6.1分散控制系统的控制站分析
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。
分散控制系统概论
分散控制系统概论分散控制系统(Distributed Control System)是以微处理器为基础，全面融合计算机技术、测量控制技术、网络数字通信技术、显示与人机界面技术而成的现代控制系统。
其主要特性在于分散控制和集中管理，即对生产过程进行集中监视、操作和管理，而控制任务则由不同的计算机控制装置去完成。
因此也有人将DCS称为集散控制系统。
随着技术的发展，DCS系统自20世纪70年代由美国霍尼威尔(Honeywell)公司推出TDC-2000系统开始至今，30余年间已经经历了四代。
分散控制系统已经在工业生产过程控制中迅速普及，广泛用于电力、石化、冶金、建材、制药等各行业，成为过程控制系统的核心。
分散控制系统的应用大幅度地提高了生产过程的安全性、经济性、稳定性和可靠性。
从电力行业看，我国电力行业在20世纪80年代末期随引进大型火电机组开始应用DCS，到今天DCS已成为电站控制的标准装备。
大到1000MW的主力单元机组，小到几十兆瓦的循环流化床热电联产机组，到处都有DCS在保障其安全运行。
第一节分散控制系统的发展历程分散控制系统是生产过程监视、控制技术发展和计算机与网络技术应用的产物，但它更是在过程工业发展对新型控制系统的强烈需求下产生的。
过程工业的生产组织形式大致经历了从分散到集中的两个阶段。
早期的过程控制系统采用分散控制方式。
当时，控制装置安装在被控过程附近，而且每个控制回路都有一个单独的控制器。
这些控制装置就地测量出过程变量的数值，并把它与给定值相比较而得到偏差值，然后按照一定的控制规律产生控制作用，通过执行机构去控制生产过程，运行人员分散在全厂的各处，分别管理着自己所负责的那一部分生产过程。
这种分散控制方式适用于那些生产规模不太大、工艺过程不太复杂的企业。
我国在单元制机组出现以前，母管制火电机组的运行控制方式就是这种分散控制方式的典型代表。
现在，在大型单元机组中那些比较简单的过程控制领域中仍然使用它们，如轴封压力、燃油压力、高低压加热器水位、疏水箱水位的控制就常常采用这种类型的基地式调节器。
控制工程基础- 第6章 控制系统校正
arctan 1 2
tr
n 1 2
tp
n
1 2
ts
3
n
或4
n
% exp( ) 100%
1 2
控制工程基础
控制系统校正的基本概念
二阶系统的频域性能指标
c n 1 4 4 2 2
arctan
2
1 4 4 2 2
p n 1 2 2
1
Mp
2
1 2
b n 1 2 2 2 4 2 2 4
控制工程基础
控制系统校正的基本概念
(2) 滞后校正装置 校正装置输出信号在相位上落后于输入信号，即
校正装置具有负的相角特性，这种校正装置称为滞后 校正装置，对系统的校正称为滞后校正(积分校正)。 主要改善系统的静态性能。 (3) 滞后-超前校正装置
若校正装置在某一频率范围内具有负的相角特性， 而在另一频率范围内却具有正的相角特性，这种校正 装置称滞后-超前校正装置，对系统的校正称为滞后超前校正(积分-微分校正)。
2. 频域性能指标
(1) 开环频域指标
开环截止频率ωc (rad/s) ； 相角裕度γ；
幅值裕度Lg 。 (2) 闭环频域指标
谐振频率ωp ； 谐振峰值 Mp ；
频带宽度ωb。
控制工程基础
控制系统校正的基本概念
3. 各类性能指标之间的关系 各类性能指标是从不同的角度表示系统的性能，它们之间
存在必然的内在联系。对于二阶系统，时域指标和频域指标之 间能用准确的数学式子表示出来。它们可统一采用阻尼比ζ和 无阻尼自然振荡频率ωn来描述。 二阶系统的时域性能指标
经变换后接入系统，形成一条附加的、对干扰的影响进 行补偿的通道。
控制工程基础
《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。
DCS分散控制系统安全分析分散控制系统
DCS分散控制系统安全分析分散控制系统0引言在大型火电机组的控制过程中应用DCS分散控制系统能够大幅度地提升机组的自动化水平。
目前的火电厂中已经大规模应用了DCS分散控制系统，虽然有效提升了机组的自动化水平，但是作为大型火电机组的控制核心，一旦该系统的任何环节出现问题，便会导致各种故障或者问题（例如，机组跳闸、装置失灵、设备损坏以及其它危及电网安全的故障或者问题）。
DCS分散控制系统在我国的火电厂应用了较长时间，通过统计与分析该系统近几年的运行故障和异常问题可以发现，DCS分散控制系统在设计方面和应用方面均存在着许多因素会导致影响火电机组的运行安全。
正是因为以上原因，需要提升DCS分散控制系统的设备性能和应用技术水平，强化热控技术的监督力度，借此来提升DCS分散控制系统的安全可靠运行水平。
1影响DCS分散控制系统安全的若干因素分析 1.1计算机系统的可靠性方面高可靠水平的计算机系统是保证DCS分散控制系统安全的重要的基础性因素，它的安全级别应该要显著高于机组的可靠性水平。
影响的计算机系统安全的因素可能存在计算机系统的设计环节，也有可能存在于计算机系统的制造环节、安装调试环节或者维护环节，如果在以上环节当中没有遵照相应的技术规范认真核对计算机系统的纠错能力、系统组态以及自我诊断能力，则计算机系统的可靠性便根本得不到保证。
同时，工作环境对计算机系统通常也会产生非常的影响。
具体而言，首先，计算机系统对工作环境的温度和湿度要求非常严格。
在温度方面，如果工作环境的温度每增加10℃，则计算机系统的可靠性便会大幅度降低1/4；如果工作环境温度超过60℃，则计算机系统的故障率便会急剧增加；同时，温度的变化加速各种元器件的老化。
在湿度方面，如果工作环境湿度过低，便会出现静电现象，如果静电电压大于2kV时，计算机系统的可靠性水平便会显著降低。
其次，计算机系统对工作环境的空气洁净度要求很高。
如果空气中尘土过多，则尘土进入到计算机硬件系统当中，不仅有可能增加磁盘和磁头之间的磨损几率，还会增加电子元件与集成电路的短路事故的发生率。
分散控制系统配置的基本要求
分散控制系统配置的基本要求。
14.1.1DCS 系统配置应能满足机组任何工况下的监控要求（包括紧急故障处理），CPU负荷率应控制在设计指标之内并留有适当裕度。
14.1.1.1所有控制站的CPU负荷率在恶劣工况下不得超过60%所有计算机站、数据管理站、操作员站、工程师站、历史站等的CPU负荷率在恶劣工况下不得超过40%，并应留有适当的裕度。
14.1.1.2CPU 的负荷率应定期检查统计，如超过设计指标，应迅速采取措施处理。
14.1.1.3控制站、操作员站、计算机站、数据管理站、历史站或服务器脱网、离线、死机，在其他操作员站监视器上应设有醒目的报警功能，或在控制室内设有独立于DCS系统之外的声光报警。
14.1.2控制器，FSSS ETS系统的I/O卡应采用冗余配置，重要I /O点应考虑采用非同一板件的冗余配置。
14.1.2.1分配控制回路和I/O 信号时，应使一个控制器或一块I/O 板件损坏时对机组安全运行的影响尽可能小。
I/O 板件及其电源故障时，应使I/O 处于对系统安全的状态，不出现误动。
14.1.2.2冗余I/O 板件及冗余信号应进行定期检查和试验，确保处于热备用状态。
14.1.3系统电源应设计有可靠的后备手段（如采用UPS电源），备用电源的切换时间应小于5ms （应保证控制器不能初始化）。
系统电源故障应在控制室内设有独立于DCS之外的声光报警。
14.1.3.1DCS 宜采用隔离变压器供电。
系统应设计双回路供电。
其中一路电源要采用UPS供电。
14.1.3.2UPS电源应能保证连续供电30min,确保安全停机停炉需要。
14.1.3.3采用直流供电方式的重要I/O 板件，其直流电源应采用冗余配置，其中一路电源故障应有报警信号。
14.1.4主系统及与主系统连接的所有相关系统（包括专用装置）的通信负荷率设计必须控制在合理的范围（保证在高负荷运行时不出现“瓶颈”现象）之内，其接口设备（板件）应稳定可靠。
集散控制系统与现场总线6
DCS与现场总线
6.3.2 现场总线协议模型
4.用户层 主要任务是制定现场总线设备中数据库信息的存取规则 ， 定 义功能块，提供系统组态语言。 网络管理部分将4个层次有机地结合在一起，协调地工作。
DCS与现场总线
6.3.3 现场总线仪表
1.所有公司生产的现场仪表，具有统一的总线协议，或者是必 须遵守相关的通信规约。
·工作时间记录; · 温度测量：当前温度、最小/最大温度（记忆）、 每个温度段的工作时间、设定点报警检测。 ·在线控制阀座（上、下行程位置）; ·监视或显示可调阈值：累积行程、100％阀位、 动作次数、死区补偿; ·报警1和2（位置报警）的次数。
信息差错检测 可帮助技术人员缩短查找故障的时间。
DCS与现场总线
6.1.1 现场总线的基本定义
2.全数字化 现场总线采用数字信号通信，用数字通信代替4-20mA的连接 标准。 各种开关量、模拟量信号转变为数字信号，然后通过总线传 输。 3.双向传输 一条总线上既可以向上传递各类传感器信号，又可以向下传 递执行器的控制信号。 通过串行通信接口部件，使所有现场设备采用统一的协议标 准。
6.4 现场总线的技术应用
6.4.1 现场总线网络的应用特征
1. 通信介质——双绞线、光纤、无线等，实现成本低；IT网络需要专用电缆
，如同轴电缆、光纤等，实现成本高。
2. 通信响应的实时性——对实时性要求较高；IT网络的实时性可以忽略。
3. 传输的信息长度
数据传输长度一般都比较小，节点通常也较少，对网络传输吞吐量要求不高
。IT网络传输大批量数据信息，通信量较大。
4. 环境适应性与安全性
较强的环境适应性和安全性，包括防电磁干扰、防潮、防震动等；IT网络则
电力行业防止分散控制系统失灵事故的重点要求
电力行业防止分散控制系统失灵事故的重点要求1 防止分散控制系统供电系统事故1.1 分散控制系统电源应设计有可靠的后备手段，电源的切换时间应保证控制器、服务器不被初始化；操作员站如无双路电源切换装置，则必须将两路供电电源分别连接于不同的操作员站；系统电源故障应设置最高级别的报警；严禁非分散控制系统用电设备接到分散控制系统的电源装置上；公用分散控制系统电源，应分别取自不同机组的不间断电源系统,且具备无扰切换功能。
分散控制系统电源的各级电源开关容量和熔断器熔丝应匹配，防止故障越级。
1.2 交、直流电源开关和接线端子应分开布置，交、直流电源开关和接线端子应有明显的标示。
1.3 分散控制系统（DCS）使用的不间断电源（UPS）电源装置应做定期维护，蓄电池应定期进行充放电试验，应对UPS 装置及电源冗余切换装置出口电源进行录波试验，确保供电质量。
如有条件，宜对所有 UPS 电源进行远程实时监控，并作相应 UPS 故障报警。
1.4 热控设备需要两路直流电源互备时，严禁采用大功率二极管将厂用直流两段电源进行耦合。
1.5 DCS 各等级电压电源应按照“专电专用”原则，严禁接入其他非核心负载，例如机柜风扇、指示灯、操作面板、检修用电源、伴热电源、照明电源等。
1.6 DCS 应具有可靠的电源失电报警功能。
当外部供电或内部供电任一路电源故障时，均能在人机界面显示故障信息，触发报警。
1.7 DCS 网络通信设备电源应双路配置，电源的切换时间应保证网络通信设备不被初始化，且应有失电报警功能。
1.8 分散控制系统设计阶段时，用于重要联锁保护的输入输出信号，应避免多个信号通过短接线或母线共用直流正极或负极，或应根据控制设备的重要等级进行分组，各组电源分别配以熔丝或空气开关做电气隔离，尽可能降低集中供电风险。
1.9 热控设备进行改造后，应针对电源回路复核空气开关或熔丝的额定参数，确保设备的用电容量不超过空气开关或熔丝的额定容量，同时核算上下级电源匹配功耗，防止因空气开关或熔丝越级跳闸或熔断导致失电事故范围扩大。
分散控制系统频繁故障造成机组停运范文
分散控制系统频繁故障造成机组停运范文分散控制系统是现代工业生产中常见的一种控制方式，它基于分布式控制技术，使得系统能够更加灵活、高效地运行。
然而，在分散控制系统的运行过程中，由于各个子系统之间的互联问题、硬件设备的老化以及操作人员的不当使用等原因，频繁故障发生。
这些故障使得机组的停运变得频繁，给生产过程带来了重大的不利影响。
本文将分析分散控制系统频繁故障的原因，并提出相应的解决方案，以期减少机组的停运次数，提高生产效率。
首先，分散控制系统频繁故障的原因之一是互联问题。
在分散控制系统中，各个子系统之间需要相互通信，并共享数据。
然而，在实际运行过程中，由于通信线路的故障、网络的拥堵等问题，导致数据的传输受阻，从而引发系统故障。
为了解决这个问题，我们可以采取以下措施。
首先，加强对互联设备的维护保养工作，及时检修或更换老化或损坏的设备，确保通信线路的顺畅。
其次，提升网络带宽，增加网络设备的数量，以满足数据通信的需求。
最后，建立备用通信线路，以备在主通信线路故障时切换，确保系统的连续运行。
其次，分散控制系统频繁故障的原因之二是硬件设备老化。
随着时间的推移，分散控制系统中的硬件设备会出现老化现象，进而降低设备的可靠性和稳定性。
为了解决这个问题，我们可以采取以下措施。
首先，建立完善的设备维护保养制度，制定设备的定期检修计划，并指定专人负责维护工作。
其次，定期对硬件设备进行检测，发现问题及时修复或更换设备，以保证系统的正常运行。
最后，对老化的硬件设备进行升级或替换，引入先进的技术和设备，提高系统的可靠性和稳定性。
再次，分散控制系统频繁故障的原因之三是操作人员的不当使用。
由于操作人员对分散控制系统的操作不熟练或不规范，导致系统出现故障的可能性增加。
为了解决这个问题，我们可以采取以下措施。
首先，对操作人员进行专业培训，提高其对分散控制系统的认识和了解，并培养其操作系统的技能。
其次，建立严格的操作规程和操作流程，明确操作人员在实际操作过程中应遵守的规定和要求。
分散控制系统概述
第二章 分散控制系统概述第一节 分散控制系统的基本概念一、计算机控制系统的基本结构及组成典型的常规过程控制系统由被控对象、自动化仪表（测量仪表，变送器和执行器）和控 制器组成（图 2-1）。
对象的被控参数经测量仪表检测，并由变送器转换成相应的标准电信 号输入控制器。
在控制器中，测量值与预先设定的给定值比较，两者图 2-1 典型的常规过程控制系统结构的偏差送入控制电路，按照预定的控制规律，产生出相应的控制量。
控制器产生的控制量输出到现场的执行机构，控制被控对象中的阀门、挡板等设备，以改变被控参数，使之向给定值靠近。
在计算机控制系统中，采用过程控制计算机（简称工控机）取代典型常规过程控制系统 中的控制器（如图 2-2 所示）。
由于计算机内接收、处理、存储和输出的是数字量，而被控对 象的参数大多是模拟量和开关量，过程控制计算机的主机和被控对象之间，增加了相应的信号转换装置（如 A/D 、D/A 等）。
图 2-2 计算机控制系统结构在计算机控制系统中，常规控制器的控制功能由过程控制计算机中的控制软件来完成， 具有灵活、稳定、精确、功能强大的特点。
二、过程控制计算机的组成过程控制计算机与其他计算机系统一样，由硬件和软件组成。
一、过程控制计算机的硬件组成过程控制计算机由主机、外部设备、过程通道、人机接口设备和通信设备组成。
1、主机：由CPU 和存储器（ROM 、RAM 、E 2PROM 或NVRAM 等）及I/O 接口电路组成。
控制系统的控制策略及系统的监控功能在主机内实现。
2、外部设备：外部设备是用户与计算机系统之间交换信息的设备，包括输入设备（键 盘、鼠标等），输出设备（显示器、打印机等）和外部存储器（硬盘驱动器、软盘驱动器、光11盘驱动器和磁带机等）。
3、过程通道：过程通道是过程控制计算机与生产过程的接口设备，包括：模拟量输入通道（AI ）、模拟量输出通道（AO ）、数字量输入通道（DI ）、数字量输出通道（DO ）等，它们实现计算机内与外界不同类型的信号间的转换和隔离。
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(2)
典型系统的直接控制单元
厂商 系统名称 直接控制单元名称 主控制器名称 Bailey Controls INFI-90 Process Control Unit 过程控制单元 多功能处理模件
Westinghouse
WDPF-II
Distributed Processing Unit 分布式处理单元
Remote Processing Unit 远程处理单元 Automation Subsystem 自动子系统 控制处理机和现场总线模 件 HISEC-04M/L,M/F 高性能控制器
华北电力大学
典型的现场控制站机柜图
华北电力大学
典型的现场控制站机柜图
华北电力大学
现场控制站
华北电力大学
系统网络
• 是连接系统各个站的桥梁。 • 由于DCS是由各种不同功能的站组成的，这些 站之间必须实现有效的数据传输，以实现系 统总体的功能。 • 系统网络的实时性、可靠性和数据通信能力 关系到整个系统的性能，特别是网络的通信 规约，关系到网络通信的效率和系统功能的 实现。 • DCS得以实现的技术关键。
HIACS-3000
HIACS-3000
• 主控站、工程师工作站、操作员工作站、管 理计算机、系统控制器、机群控制器、驱动 控制模件DCM和通信网络。 • 操作员站：16位微处理器、CRT、专用键盘 • 工程师站：编程和维护功能，32位微处理器， 键盘，彩色CRT，打印机，RS-232C通信接口 • 主控站：主协调控制器 • 管理计算机：32位微机
管理级
• 管理级包含的内容比较广泛，一般来说，它 可能是一个发电厂的厂级管理计算机，也可 能是若干个机组的管理计算机。 • 它所面向的使用者是厂长、经理、总工程师、 值长等行政管理或运行管理人员。 • 厂级管理系统的主要任务是监测企业各部分 的运行情况，利用历史数据和实时数据预测 可能发生的各种情况，从企业全局利益出发 辅助企业管理人员进行决策，帮助企业实现 其规划目标。
《分散型控制系统工程设计规范》HGT 20573-2012要点
前言本标准是《分散型控制系统工程设计规定》（HG/T 20573－95）的修订版。
本标准根据中华人民共和国工业和信息化部《关于印发2009年第一批工业行业标准制修订计划的通知》（工信厅科(2009)104）号文要求，由中国石油和化工勘察设计协会委托全国化工自动控制设计技术中心站组织修订。
本标准共分14章和1个附录。
本标准的主要技术内容是：标准正文包含四个方面部分内容，第一方面内容为DCS技术要求，包括DCS系统总体要求、DCS 工程设计原则、控制站/操作站/工程师站/通信系统等硬件部分选用原则、DCS应用软件与组态等；第二方面内容为DCS工程设计程序，包括DCS的基础工程设计、详细工程设计步骤及设计任务；第三方面为DCS控制室设计以及DCS供电、接地、防雷系统设计；第四方面为设计服务工作，即按需参加DCS 检验、安装、联调和投运等工作。
标准附录为DCS技术规格书编制要求，包括DCS技术要求、DCS采购、DCS验收等方面的编制要求。
本标准对原标准修订的主要内容是：1. 将原标准的“附录A DCS工程设计程序”部分经修订后编入标准正文。
2. 增加“术语定义和缩略语”、“DCS系统总体要求”、“DCS工程设计原则与职责分工”、“通信系统”四章。
3. 删除“DCS采用原则”等内容，在修改、补充原标准的基础上重新编排本标准的目次与内容。
本标准由中国石油和化工勘察设计协会提出并归口。
本标准的日常管理单位是全国化工自动控制设计技术中心站本标准的的主编单位是中国成达工程有限公司，负责具体技术内容解释。
执行过程中如有意见和建议请寄送日常管理单位和主编单位。
本标准日常管理单位：全国化工自动控制设计技术中心站通讯地址：上海市徐汇区中山南二路1089号徐汇苑大厦12层邮政编码：200030电话*************传真：************本标准主编单位：中国成达工程有限公司通讯地址：成都市天府大道中段279号成达大厦邮政编码：610041本标准主要起草人员：童秋阶李一乐罗倩曾裕玲本标准主要审查人员：孙建文方留安高欣王发兵张晋红陈鹏马恒平王同尧林洪俊于锋张同科孙旭张济航罗向东王雪梅本标准1995年首次发布，2010年第1次修订，本次为第1次修订。
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》课件 (2)
分散控制系统的设计与应用
1
设计流程和步骤
设计一个分散控制系统通常需要进行需求分析、系统设计、实施和测试等多个步 骤，每个步骤都有其独特的挑战和要求。
2
应用案例介绍
分散控制系统在工业自动化、交通系统和能源管理等领域都有广泛的应用。我们 将介绍一些实际的应用案例。
3
未来发展趋势
分散控制系统正在不断发展，未来可能出现更加智能化、自适应和可靠的系统， 以满足不断变化的需求。
优点和不足
分散控制系统的优点包括高可靠性、灵活性和扩展性，但也存在一些挑战，统中采用各种各 样的控制策略，如PID控制、 模糊控制和模型预测控制。
遗传算法
通过遗传算法，可以优化分 散控制系统中的控制算法， 以实现更好的性能和鲁棒性。
神经网络
基于神经网络的控制算法可 以学习和适应系统的动态特 性，提供更准确和灵活的控 制。
分散控制系统
分散控制系统是一种用于控制和操作复杂系统的系统。它由多个分散的控制 器组成，共同工作以实现协调和优化系统的运行。
概述
什么是分散控制系统
分散控制系统是一种通过将控制任务分布到多个控制器上来实现的系统，每个控制器负责处 理一部分控制逻辑。
组成和结构
分散控制系统由多个分散的控制器、传感器、执行器和通信网络组成，它们通过网络相互连 接并协同工作。
总结与展望
发展历程
分散控制系统经历了多年的 发展，从最初的简单控制器 到现在的高级智能系统，取 得了巨大的进步。
优化方向与发展趋 势
未来，分散控制系统可以进 一步优化，例如改善性能、 降低成本、提高可靠性和适 应更复杂的应用。
小结
分散控制系统是一种重要的 控制技术，它可以为复杂系 统带来许多优势。通过不断 创新和发展，我们可以期待 更加先进和可靠的系统。
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。
力控监控组态软件fc_6.1
[选取日期][键入文档副标题] | userWWW .SUNWAYLAND .COM力控监控组态软件FORCECONTROL 6.1目录一、力控FORCECONTROL 6.1概述FORCECONTROL 6.1作为民族具有自主知识产权的组态软件根据当前的自动化技术发展趋势，总结多年的开发、实践经验和大量的用户需求，来进行设计与研发的，是三维力控全体研发工程师集体智慧的结晶，该产品主要定位于国内高端自动化市场及应用，是企业信息化的有力数据处理平台。
FORCECONTROL 6.1是一种可扩展的过程可视化系统(SCADA)，并按价格和性能进行细分，能高效控制自动化过程。
FORCECONTROL 6.1基于Windows平台，可实现完美的过程可视化，能为各种工业领域提供完备的操作和监视功能，涵盖从简单的单用户系统直到采用冗余服务器和远程web客户端解决方案的分布式多用户系统。
FORCECONTROL 6.1的特点之一是其整体开放性。
它可方便地与标准程序和用户程序组合在一起使用，建立人机界面，精确地满足实际需要。
工厂企业可基于FORCECONTROL 6.1进行系统扩展，通过开放式接口，开发其自已的应用系统。
FORCECONTROL 6.1是一个现代化的系统，设计有独特而颇富吸引力的用户界面，可用于办公环境和制造业，可提供成熟而可靠的运行环境以及有效的组态。
无论是简单或复杂的任务，FORCECONTROL 6.1 都可以对其进行扩展。
结合集成实时数据库，使用FORCECONTROL 6.1，还可实现跨公司信息交换和垂直集成，并通过采用关系数据库，可实现更大的生产管理和优化。
开发伊始，FORCECONTROL 6.1就高起点，高水平创新，前瞻未来发展趋势并予以实现；并且，其基于标准的长期产品开发战略，可确保用户投资。
作为自动化组态软件技术领先厂商，力控已将其在数十年期间积累的工业自动化经验，与前沿技术相结合，从而促使FORCECONTROL 6.1建立了过程可视化的新工业标准。
分散控制总结
1综合自动化：控制、管理、决策三位一体的自动化。
2控制分散、管理分散——控制分散、管理集中——控制集中、管理集中——控制分散、管理集中3分散控制系统定义：分散控制系统是采用计算机、通信和屏幕显示技术，实现对生产过程的数据采集、控制和保护等功能，利用通信技术实现数据共享的多计算机监控系统。
其主要特点是功能分散、数据共享、可靠性高。
根据具体情况也可以是硬件布置上的分散。
或者：分散控制系统是以大型工业生产过程及其相互关系日益复杂的控制对象为前提，从生产过程综合自动化的角度出发，按照系统工程中分解与协调的原则研制开发出来的，以微处理机为核心，结合了控制技术、通信技术和图形显示技术的新型控制系统。
4 4C技术：控制技术、计算机技术、通信技术、CRT显示技术5 分散控制系统的结构：现场级（各类传感器变送器和执行器）控制级（过程控制站和数据采集站）监控级（运行员操作站、工程师工作站、计算站）管理级（管理计算机）6 分散方式：功能分散、物理分散、地理分散7 数据信息：具有一定编码、格式和字长的数字信息被称为数据信息。
8 信道，指发送装置和接收装置之间的信息传输通路，它包括传输介质和有关的中间设备。
9传输介质特点：双绞线同轴电缆光缆传输线价格较低较高较高连接器件和支持电路的价格低较低高抗干扰哦能力采用屏蔽效果比较好很好特别好标准化程度高较高低敷设简单稍复杂简单连接同普通导线一样简单需专用连接器需要很复杂的连接器件和连接工艺适用于网络类型环形或总线型总线型或环形环形对环境适应性较好较好特别好耐高温适用于各种恶劣环境10 突发错误：突发错误是由突发噪声引起的，其特征是误码连续成片出现。
随机错误随机错误是由随机噪声引起的，它的特征是误码与其前后的代码是否出错无关。
11 对于两个长度相同的二进制序列来说，它们之间的差别可以用两个序列之间对应位取值的不同来衡量，取值不同的值的个数称为汉明距离，用字母d表示。
在前面的例子中，c1=000，c2=111，这两个序列之间的汉明距离为d(c1，c2)=3在一个分组码中，码字之间的最小汉明距离是很重要的参数，最小汉明距离越大，说明码字之间的差别就越大，一个码字错成另一个码字的可能性就越小。
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。
分散控制系统
上海福克斯波罗有 限公司
霍尼韦尔有限公司
1280X1024
1280X1024
Ultralli
256M 64bit 650MHz
Intel PentiumIV+M68040
（双CDU）
256M
32bit
2.6GHz
40G
CRT；打印机 〉100000点
<1s 0-35℃
40G
专用画面/或闪光报 警排
〉80000点 <1s
TCP/IP EtherNet接口， LCN EPLCG 接口，
UCN SI接口,OPS Server 接口
开放
开放
256M 64bit 650MHz 40G
TCP/IP
全开放
128M 32bit 2GHz 40G
串口或网络
根据不同权限,最高级 可组态、修改系统设
置
四、今后的发展方向
• 控制系统的智能化、分散化、网络化
OK
诊断图及信号灯,诊 断维护为通道级
OK
硬件：WATCHDOG; 软件： 有自诊断功能
厂家名称 冗余性
种类和精度
安装方法 环境要求 I/O与控制器的 通讯方式 模拟量I/O卡件
分辨率 共模抑制比 4 操作站 操作站数量 操作员站主机 型号、厂家 LCD液晶显示 器 数量、尺寸
及类型
横河西仪有限公司 所有I/O均可冗余
1 现场总线的崛起 2 现场总线的现状和标准化问题 3 现场总线的新动向—工业以太网
• 管理控制一体化
1. 何谓管控一体化 2. 现场总线为管控一体化铺平了道路 3. 管控一体化的支持环境与系统集成
结束语
什么是“全能值班员控制”？
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如上
通信协议国际化， 使用现场总线技术
第四代 1990-
Honeywell的Experi OnPKS ABB的Industrial IT等
信息化（Information）：信息管理平台 集成化（Integration）：功能和产品的集成
《计算机控制系统》 第二章 过程通道
二、分散控制系统在我国的发展和应用
《计算机控制系统》 第二章 过程通道
沈阳工程学院动力系 崔长春
第六章 分散控制系统
第一节 分散控制系统概述 第二节 典型分散控制系统简介 第三节 分散控制系统的过程控制站 第四节 分散控制系统的操作员站 第五节 分散控制系统的工程师员站
《计算机控制系统》 第二章 过程通道
沈阳工程学院动力系 崔长春
（三）控制模件 CPU、存储器（ROM、RAM）、总线 控制模件的特点：P177
沈阳工程学院动力系 崔长春
《计算机控制系统》 第二章 过程通道
沈阳工程学院动力系 崔长春
（四）I／O 模件
为分散控制系统的各种输入／输出信号提供信息通道的专用模件 1、模拟量输入（AI）模件 2．模拟量输出（AO）模件 3．开关量输入（DI）模件 4．开关量输出（DO）模件 5．脉冲量输入（PI）模件
《Байду номын сангаас算机控制系统》 第二章 过程通道
沈阳工程学院动力系 崔长春
第一节 分散控制系统概述
一、分散控制系统的发展历程
年代
代表系统
控制站
操作站
通信网络
第一代
Honeywell的TDC-2000， 只能实现连续控制
1975-1980 Baily的N-90 等
管理、显示和 初级工业控制局部 操作功能集中 网络，系统专用的
通信协议
第二代 1980-1985
Honeywell的TDC-3000， Baily的N-90Ⅱ等
能实现连续控制、顺 序控制、批量控制功 能，兼有数据采集、 事件顺序记录SOE能力
管理、显示和 操作功能分散
工业局域网络，多 采用生产厂家自己 的通信协议
第三代 Honeywell的TDCS-3000 如上 1985-1990 Bailey的INFI-90 等
《计算机控制系统》 第二章 过程通道
沈阳工程学院动力系 崔长春
一、过程控制站的硬件
系统名称 TDC-3000
WDPF Ovation INFI-90 Symphony系统 Teleperm-ME Teleperm-XP
控制柜名称
结构形式
通用型设备
基本控制器BC 多功能控制器MCU 分散处理单元DPU 控制器Controller
当前I／O模件的发展趋势是进一步智能化，通过在I／O模件上应 用微处理器，使原来控制模件承担的工作进一步分散
《计算机控制系统》 第二章 过程通道
1、模拟量输入（AI）模件 基本功能 输入信号类型 电流、毫伏级电压、常规直流电压 每个AI模件可接收4～64路模拟信号 结构和组成 信号端子板 信号调理器 A／D转换器
沈阳工程学院动力系 崔长春
《计算机控制系统》 第二章 过程通道
2．模拟量输出(AO)模件 主要功能 输出信号的类型 电压、电流 每个AO模件可提供4-8路 模拟量输出 结构 每路信号都设置独立的D／A 各路信号共用一个D／A
沈阳工程学院动力系 崔长春
《计算机控制系统》 第二章 过程通道
3．开关量输入（DI）模件
Ovation系统 Symphony系统
1997年 1998年
西屋过程控制公司(现为Emerson 过程控制有限公司公用事业部)
ABB贝利控制公司
I／A Series系统
1987年
美国Foxboro公司
Teleperm-XP系统
1992年
德国西门子(SIEMENS)公司
XDPS-400系统
1994年
第六章 分散控制系统
DCS是以微处理器为基础，全面融合4C技术的现代控制系统 计算机技术 Computer 测量控制技术 Control 通信网络技术 Communication 人机接口技术 CRT
主要特征 分散控制：控制任务由不同的计算机控制装置来完成； 集中管理：对生产过程进行集中监视、操作和管理。
沈阳工程学院动力系 崔长春
《计算机控制系统》 第二章 过程通道
沈阳工程学院动力系 崔长春
三、分散控制系统的基本构成
分散过程控制级（面向生产过程） 集中操作监控级（面向操作员和系统工程师） 综合信息管理级 通信网络
《计算机控制系统》 第二章 过程通道
沈阳工程学院动力系 崔长春
第二节 典型分散控制系统简介
由大型进口设备成套中引入国外的DCS
西门子 TelepermXP ABB Bailey Symphony、Ovation、Foxboro I／A Series 日立 HIACS-5000M
国内已有多家生产DCS的厂家:
北京和利时系统工程股份有限公司的HSl000和HS2000 上海新华控制工程有限公司的XDPS 国电智深EDPF NT PLUS 浙大中控的SuperconJX 重庆自动化仪表所和上海自动化仪表所开发的DJK--7500 北京航天测控公司的友力-2000
由安装在机柜内 主要包括机柜、 的一些标准化模 电源、控制模件、 件组装而成 。 输入／输出模件、
通信接口等
过程控制单元PCU
现场控制单元HCU
自动控制系统AS
《计算机控制系统》 第二章 过程通道
（一）机柜 金属立式柜，机柜接地，内装风扇 总线系统制成印刷电路板或汇流条
（二）电源 机柜：220V或110VAC 功能模件：+5V、±12VDC 端子板：+24VDC 均采用冗余配置
上海新华控制工程公司
《计算机控制系统》 第二章 过程通道
沈阳工程学院动力系 崔长春
第三节 分散控制系统的过程控制站
一、过程控制站的硬件
是一个以微处理器为核心的、按功能要求组合的电子模件的集合体，并配 以机柜和电源等组成的相对独立的控制装置。
二、过程控制站的软件
实现输入、运算、控制、通信、输出等功能
基本功能 输入信号的类型
交流电压：120VAC 直流电压：5V、12V、24V、48V、125VDC 结构和组成 如图6—13所示 有的DI 模件还设有中断申请电路
沈阳工程学院动力系 崔长春
《计算机控制系统》 第二章 过程通道
4．开关量输出(DO)模件
基本功能 信号类型和量程范围 随模件的生产厂家和型号不同而异