监测和数据采集：DCS系统通过传感器对工业过程中的各种参数进行实时监测和数据采集，如温度、压力、流量等。
这些数据可以用于分析和预测工业过程的状态，从而实现对工业过程的全方位监控。
2. 控制和调节：DCS系统能够实现对工业过程的控制和调节。
通过发送控制信号给执行器，调节工业过程的参数以实现控制目标。
例如，通过调节阀门的开度来控制流量，通过调节加热器的功率来控制温度等。
3. 报警和安全保护：DCS系统能够实现对工业过程的报警和安全保护。
当工业过程出现异常情况时，系统可以及时发出警报，通知操作人员进行处理。
同时，系统还能够对工业过程进行安全保护，如防止过高压力、过高温度等因素对系统造成损害。
4. 数据存储和分析：DCS系统能够对采集到的数据进行存储和分析。
通过对历史数据的分析和统计，可以了解工业过程的运行情况，发现问题和优化工艺。
同时还可以用于生成运营报表和质量报告等。
5. 远程操作和监控：DCS系统支持远程操作和监控功能。
操作人员可以通过计算机或移动设备远程监控和操作系统，无需亲临现场。
这种远程操作和监控功能，使得操作更加方便高效，降低了维护成本。
6. 系统管理和配置：DCS系统还包括系统管理和配置的功能。
分散型网络监控方案
分散型网络监控设计方案公司名称：公司地址：联系电话：联系人：二零一二年二月第一章．概述 (3)1.1公司简介 (3)1.2．远程联网监控的应用背景 (3)第二章．远程联网监控解决方案 (4)2.1系统结构 (4)2.2系统功能 (7)2.3系统特点 (9)2.4系统组件及相关功能 (10)第三章．远程联网监控配置清单 (15)第一章．概述1.1公司简介1.2．远程联网监控的应用背景为了更好的占有市场，拥有几家，十几家，几十家甚至上百家遍布全国乃至全世界的连锁经营网点，形成一个多结点网络化的经营体系，已经普遍成为大型餐饮、服务和商品零售企业的经营模式。
这种连锁经营的方式，摆脱了传统经营在地域上的局限性，通过分布各地的连锁经营网点，拓展产品和服务的市场占有份额，是餐饮、服务和商品零售业从分散的自由竞争过渡到集中的行业垄断的重要途径。
但同时也为整个连锁分点的管理带来了困难。
如何对分散各地的连锁网点的安全和营业状况进行管理已经随着连锁店规模的壮大逐渐成为困扰企业管理层的主要问题。
按照旧有的管理方式，总部管理层对各个经营网点情况的了解是通过两种方式：一方面通过各个连锁店上报的信息，另一方面就要亲自到各个分店去巡视。
第一种方式从实时性和真实性上来说，是完全不能满足现代化的管理要求的。
第二种方式对于经营网点遍布全国乃至全世界的大型连锁店来说，对时间，金钱和个人精力上的浪费更是绝对不能容忍的。
那么，我们要通过什么方法来解决这种现代化的管理要求同落后的管理方式之间的矛盾呢？随着网络的发展，足不出户地及时了解世界各地的信息成为可能。
因此在网络平台上构建的视频监控系统将成为解决以上问题最为合理可行的方法。
搭建覆盖企业经营范围的网络视频监控系统是提升企业管理效率的一个重要手段。
通过NXSight数字远程联网监控系统对连锁店进行管理，有以下几个突出的优点：1.各个连锁分点可以实时的监控本店铺的经营和安全情况，2.公司管理人员可以通过网络，实时的监控旗下各个连锁店铺的经营和安全情况。
分散控制系统DCS介绍样本
分散控制系统DCS介绍样本分散控制系统（DCS）是一种用于监控和控制工业过程的自动化系统。
它由一系列分布在控制区域内的控制器和操作站组成，通过高可靠性的通信网络连接并实现数据共享和协调控制。
DCS系统广泛应用于诸如能源、化工、制药、水处理等多个工业领域。
DCS系统的核心是一个集中控制室，这个控制室中有一系列的操作站。
操作站通常包括显示屏、键盘和鼠标，操作员通过操作站可以获取和输入过程参数，并进行各种操作。
DCS系统还包括一些硬件设备，如控制器、输入/输出模块、安全设备等。
DCS系统的主要特点是分布式控制和集中管理。
分布式控制意味着系统中的每个控制器都有独立的控制能力，可以独立完成相应的控制任务。
这样的设计可以提高系统的可靠性和容错能力，同时也可以减少对中央控制器的依赖。
集中管理则是通过控制室中的操作站实现的，操作员可以通过操作站对整个系统进行监控和管理，包括调整控制参数、报警处理、数据记录等。
DCS系统的通信网络起到了关键的作用。
这个网络连接了所有的控制器和操作站，实现了数据的传输和共享。
为了保证数据的可靠性和实时性，通常采用冗余设计和高速通信技术。
冗余设计可以提供备用路径，确保数据在网络故障时仍能正常传输。
高速通信技术可以保证数据的高速传输，使得控制系统能够快速响应实时需求。
DCS系统的优点还包括可扩展性和可定制性。
由于其分布式控制的特点，可以根据需求灵活添加或删除控制器，实现系统的扩展或改造。
同时，DCS系统也能够根据具体的工艺过程和控制需求进行定制，使得系统能够更好地适应不同的场景。
总之，DCS系统是一种高度自动化的分散控制系统，通过分布在控制区域的控制器和操作站实现对工业过程的监控和控制。
它的优势在于分布式控制、集中管理、可靠的通信网络以及可扩展和定制的特点。
DCS系统的应用可以提高生产效率、降低成本、增强安全性，并帮助企业提高竞争力。
分布式控制dcs系统功能模块
分布式控制dcs系统功能模块分布式控制系统（DCS）是一种用于实时监控和控制工业过程的自动化系统。
它由多个功能模块组成，每个模块具有特定的功能和任务。
下面将介绍几个常见的分布式控制系统功能模块。
1. 监控模块监控模块是分布式控制系统的核心模块之一，它负责收集和处理各种过程数据，并将其显示给操作员。
监控模块通常包括实时数据采集、数据存储、数据处理和数据显示等功能。
操作员可以通过监控模块实时了解工艺过程的状态，监控关键参数的变化，及时发现异常情况。
2. 控制模块控制模块是分布式控制系统的另一个重要模块，它负责根据监控模块提供的数据进行控制操作。
控制模块通常包括控制算法的实现、控制策略的优化和控制命令的生成等功能。
通过控制模块，操作员可以对工艺过程进行自动或半自动控制，提高生产效率和质量。
3. 通信模块通信模块是分布式控制系统中实现各个功能模块之间通信的关键模块。
它负责数据的传输和交换，确保各个功能模块之间的协调和一致性。
通信模块通常包括网络通信、协议处理和数据传输等功能。
通过通信模块，各个功能模块可以实现实时的数据共享和协同工作。
4. 故障诊断模块故障诊断模块是分布式控制系统中用于监测和诊断故障的重要模块。
它负责对系统中各个设备和组件进行状态监测，及时发现和报警故障情况。
故障诊断模块通常包括故障检测、故障诊断和故障处理等功能。
通过故障诊断模块，操作员可以及时了解系统的故障情况，并采取相应的措施进行修复。
5. 数据分析模块数据分析模块是分布式控制系统中用于对采集的数据进行分析和处理的模块。
它负责对历史数据和实时数据进行统计、分析和建模，提取有用的信息和知识。
数据分析模块通常包括数据挖掘、模式识别和预测建模等功能。
通过数据分析模块，操作员可以获取更多的数据洞察力，优化工艺过程和决策。
分布式控制系统功能模块之间相互配合，共同完成对工业过程的监控和控制。
监控模块负责实时采集和显示数据，控制模块负责根据数据进行控制操作，通信模块负责数据的传输和交换，故障诊断模块负责监测和诊断故障，数据分析模块负责对数据进行统计和分析。
分散控制系统书籍-概述说明以及解释
分散控制系统书籍-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述分散控制系统（Distributed Control System，简称DCS）是一种集信息管理与控制于一体的自动化控制系统。
它通过将控制任务分解为多个分布式控制单元（DCU），实现了系统中控制与监测的分散化。
相比传统的集中控制系统，DCS能够提供更高的可靠性、更好的实时性以及更灵活的控制策略。
随着工业自动化水平的不断提高，分散控制系统在各个工业领域得到了广泛应用。
它已成为电力、化工、石油、冶金、制药、水处理、交通等行业中的常规控制手段。
DCS的优越性使得许多企业纷纷采用这种先进的控制技术来提高生产效率、降低能源消耗、提升产品质量。
本篇文章将在正文中侧重讨论分散控制系统的核心要点。
通过对相关的理论基础、系统架构、控制策略等方面的介绍，读者将能够全面了解分散控制系统的应用以及其在工业自动化中的重要性。
同时，文章还将对分散控制系统的发展趋势进行探讨，展望未来DCS在智能化、网络化方面的应用前景。
通过对分散控制系统书籍的概述，读者将能够建立起对该领域的整体认识，并为进一步学习和研究提供基础。
分散控制系统是当今工业自动化发展的重要方向之一，对于工程技术人员和研究学者来说，掌握相关知识具有重要意义。
下面，我们将逐一介绍分散控制系统的主要要点，为读者展示这个领域的广阔前景。
1.2文章结构文章结构部分的内容应该包括以下内容：本文将以以下三个方面对分散控制系统书籍进行探讨和分析。
首先，将在第二章中介绍分散控制系统的概念和背景知识，包括其定义、发展历程和主要特点。
同时，还将对现代分散控制系统的应用领域进行概述，以便读者能够全面了解这一领域的研究和应用现状。
其次，在第三章中将详细讨论分散控制系统书籍中的第一个要点。
通过对相关文献的分析和整理，将对分散控制系统的体系结构、通信协议和数据传输等方面进行深入探讨。
同时，还将对分散控制系统的设计原则和方法进行论述，以及控制策略的优化和性能评估等方面的研究成果进行综述和总结。
DCS控制系统的七大模块介绍
DCS控制系统的七大模块介绍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。
考察DCS的层次结构，DCS级和控制管理级是组成DCS的两个最基本的环节。
过程控制级具体实现了信号的输入、变换、运算和输出等分散控制功能。
在不同的DCS中，过程控制级的控制装置各不相同，如过程控制单元、现场控制站、过程接口单元等等，但它们的结构形式大致相同，可以统称为现场控制单元FCU。
过程管理级由工程师站、操作员站、管理计算机等组成，完成对过程控制级的集中监视和管理，通常称为操作站。
DCS的硬件和软件，都是按模块化结构设计的，所以DCS的开发实际上就是将系统提供的各种基本模块按实际的需要组合成为一个系统，这个过程称为系统的组态。
DCS（分散控制系统）是一种用于实时控制和监控大型工业过程的系统。
它采用分散的硬件体系结构，使得控制和监控功能可以在不同的地理位置和设备上进行分布。
下面是DCS硬件体系结构的详细介绍。
1、控制器（Controller）：DCS的控制器是系统的核心部分，负责执行控制任务和处理过程数据。
控制器通常由一台或多台计算机组成，可以是工作站、服务器或嵌入式计算机。
控制器运行DCS软件，接收来自输入/输出模块的数据，并根据预先编写的控制策略进行逻辑运算和决策。
2、输入/输出模块（I/O Modules）：输入/输出模块是DCS 系统与外部设备（如传感器、执行器等）之间的接口。
输入模块用于接收外部设备的信号，如温度、压力、流量等。
输出模块用于向外部设备发送控制信号，如开关、阀门、电机等。
输入/输出模块通常分布在现场设备附近，通过数字或模拟信号与控制器进行通信。
3、通信网络（Communication Network）：DCS系统中的各个组件通过通信网络进行数据传输和通信。
通信网络可以是以太网、工业以太网、现场总线等。
它连接了控制器、输入/输出模块、工作站、服务器等设备，实现数据的实时传输和共享。
分散控制系统
控制回路的组态在本质上就是利用系统提供的各种基本的功能模块，来构成各种各样的实际控制系统。目前 各种不同的DCS提供的组态方法各不相同，归纳起来有指定运算模块连接方式、判定表方式、步骤记录方式等等。
指定运算模块连接方式是通过调用各种独立的标准运算模块，用线条连接成多种多样的控制回路，最终自动 生成控制软件，这是一种信息流和控制功能都很直观的组态方法。判定表方式是一种纯粹的填表形式，只要按照 组态表格的要求，逐项填入内容或回答问题即可，这种方式很利于用户的组态操作。步骤记入方式是一种基于语 言指令的编写方式，编程自由度大，各种复杂功能都可通过一些技巧实现，但组态效率较低。另外，由于这种组 态方法不够直观，往往对组态工程师在技术水平和组态经验有较高的要求。
在实际过程控制系统中，基于PID控制技术的系统占80%以上，PID回路运用优劣在实现装置平稳、高效、优 质运行中起到举足轻重的作用，各DCS厂商都以此作为抢占市场的有力竞争砝码，开发出各自的PID自整定软件。 另外，根据DCS的控制功能，在基本的PID算法基础上，可以开发各种改进算法，以满足实际工业控制现场的各种 需要，诸如带死区的PID控制、积分分离的PID控制、微分先行的PID控制、不完全微分的PID控制、具有逻辑选择 功能的PID控制等等。
(2)仪表技术向数字化、智能化、络化方向发展。工业控制设备的智能化、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、络化、智能化和开放性发展方向。
分散控制系统
4．开关量输入模件(DI)
(1)开关量输入模件的作用
开关量输入模件用来输入各种限位(限值)开关、继电器联动触点的开关状态；
(2)开关量输入模件的关键技术
开关量输入模件需要解决电平转换和隔离抗干扰的问题。
开关量输入模件结构原理图
5．开关量输出模件(DO)
(1)开关量输出模件的作用
开关量输出通道用于控制电机、阀门、继电器、指示灯、报警器 等等只具有开、关两种状态的设备。
二.DCS的发展
(一)第一阶段(20世纪70年代中期)
(二)第二阶段(20世纪80年代初、中期) (三)第三阶段(20世纪80年代中期以后)
三.
DCS的未来
FCS是DCS的继承和发展
四. 分散控制系统的应用
分散控制系统的功能结构
第二节
分散控制系统的体系结构
一. 分散控制系统的分层体系结构
从整个逻辑结构上讲， 是一个分支树结构，可 按纵向进行垂直分解为 多层结构，也可按横向 进行水平分解为若干子 系统。 从功能分散着．纵向分 散意味着不同级的设备 有不同的功能。横向分 散则意味在同级上的设 备有类似的功能
3类UTP电缆 4类UTP电缆 5类/超5类UTP电缆 6类UTP电缆 7类线 铝箔屏蔽的双绞线FTP 独立屏蔽双绞线STP 屏蔽双绞线电缆STP（IBM1A型）
(2)同轴电缆
它是由内导体、中间支撑绝缘体、 外屏蔽导体和外绝缘层构成。 其传输速率可达50Mbit／s。
粗缆同轴电缆 细缆同轴电缆
2．通信介质
通信介质是连接系统各个站点进行信号传输的物理通道。 （1）双绞线。双绞线是由两个绝缘导体扭制在一起而形成的线对。其中
一根为信号线，另一根为地线，导线通常由高纯度的铜制成，每根导线外包 有绝缘层。 双绞线是最普通的通信介质，5类双绞线的最大传输速率可达lOOMbit／s。 L/O/G/O
第3章 分散控制系统-LN2000现场站
图3-5 主控制单元的组成方框图
第3章 LN 2000现场站
各组成部分功能如下： 1. CPU 控制运算的主芯片，是功能模件的处理指挥中心。关于主控制单元 的选择和评价，过去曾经有过只看CPU主频的错误倾向，例如，认为以Pentium为 CPU的主控制单元就一定比以Intel 486为CPU的主控制单元好。事实上，这样来
第3章 LN 2000现场站
3.1 概述
现场站（LN 程控制功能。 PS)是LN2000系统的主要现场设备。通过对其组态可以完成过
现场站通过各种相互关联的安装部件，组成一个就地的柜式结构。通过相应 的各种控制部件共同完成对现场过程的数据采集、数据处理和执行多种类型的控 制策略。 现场站是一个容易配置而又独立的现场结构。它能够根据现场过程控制的需 要、功能分区、物理位置和安全要求等进行合理地配置，形成既相对独立，又通 过通信网络连接成一个整体的、有很强针对性的过程控制级。
2.数据处理及运算。对过程信号进行实时的噪声滤除、补偿运算、非线性校 正、标度变换等处理。在控制站内实现回路的计算及闭环控制、顺序控制等，这 些算法一般是一些经典的算法，也可采用非标准算法、复杂算法。
3.输出运算结果至过程通道。依据数据库组态内容，将运算结果传递至过程
第3章 LN 2000现场站
通道，在过程通道中进行D／A转换，输出驱动现场执行机构的控制信号，实现对 生产过程的数字直接控制。 4.为上层提供显示信息。通过网络传送实时测量值、控制值、报警值等到操 作员站、工程师站、其他现场控制站及其他网络节点，以实现全系统范围内的信 息共享。 5.接受上层指令。接受上层设备传送的控制指令、手动操作指令和参数调整 指令，根据过程控制的要求进行控制运算、对现场设备进行人工控制，以及对本 站进行参数设定。 3.4.3 LN2000 系统的主控单元 LN2000系统中主控制单元为LN-PU，是能接收工程师站下装的组态信息，采 集I／O模块数据，执行控制策略，通过I／O模块控制生产过程的计算机。 1．硬件组成
分散型控制系统要点
第一章概述分散型控制系统（DCS：Distributed Control System)，简称分散系统。
自第一套DCS面世以来，一场波及全球的DCS生产和应用竞赛从此拉开了序幕。
其发展主要来源于二方面的激励：一是时代的要求，即来自环境的刺激，以信息管理和自动化为中心展开的技术和经济市场的激烈竞争；二是支撑DCS发展的内部因素，即计算机技术，通讯技术和自动控制技术等发展所创造的先决条件。
在短短的近二十年时间里，世界上已有几十家公司推出50多种DCS产品，实际应用回路数达百万个之多，应用面几乎覆盖了所有的过程控制领域。
可以说，DCS给工业控制及其装置带来了又一次具有划时代意义的飞跃。
1.1 分散型控制系统综述1.1.1分散型控制系统的基本概念和特点为了搞清什么是DCS，首先在概念上作一个划分。
一、集中型控制系统和分散型控制系统1．集中型控制系统（CCS：Central Control System）CCS指过程控制器、指示仪、记录仪或者控制计算机集中安装在中央控制室中，通过管路或线路与现场传感器、现场执行器相连所构成的过程控制系统。
例如：50年代，自动化仪表以气动仪表为主流，出现了集中型模拟式气动仪表控制系统。
60年代，自动化仪表以模拟式电动仪表（DDZ－Ⅱ，DDZ一Ⅲ型）为主流，产生了集中型模拟式电动仪表控制系统。
计算机在过程控制领域的应用可追溯到50年代，到了60年代至70年代初，形成了集中型计算机控制系统发展时期。
经历了直接数字控制系统（DDC），集中型计算机控制系统和监督计算机控制系统等阶段。
（1）直接数字控制系统（DDC：Direct Digital Control）直接数字控制是计算机控制技术的基础，主要是由一台数字计算机替代一组模拟调节器。
DDC比起模拟仪表控制的主要优点在于，所有PID和其它运算均在计算机中进行，保持了数字化的精度。
但由于当时的计算机运算速度十分有限，不能对快速过程很好地控制。
ECM3000分站式监控单元
第一章ECM3000-PTU分站监控单元1．概述在电力通信网管与监测系统中，要监测的远端通信站既有一些智能设备也有需要直接采集的信号。
智能设备一般可以通过RS232接口输出监测数据，而多台智能设备就需要多个RS232接口，可是网管中心和远端站之间却只有一条通道，这样就需要串口复用器。
需要直接采集的信号可以通过DQU系列采集器来完成。
我们研制的ECM3000-PTU分站监控单元正是为了这样的应用而设计的，它的全新设计集成了串口复用器和DQU系列采集器功能，使得结构更加紧凑美观，也便于操作人员操作和维护。
根据不同应用有两种结构可以选择，一种19英寸2U结构，一种19英寸5U结构。
2．组成及工作原理最小系统配置为：串口复用功能板一块，DQUK数据采集板一块，电源板一块。
根据需要监测的信号的多少和种类，可以扩展数据采集板。
系统工作原理如下图所视。
系统电源采用双路电源供电，系统上电后数据采集板独立完成数据采集工作，通过内部总线和串口复用功能板的串口6连接，经过串口复用器与上位机进行通信。
串口复用器和DQUK数据采集器的详细说明请参阅第二章和第三章的内容。
3．接线说明ECM3000-PTU的接线简单，所有接线都有后面出线。
见下图。
第二章串口复用器功能板1.功能目前，在电力通信网管理与监测系统中，大量地存在这样一种情况：除了要监测远端通信站的机房环境以外，还要监测通信站中的多台智能设备，这些智能设备通常用RS232接口输出监测数据，而网管中心和远端站之间却只有一条可用通道，不能满足同时监测多台设备的需要。
使用串口复用器，可以解决这个问题，图示如下：串口复用器能提供多个串行接口，在上图中，用串口1和网管中心的计算机相连，用其它串口分别连接多台被监测设备。
串口复用器接收所有被监测设备的数据，以分时传送的方式将各台设备的监测数据依次从串口1上送往网管中心。
同时，串口复用器还从串口1上接收网管中心的轮询和控制命令，将相关的命令转发到对应的被监测设备去。
风机控制箱设计4个监视模块和1个控制器
风机控制箱设计4个监视模块和1个控制器风机控制箱是一种用于控制和监视风机运行的设备，它由四个监视模块和一个控制器组成。
这些模块和控制器相互配合，确保风机的正常运行和安全操作。
下面将详细介绍这四个监视模块和一个控制器的功能和作用。
第一个监视模块是温度监视模块。
它用于监测风机运行时的温度变化。
通过传感器感知到的温度数据，可以及时发现风机运行过程中的过热问题，以避免设备损坏和安全隐患。
控制器会根据温度监视模块的反馈信息，自动调节风机的运行状态，确保温度在安全范围内。
第二个监视模块是压力监视模块。
它用于监测风机运行时的压力变化。
通过传感器感知到的压力数据，可以及时发现风机运行过程中的压力异常，以避免设备过载和损坏。
控制器会根据压力监视模块的反馈信息，自动调节风机的转速和负荷，确保压力在正常范围内。
第三个监视模块是电流监视模块。
它用于监测风机运行时的电流变化。
通过传感器感知到的电流数据，可以及时发现风机运行过程中的电流异常，以避免设备故障和电气火灾。
控制器会根据电流监视模块的反馈信息，自动切断电源或调整电流输出，确保电流在安全范围内。
第四个监视模块是振动监视模块。
它用于监测风机运行时的振动情况。
通过传感器感知到的振动数据，可以及时发现风机运行过程中的振动异常，以避免设备损坏和噪音污染。
控制器会根据振动监视模块的反馈信息，自动调整风机的平衡和轴向位置，确保振动在可接受范围内。
这些监视模块通过控制器进行数据的采集、处理和分析，实现对风机运行状态的监控和控制。
控制器可以根据监视模块的反馈信息，自动调节风机的运行参数，如转速、负荷和电流输出等，以保证风机的安全运行和高效运行。
除了以上四个监视模块，控制器还具有一些额外的功能。
例如，它可以实现风机的远程监控和远程控制，通过网络或无线通信技术，将风机的运行状态传输到远程终端，并可以通过远程终端对风机进行控制和调整。
此外，控制器还可以记录和存储风机的运行数据，以供后续分析和评估使用。
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第三章分布式监控模块简介3-1 何谓分布式监控由于人类的努力这些各式各样的机器目的在于使用此机器可以大量且有效地降低人类的负荷因为采用了机器或设备来作事情以便知道如何因应在了解机器或设备的相关讯息后如果只有一也许还好通常厂区须监控机器设备都不少于是有另外的一种看法产生而由主控制室来统一管理？而且可以全盘地监控所有的情形？ 上述的想法要成立的话全部集合在一起讯号不可能跑这么远的距离如果传输距离过远的话如此一来因此处理完后的结果再回传（或由主控制计算机轮询）即可而监控结果可以集中管理的架构就是分布式的概念图３－１－１ 分布式监控 图３－１－１在不同的地方装上了分布式模块或是其它的设备数字输入等等的功能实际的物理现象会输入到各个模块中一起送到主监控站 为何使用的是RS-485的方式在面对环境噪声较多使用RS-485是要比RS-232要来得好由于串行通讯的实现比其它的传输接口来的容易式的资料撷取控制系统就采用RS-485作传输的接口了应该就会成为厂商支持的对象此种接口由于是现在及未来个人计算机上的必备组件现在已可发现厂商对于Internet的支持也是不遗余力此种分布式的架构通常出现在所谓的主从式架构（Client-Server(Server)中ÆäÖ÷ÒªµÄ×÷·¨Êǽ«×ÊÁÏ´æ·ÅÔÚ·þÎñÆ÷都到服务器中搜寻图３－１－２ 分布式架构 一般的客户端所需的资料可能分布在不同的计算机或是数据库里面客户端可以向各个不同的资料要求所需的资料现在的数据库分布式架构的发展朝向多层架构发展不过更有人称之为多层架构读者若有兴趣 3-1-2 分布式与集中式相较上述的分布式系统如果我们所处理的讯号均集中在一起即使拥有前端讯号处理器的话我们可称之前集中式的系统图3-1-3集中式系统集中式系统是以讯号适配卡为主角功能也各异集中式系统由于均集中于一部工业级计算机内一样可以达到监控的目的若距离较长的话讯号就有可能衰减当然资料的可信度就会下降3-2 模块分类一般的依讯号种类的不同约可分为数字输入模拟输入计数／频率输入等等模块待后面的章节中再以V i s ual Basic程序的角度及实验详细说明程序及实验均以I-7000系列作为对象3-2-1 讯号电平转换模块不管是ＲＳ－２３２或是ＲＳ－４８５对于我们来说而由于ＲＳ－２３２与ＲＳ－４８５所采用的ＩＣ不一样如果希望能使用ＲＳ－２３２去进行ＲＳ－４８５的控制Ｉ－７０００系列中的７５２０模块就是用来作电平的转换之用 图３－２－１ ７５２０外观及脚位定义另外而转换为ＲＳ－４８５网络时这３条线是ＲＳ－２３２上的第２脚图３－２－１中的７５２０虽然使用DB-9的接头它内部的接脚也只有使用3条线 D-图３－２－２ 7520模块内部电路示意图本模块的规格如表３－２－１利用串行端口作资料的交换当然在RS-485网络时也一样有不同的传输速度可以选择传输速度该如何调配呢?若由232端使用的速度由9600bps改变到115200bps·Ö²¼Ê½Ä£¿é±¾ÉíÀíÂÛÉÏÒ²±ØÐëÓèÒÔ±ä¸ü²ÅÐÐÔÚ7000系列模块中的确必须将模块的传输速度改变负责讯号电平转换的7520却完全不需作任何的改变也将会被7520模块以A速度传送出去计算机或其它的模块若改用B速度作传输这种技术芯片在7520模块上被称为Self-Tunner Chip(自调适芯片)RS-485网络上可存在不同的速ÕâÖÖÉè¼ÆµÄºÃ´¦¾ÍÔÚÓÚͬһ¸ö度模块由于７５２０实际上的动作只是将计算机端的讯号电平作一个转换的动作而已我们也可以将其看成是一个缓冲区表3-2-1中提及了在不需要缓冲模块(模块编号7510)的帮忙下这是因为讯号的传输无法负荷的关系就可以将同一个RS-485网络上的模块数目提升到2048个模块这是基于讯号的传输能力限制噪声问题经常是困扰的来源而由上图也可以看出在ＲＳ－２３２端与ＲＳ－４８５端有着一个隔离保护因此可以将在传输网络线上的噪声隔离掉也不致影响到监控计算机端相关的隔离课题 有些ＲＳ－４８５的转换动作进行时如果某一个脚位电位升高的话若该条线路降为低电位的话在这种情形下的操作方式时只有３条路的话是不够的为什么７５２０只要３条就够了呢？这是因为此模块本身就具备有判断资料流向的能力使其资料可以在４８５的网络上传输网络都是串连在一起将可能造成设备的损坏均可能因高压噪声的因素而使得系统停摆一般说来以发生原因概分以下各类内含宇宙噪声大气噪声 人工噪声广播及无线通讯设备火花放电（如引擎继电器）送电用碍子）霓虹灯）开关回路ＳＣＲ回路）内含开关切换（如电源开关及继电器ＰＷＭ切换）锅炉点火装置）机器带电电源变动（如停电瞬间停电 而噪声的传播则有以下的几种２ 导体传导４ 导体至空间传导６ 电源线传导3-2-3 模块编号及功能分布式模块种类相当多 表３－２－２ 分布式模块概分 分组 分类 模块编号 说明 嵌入式控制 嵌入式控制模块 I-7188/I-7188DI-7188XA/I-7188XADI-7188XB/I-7188XBDI-7188XC/I-7188XCD当成主控计算机使用此模块可取而代之一般以C语言为之网络嵌入式控制模块 I-7188EA/I-7188EADI-7188EB/I-7188EBDI-7188E C/I-7188E C D与7188类似转换模块 SA-7520RPCI-7520ARI-7520I-7520RI-7520AI-7520A R RS-232/RS-485转换模块缓冲模块 I-7510I-7510A模块距离过长时嵌入式转换模块 I-7521/I-7521DI-7522/I-7522DI-7523/I-7523D当网络上有RS-232的设备需连上RS-485网络时模拟输入模块 I-7011/I-7011DI-7011P/I-7011PDI-7012/I-7012DI-7012F/I-7012FDI-7013/I-7013DI-7033/I-7033DI-7014DI-7016/I-7016DI-7016P/I-7016PDI-7017/I-7017FI-7018/I-7018P外界的模拟讯号可利用这些模块作撷取模块中可直接量测电压而得到温度值不过属于讯号等级还需要放大器才能推动设备数字输出入模块 I-7050/I-7050DI-7052/I-7052DI-7053/I-7053DI-7041/I-7041DI-7042/I-7042DI-7043/I-7043DI-7044/I-7044DI-7060/I-7060DI-7063/I-7063DI-7063A/I-7063ADI-7063B/I-7063BDI-7065/I-7065DI-7065A/I-7065ADI-7065B/I-7065BDI-7066/I-7066DI-7067/I-7067D提供各式不同通道和型式的数字输出入无线传输模块 SST-900EXTSST-900ASST-2400EXTSST-2400A-3S S T-2400A-13无法使用接线的方式时工业上会使用到的量测情形该选用那些个模块大底上就是表３－２－２中的模块的组合3-2-4模块中的隔离设计7000系列模块中Ｉ－７５２０ＲＩＳＡ－７５２０Ｒ几种而ＩＳＡ－７５２０Ｒ则与Ｉ－７５２０Ｒ具有相同的功能这些转换模块均具有电源噪声隔离的效果及方向在该图的右下角有段字写着”Isolation in RS-232 Site”RS-232端¶øÇÒ½«¸ôÀëµÄ²¿·Ý×÷ÔÚＤ－）及电源线（Ｖ＋为何此种设计是将RS-232端隔离开?原因在于噪声的来源大多来自于电源端一般会循着电源线路径进入RS-485端使用的电源来自接入电源转换前后的电源中间有着3000V的隔离设计当RS-485端的电源被噪声干扰时则可保证RS-232端的设备不会损坏另外如图３－２－３图３－２－３ 不同端的隔离设计 ７５２０Ｒ与７５２０是相当类似的模块所需要的电源是由ＲＳ－２３２端所供应的RS-485讯号传输所需的电源则是由模块本身作电压转换而得ＲＳ－４８５模块均连接在一起由于隔离的作用但ＲＳ－２３２端则可能遭殃由上面的二种模块情形可以知道可以确保所要保护的端点则必须选择Ｉ－７５２０（也就是ＲＳ－２３２端隔离）就必须选择Ｉ－７５２０Ｒ（也就是ＲＳ－４８５端隔离）监控计算机端(RS-232端)与分布式模块端(RS-485端)所使用的电源必须是分开的电源来源若来源相同3-2-5隔离模块选用既然Ｉ－７５２０则使用于系统的连接时图３－２－４是其中一种情形图３－２－４ 利用计算机接上RS-485网络原厂所使用的变压器是产生２４V的直流电源因此本身就具备有隔离的效果透过另一个变压器的使用RS-485端所产生的噪声也不会流进计算机端另一方面来说再则也同样使用变压器作为电源来源一样具有和RS-485端隔离的作用不管使用的是7520或7520R现场的使用上通常也须作些隔离的步骤图2-3-5连接PLC时的二种作法同样都是232型式的PLC½«´ËµçÔ´¹©¸ø7520R模块使用而和RS-485端是隔开的另一种情形则是使用7520Òò´ËÔÚµçÔ´½ÓÏßʱ´Ë±äѹÆ÷±¾Éí¾Í¾ßÓиôÀëµÄ×÷Óôﵽ±£»¤Ë«·½µÄÄ¿µÄÒò´ËÔëÉù¸ÉÈÅÎÊÌâҲʱÓÐËù¼û³ýÁËÒª¿¼Âǵ½Ä£¿é²»¿ÉÒÔ¸ÉÈŵ½ÆäËüµÄÉ豸ÒÔÍâË«·½Ã涼×÷ºÃ¿¼Á¿3-3 模块运作方式每个分布式模块的连接是以ＲＳ－４８５线路为之由于功能不尽相同与其它的模块之间并没有直接的资料交换 3-3-1 使用计算机作控制最常见的系统架构方式就是如图３－２－４一般一个RS-232/RS-485转换模块此种方式最少将使用到个人计算机上的一个RS-232串行通讯端口因此使用此一方式对于计算机而言是一件非常容易的事情而直接使用计算机上的RS-485通讯端口不过在某些工业用的计算机上因此就可以直接将7000模块接到计算机上如图3-3-1所示图3-3-1直接使用工业级计算机上的RS-4853-3-2 使用CPU模块作控制如果监控的场合不太适合计算机的存在控制程序的部份就必须写入C P U模块内如图3-3-2就是一个例子图3-3-2利用C P U模块监控RS-485网络图3-3-2的控制方式可以视为以C P U模块取代了一部计算机此种方式所进行通常是任务相当单纯的时机对工程师是比较轻松的现在的个人计算机功能强大再加上网络的发达因此很多的系统也就使用计算机另一方面来说从一开始使用到现在不管当机的原因是出在软件或是硬件基于这个原因当看门狗电路侦测到不正常的情形发生时使得硬件电路重新再执行一次使用计算机作分布式模块的监控时也要防范此种不正常当机的情形发生计算机可以很正常地和各个分布式模块作讯息的交换应该能马上反应出来让监控系统停摆如图3-3-3所示图3-3-3计算机和C P U模块的结合除了使用计算机和RS-485上的分布式模块作资料的交换外一般时候此C P U模块不会有任何的动作此模块就会马上激活接替计算机欲达到此一目的计算机端和7188均依一定的程序执行7000系统的模块本身也拥有看门狗的设计也会重新激活模块另外也可以激活软件的看门狗功能若看门狗功能丧失此时可采取必要措施。