DCS控制站
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自动化仪表与过程控制
Y SH X
3.2 DCS现场控制站的功能
（2）内部仪表的组态
与单回路控制器中不同， 1个调节单元除包含 PID控制功能之外，还具有输入信号变换、报警检测、 输出信号处理等功能，相当单回路控制器中5～10个 运算控制块。因此，组态比较简单。如图3-8所示。
关于内部仪表的组 态，由于现场控制站自 身没有人机接口，需要 在操作站或专门的工
自动化仪表与过程控制
Y SH X
3.2 DCS现场控制站的功能
程站上进行。在CENTUM CS3000中，控制站的组态
是在工程师站（ENG）上实现的。组态组态不再使用
填表式语言，而是采用图形化的功能块图接点连线方
式，在专用的“控制图”画面中画图实现。
所谓“控制图”， 是指两个或多个 功能块组成的控 制功能的一个组 合。
自动化仪表与过程控制
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3.2 DCS现场控制站的功能
3.2.2 现场控 制站的内部仪表
与单回路控制仪 表相比，作为多回路 控制器的现场控制站 如图3-7所示。
自动化仪表与过程控制
Y SH X
3.2 DCS现场控制站的功能
除反馈控制功能、运算功能、报警功能、通信功
能更加充实外，最主要的特点是顺序控制功能大大增
CI读回
双重化
设置RS
控制电路
的状态
自动化仪表与过程控制
Y SH X
3.2 DCS现场控制站的功能
② 其它可供选用的I/O插件
FIO总线型现场控制站的I/0模件大致可分为三大 类，即模拟量I/O模件、数字量I/O模件及通信模件。 其中，模拟量I/O模件包括：电流（4~20mA、HART 协议等）、电压（毫伏、1~5V等）、热电阻、热电偶、 隔离、非隔离等不同输入/输出类型，通信模件则包括： RS422/RS485 （ ALR121 ） 、 现 场 总 线 FF H1 （ ALF111 ） 、 Profibus DPV1 （ ALP111 ） 、 以太 网 （ ALE111）等许多类型的通信模件。
示调节器的工号为FIC102，低值选择单元为LSL103。
若将液位变送器， 接到节点01第1个插 槽模件上，并使用 其 第 03 个 通 道 ， 则 其地址可缩写为 “%Z011103”。
自动化仪表与过程控制
Y SH X
3.2 DCS现场控制站的功能
图 3-9 所 示 为 缓 冲 罐 容 器 的 选 择 控 制 系 统 ， 则 在 CENTUM
强。报警功能、通信功能更加充实外，最主要的特点
是顺序控制功能大大增强。
（1） 内部仪表（又称功能块）
和单回路控制仪表一样，为便于用户程序的建立，
继承长期以来用单块仪表构成系统的概念，将一些常
用的功能子程序组成标准功能模块，称为内部仪表。
CENTUM CS3000的常规控制块以及计算块，分别如
表3-1和表3-2所示，从中可看出其强大的功能。
右边4个插槽作为公用部分，2个槽插电源卡，2 个槽插处理器卡。
插件箱的左边8个插槽是供各种输入输出卡使用的。
输入输出卡都做 成多回路的，Байду номын сангаас面以 模拟量输入输出（ I/O）插件为例：
自动化仪表与过程控制
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3.2 DCS现场控制站的功能
① 控制用多路模拟量输入输出卡
可接受8路1~5V的模拟电压输入，送出8 路 4~20mA电流信号，驱动8个执行器。该卡可做双重化 备用，其并联工作的原理，如图3-3所示。
变送器4～20mA信号
I/V变换为1～5V信号
输入电路（RC滤波、
多路转换开关、 A/D转换）
自动化仪表与过程控制
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3.2 DCS现场控制站的功能
数据库 内部总线接口 内部通信总线
执行器 4～20mA D/A CPU运 算返回
电流是否向外输出，取决于RS触发器的状态。 当输出电流异常
CS3000中需要使用三个内部功能块仪表，其中两个是基本PID
调节单元“PID”，一个是带自动/手动切换的低值自动选择单
元“AS-L”。可令液位指示调节器的工位号为LIC101，流量指
示调节器的工号为FIC102，低值选择单元为LSL103。
若将液位变送器， 接到节点01第1个插 槽模件上，并使用 其 第 03 个 通 道 ， 则 其地址可缩写为 “%Z011103”。
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3.2.1 现场控制站的结构 CS3000 R3 系 统
的双重化现场控制 站 (FIO 型 )， 如 图
3-2所示。
（1）运算控 制单元
运算控制单元， 采用4CPU，成对热备、 冗余容错技术（又
自动化仪表与过程控制
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3.2 DCS现场控制站的功能
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3.2 DCS现场控制站
下面以国内使用较多的日本横河公司大型集散控 制系统CENTUM为例，介绍DCS的系统的工作原理。 典型的DCS由分散执行控制功能的现场控制站（Field Control Station） 和 进 行 集 中 监 视 、 操 作 的 操 作 站 （Operator Station）两级组成。相互问通过内部高速 通信HF总线相连，组成计算机局域网络。采用多主 站的令牌传送方式，在系统内，各操作站和控制站的 地位都是相同的，没有固定的主站与从站划分。
称“互备互校”系统），来实现CPU故障状态下的无
扰动切换，极大提高了系统的可靠性。
（2）双重化总线 对Vnet总线、总线通信耦合器、站内总线，进 行双重化。
（3）I/O插件箱 FFCS-L 型 紧 凑 型现场控制站，输入 输出插件箱的具体结 构如图3-4所示。
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3.2 DCS现场控制站的功能
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图 3-9 所 示 为 缓 冲 罐 容 器 的 选 择 控 制 系 统 ， 则 在 CENTUM
CS3000中需要使用三个内部功能块仪表，其中两个是基本PID
调节单元“PID”，一个是带自动/手动切换的低值自动选择单
元“AS-L”。可令液位指示调节器的工位号为LIC101，流量指
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3.2.3 CENTUM CS3000的现场总线网 络
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（2）内部仪表的组态
与单回路控制器中不同， 1个调节单元除包含 PID控制功能之外，还具有输入信号变换、报警检测、 输出信号处理等功能，相当单回路控制器中5～10个 运算控制块。因此，组态比较简单。如图3-8所示。
关于内部仪表的组 态，由于现场控制站自 身没有人机接口，需要 在操作站或专门的工
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程站上进行。在CENTUM CS3000中，控制站的组态
是在工程师站（ENG）上实现的。组态组态不再使用
填表式语言，而是采用图形化的功能块图接点连线方
式，在专用的“控制图”画面中画图实现。
所谓“控制图”， 是指两个或多个 功能块组成的控 制功能的一个组 合。
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3.2.2 现场控 制站的内部仪表
与单回路控制仪 表相比，作为多回路 控制器的现场控制站 如图3-7所示。
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除反馈控制功能、运算功能、报警功能、通信功
能更加充实外，最主要的特点是顺序控制功能大大增
CI读回
双重化
设置RS
控制电路
的状态
自动化仪表与过程控制
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3.2 DCS现场控制站的功能
② 其它可供选用的I/O插件
FIO总线型现场控制站的I/0模件大致可分为三大 类，即模拟量I/O模件、数字量I/O模件及通信模件。 其中，模拟量I/O模件包括：电流（4~20mA、HART 协议等）、电压（毫伏、1~5V等）、热电阻、热电偶、 隔离、非隔离等不同输入/输出类型，通信模件则包括： RS422/RS485 （ ALR121 ） 、 现 场 总 线 FF H1 （ ALF111 ） 、 Profibus DPV1 （ ALP111 ） 、 以太 网 （ ALE111）等许多类型的通信模件。
示调节器的工号为FIC102，低值选择单元为LSL103。
若将液位变送器， 接到节点01第1个插 槽模件上，并使用 其 第 03 个 通 道 ， 则 其地址可缩写为 “%Z011103”。
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图 3-9 所 示 为 缓 冲 罐 容 器 的 选 择 控 制 系 统 ， 则 在 CENTUM
强。报警功能、通信功能更加充实外，最主要的特点
是顺序控制功能大大增强。
（1） 内部仪表（又称功能块）
和单回路控制仪表一样，为便于用户程序的建立，
继承长期以来用单块仪表构成系统的概念，将一些常
用的功能子程序组成标准功能模块，称为内部仪表。
CENTUM CS3000的常规控制块以及计算块，分别如
表3-1和表3-2所示，从中可看出其强大的功能。
右边4个插槽作为公用部分，2个槽插电源卡，2 个槽插处理器卡。
插件箱的左边8个插槽是供各种输入输出卡使用的。
输入输出卡都做 成多回路的，Байду номын сангаас面以 模拟量输入输出（ I/O）插件为例：
自动化仪表与过程控制
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3.2 DCS现场控制站的功能
① 控制用多路模拟量输入输出卡
可接受8路1~5V的模拟电压输入，送出8 路 4~20mA电流信号，驱动8个执行器。该卡可做双重化 备用，其并联工作的原理，如图3-3所示。
变送器4～20mA信号
I/V变换为1～5V信号
输入电路（RC滤波、
多路转换开关、 A/D转换）
自动化仪表与过程控制
Y SH X
3.2 DCS现场控制站的功能
数据库 内部总线接口 内部通信总线
执行器 4～20mA D/A CPU运 算返回
电流是否向外输出，取决于RS触发器的状态。 当输出电流异常
CS3000中需要使用三个内部功能块仪表，其中两个是基本PID
调节单元“PID”，一个是带自动/手动切换的低值自动选择单
元“AS-L”。可令液位指示调节器的工位号为LIC101，流量指
示调节器的工号为FIC102，低值选择单元为LSL103。
若将液位变送器， 接到节点01第1个插 槽模件上，并使用 其 第 03 个 通 道 ， 则 其地址可缩写为 “%Z011103”。
自动化仪表与过程控制
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3.2 DCS现场控制站的功能
3.2.1 现场控制站的结构 CS3000 R3 系 统
的双重化现场控制 站 (FIO 型 )， 如 图
3-2所示。
（1）运算控 制单元
运算控制单元， 采用4CPU，成对热备、 冗余容错技术（又
自动化仪表与过程控制
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3.2 DCS现场控制站的功能
Y SH X
3.2 DCS现场控制站的功能
3.2 DCS现场控制站
下面以国内使用较多的日本横河公司大型集散控 制系统CENTUM为例，介绍DCS的系统的工作原理。 典型的DCS由分散执行控制功能的现场控制站（Field Control Station） 和 进 行 集 中 监 视 、 操 作 的 操 作 站 （Operator Station）两级组成。相互问通过内部高速 通信HF总线相连，组成计算机局域网络。采用多主 站的令牌传送方式，在系统内，各操作站和控制站的 地位都是相同的，没有固定的主站与从站划分。
称“互备互校”系统），来实现CPU故障状态下的无
扰动切换，极大提高了系统的可靠性。
（2）双重化总线 对Vnet总线、总线通信耦合器、站内总线，进 行双重化。
（3）I/O插件箱 FFCS-L 型 紧 凑 型现场控制站，输入 输出插件箱的具体结 构如图3-4所示。
自动化仪表与过程控制
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3.2 DCS现场控制站的功能
自动化仪表与过程控制
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3.2 DCS现场控制站的功能
图 3-9 所 示 为 缓 冲 罐 容 器 的 选 择 控 制 系 统 ， 则 在 CENTUM
CS3000中需要使用三个内部功能块仪表，其中两个是基本PID
调节单元“PID”，一个是带自动/手动切换的低值自动选择单
元“AS-L”。可令液位指示调节器的工位号为LIC101，流量指
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3.2 DCS现场控制站的功能
3.2.3 CENTUM CS3000的现场总线网 络