DCS及仪表基础知识
dcs仪表符号基础知识
dcs仪表符号基础知识
DCS（分散控制系统）是一种用于自动化控制的计算机系统，它通过分散的控制器和相互连接的传感器、执行器来实现对工业过程的控制。
在DCS中使用的仪表符号具有以下基础知识：
1. 测量仪表符号：测量仪表符号用于表示各种测量设备，如压力变送器、温度变送器、流量计等。
通常以简单的形状和符号表示。
2. 控制仪表符号：控制仪表符号用于表示各种控制设备，如控制阀、开关阀、调节阀等。
通常以箭头、旋钮等图形表示。
3. 工艺仪表符号：工艺仪表符号用于表示工艺设备，如泵、压力罐、加热器等。
通常以简单的图形表示。
4. 仪表连接符号：仪表连接符号用于表示仪表之间的连接关系，如传感器与控制器之间的连接、控制器与执行器之间的连接等。
通常以线条或箭头表示。
需要注意的是，不同的行业和领域可能会有自己独特的仪表符号表示方式，因此在具体的DCS应用中，还需要根据实际情
况进行详细的了解和学习。
dcs仪表控制基本知识
DCS（分布式控制系统）是一种集散控制系统，它将计算机技术、控制技术和网络技术高度结合，用于实现对生产过程中的众多控制点进行控制。
DCS仪表控制基本知识包括以下几个方面：1. 仪表的分类：仪表分为一次仪表（现场仪表）和二次仪表（控制仪表）。
一次仪表直接与工艺介质相接触，如温度计、压力表等；二次仪表主要用于显示、控制、调节等，如PID控制器、报警器等。
2. 仪表的信号类型：仪表信号分为模拟信号和数字信号。
模拟信号包括温度、压力、流量等连续变化的信号，如4-20mA、1-5V等；数字信号包括开关量信号和脉冲信号，如0-1、1-0、2-3等。
3. DCS系统的组成：DCS系统通常由控制器（过程站）、操作站、通信网络和现场仪表等组成。
控制器负责实现对现场仪表的实时控制和调节；操作站用于监控和管理整个控制系统；通信网络负责连接控制器、操作站和现场仪表，实现数据传输。
4. DCS系统的控制功能：DCS系统可以实现多种控制功能，如温度控制、压力控制、流量控制、液位控制等。
通过PID控制算法等调节方法，实现对工艺过程的精确控制。
5. 仪表与DCS系统的连接：仪表通过信号传输线与DCS系统的输入/输出（I/O）卡件连接。
模拟信号通常采用4-20mA、1-5V等标准信号传输；数字信号采用开关量或脉冲信号传输。
6. DCS系统的组态：组态是指DCS系统根据实际应用需求进行配置和编程的过程。
通过组态软件，可以实现对DCS系统的控制策略、报警设置、历史数据存储等功能进行配置。
7. DCS系统的调试与维护：DCS系统调试主要包括系统硬件检查、通信网络测试、控制策略编程和调试等。
维护工作主要包括定期检查、故障排除、系统升级等。
通过以上对DCS仪表控制基本知识的了解，可以更好地把握DCS系统在工业生产过程中的应用和作用。
化工企业仪表控制、连锁、DCS、PID安全知识简介
化工企业仪表控制、连锁、DCS、PID安全知识简介一、控制回路1、几种控制方案：单回路PID控制、串级控制、分程控制、选择控制、比值控制、自定义顺序程序控制等。
2、单回路PID控制回路的组成：1个参数检测仪表、1个PID控制器、1个执行机构（控制阀）各一个。
3、串级控制回路包括内环和外环，一般由2个参数检测仪表、2个PID 控制器、1个执行机构（控制阀）组成。
4、选择控制回路一般由1个或2个参数检测仪表、1个或2个PID控制器、1个选择器、1个或2个执行机构（控制阀）组成。
5、比值控制回路一般由2个参数检测仪表、1个或2个PID控制器、1个或2个执行机构（控制阀）组成。
6、自定义顺序程序控制回路（SFC）一般用于配制、加料、混合，或者以时间/动作为先后顺序周而复始循环工作场合，如变压吸附等二、联锁回路1、联锁是指为了保护关联设备或工艺系统、人身安全等而设置的自动保护控制停车装置；2、联锁回路的构成：联锁条件（输入AI/DI）、联锁逻辑（与/或/非等）、联锁结果（输出AO/DO）；3、联锁的分类：单元设备/机组局部联锁、工艺装置整体联锁、安全联锁切换；4、联锁的实现：一般由接触器、继电器和自动开关的组合电路或者由可编程微处理器（如PLC/DCS/ESD等）来实现；5、对联锁元件的要求：检测控制可靠、响应灵敏快速、几乎不产生误动作。
三、DCS控制系统1、DCS系统的主要结构人机界面（操作站）、主控制器（控制站）、输入/输出接口（I/O卡件）以及数据交换通道（2层通讯网络及交换机）。
2、DCS的主要功能包括现场数据采集显示、报警、运算控制，人机交互操作，数据记录、累积，趋势记录，报表功能等3、DCS组态简介系统组态是指在工程师站上为控制系统设定各项软硬件参数的过程。
由于DCS的通用性和复杂性，系统的许多功能及匹配参数需要根据具体场合而设定。
例如：系统由多少个控制站和操作站节点（操作站节点是工程师站、操作员站、服务器站、数据管理站、时间同步服务器等的统称）构成；系统采集什么样的信号、采用何种控制方案、怎样控制、操作时需显示什么数据、如何操作等等。
DCS基础知识
DCS的结构和组成
• 硬件 • 现场控制站 • DCS的核心 • 组成 • 控制器
• I/O • 辅助设备 • 完成系统的主要功能 • 控制器双冗余 • 有的可实现重点I/O冗余
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DCS的结构和组成
• 硬件 • 通讯系统 • 连接各节点的桥梁 • 包括 • 现场总线 • 控制网络 • 系统网络 • 管理网络 • 一般在控制网络和系统网络进行冗余设计
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DCS的结构和组成
• 硬件 • 电源系统 • 整个系统的工作能源 • 保证连续性的手段
• UPS • 双电源切换 • 现场控制站电源进行冗余设计 • 现场控制站和操作站/工程师站可分开供电
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DCS的结构和组成
• 软件 • 现场控制站 • 现场I/O驱动软件 • I/O信号预处理软件 • 实时数据库软件 • 控制算法软件 • 实时操作系统
• 硬件 • 操作站 • 一般采用桌面式通用计算机 • 组成：主机、显示器、键盘、鼠标、打印机等 • 用于过程监视、操作、管理
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DCS的结构和组成
• 硬件 • 工程师站 • 一般比操作站“高档” • 组成：主机、显示器、键盘、鼠标、打印机等 • 用于系统组态、配置、维护 • 可兼作操作站
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ห้องสมุดไป่ตู้
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DCS的产生和发展
• PLC控制的优点 • 逻辑运算功能强 • 运算速度快 • 功耗低、体积小、故障率低
• PLC控制的缺点 • 局部故障会影响全局 • 监控和操作简单 • 无法实现先进控制和过程优化 • 模拟运算功能弱
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DCS的产生和发展
• 第一代：1975～1980 （初创期） • Honeywell：TDC-2000 • Yokogawa：Yawpark • Foxboro：Spectrum • Bailey：Network 90 • Kent：P4000 • Siemens：Teleperm M • Toshiba：TOSDIC
DCS控制系统基础知识
DCS大致经历了四个发展阶段，相应地有四代的基本结构: 第一阶段(初创期)，1975年一1980年
第二节 DCS控制系统发展史
第二阶段〔成熟期)，1980年一1985年
第二节 DCS控制系统发展史
第三阶段(扩展期)，1985年一2000年 DCS向计算机网络控制扩展，将过程控制、监督控制和管理调度进一步结合起来，并且加强断续系统功能，采用专家系统，制造自动化协议MAP(Manufactur Automation Protocol)标准，以及硬件上诸多新技术。这一代的典型产品中，有的是在原有基础上扩展，如美国Honeywell公司扩展后的TDCS 3000，横河电机的CENTUM-XL和UX[，美国西屋公司的WDPF II等，也有的是新发展的系统，如Foxboro公司的I/A Series等。这一代产品的进一步发展就是计算机集成制造(生产)系统
第六节 选择控制系统
第七节 三冲量控制系统
图 三冲量控制系统
该系统除了液位、蒸汽流量信号外,再增加一个给水流量的信号。它有助于及时克服由于供水压力波动而引起的汽包液位的变化。
控制器 对于生产装置的温度、压力、流量、液位等工艺变量常常要求维持在一定的数值上，或按一定的规律变化，以满足生产工艺的要求。PID控制器是根据PID控制原理对整个控制系统进行偏差调节，从而使被控变量的实际值与工艺要求的预定值一致。不同的控制规律适用于不同的生产过程，必须合理选择相应的控制规律，否则PID控制器将达不到预期的控制效果。 控制器有三种：比例控制器、比例积分控制器、比例积分微分控制器
根据根据系统的结构和所担负的任务
复杂控制系统
串级控制系统
均匀控制系统
比值控制系统
分程控制系统
DCS基本知识
第三讲 TDC3000集散控制系统 TDC3000集散控制系统
一.概述 TDC3000系统是美国Honeywell公司开发的DCS, TDC3000系统是美国Honeywell公司开发的DCS, 于九十年代推向市场,先后被多家企业使用, 于九十年代推向市场,先后被多家企业使用,是我 公司使用技术比较成熟的一种集散控制系统. 公司使用技术比较成熟的一种集散控制系统. 二.系统基本结构
1.各部件的名称及功能 1.各部件的名称及功能 PCIM:PC机接口模块 PCIM:PC机接口模块 AM:应用模块,存放先进的控制软件. AM:应用模块,存放先进的控制软件. HM:历史模块,存放生产过程的各种历史数据. HM:历史模块,存放生产过程的各种历史数据. GUS:操作站, GUS:操作站,负责生产过程的监控及系统的监控与 组态. 组态. APM:先进的过程管理器,负责I/O信号的处理、计算、 APM:先进的过程管理器,负责I/O信号的处理、计算、 控制、报警等。 HPM:高性能过程管理器负责I/O信号的处理、计算、 HPM:高性能过程管理器负责I/O信号的处理、计算、 控制、报警等。
4.系统扩展灵活 4.系统扩展灵活 DCS采用标准化、模块化设计, DCS采用标准化、模块化设计,可以根据不同 规模的工程对象, 规模的工程对象,硬件设计上采用积木搭接方式 进行灵活配置,扩展方便. 进行灵活配置,扩展方便. 5.安装维护方便 5.安装维护方便 DCS采用专用的多芯电缆, DCS采用专用的多芯电缆,标准化接插件和端 子板,可很方便的装配和维修更换. 子板,可很方便的装配和维修更换.在软件上具有 强大的自诊断功能,当故障发生时, 强大的自诊断功能,当故障发生时,能迅速发出报 警信号,以便工作人员及时维修. 警信号,以便工作人员及时维修. 6.系统的可靠性 6.系统的可靠性 由于DCS采用多个微处理器分散控制生产装 由于DCS采用多个微处理器分散控制生产装 置,使得危险高度分散.同时又采用冗余措施,大大 使得危险高度分散.同时又采用冗余措施, 提高了系统的可靠性, 提高了系统的可靠性,从而使系统的平均无故障 工作时间达到十万小时以上. 工作时间达到十万小时以上.
DCS控制系统讲解(计算机控制系统)
DCS控制系统第一章自控仪表工基础识图在讲DCS系统系统之前,先和大家一起回顾一下仪表工的基础识图，对今后大家日后的学习，仪表、控制系统检修维护都会有一定的意义。
1.1 仪表功能标志1.1.1 仪表功能标志组成仪表的功能标志由一个首位字母及一个或多个后继字母组成。
示例如下:例1 PI——功能标志P——首位字母（表示被测变量）I——后继字母（表示功能）例2 TIC——功能标志T——首位字母（表示被测变量）IC——后继字母（表示功能）表示连锁功能）1.1.2仪表功能字母代号仪表功能标志的字母代号见表1.1表1.1 常用仪表功能字母代号1.2 仪表检测流程图常见图形符号 1.2.1 常用仪表流程图符号及其含义a) 常规仪表b) 引入计算机或DCS 控制系统仪表1.3 仪表检测流程图识图MFRISA 30101MMPRISA 30102TSA 30103PIS 30104PIS 30105HL图1.1 工艺检测控制流程图1.4 仪表接线图识图（略）第二章 计算机控制系统及DCS 基础知识集散控制系统(Distributed Control System, DCS)是计算机控制系统的一种结构形式。
计算机控制是以自动控制理论和计算机技术为基础的，自动控制理论是计算机控制的理论支柱，计算机技术的发展又促进了自动控制理论的发展与应用。
计算机控制系统有多种结构形式，DCS就是其中的一种。
2.1 计算机控制系统基础知识2.1.1 计算机控制系统的一般概念计算机控制是关于计算机技术如何应用于工业生产过程自动化的一门综合性学问。
计算机控制的应用领域是非常广泛的，从计算机应用的角度出发，工业自动化是其重要的一个领域；而从自动化的领域来看，计算机控制系统又是其主要的实现手段。
可以说，计算机控制系统与用于科学计算及数据处理的一般计算机是两类不同用途、不同结构组成的计算机系统。
计算机控制系统是融计算机技术与工业过程控制于一体的综合性技术，它是在常规仪表控制系统的基础上发展起来的。
仪表基本知识介绍
（3）流量仪表（线性刻度）
最大流量不应超过满刻度的90％
正常流量应为满刻度的50％～70％
最小流量不应小于满刻度的10％
（4）物位仪表
实际操作液位应为量程的10％～90％
给仪表专业提条件时，可以考虑上述仪表量程选择原则，提出合适的条件范围。
2仪表条件表的填写说明
发展方向。
4安全控制仪表
早期的安全控制仪表；
现在的安全控制仪表。
5数字仪表
数字仪表的适用场合。
6模拟仪表
适用场合；记录仪（模拟无笔）和基地式仪表。
（二）现场仪表
1温度仪表
目前常用的温度仪表有：压力式温度计、双金属温度计、热电偶/热电阻等。
2压力仪表
目前常用的压力仪表有：压力表、U型管、压力变送器和各类压力开关等。
低报警10~15%Φ
C)、测量范围H=Φ-H1
高报警85~90%H
低报警10~15%H
H1是死区，越小越好，但要符合设备的要求。
D)、测量范围H=桶体高度
H1和H2仪表迁移掉，高低报警根据实际情况确定。
要注意液位口尽量不要放在出口管线上。
E)、测量范围=H
H1和H2仪表迁移掉，H1是死区尽量小，但要符合设备的要求。
（一）控制室仪表与控制系统
1集散型控制系统DCS（DISTRIBUTE CONTROL SYSTEM）
（1）DCS的概念：操作站、控制站
（2）九十年代的DCS特点和功能
（3）当前新一代DCS特点和功能
2现场总线技术（FOUN DATION FIELDBUS）
（1）现场总线的概念：是下一代过程控制的基础。
l第15栏：≥20CP（mPa·s）提出来。
中控硬件DCS基础学习知识
数据采集与监控
DCS能够实时采集现场设备的状态、温度 、压力等参数，并对这些参数进行监控， 确保生产过程的稳定性和安全性。
顺序控制与逻辑控制
DCS可以根据预设的控制逻辑对现场设备 进行顺序控制和逻辑控制，实现自动化生 产。
析，为生产决策提供可靠支持。
AI技术将优化中控系统的控制策略。借 助智能控制算法，实现对生产过程的精
准控制，提高产品质量和生产效率。
AI技术将拓展中控系统的预测性维护功 能。通过应用故障预测和健康管理技术 ，实现设备的预防性维护和检修，降低
生产成本和停机时间。
云端化中控系统的发展
云端化中控系统将促进远程监控和管理。通过将数据 存储在云端，实现远程访问和监控，方便管理人员对 生产过程进行实时监管和控制。
国内外常用的组态软件包括WinCC、组态王、昆仑通态等。
控制算法
1 2
定义
控制算法是一种用于自动化控制系统的数学模型 ，它根据输入信号和系统参数来调整输出信号， 以实现系统的稳定和优化。
类型
控制算法包括PID控制、模糊控制、神经网络控 制等。
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应用
控制算法广泛应用于工业自动化控制系统，如 DCS、PLC等。
数据库
01
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定义
数据库是用于存储、管理 和检索数据的软件系统， 它广泛应用于企业信息化 系统中。
类型
数据库包括关系型数据库 、实时数据库、历史数据 库等。
功能
数据库可以提供数据存储 、备份恢复、数据同步、 权限管理等数据管理功能 。
人机界面软件
定义
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人机界面软件是一种用于人与计算机之间交互的软件，它通过
2024版中控DCS基础知识PPT课件
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控制系统需求分析
明确控制对象、控制精度、响应 时间等关键指标。
02
03
控制算法选择
根据控制对象特性选择合适的控 制算法，如PID、模糊控制等。
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2024/1/28
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关键参数设置和调整技巧分享
1 PID参数整定
通过经验法、试凑法或自动整定法确定PID控制器的比例、 积分、微分参数。
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故障诊断方法和工具推荐
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04
观察法
通过直接观察设备运行状态， 判断是否存在异常。
2024/1/28
测量法
使用万用表、示波器等工具测 量电压、电流、波形等参数，
进一步分析故障。
替换法
将疑似故障部件替换为正常部 件，观察设备是否恢复正常运
行。
专用诊断工具
采用厂家提供的专用诊断软件 或硬件工具，进行更深入的故
工业互联网
借助工业互联网平台，实现DCS系统与其他工业设备的互联互通， 构建数字化工厂和工业物联网。
工业大数据
运用工业大数据技术，对DCS系统采集的数据进行深度挖掘和分析， 发现潜在问题和优化空间，推动工业生产的持续改进和创新。
2024/1/28
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感谢您的观看
THANKS
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I/O模块配置方法 根据实际需求选择合适的I/O模块类型和数量， 并进行相应的地址设置和参数配置。
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通讯网络架构及协议解析
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DCS通讯网络的作用和架构
DCS通讯网络是实现各部件之间数据传输和信息交换的重要通道，通常
DCS操作的基础知识
• 2、 DCS有什么特点？ DCS是计算机技术、控制技术和网 络技术高度结合的产物。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。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。因此，DCS的主要特点归结为一句话就是：分散控 制集中管理。
• 12、什么是组态？ 通过专用的软件定义系统的过程就是 组态（configuration）。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；定义过程站控制策略和 控制程序的过程叫控制策略组态；定义操作员站监控程序 的过程叫操作员站组态；定义系统网络连接方式和各站地 址的过程叫网络组态。
• 3、 DCS的结构是怎样的？ 上图是一个较为全面的DCS系 统结构图，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。
•
13、我公司的操作员站和工程师站采用什么操作系统？ 目前，我公司操作员站和工程师站采用的操作系统是中文 Windows NT。
• 14、什么是PLC? PLC就是可编程逻辑控制器。
• 15、PLC能用于过程控制吗？ 早期的PLC只是用来完成一 些电气逻辑控制和开关量，现在的PLC在性能上，特别是 对模拟信号的处理能力上已经大大提高，因此现在PLC是 可以用于过程控制的。
与DCS有关的仪表说明知识讲解
c）保护管的选择，保护管的选择是很 重要的一环，它分为保护管的直径、保 护管的材质及保护管的插入深度。保护 管的直径基本上是由测温元件的类型和 安装方式决定的，主要有Φ8mm、Φ12mm、 Φ16mm、Φ20mm等几种；保护管的材质 分为碳钢20#、不锈钢1Cr18Ni9Ti、黄铜、 Cr25Ti高铝管、刚玉管、氧化铝管、瓷 管等，选定材质主要是根据测量介质是 否有腐蚀性、测温范围是多少等；
电动执行器在锅炉、热电等行业中应 用得比较普遍，而气动执行器因其安全 防爆的特点，在化工行业中是首选的。
气动调节阀
电动调节阀
一次仪表中的变送单元类仪表可分 为温度、压力、差压、流量、液位、浓 度等六大类。
一、温度 1、应用热敏电阻原理测温：热电阻
2、应用热电效应测温：热电偶
热电阻是根据金属导体的电阻值随目 标温度变化而变化的原理，热电阻测温 主要应用于非高温场合。一般：
◎气动计算单元和其它单元（气动加减器、 气动乘除器、气动比值器、电－气转换 器等）
◎气动执行器（气动阀、气动调节阀、阀 门定位器）
至今，气动仪表除了气动执行器（气 动阀、气动调节阀、阀门定位器）仍在 使用外，其余已基本不选用。
电动仪表
电动仪表经历了DDZ-I型、DDZ-Ⅱ 型、DDZ-Ⅲ型的发展。
信号制： DDZ-II型仪表以0～10mA的 直流电流作为统一的标准信号，DDZ-Ⅲ 型采用了国际标准的4～20mA直流电流信 号制。
供电： DDZ-II型仪表以220VAC供电， DDZ-Ⅲ型采用24VDC供电。
线制：我们常称II型仪表为四线制仪 表，称Ⅲ型仪表为二线制仪表（目前Ⅲ 型仪表也有重， 体积大，使用的时间不长，但为其后的 Ⅱ型仪表的设计提供了借鉴，积累了使 用电动仪表的经验。
自动化仪表及DCS基础培训内容
室内，长期存放应经常检查，消除污垢，并在加工面上涂防锈油，防止锈蚀。 2) 气动切断阀在安装前应把杂质清除干净，并将各螺栓连接处拧紧。 可配附件：
定位器、电磁阀、空气过滤减压器、保位阀、行程开关、手轮机构等 日常维护
分类 安装方式分类：法兰（单法兰、双法兰）、丝扣等。 材质分类：不锈钢、哈 C、哈 B、钽、衬 F4 等。 工作原理 作用在测量膜片的表面，使膜片产生微小的形变，测量膜片上的高精度电路将这个微小 的形变变换成为与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号，然后采用专用 芯片将这个电压信号转换为工业标准的 4-2OmA 电流信号或者 1-5V 电压信号。 使用注意事项
当气源压力从气口(2)进入气缸两活塞之间中腔时，使两活塞分离向气缸两端方向移动，迫使两端的弹簧压 缩，两端气腔的空气通过气口(4)排出，同时使两活塞齿条同步带动输出轴(齿轮)逆时针方向旋转。在气源 压力经过电磁阀换向后，气缸的两活塞在弹簧的弹力下向中间方向移动，中间气腔的空气从气口(2)排出， 同时使两活塞齿条同步带动输出轴(齿轮)顺时针方向旋转。
使用注意事项
1、存放时阀门应存放在干燥的室内，通路两端必须堵塞。不准堆置存放 2、长期存放的调节阀应定期检查，清除污垢，在各运动部分及加工面上应涂
以防锈油，防止生锈。 3、本阀应安装在水平管道上，必须垂直安装。阀杆向上，阀门前装过滤器。 4、必修按图示箭头所指示介质流动方向进行安装。
安装原则：
1) 气动调节阀安装位置，距地面要求有一定的高度，阀的上下 要留有一定空间，以便进行阀的拆装和修理。对于装有气动 阀门定位器和手轮的调节阀，必须保证操作、观察和调整方 便。
DCS基础完整ppt课件
监控界面设计与实现方法
界面布局设计
合理规划监控界面布局， 提供直观、易用的操作体 验。
图形化展示
采用图表、曲线等图形化 元素，直观展示监控数据 。
交互设计
支持鼠标、键盘等交互方 式，方便用户进行实时监 控和操作。
数据采集、处理及存储策略
数据采集
通过多种方式获取监控数据，如 传感器、数据库等。
本次课程重点内容回顾总结
DCS基本概念及原理
DCS硬件构成
深入讲解了集散控制系统（DCS）的定义 、发展历程、基本原理和核心组成部分。
详细介绍了DCS的硬件组成，包括控制器 、I/O模块、通信网络、人机界面等关键部 件的功能和作用。
DCS软件功能及应用
DCS维护与故障诊断
系统阐述了DCS软件的功能模块、组态方 法、控制策略和实现过程，以及DCS在工 业自动化领域的应用案例。
02 第一代
1975年前，以模拟仪表为主， 带有少量的数字式控制器和执 行器。
03
第二代
04
1975-1980年，以数字式控制器 和执行器为主，实现了模拟仪表 与数字计算机的混合控制。
第三代
1980年以后，以微处理器为基础 ，实现了全数字化的集散控制系 统。
DCS应用领域及市场需求
应用领域
DCS广泛应用于电力、冶金、石 化、造纸、水处理等行业的过程 控制中，实现对生产过程的自动 化监控和管理。
设备测试
在完成连接和配置后，对硬件 设备进行测试，确保设备能够
正常工作。
软件安装、配置及调试过程指导
软件准备
获取所需的DCS系统软 件和相关补丁，确保软
件版本与硬件兼容。
软件安装
中控DCS基础知识
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DCS基础知识—仪表功能标志
• 仪表位号 回路编号可以用工序号加仪表顺序号组成（例1），也可用其他规定的方法进行编号。示例如下： 例1 FIC-1206------仪表位号
12-------工序号（一般用两位数字，也可用三位数字） 06---------仪表顺序号（一般用两位数字，也可用三位数字） 例2 12TIC1001-----仪表位号 12-------工序号 1001----仪表顺序号
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DCS基础知识—ECS-700流程图画面
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DCS基础知识—ECS-700流程图画面
2021/7/24
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DCS基础知识—ECS-700流程图画面
2021/7/24
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DCS基础知识—ECS-700流程图画面
• HMI控制台右上角的编辑框用于显示系统当前位号，编辑框右边的按钮和下拉 菜单用于进行对当前位号的操作。
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DCS发展历史
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• 仪表功能标志 • 仪表功能常用字母 • 附加功能符号（字母Y） • 仪表常用缩写字母 • 仪表常用图形符号 • ECS-700流程图画面
DCS基础知识
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DCS基础知识—仪表功能标志
• 仪表功能标志组成 仪表功能标志由一个首字母及一个或二至三个后继字母组成。示例如下： 例1 PI------功能标志
其它功能的丧失。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。
2021/7/24
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DCS系统概述及特点
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- 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)。
一、DCS----分布式控制系统1、什么是DCS？DCS是分布式控制系统的英文缩写（Distributed Control System），在国内自控行业又称之为集散控制系统。
2、DCS有什么特点？DCS是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物。
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。
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。
因此，DCS的主要特点归结为一句话就是：分散控制集中管理。
3、DCS的结构是怎样的？上图是一个较为全面的DCS系统结构图，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。
4、DCS的控制程序是由谁执行的？DCS的控制决策是由过程控制站完成的，所以控制程序是由过程控制站执行的。
5、过程控制站的组成如何?DCS的过程控制站是一个完整的计算机系统，主要由电源、CPU（中央处理器）、网络接口和I/O组成。
6、什么是DCS的开放性？DCS的开放性是指DCS能通过不同的接口方便地与第三方系统或设备连接，并获取其信息的性能。
这种连接主要是通过网络实现的，采用通用的、开放的网络协议和标准的软件接口是DCS 开放性的保障。
7、什么是系统冗余？在一些对系统可靠性要求很高的应用中，DCS的设计需要考虑热备份也就是系统冗余，这是指系统中一些关键模块或网络在设计上有一个或多个备份，当现在工作的部分出现问题时，系统可以通过特殊的软件或硬件自动切换到备份上，从而保证了系统不间断工作。
通常设计的冗余方式包括：CPU冗余、网络冗余、电源冗余。
在极端情况下，一些系统会考虑全系统冗余，即还包括I/O冗余。
8、什么是I/O余量？与冗余不同，I/O余量只是系统中I/O数量大于应用的要求，这种余量只是数量上的，主要目的是使系统今后有继续加入控制信号的可能二、DCS在选型中的几个问题工艺流程确定后，控制系统被控对象也就确定。
选用哪种控制系统成为重要问题,这主要根据项目规模和投资预算来考虑。
DCS与模拟仪表相比更复杂，技术性能要求更高，除控制硬件外，还涉及通信协议、监控软件及与其相连的数据存储等。
新系统出现后，与互连网Web技术相结合，还涉及工业连接软件和优化控制软件，实时数据库、与工厂关系数据库的连接，传统DCS、PLC 的互操作等问题。
1、按投资预算确定控制系统如控制回路较多，模拟量采集较大，热电阻、热电偶的采集较多时，应选用DCS。
采用哪种DCS，应从以下几方面考虑:目前，正是新老系统交接时期，DCS软、硬件正由专用走向通用。
选比较新型的系统，价格比较低，备品比较好买，维护费用会大幅度下降。
与其他系统互连容易，费用低。
系统集成是未来十几年的趋势,是计算机技术发展的一个新阶段。
DCS制造厂家往往对某一领域比较专长。
如Honeywell TDC2000、TDC3000、TPS和PKS系统，横河CS1000、CS3000系统主要用于石化部门，因为其闭环控制回路比较多，模拟量控制比较方便。
模拟量和开关量控制是完全分开的，在开关量的控制方面不如其他DCS方便BAILEY公司N90、INFI90，西屋WDPFI、WDPFII、OV ATION系统主要用于电力系统。
这两个系统在模拟量和开关量结合方面较好。
OV ATION系统是新型软DCS系统，也是现在销售情况最好的系统之一。
Fisher-Rosmount公司和西屋被Emerson收购，老系统PROVOX、RS3大多用于化工系统，其批量、配方等很有特色。
现在已经基本迁移改造到新系统Delta V上，新系统兼容现场总线和Hart协议。
不同工艺过程会有一些特殊要求，如电厂要有电调设备(DEH)和事件顺序记录（SOE）。
水泥行业、冶金行业等开关量与模拟量之比大约是6：1，而且纯滞后环节较多，有时需控制补偿等，选型时要考虑这些因素。
有的DCS系统开关量逻辑控制组态不太方便，这时要考虑采用DCS和PLC 混合使用。
如电厂锅炉控制采用DCS，输煤程控和水处理、除灰等逻辑控制采用PLC。
经济性该从DCS价格和预计效益角度考虑。
同档次中，进口DCS控制功能强一些。
进口产品有一些先进控制算法，如Smith预估、三维矩阵运算等，因销售时间较长，软件保证体系更完善。
国产DCS价格低很多，也能满足基本技术要求,因开发较晚，某些技术比国外的还先进一些，如以太网的应用、导轨式的嵌入式PC为基础的控制器和已经有现场总线接口等。
从结构上看，我国DCS比某些进口DCS还合理。
国外传统DCS厂家的控制器差别不大，但操作站区别较大。
分以PC机和小型机为基础两类。
小型机价格比PC机高很多,且许多机型已停产。
PC机操作系统用NT，稳定性虽没UNIX好，但作为操作站使用足够。
小型机接口用SCSI，传输速率理论上是串行20倍之多。
以NT操作系统作为操作站，如采用串行连接，点数（标签数）能少一些，这与硬件配置有关。
有时由于硬件与软件配合不好，会频繁死机。
国产PC机更便宜，采用PC机操作站，可以采用最新机型和监控软件，与计算机技术的发展基本同步。
现场技术人员对软件的安装、调试、联网和开发也更熟悉。
监控软件分专用和通用，通用监控软件开放性能好，能在以太网中用DDE、或OPC方式交换数据。
专用监控软件脚本不丰富，不能与第三方设备连接，所以目前快要退出市场，但病毒、黑客难以侵入;致命的缺点是开放性能差。
传统DCS即将退出市场，新型系统可以是集成的，也可以由DCS厂家作为系统供应的。
对于集成系统可以是操作站采用通用的，控制器有许多接口，与PLC，Web连用。
用户可以通过工程公司集成，应按照项目的规模大小和预算资金来选择使用。
由于有通用的监控软件，符合IEC61131-3标准的编程软件、可以选用嵌入式系统或软DCS系统，集成的控制系统有可能达到最高的性价比。
系统规模主要由系统的输入输出点数确定。
其中包括连锁、特殊控制要求所需的输入输出点数。
选择DCS的型号要看资金确定和维护的工作量，有的DCS除操作站需要维护以外，控制部分基本不需维护。
在选型时，要考虑是否需要冗余。
新型DCS的通讯网络是冗余的，结点之间距离和DCS网络总长度以及各结点地理配置有关。
通用以太网，网卡等价格很低，而专用网络接口很贵。
经济性涉及很多因素，最好联系国内类似单位，进行技术培训，或请教有经验的专家解决有关困难。
工程承包方的技术力量。
要选择技术力量较强单位作总体方案，而具体编程或组态可分别完成。
国外DCS厂商技术人员不可能大批来我国服务，不熟悉我们应用情况，更不可能什么系统都很清楚，所以具体实施还是国内技术人员较好。
如采用进口DCS，可得到国外一些开发工业连接软件公司的技术支持，能把系统做好一些。
我国技术人员也得到提高。
虽然我国技术与国外相比有一定距离，但国内技术人员对国内情况比较了解，在国外大公司支持下，做的工程会达到更好性能。
售后服务。
国外厂商通常配品、备件供应价格高，且不能及时提供。
用户应选择厂商实力雄厚，技术力量强、境内技术支持好的厂家。
厂家会不断更新产品，新旧产品兼容性要好。
国内DCS厂家配品、备件供应较及时，售后服务做的比较好，许多第三方厂家也开发了许多价廉物美的产品，用户都可选用。
技术的先进性。
计算机技术发展很快，而DCS发展相对稳定，这涉及新技术的应用。
要注意：有些国外厂家为抢占市场，经常把不太成熟的产品推到第三世界。
国产DCS销售时间还不够长，对一些软件的测试条件不够完善，在一些极特殊情况下，是否会产生问题没有足够证据，所以有时发生故障会有解释不清的情况。
系统集成已成熟，为节约资金，可采用。
应该向ABB公司学习，它的工业IT，就是集成了许多家的产品。
用类似的办法，不仅能集成出好的系统，还能培养技术队伍。
综上，选型不但要考虑项目规模和投资预算，还要考虑一系列其它因素。
系统集成是以后的方向，不仅满足控制要求，而且性能好、资金省。
2、按输入/输出点数确定操作站控制器的型号和台数控制器和处理I/O点数的能力系统首先要决定采用多少控制器和人机界面。
回路控制器组成的系统是比较单一，提供的IO点数确定，用满它的I/O点和回路数目是可以的（有现场总线连在控制器上除外）。
购买的产品品牌确定后，就要确定PLC或DCS的型号，要购买多少台控制器、一个控制器需要配多少I/O卡件。
这个问题对于最终用户来说是很重要的。
硬件组态。
DCS、PLC的型号确定以后，计算各种类型的I/O的卡件数。
这称为硬件（或称为硬件配置）组态。
硬件组态有三方面考虑：首先是与控制器位置有关的I/O设备位置的确定。
考虑到安装布线费用，远程I/O体系有优势。
本地I/O或远程I/O选定以后，就要选模块型号。
通常不会只要一种型号I/O模块。
型号选定后，计算每种型号I/O模块数。
根据所用的现场传感器、控制设备工作原理和电压幅值来划分统计。
根据（输入/输出）功能、电压、工作原理，统计接口模块数。
软件组态。
上述工作完成后，才开始软件组态，即DCS采用功能块组态，PLC编制梯形图。
现场安装和调试，最后使系统很好的运转。
除了I/O模块数，还要考虑控制器逻辑程序所用处理机内存容量，最后还要考虑处理机指令系统。
关于DCS，控制器I/O点数配置比PLC要复杂一些。
因DCS主要考虑模拟量处理，它占的处理机内存容量更多。
所以选型后，还必须确定点数裕量。
根据经验，假设实际有100个I/O点，应选用能识别300-400点I/O的控制器。
假设一台DCS控制器能连接64块I/O卡，在实际连接时，连接20多块I/O卡才合适。
每块卡分别是8路或16路。
如果都是开关量，块数可适当多一些;模拟量块数要少一些。
如果一台DCS控制器能完成120个PID控制回路任务，在做组态时最好作40多个回路，再加上部分开关量和模拟量采集，控制器才能正常运转。
一定不要作太满，否则不仅影响控制器运行，还影响DCS通讯网络工作。
一个系统要用好几台控制器，各控制器作硬件组态时，相互间负荷要平衡，各控制器输入/输出点数要相当。
各控制器要组态多少PID回路关系不大，只要I/O的点数大约是最大能力的30-40%左右。
如两台控制器输入/输出点数都没超出，但数量差太远，比如一台是1000多点，而另一台只有100多点，这时通讯网络的工作不太正常。
--关于压力等级--我们通常所用的PN，CLass，都是压力的一种表示方法，所不同的是，它们所代表承受的压力对应参照温度不同，PN欧洲体系是指在120℃下所对应的压力，而CLass美标是指在425.5℃下所对应的压力。