DCS基础知识
DCS基础知识
先进的图形化的控制组态工具Control Build er使得控制策略的生成和组态极其方便。Cont rol Builder 不仅应用于组态控制策略，还可以 将组态好的控制策略下装至控制器以及进行在 线监控和在线修改。
C300 控制器
现场总线接口模件
硬件垂直设计，有效利用空间
集成接线，减少占 用面积 ； 双列接线端子，易 于安装和维护； 可选冗余，最大增 加系统的可用性； 独特的散热管理， 增加产品的寿命。
C300 控制器水平与垂直安装比较：最容易维护
Experion C300 其它系统 •四端子接线 对于底端的 接线造成困 难 •并列紧挨的 模块容易造 成接线混淆
90年代中期至21世纪初为第三代产品。
系统介绍：
本公司采用的是honeywell的EPKS C300系统，EPKS 是（ExperionTM Process Knowledge system） honeywell最新一代的过程自动化系统，它将人员与 过程控制、经营和资产管理融合在一起。
Honeywell的Experion Pks（EPKS）系统可谓是为 大规模高集成度的控制系统量身订制的。EPKS在控 制网络，全局数据库集成，控制算法优化上都达到 世界领先技术水平；同时还可以集成如仿真培训系 统，视频系统，仪表管理系统等高级应用系统，可 以为用户提供真正的集成化解决方案，而不仅仅是 DCS控制系统。
数字量输入
32路数字量 通道 24VDC 输入 可以选择冗 余配置
DCS基础知识
DCS基础知识DCS系统（DIstirbuted Control System，分散控制系统）是随着现代大型工业生产自动化的不断兴起和过程控制要求的日益复杂应运而生的综合控制系统，它是计算机技术、系统控制技术、网络通讯技术和多媒体技术相结合的产物，可提供窗口友好的人机界面和强大的通讯功能。
是完成过程控制、过程管理的现代化设备。
针对不同行业、不同项目，在充分调查了计算机技术、网络技术、应用软件技术、信号处理技术的基础上，使用各种分散控制系统（DCS），高质量、高标准的完成工程设计、组态、成套供货、现场启动调试、性能测试及考核验收，推出切实可行的技术方案。
系统的主要技术概述1、系统主要有现场控制站（I/O站）、数据通讯系统、人机接口单元（操作员站OPS、工程师站ENS）、机柜、电源等组成。
系统具备开放的体系结构，可以提供多层开放数据接口。
2、硬件系统在恶劣的工业现场具有高度的可靠性、维修方便、工艺先进。
底层汉化的软件平台具备强大的处理功能，并提供方便的组态复杂控制系统的能力与用户自主开发专用高级控制算法的支持能力；易于组态，易于使用。
支持多种现场总线标准以便适应未来的扩充需要。
3、系统的设计采用合适的冗余配置和诊断至模件级的自诊断功能，具有高度的可靠性。
系统内任一组件发生故障，均不会影响整个系统的工作。
4、系统的参数、报警、自诊断及其他管理功能高度集中在CRT上显示和在打印机上打印，控制系统在功能和物理上真正分散。
5、整个系统的可利用率至少为99.9％；系统平均无故障时间为10万小时，实现了核电、火电、热电、石化、化工、冶金、建材诸多领域的完整监控。
6、“域”的概念。
把大型控制系统用高速实时冗余网络分成若干相对独立的分系统，一个分系统构成一个域，各域共享管理和操作数据，而每个域内又是一个功能完整的DCS系统，以便更好的满足用户的使用。
7、网络结构可靠性、开放性及先进性。
在系统操作层，采用冗余的100Mbps以太网；在控制层，采用冗余的100Mbps工业以太网，保证系统的可靠性；在现场信号处理层，12Mbps的PROFIBUS总线连接中央控制单元和各现场信号处理模块。
DCS基础知识
DCS的产生和发展
第三代：1987－ （扩展期）
系统构成
通讯网络 现场控制站 操作站/工程师站 网络连接器
增加上层网络，纳入生产管理 开始采用标准网络：开放 组态开始标准化 应用更加广泛，成为大众产品 开始引入现场总线
DCS的产生和发展
第四代？ Honeywell：Experion PKS Emerson：PlantWeb Foxboro：A2 Yokogawa：R3 ABB：Industrial IT
DCS的结构和组成
软件
工程师站
硬件配置软件 实时数据库生成软件 算法编辑、编译、仿真软件 画面编辑、报表设计软件 报警、事件、趋势等属性设置软件
DCS与PLC、FCS的异同
自诞生之后，CPU性能的提高，DCS与 PLC在功能上一直在相互渗透。 FCS是由DCS与PLC发展而来，不仅具备 DCS与PLC的特点，而且跨出了革命性的 一步。
DCS的产生和发展
仪表控制的缺点
监控和操作的要求越来越高 功耗高、体积大、故障率高 难实现先进控制，无法实现过程优化
仪表控制的优点
局部故障不影响全局
DCS的产生和发展
计算机控制的缺点
局部故障会影响全局
计算机控制的优点
监控和操作简单 功耗低、体积小、故障率低 能够实现先进控制和过程优化
DCS的产生和发展
第一代：1975～1980（初创期）
系统构成
数据采集单元 过程控制单元 CRT操作站 上位管理计算机 高速数据通道
注重功能的实现 使用专用软、硬件，价格昂贵 没有统一标准，开放性差
DCS的产生和发展
第二代：1980～1985（成长期）
Honeywell：TDC-3000 Fisher：PROVOX Taylor：MOD300 Westinghouse：WDPF
中控DCS基础知识
整理课件
18
DCS基础知识—仪表功能标志
• 仪表位号 仪表位号由仪表功能标志与仪表回路编号两部分组
成。示例如下： 例1 FIC-1206------仪表位号 FIC-------功能标志 1206---------回路编号 例2 12TIC1001-----仪表位号 TIC-------功能标志 12+1001----回路编号
整理课件
20
DCS基础知识—仪表常用字母
• 功能字母代号
首位字母
被测变量
A
分析
C
D
密度
F
流量
H
手动
I
L
物位
P
压力
修饰词
差 比值
后继字母 读出功能 输出功能
报警 控制
修饰词
高 指示
低
整理课件
21
DCS基础知识—仪表常用字母
• 功能字母代号
首位字母
被测变量
Q
S
T
温度
V
振动
X
Y
Z
位置
修饰词 累计
X轴 Y轴 Z轴
7
功能
和 平均值
差 比值 乘法 除法
高选
8
低选
符号
∑ ∑/n Δ K 1:1 2:1
x ÷ ＞
＜
数学方程式
M=X1+X2+….Xn
M=X1-X2 M=Kx M=X1X2
M=X1当X1≥X2 M=X2当X2≥X1 M=X1当X1≤X2 M=X2当X2≤X1
说明
输出等于输入信号的代数和 输出等于输入信号的代数和除以输入信号
整理课件
19
化工dcs需要掌握的知识
化工dcs需要掌握的知识
在化工领域，DCS（分布式控制系统）是一个关键的自动化控制系统，用于监控和控制在各种工业过程中的化学反应和工艺流程。
为了有效地掌握DCS，以下是一些需要了解的关键知识点：
1. 基础知识：了解化工工艺流程和原理，掌握有关化学反应和单元操作的基本知识，如蒸馏、萃取、吸收等。
2. 系统组成：了解DCS的各个组成部分，包括中央控制单元、输入/输出模块、人机界面、通信网络等，以及它们在系统中的作用和工作原理。
3. 控制原理：理解DCS的控制原理，包括闭环控制、开环控制和逻辑控制等，能够分析和优化控制回路性能。
4. 监控功能：熟悉DCS的监控功能，包括实时数据采集、显示、报警、趋势记录等，能够通过人机界面进行操作和调整。
5. 故障诊断：掌握DCS的故障诊断技术，能够识别和解决系统故障，确保系统的稳定性和可靠性。
6. 安全性：了解DCS的安全性要求，如防爆、防腐、防误操作等，确保系统的安全运行和员工的人身安全。
7. 维护保养：熟悉DCS的维护保养要求，包括定期检查、清洁、更换部件等，保证系统的长期稳定运行。
8. 标准化和法律法规：了解化工行业相关的标准化和法律法规，如化工安全生产标准、环保法规等，确保企业的合规运营。
9. 实践经验：通过实际项目和实践经验积累，不断提升对DCS的掌握和应用能力。
总之，掌握DCS需要广泛的知识和技能，包括理论和实践两个方面。
通过不断学习和实践，可以逐步提升自己在化工领域的DCS应用能力。
DCS基础知识培训讲义
DCS系统组成与结构
系统组成
包括过程控制级、监控操作级和 管理决策级三个层次，每个层次 由相应的硬件和软件组成。
结构特点
采用分布式结构，将控制功能分 散到各个智能节点上，通过网络 实现节点之间的信息交换和协调 控制。
DCS基础知识培 训讲义
目录
• DCS概述与基本原理 • 硬件设备及接口技术 • 软件配置与组态设计 • 网络通信与数据传输技术 • 系统维护与故障排除方法分享 • DCS发展趋势及新技术应用前景探讨
01
CATALOGUE
DCS概述与基本原理
DCS定义及发展历程
DCS（Distributed Control System ）即分布式控制系统，是一种基于微 处理器技术的控制系统，具有分散控 制、集中监视、操作和管理等功能。
大数据技术可以帮助DCS处理海量数据，挖掘有 价值的信息，优化控制策略，提高生产效率。
融合应用
云计算和大数据技术的融合将为DCS提供更强大 的数据处理和分析能力，推动工业智能化发展。
人工智能技术在DCS中创新应用案例分享
故障诊断与预测
通过人工智能技术，DCS可以实现故障的早期发现和预测，减少 停机时间，提高设备利用率。
工作原理及数据传输方式
工作原理
DCS通过实时数据采集、处理和控制算法运算，实现对被控对象的精确控制。 同时，通过网络将各个节点的状态信息和数据汇总到上位机，进行集中监视和 管理。
数据传输方式
DCS采用标准的通信协议和接口，支持多种数据传输方式，如以太网、现场总 线等，确保数据的实时性、可靠性和安全性。
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基础完整ppt课件
通过操作员站提供的人机界面，实现对生产过程的实时监控和操作。
系统管理与维护
通过工程师站进行系统配置、故障诊断和维护等操作。
02
硬件设备及配置
控制器类型与特点
DCS控制器的类型
控制器性能指标
主要包括可编程逻辑控制器（PLC）、 微处理器基础控制器、专用控制器等。
处理速度、内存容量、I/O点数、通讯 接口等。
市场需求
随着工业自动化程度的不断提高， DCS市场需求不断增长。未来， DCS将向着更高性能、更智能化、 更易于维护的方向发展。
DCS系统组成与工作原理
过程控制级Байду номын сангаас
包括各种输入/输出通道、模拟量/数 字量转换器等，实现对现场信号的采 集和控制。
控制管理级
包括操作员站、工程师站等，提供人机 界面和系统管理功能。
针对常见报警问题，提供优化建议，减少误报和 漏报。
04
系统集成与调试技巧分享
硬件设备连接与配置步骤详解
设备检查与准备
确保所有硬件设备完好无损，准 备好所需的连接线缆和配件。
设备连接
按照系统架构图和设备连接指南， 正确连接控制器、执行器、传感 器等硬件设备。
设备配置
根据设备手册和实际需求，对硬 件设备进行参数设置和配置，如 IP地址、通信协议等。
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。
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。
04 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。
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。
3
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
02
03
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
01
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
01
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。
04
2024/1/28
18
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
01
02
03
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
2024/1/28
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3
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。
2024/1/28
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通讯网络架构及协议解析
01
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。
《DCS基础知识》课件
DCS的发展趋势
1
未来前景
2
DCS在工业自动化领ห้องสมุดไป่ตู้仍然具有广阔 的发展前景，可以提高工业生产的效
率和质量。
新技术和发展方向
DCS正朝着更高的智能化、网络化和 可持续发展的方向发展，引入了物联 网、云计算等新技术。
总结
DCS的重要性和应用价值
DCS在工业控制领域扮演着重要角色，帮助企业 提高效益并实现可持续发展。
软件组成
DCS系统还包括操作系统、数据库、监视与控制软件以及通信协议等软件组件。
DCS的工作原理
1
信号处理流程
2
DCS的信号处理流程包括数据采集、 处理、控制策略运算、控制指令发出
等多个步骤。
基本原理
DCS通过采集现场设备的数据，传送 到控制器进行处理，并根据设定的控 制策略发出控制指令。
DCS的应用场景
工业自动化
DCS在工业自动化领域广泛应用，包括制造业、化工、纺织、金属加工等各行业。
其他行业应用
DCS在石油化工、电力、水处理以及交通运输等行业也有重要的应用。
DCS的优缺点
1 优点与特点
2 限制和缺点
DCS具有高效性、灵活性和可靠性等优点， 能够实现复杂的控制和监控任务。
然而，DCS的安装和维护成本较高，并且 在某些应用场景下可能不适用。
学习DCS的必要性和方法
了解DCS的基础知识，提升技能并掌握适用的工 具和技术，将有助于个人的职业发展。
《DCS基础知识》PPT课 件
DCS基础知识
什么是DCS？
DCS（分布式控制系统）是一种用于管理工业控制过程的专用计算机系统 。它通过将控制功能分布到多个分散的，通常是在现场的处理器单元上， 以实现自动化和监控。
DCS系统操作基础知识
工程师站一般配有高性能计算 机、编程器、测试仪器等设备
。
过程控制站
过程控制站是DCS系统中完成过程控制的单元。
过程控制站通过对生产过程中的温度、压力、液位、流量等参数进行测量和控制 ，实现生产过程的自动化和优化。
过程控制站一般由传感器、执行器、调节器等设备组成，通过数据通讯网络与其 它站点进行数据交互。
系统维护操作流程
总结词
安全、稳定
详细描述
系统维护是保证DCS系统安全稳定运行的重要环节，包括定期检查、清理病毒、备份数据等，操作需 要按照实际工程需要进行配置和调整。
04
DCS系统常见故障及处理
控制器故障及处理
总结词
DCS系统的控制器是核心组件，出现故障会对整个系统运行 产生影响。
详细描述
控制器故障通常需要快速定位并解决问题，可以通过检查控 制器状态、重启控制器、检查连接线路等手段来进行故障处 理，如果无法解决，需及时寻求专业技术人员的帮助。
05
DCS系统优化与改进建议
提升系统稳定性
采用冗余设计
对于关键控制器、电源、网络等核心组件，应设计冗余备份，确保在故障情况下可自动切换到备用设备，保障系统稳定运行 。
加强设备维护
定期对设备进行维护保养，检查硬件状态，更新软件版本，以降低设备故障率。
实施故障检测与恢复
实时监控系统运行状态，发现异常及时处理，并制定应急预案，以便在故障发生时迅速恢复系统正常运行。
20世纪70年代
20世纪80年代
DCS系统初现，主要采用集中控制方式，基 于模拟电路和数字电路的混合控制。
DCS系统开始采用微处理器技术，出现了分 布式控制系统架构。
20世纪90年代
21世纪初
DCS系统基础知识
紫金铜业有限公司孙欢欢1.DCS系统的基本概念2.DCS系统的结构3.DCS系统的硬件4.DCS系统的软件5.DCS系统的操作DCS即集散型控制系统，又称分布式控制系统（Distributed Control System）。
DCS系统通过某种通信网络将分布在工业现场附近的现场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。
右图以一个水位调节的例子简单地说明DCS 系统在实际生产中的应用过程：我们可以把上述过程引申如下：从整体上，可以将DCS系统分为硬件和软件两大部分。
硬件部分主要包括工程师站、操作员站、现场控制站（包括主控单元设备和I/O单元设备）、通讯控制站、系统服务器、网络等。
系统软件主要包括：工程师站组态软件、操作员站在线监控软件、现场控制器运行软件和服务器软件等。
HOLLIAS-MACS 系统的硬件体系结构：DeltaV系统的结构：DCS系统的硬件主要包括：1.现场控制站：电源模块、主控单元、各种I/O卡件和功能模块（DI卡、DO卡、AI卡、AO卡和各种通讯卡）；2.工程师站、操作员站；3.通讯网络：控制网络、监控网络和系统网络；4.通讯控制站、系统服务器等；右图是DeltaV 系统的部分硬件：电源模块右图是西门子DCS系统的现，场控制站：S7-400（CPU）通讯控制器电源模块网关I/O卡件右图是和利控制器时DCS系统的现场控制站：电源模块I/O卡件DCS系统的软件主要包括：1.工程师站组态软件；2.操作员站在线监控软件；3.现场控制器运行软件；4.服务器软件。
DCS的基础知识
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、I/O是什么？控制系统需要建立信号的输入和输出通道，这就是I/O。
DCS中的I/O一般是模块化的，一个I/O模块上有一个或多个I/O通道，用来连接传感器和执行器（调节阀）。
7、什么是I/O单元？通常，一个过程控制站是有几个机架组成，每个机架可以摆放一定数量的模块。
C PU所在的机架被称为CPU单元，同一个过程站中只能有一个CPU单元，其他只用来摆放I/O模块的机架就是I/O单元。
8、I/O单元和CPU单元是如何连接的？I/O单元与CPU是通过现场总线连接的。
9、什么是现场总线？现场总线是应用于过程控制现场的一种数字网络，它不仅包含有过程控制信息交换，而且还包含设备管理信息的交流。
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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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22
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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23
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
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DCS的产生和发展
• 第二代：1980～1985（成长期）
• 系统构成
• 局域网络 • 多功能现场控制站 • 增强型操作站 • 系统管理站 • 主计算机 • 网络连接器
• 引入LAN作为系统骨干 • 摆脱仪表，靠近计算机 • 增加顺序控制、逻辑控制 • 可以实现优化控制和管理功能 • 显示技术得到提高，出现光标操作
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6
DCS的产生和发展
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7
DCS的产生和发展
• 仪表控制的缺点 • 监控和操作的要求越来越高 • 功耗高、体积大、故障率高 • 难实现先进控制，无法实现过程优化
• 仪表控制的优点 • 局部故障不影响全局
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DCS的产生和发展
• 计算机控制的缺点 • 局部故障会影响全局
• 计算机控制的优点 • 监控和操作简单 • 功耗低、体积小、故障率低 • 能够实现先进控制和过程优化
2I＝Information＋Integrated
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17
DCS的产生和发展
• 我国DCS的发展
• 1970年代末1980年代初开始使用，1985年进入推广应用阶段
• 1992开始自主研发
• 浙大中控 • 北京和利时 • 上海新华 • 浙大中自 • 杭州威盛
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18
DCS的结构和组成
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19
DCS的结构和组成
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概述
• 自动化技术主要有两个方面 • 用自动化机械代替人工动力方面的自动化 • 在生产过程和业务处理过程中，进行测量、计算以及控制等，这是信息处理方面的自 动化
自动控制技术广泛应用于工业过程控制、智能建筑和家庭自动化
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• 自动化分类 • PA：Process Automation • FA：Factory Automation • BA：Building Automation • LA：Laboratory Automation • OA：Office Automation
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DCS的产生和发展
• 第三代：1987－ （扩展期） • Foxboro：I/A Serise • Honeywell：TDC-3000UCN • Yokogawa：Centum-XL，µ XL • Bailey：INFI 90 • Westinghouse：WDPF II • Toshiba：HIACS • Leeds & Northrup：MAX1000 • Moore ：PACS
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DCS的产生和发展
• 第三代：1987－ （扩展期）
• 系统构成
• 通讯网络 • 现场控制站
• 操作站/工程师站 • 网络连接器
• 增加上层网络，纳入生产管理
• 开始采用标准网络：开放
• 组态开始标准化
• 应用更加广泛，成为大众产品a
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DCS的产生和发展
• 第四代？ Honeywell：Experion PKS Emerson：PlantWeb Foxboro：A2 Yokogawa：R3 ABB：Industrial IT
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DCS的产生和发展
• 第一代：1975～1980（初创期） • 系统构成 • 数据采集单元 • 过程控制单元 • CRT操作站 • 上位管理计算机 • 高速数据通道 • 注重功能的实现 • 使用专用软、硬件，价格昂贵 • 没有统一标准，开放性差
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DCS的产生和发展
• 第二代：1980～1985（成长期） • Honeywell：TDC-3000 • Fisher：PROVOX • Taylor：MOD300 • Westinghouse：WDPF
DCS原理与应用
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第一部分 基础知识
•概述
•DCS的产生和发展
•DCS的结构与组成
•DCS与PLC、FCS的异同
•国内外知名厂商
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概述
• 自动化研究的是 如何通过各种技术工具和系统（包括计算机）延伸人的信息获取、处理和决策控制的功能， 提高生产能力、生产水平和劳动生产率，并不断提高人和机器交互作用的水平，把人从繁 重的、可程序化的工作中解放出来以从事更具创造性的劳动。
概述
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概述
• 在连续型流程生产自动控制（PA）或习惯称之为工业过程控制中，有三大控制系统： • DCS－Distributed Control System • PLC－Programmable Logic Controller • FCS－Fieldbus Control System • PcBased