分散控制系统介绍概要
分散控制系统（DCS）知识讲解
分散控制系统（DCS）知识讲解分散控制系统技术规范（硬件与软件）一、总则1、DCS系统功能：模拟量控制(MCS)，锅炉炉膛安全监控系统(FSSS)、顺序控制(SCS)和数据采集(DAS)，以满足各种运行工况的要求，确保机组安全、高效运行。
2、DCS应由分散处理单元、数据通讯系统和人机接口组成。
3、DCS系统应易于组态，易于使用，易于扩展。
4、DCS的设计应采用合适的冗余配置和诊断至模件级的自诊断功能，使其具有高度的可靠性。
系统内任一组件发生故障，均不应影响整个系统的工作。
5、系统的参数、报警和自诊断功能应高度集中在CRT上显示和在打印机上打印，控制系统应在功能和物理上适当分散。
6、DCS应采取有效措施，以防止各类计算机病毒的侵害和DCS 内各存贮器的数据丢失。
7、整个DCS的可利用率至少应为99．9％。
二、硬件要求1、一般要求（1）系统使用以微处理器为基础的分散型的硬件。
（2）所有模件均应是固态电路，标准化、模件化和插入式结构。
（3）模件的编址不应受在机柜内的插槽位置所影响，而是在机柜内的任何插槽位置上都应能执行其功能。
2、处理器模件（1）处理器模件应各司其职(功能上应分离)，以提高系统可靠性．处理器模件应使用I／O 处理系统采集的过程信息采完成模拟控制和数字控制．（2）处理器模件带有LED自诊断、显示。
（3）处理器模件若使用随机存取存储器(RAM)，则应有电池作数据存储的后备电源，电池的更换不应影响模件的工作。
（4）某一个处理器模件故障，不应影响其它处理器模件的运行。
此外，数据通讯总线故障时，处理器模件应能继续运行。
（5）对某一个处理器模件的切除，修改或恢复投运，均不应影响其它处理器模件的运行。
（6）执行机组联锁保护和重要的模拟量控制功能的控制器应冗余配置。
（7）冗余配置的处理器模件与系统均应有并行的接口，即均能接受系统对它们进行组态和组态修改。
处于后备状态的处理器模件，应能不断更新其自身获得的信息。
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。
分散控制系统
分散控制系统第一章分散控制系统概述一.概述分散控制系统缩写为DCS,全称为DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM ,起步于70年代,80年代以后进入优化阶段,从90年代开始,将生产调度、计划优化、经营管理决策方案引入计算机控制系统，使综合管理于优化控制相结合，产生了更大的经济效益和技术进步。
80、90年代国外DCS的代表产品有：TDS3000、WDPF、INFI90等，这些产品的共同特点是：（1）实现开放式的系统通信，向上通过网间连接器与其他网络联系，构成综合信息管理系统，向下支持现场总线，使过程控制各部分之间实现可靠的实时数据通讯。
（2）具有容错和自诊断能力，可靠性更高。
（3）操作员站具有很强的图形显示功能，操作简单，响应速度快。
国内近几年发展比较快的是上海新华控制工程有限公司，它最初是给国外的公司安装调试，后来随技术力量的壮大，逐渐把国外的技术消化吸收制造出XDPS，XDPS继承了国外技术的优点，同时在此基础上全部汉化，界面更友好，占领了国内不少的市场分额。
二．分散控制系统的特点相对分散控制而言是集中控制。
对于集中式计算机控制系统而言，中央计算机的处理速度以及计算机自身的可靠性是其两大应用目标。
计算机的处理速度越快，在一定时间范围内就可管理更多的设备，但处理速度受当时技术条件的限制，不可能要多快有多快。
另一方面就是所有的控制功能都集中到单台计算机上来完成，一旦计算机出了故障，就意味着所有功能都将失效。
基于这种情况，必须寻求一种更加可靠的计算机自动化控制系统，其方案不外乎两种：（1）使计算机本身更加可靠（2）引入功能上可替代的分散控制技术，以改善系统的可靠性对于第一种方案就意味着要求中央计算机更加可靠。
这已经受到技术条件的限制，后来的发展方向是分散型控制技术，原因归纳如下：60年代末70年代初，由于集成电路的发展，出现了功能完善、价格便宜的单板机、微型计算机，可以代替中央计算机的局部工作，以对其周围的装置进行过程检测和控制。
DCS分散控制系统的介绍
原理 应用 典型系统
介绍
• DCS分散控制系统指控制功能分散、风险 分散、操作显示集中、采用分布式结构的 智能网络控制系统. • DCS由四部份组成：I/O板、控制器、操作 站、通讯网络.
DCS的选型
• 操作站区别较大。有以PC机为基础的，有 以小型机为基础的，操作系统一般选用 UNIX类系统.。PC机操作系统采用NT，其 稳定性没有UNIX好,以NT操作系统作为操 作站的，点数要少一些，不然会频繁死机. • 控制器的电源系统，通常采用冗余供电， 电源的引入和散热是价格贵的主要原因.
DCS的通讯网络堵塞和人机界面死 机现象
• 在DCS的通讯网络上连接有几种不同的结点，它通常分为两大类。一类是直接与生产 过程通过I/O板连接起来的结点，我们称之为控制器。控制器根据功能不同又可以分为 数据采集控制器和回路控制器，两者可以合为一个结点。另一类结点是与人机相连的， 称为人机界面。它们通过通讯网络采集控制器中的数据。根据功能又分为操作站，这 是工厂运营的主要设备，它既要从控制器中读取数据，又要将运营人员的意图送给控 制器，所以数据传输是双向的. 人机界面的另外几种结点分别是工程师工作站、历史趋势站和动态数据服务器。工程 师工作站通常只在系统投运前，把存储在控制器中的各种算法按照生产要求连接起来， 并填进参数最后下装给控制器，它是组态用的工具，系统投运以后可以离线。工程师 站的工作区别于用算法语言编程，称之为组态.机界面的另一个重要结点是动态数据服 务器，它是DCS和MIS系统的接口，是DCS和Web的隔离设备。它的特点是数据只能 上行，不能下行，而且存储的数据量是海量的。历史趋势站和动态数据服务器类似， 它的功能可以合并到动态数据服务器上，也可以单独成为一个结点. 操作站主要软件是操作系统、监控软件和控制器的驱动软件.DCS运行时间比较长的情 况下,控制器的组态也不断变化，但有一个现象是：组态只加不减，有一部分组态实际上已没 有与真正的I/O点相连,这时可以用逆向工程师站读取控制器中的组态，与正向工程师站的 内容进行比较，删除无效点，就可以避免网络堵塞和死机现象。 解决网络堵塞的第三 种方法是：如果采用例外报告的方式，可将例外报告的区域加大一些，以减少网络的 通讯量。例外报告的意思是现场的某点只在发生变化时把数据送到网络上，如果不发 生变化就不会传送。但为了防止点已经坏而人机界面不知道的情况。所以，即使点不 变化，超过一段时间也要报告。为了减少网络上的数量，把例外报告的二个参数都适 当加大，也能达到减少数据量的目的。
《分散控制系统》课件
详细描述
该钢铁厂分散控制系统出现故障时，能够快速定位并采取 有效措施进行处理，确保了生产的连续性和稳定性。
总结词
提高员工故障处理能力
总结词
建立完善的故障预防机制
详细描述
该钢铁厂注重员工故障处理能力的培训和提高，通过实际 操作和模拟演练等方式，使员工能够熟练掌握故障诊断和 处理技能。
THANKS
总结词
降低能耗和减少排放
详细描述
该化工厂分散控制系统通过优化控制策略，有效降低了 能耗和减少排放，符合绿色环保要求，提高了企业的社 会责任感。
某钢铁厂分散控制系统的故障诊断与处理
总结词
快速定位和解决故障
详细描述
该钢铁厂通过建立完善的故障预防机制，定期对分散控制 系统进行维护和检查，有效预防了故障的发生。
06
分散控制系统的案例分析
某电厂分散控制系统的设计与实施
总结词
成功实现自动化控制
01
02
详细描述
该电厂采用分散控制系统，实现了对发电机 组、锅炉、汽轮机等设备的自动化控制，提 高了生产效率和安全性。
总结词
注重系统稳定性与可靠性
03
总结词
优化人机界面，提高操作便利性
05
06
04
详细描述
设计过程中，充分考虑了系统稳定性 和可靠性，采用了冗余技术和故障诊 断功能，确保了系统的高效稳定运行 。
详细描述
该电厂分散控制系统的界面设计简洁明了，易 于操作，大大提高了操作员的工作效率和准确 性。
某化工厂分散控制系统的优化与改进
总结词
提升系统性能和安全性
详细描述
通过对原有分散控制系统的优化和改进，提高了系统的 性能和安全性，满足了化工厂生产工艺的特殊要求。
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。
分散控制系统
分散控制系统(DCS)详细介绍一、系统概况：1.DCS系统的特点DCS系统也称分布式控制系统，其实质是计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一捉新型控制技术。
其功能特点是：通用性强、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、显示操作集中、人机界面友好、安装简单规范化、调试方便、运行安全可靠等。
2.分散控制系统的构成作为一种纵向分层和横向分散的大型综合控制系统，它以多层计算机网络为依托，将分布在全厂范围内的各种控制设备的数据处理设备连接在一起，实现各部分信息的共享的协调工作，共同完成控制、管理及决策功能。
1)其硬件设备由管理操作应用工作站、现场控制站和通信网络组成。
管理操作应用工作站包括工程师站、操作员站、历史数据站等各种功能服务站。
A.工程师站提供技术人员生成控制系统的人机接口，主要用于系统组态和维护，技术人员也可以通过工程师站对应用系统进行监视。
B.操作员总理提供技术人员与系统数据库的人机交互界面，用于监视可以完成数据的状态值显示和操作员对数据点的操作。
C.历史站保存整个系统的历史数据，供组态软件实现历史趋势显示、报表打印和事故追忆等功能。
现场控制站用于现场信号的采集处理，控制策略的实现，并具有可靠的冗余保证、网络通信功能。
通信网络连接分散控制系统的各个分布部分，完成数据、指令及其它信息的传递。
为保证DCS 可靠性，电源、通信网络、过程控制站都采用冗余配置。
2)分散控制系统的软件是由实时多任务操作系统、数据库管理系统、数据通信软件、组态软件和各种应用软件组成。
3)分散控制系统在结构上采用模块化设计方法，通过灵活组态，合理的配置，可以实现火电机组的模似量控制系统（MCS）、数据采集系统（DAS）、锅炉燃烧控制和炉膛安全系统（FSSS）、顺序控制系统（SCS）等功能。
3.名词术语解释DCS分散控制系统指控制功能分散、风险分散、操作显示集中、采用分布式结构的智能网络控制系统。
DAS数据采集系统指采用数字计算机控制系统对工艺系统和设备的运行参数、状态进行检测，对检测结果进行处理、记录、显示和报警，对机组的运行情况进行运算分析，并提出运行指导的监视系统。
分散控制系统概述
分散控制系统概述分散控制系统（DCS）是指由多个独立的控制器组成的系统，每个控制器负责一个或多个设备或过程的控制。
它通常由一个控制中心和多个可编程逻辑控制器（PLC）组成。
DCS广泛应用于工业自动化领域，例如化工、电力、制造业等。
DCS系统的结构通常包括以下几个方面：1.控制器：DCS系统通常由多个控制器组成，每个控制器负责一个或多个设备/过程的控制。
控制器根据传感器和执行器提供的数据，采取相应的控制策略和算法，控制设备/过程的运行状态。
2.传感器和执行器：传感器是用于测量设备或过程参数的装置，例如温度传感器、压力传感器等。
执行器则用于控制设备或过程的运行状态，例如阀门、电机等。
传感器和执行器的数据通过信号传输到控制器，为控制器提供必要的信息。
3.控制中心：控制中心是DCS系统的核心，负责监控和管理整个系统。
控制中心通常配备有人机界面（HMI），用于人机交互和显示系统状态。
通过控制中心，操作员可以实时监控设备/过程的运行状态，进行参数调节和故障诊断。
4. 通信网络：DCS系统中的各个组件通过通信网络相互连接和交换数据。
通信网络可以是有线的或无线的，可以采用各种通信协议，例如以太网、Modbus等。
通信网络的稳定性和可靠性对于系统的正常运行非常重要。
DCS系统具有以下几个优势：1.高度灵活性：DCS系统的控制器可以独立运行，相互之间无需时钟同步。
这使得系统可以轻松地扩展和修改，适应不同的工艺需求和设备变化。
2.高可靠性：DCS系统中的多个控制器可以相互备份，以实现冗余，提高系统的可靠性和容错性。
当一个控制器发生故障时，其他控制器可以接管工作，确保系统的连续运行。
3.实时监控和反馈：DCS系统通过控制中心实时监控设备/过程的状态，并通过传感器提供的实时数据进行控制。
操作员可以根据实时数据进行参数调节和故障诊断，及时采取措施，避免设备/过程出现问题。
4.高级优化和控制算法：DCS系统可以配备先进的优化和控制算法，通过实时调节参数和控制策略，实现设备/过程的最佳性能。
1 分散控制系统概述
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随着火电机组单机容量的增大， 随着火电机组单机容量的增大，热力系 统更加复杂， 统更加复杂，运行中需监视的信息量和操作 指令不断增加，常规仪表、 指令不断增加，常规仪表、独立工作的控制 装置和控制开关很难满足热力过程自动控制 需要。国外从20世纪 世纪60年代开始将电子计 需要。国外从 世纪 年代开始将电子计 算机技术用于火电厂的监视和控制， 年 算机技术用于火电厂的监视和控制，70年 代初开发了可
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DCS具有通用性强、系统组态灵活、控制功能 具有通用性强、系统组态灵活、 具有通用性强 完善、数据处理方便、显示操作集中、 完善、数据处理方便、显示操作集中、人机界面 友好、安装简单规范化、调试方便、 友好、安装简单规范化、调试方便、运行安全可 靠的特点，在国内外火电机组中得到广泛应用。 靠的特点，在国内外火电机组中得到广泛应用。 我国在80年代后期由华能国际电力开发公司整套 我国在 年代后期由华能国际电力开发公司整套 引进的南通电厂、上安电厂350MW机组，采用了 机组， 引进的南通电厂、上安电厂 机组 美国贝利公司的NETWORK-90微机分散控制系统； 微机分散控制系统； 美国贝利公司的 微机分散控制系统 大连电厂、福州电厂350MW机组采用日本 大连电厂、福州电厂 机组采用日本 MIDAS-8000微机分散控制系统。山东省自1994 微机分散控制系统。山东省自 微机分散控制系统 年青岛电厂采用了美国西屋公司WDPF、型分散 年青岛电厂采用了美国西屋公司 、 控制系统以来，新建300MW及以上火力发电机组 控制系统以来，新建 及以上火力发电机组 控制系统基本上都采用DCS方案，以前没有应用 方案， 控制系统基本上都采用 方案 DCS的老机组近几年也开始采用 的老机组近几年也开始采用DCS控制系统实 的老机组近几年也开始采用 控制系统实 施热控系统改造。 施热控，早期的 的应用功能也越来越丰富， 的应用功能也越来越丰富 DCS主要实现数据采集与监测 主要实现数据采集与监测(DAS)、模拟 主要实现数据采集与监测 、 量控制(MCS)功能，在300MW以上机组部 量控制 功能， 以上机组部 功能 分实现FSSS、CCS、SCS等功能；现在不 等功能； 分实现 、 、 等功能 及以上机组实现了上述全部功能， 仅300MW及以上机组实现了上述全部功能， 及以上机组实现了上述全部功能 并且部分机组DEH、MEH、旁路、ETS等 并且部分机组 、 、旁路、 等 其他功能也纳入到DCS中；一些 其他功能也纳入到 中 一些200、 、 125MW等改造机组也要求实现全部功能， 等改造机组也要求实现全部功能， 等改造机组也要求实现全部功能 这都为DCS在火电厂控制中的应用提供了 这都为 在火电厂控制中的应用提供了 更广阔的市场和领域。 更广阔的市场和领域。
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。
分散控制系统期末总结
分散控制系统期末总结一、概述分散控制系统是一种多节点协同工作的控制系统，由多个分散的智能节点组成。
每个节点都可以进行独立的决策和控制，并与其他节点进行通信和协调。
分散控制系统具有高度的可靠性、灵活性和可扩展性，广泛应用于工业生产、交通运输、能源管理等领域。
二、功能特点1. 多节点协同工作：分散控制系统由多个智能节点组成，每个节点都可以独立地执行一部分任务，并与其他节点进行协作。
这种分散的工作方式可以提高系统的响应速度和处理能力，同时也增强了系统的可靠性和安全性。
2. 高度的可靠性：分散控制系统具有冗余设计和自动恢复机制，当某个节点发生故障时，其他节点可以自动接管其任务，保证系统的连续性和稳定性。
此外，分散控制系统还可以通过互联网进行远程监控和管理，及时发现和解决问题。
3. 灵活性和可扩展性：分散控制系统的节点之间通过通信网络进行数据传输和信息交流，节点之间的连接方式可以根据需求进行灵活配置。
此外，由于每个节点都具有独立的决策和控制能力，系统的功能可以根据需要进行扩展和升级。
三、应用领域1. 工业生产：分散控制系统广泛应用于工业自动化领域，用于实时监测和控制生产过程中的各个环节，并实现自动化控制和调度。
分散控制系统可以提高生产效率和产品质量，降低能源消耗和人工成本。
2. 交通运输：分散控制系统在交通信号灯控制、交通管制和车辆调度等方面有着广泛的应用。
通过实时监测和控制交通流量，可以有效减少交通拥堵，提高交通效率和安全性。
3. 能源管理：分散控制系统在能源生产、传输和分配中起着重要的作用。
通过对能源的实时监测、调度和控制，可以有效降低能源消耗和排放，提高能源利用效率。
四、发展趋势1. 人工智能技术的应用：随着人工智能技术的迅猛发展，分散控制系统将更加智能化和自动化。
通过将机器学习和深度学习算法应用于分散控制系统，可以实现自主学习和优化控制，提高系统的效率和性能。
2. 物联网的融合：分散控制系统与物联网的融合将成为未来的发展方向。
分散控制系统(DCS)简介
(3) 存储转发式
存储转发式协议是一个结点发出信息， 传给下一个，这个结点接到信息，必须先 存下来，如果自己要，就可以接收下来， 如果不需要，就把它转发出去。直到需要 这个信息的结点为止。然后信息再返回到 源结点，才释放这个信息。这种协议主要 用于环型网络中，如Beiley NETWORK-90 系统等。
(1) 总线型网络
总线型网络结构如图三示。所 有结点都挂接在总线上，为控 制通讯，有的设有通讯控制器， 采取集中控制方式；有的把通 讯控制功能分设在各通讯接口 中，称为发散控制方式。总线 型通讯网络的性能主要取决于 总线的“带宽”，挂接设备的 数目及总线访问规程。总线型 网络结构简单，系统可大可小， 扩展方便，易设置备用部件， 安装费用低，某设备故障不会 威胁整个系统，是目前广泛采 用的一种网络结构。如TDC3000、Centum CS-3000等为 双总线型网络。
互联网
Plant LAN
报警和事件
过程数据和图像
实时和历史趋势
DeltaV 远程客户端
DeltaV Remote Client
以客户端的方式连接到DeltaV LAN网
提供完整的操作和工程功能
支持LAN，无线网，卫星和拨号 方式通讯（down to 28.8KBaud）
Remote Client Server
10BaseT Cable (100 m Maximum Cable Length)
10BaseT Cable (100 m Maximum Cable Length)
10BaseT Cable (100 m Maximum Length)
控制网结构 － 光缆扩展
(2000 m Maximum Length for each Fiber Optic Cable) Fiber Optic Cable Fiber Optic Cable Fiber Optic Cable
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。
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(DCS)介绍概要
分散控制系统(DCS介绍一、系统概况:1. DCS系统的特点DCS系统也称分布式控制系统,其实质是计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一捉新型控制技术。
其功能特点是:通用性强、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、显示操作集中、人机界面友好、安装简单规范化、调试方便、运行安全可靠等。
2. 分散控制系统的构成作为一种纵向分层和横向分散的大型综合控制系统,它以多层计算机网络为依托,将分布在全厂范围内的各种控制设备的数据处理设备连接在一起,实现各部分信息的共享的协调工作,共同完成控制、管理及决策功能。
1 其硬件设备由管理操作应用工作站、现场控制站和通信网络组成。
管理操作应用工作站包括工程师站、操作员站、历史数据站等各种功能服务站。
A. 工程师站提供技术人员生成控制系统的人机接口,主要用于系统组态和维护,技术人员也可以通过工程师站对应用系统进行监视。
B. 操作员总理提供技术人员与系统数据库的人机交互界面,用于监视可以完成数据的状态值显示和操作员对数据点的操作。
C. 历史站保存整个系统的历史数据,供组态软件实现历史趋势显示、报表打印和事故追忆等功能。
现场控制站用于现场信号的采集处理,控制策略的实现,并具有可靠的冗余保证、网络通信功能。
通信网络连接分散控制系统的各个分布部分,完成数据、指令及其它信息的传递。
为保证DCS可靠性,电源、通信网络、过程控制站都采用冗余配置。
2 分散控制系统的软件是由实时多任务操作系统、数据库管理系统、数据通信软件、组态软件和各种应用软件组成。
3 分散控制系统在结构上采用模块化设计方法,通过灵活组态,合理的配置,可以实现火电机组的模似量控制系统(MCS、数据采集系统(DAS、锅炉燃烧控制和炉膛安全系统(FSSS、顺序控制系统(SCS等功能。
3. 名词术语解释DCS分散控制系统指控制功能分散、风险分散、操作显示集中、采用分布式结构的智能网络控制系统。
DAS数据采集系统指采用数字计算机控制系统对工艺系统和设备的运行参数、状态进行检测,对检测结果进行处理、记录、显示和报警,对机组的运行情况进行运算分析,并提出运行指导的监视系统。
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
分散控制系统概述
ＤＣＳ DCS的体系结构------分析
（2）从系统的部件结构角度上看，分散控制系统是继模拟 式组件组装仪表之后的新一代数字式仪表控制系统。构成系 统的基本部件，是一系列承担指定任务的数字化功能组件， 其中包括微处理器为核心的控制与信息处理模件、I/O模件、 电源模件、通信接口模件等等。分散控制系统是若干数字化 功能组件按功能要求、使用需要和按一定规律进行的有机组 合，并与其他相关部件（如显示器、键盘、打印机等）配合 而成的新型控制系统。
DCS系统通过某种通信网络将分布在工业现场附近或电子设备 间的过程控制站和控制中心的操作员站及工程师站等连接起来，以 完成对现场生产设备的分散控制和集中操作管理。
DCS自1975年问世以来已经历了近三十年的时间，其可靠性、 实用性不断提高，功能日益增强。如控制器的处理能力、网络通讯 能力、控制算法、画面显示及综合管理能力等。 DCS系统过去只应 用在少数大型企业的控制系统中，但随着 4C技术及软件技术的迅猛 发展，到目前已经在电力、石油、化工、制药、冶金、建材等众多 行业得到了广泛的应用，特别是电力、石化这样的行业。
山西大学工程学院信息工程系
ＤＣＳ DCS的体系结构------分析
（4）从系统的功能 角度上看，分散控制系 统是一个多功能分级控 制系统的结构体系 ；分 散控制系统按功能可以 划分为经营管理、生产 管理、过程管理（监督 控制）、直接控制等 四 个层次级别。其结构如 图所示。
经营 管理级 生产管理级 过程管理级 直接控制级
山西大学工程学院信息工程系
ＤＣＳ DCS的体系结构—过程控制系统
2．过程控制站
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 制站可以同时完成模拟量连续控制、开关量顺序控制功能，也可能仅完 成其中的一种控制功能。
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分散控制系统(DCS介绍一、系统概况:1. DCS系统的特点DCS系统也称分布式控制系统,其实质是计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一捉新型控制技术。
其功能特点是:通用性强、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、显示操作集中、人机界面友好、安装简单规范化、调试方便、运行安全可靠等。
2. 分散控制系统的构成作为一种纵向分层和横向分散的大型综合控制系统,它以多层计算机网络为依托,将分布在全厂范围内的各种控制设备的数据处理设备连接在一起,实现各部分信息的共享的协调工作,共同完成控制、管理及决策功能。
1 其硬件设备由管理操作应用工作站、现场控制站和通信网络组成。
管理操作应用工作站包括工程师站、操作员站、历史数据站等各种功能服务站。
A. 工程师站提供技术人员生成控制系统的人机接口,主要用于系统组态和维护,技术人员也可以通过工程师站对应用系统进行监视。
B. 操作员总理提供技术人员与系统数据库的人机交互界面,用于监视可以完成数据的状态值显示和操作员对数据点的操作。
C. 历史站保存整个系统的历史数据,供组态软件实现历史趋势显示、报表打印和事故追忆等功能。
现场控制站用于现场信号的采集处理,控制策略的实现,并具有可靠的冗余保证、网络通信功能。
通信网络连接分散控制系统的各个分布部分,完成数据、指令及其它信息的传递。
为保证DCS可靠性,电源、通信网络、过程控制站都采用冗余配置。
2 分散控制系统的软件是由实时多任务操作系统、数据库管理系统、数据通信软件、组态软件和各种应用软件组成。
3 分散控制系统在结构上采用模块化设计方法,通过灵活组态,合理的配置,可以实现火电机组的模似量控制系统(MCS、数据采集系统(DAS、锅炉燃烧控制和炉膛安全系统(FSSS、顺序控制系统(SCS等功能。
3. 名词术语解释DCS分散控制系统指控制功能分散、风险分散、操作显示集中、采用分布式结构的智能网络控制系统。
DAS数据采集系统指采用数字计算机控制系统对工艺系统和设备的运行参数、状态进行检测,对检测结果进行处理、记录、显示和报警,对机组的运行情况进行运算分析,并提出运行指导的监视系统。
MCS模拟量控制系统指通过控制变量自动完成被控制变量调节的回路。
CCS协调控制系统指将锅炉-汽轮发电机组作为一个整体进行控制,通过控制回路协调锅炉汽轮机在自动状态下运行给锅炉、汽轮机的自动控制系统发出指令,以适应负荷变化的需要,尽最大可能发挥机组的调频、调峰的能力,它直接作用的执行级是锅炉燃料控制系统和汽轮机控制系统。
SCS顺序控制系统指对火电机组的辅机及辅助系统,按照运行规律规定的顺序(输入信号条件顺序、动作顺序或时间顺序实现启动或停止过程的自动控制系统。
FSSS炉膛安全监控系统指对锅炉点火和油枪进行程序自动控制,防止锅炉炉膛由于燃烧熄火、过压等原因引起炉膛爆炸(内爆或外爆而采取的监视和控制措施的自动系统。
其包括燃烧器控制系统BCS和炉膛安全系统FSS。
AGC自动发电控制,根据电网对各电厂负荷要求对机组发电功率由电网调度进行自动控制的系统。
MFT总燃料跳闸指保护信号指令动作或由人工操作后,快速切断进入炉膛的所有燃料而采取的措施。
DEH汽轮机数字式电液控制系统,是按电气原理设计的敏感元件、数字电路以及按液压原理设计的放大元件和液压伺服机构构成的汽轮机控制系统。
ATC或ATSC汽轮机自启动,根据汽轮机的运行参数和热应力计算,使汽轮机从盘车开始直到带初负荷按程序实现自启动。
OPC超速保护控制功能,是一种抑制超速的控制功能,常见有以下两种:i.当汽轮机转速达到额定转速的103%时,自动关闭中、高压调节汽门;当转速恢复正常时,开户这些汽门以维持额定转速。
ii.当汽轮机转速出现加速度时,发出超驰指令,关闭高、中压调速汽门;当加速度为0时由正常转速控制回路维持正常转速。
BPC旁路控制系统,是汽轮机旁路系统的自动投入和旁路系统蒸汽压力、温度等自动控制系统的总称。
ETS汽轮机的紧急跳闸系统,是在汽轮机的运行过程中,机组重要参数越线等异常工况下,实现紧急停止汽轮机运行的控制系统。
MEH给水泵电液调节系统,是采用微型计算机控制和液压执行机构实现控制逻辑,驱动给水泵汽轮机的控制系统。
UPS不间断电源RB辅机故障减负荷,是针对机组主要辅机故障采取的控制措施,即当主要辅机(如给水泵、送风机、引风机发生故障机组不能带满负荷时,快速降低机组负荷的一种措施。
4. 分散控制系统的运行维护的主要内容包括系统在投运前应做好必要项目的检查,检查合格且一切准备就绪后系统上电,按照相关步骤启动系统,并验收系统各部分正常后,投入在线运行。
系统正常运行后,做好日常维护工作,发现问题及时查明原因解决处理,并根据热控系统的运行工况决定热控设备的投入与退出。
5. 分散控制系统常见故障1 通信网络类故障,主要有节点总线故障、就地总线故障、地址标识的错误。
2 硬件故障,主要有人机接口故障、过程通道故障。
3 人为故障,在系统维护或故障处理时的误操作现象。
4 电源故障5 SOE工作不正常6 干扰造成的故障。
主要有系统的接地情况、电源质量、过程控制处理机主/备处理机之间的切换、大功率无线通信设备等。
6. 分散控制系统的试验1 模拟量控制系统扰动试验投入运行的模拟量控制系统应定期进行扰动试验,其分为内扰和外扰试验。
A. 内扰试验(包括定值扰动:要求在70%负荷进行,扰动量为被调介质满量程的10%B. 外扰试验(负荷扰动:机组负荷在70%以上时可进行负荷扰动试验,负荷变化按快、中、慢三种工况进行。
主要的试验有:机组燃料调节系统(BCS扰动试验条件:A 汽包水位调整到合适位置,负荷保持不变B 炉膛负压调节系统和送风量调节系统处于自动状态C 稳定工况下,主汽压力应保持在给定值的±0.2MPa范围内D 给粉机运行正常,将中层给粉机投入自动调节手动给粉机的转速在450~500 rpm左右E 试验时应有司炉和工作负责人以上岗位进行操作F 主控班技术员、生产部专工、热工专工、炉运专工现场监护指导改变主汽压力定值扰动试验条件同上机组送风调节系统AFSC扰动试验条件:A汽包水位调整到合适位置,负荷保持不变B 氧量及风量变送器指示准确C 炉膛负压调节系统在自动状态D 送风机挡板有一定的调节余量E稳定工况下,主汽压力应保持在给定值的±0.2MPa范围内F 试验时应有司炉和工作负责人以上岗位进行操作G 主控班技术员、生产部专工、热工专工、炉运专工现场监护指导机组协调控制系统CCS扰动试验条件:A 汽包水位调整到合适位置,负荷保持不变B 炉膛负压调节系统、燃料调节系统和送风量调节系统处于自动状态C 稳定工况下,主汽压力应保持在给定值的±0.2MPa范围内D 试验时应有司炉和工作负责人以上岗位进行操作E 主控班技术员、生产部专工、热工专工、炉运专工现场监护指导2 控制其它功能试验机组RB试验试验条件:A. CCS、FSSS的单系统RB冷态试验及两个系统联调时的RB冷态试验已做且成功;热工其它系统及机炉电等相关专业的冷、热态试验都已完成。
B. 机组满负荷的情况下,下列自动系统已运行:协调控制系统。
可以正常运行,且TF方式正常工作除氧器水位控制系统炉膛负压控制系统送风控制系统主燃料控制系统给水控制系统中的汽泵三冲量控制系统进热汽温控制系统再热汽温控制系统DEH在协调方式下运行正常FSSS的机炉大联锁试验成功,RB的动作逻辑正常TF方式的调节符合要求“机组负荷摆动试验”已完成,控制性能满足机组运行要求主、辅机设备均无重大缺陷DEH系统TPC功能试验成功,减负荷速率能满足要求试验简介:(送风机RB当机组负荷180MW以上时进行。
动作过程:负荷大于180MW,一台送风机跳闸后,CCS将控制方式自动由协调转为 TF，中止 ADS（远方自动调度方式），将主汽压力设定值锁定在合适位置，CCS 侧汽机控制自动切为 TF，以防止压力下降太多，炉侧 FSSS 切两层给粉机余两层手动，同时，LDC（负荷指令计算机）的输出减负荷到 180MW 并以此作为送风量、氧量校正信号，并向 FSSS 发跳闸给粉机，最终保留两层。
AGC 试验。
检查机组适应负荷指令要求变化能力，使机组能够在一定范围内，按一定速率跟踪中调要求的负荷指令出力。
机组甩负荷试验。
汽轮机调节系统的品质。
3 保护联锁试验锅炉保护联锁试验风机联锁试验磨组联锁试验锅炉所有阀门的调试机、炉、电大联锁大修中变更的保护联锁试验运行中出现异常的保护联锁试验 7. DCS 系统故障紧急处理措施基本原则 1 DCS 系统紧急处理措施当全部操作员站出现故障时（所有上位机黑屏或死机），若主要后备硬手操及监视仪表可用且暂时能够维持机组正常运行，则转为后备操作方式，同时排除故障并转入操作员站运行方式，否则应立即停机、停炉。
当全部操作员站出现故障时（所有上位机黑屏或死机），对无可靠后备硬手操及监视仪表的机组，应立即采取紧急停机、停炉。
当分散控制系统通信网络发生故障时，造成所有数据不能进行刷新（死机），按上条措施执行。
当主要模拟量控制 MCS 系统通信网络故障或主、副控制单元 DPU 均出现故障（死机或失电）时，对无可靠后备硬手操及监视仪表的机组，在无法维持机组的安全可靠运行时，应立即采取停机、停炉。
当 FSSS 系统通信网络发生故障或主、副控制单元DPU 均出现故障（死机或失电）时，对无可靠后备硬手操及监视仪表的机组，在无法维持机组的安全可靠运行时，应立即采取停机、停炉。
2 DCS 系统各功能故障紧急处理措施当部分操作员站故障时，只有少数操作员站可监视和操作时，应由可用操作员站继续维持机组稳定运行，但此时应停止重大操作，并做好事故预想，联系检修人员处理。
DEH 失电造成汽轮机跳闸时，应按汽轮机跳闸处理。
若未造成汽轮机跳闸时，将 DEH 切至硬手操，继续维持机组稳定运行，但此时无特殊情况应停止操作，并做好事故预想，立即联系检修人员处理。
FSSS（或 CCS）失电后 MFT 保护应及时动作，否则应手动停机停炉。
若手动 MFT 按钮无效，则应立即采取同时“停止甲乙排粉机、磨煤机、给煤机电源，给粉机工作及备用电源” 措施，同时关闭进油速断阀、回油再循环阀。
辅机程控失电后，运行人员尽量稳定机组运行，加强监视，立即联系检修处理，不能维持运行时（运行设备跳闸，备用设备无法启动），应采取紧急停止机组运行的措施。
3 一对 DPU 同时离线的紧急处理措施当 DCS 系统控制单元 DPU 的一对主、副 DPU 均离线故障后，无须进行停机，立即联系检修人员处理。
检修维护人员应检查哪些点被其他系统调用，并参与了保护或联锁，（DPU）在升为主控前，应该将保护或联锁进行暂时解除。