计算机控制系统
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在上述因素的驱动下,要求建立一个标准的现场仪表 与上位机系统的数字通信链路即现场总线(FCS)。
第四节 现场总线控制系统
2.现场总线系源自文库的特征
传统计算机控制系统的缺点
传统计算机控制系统结 构示意图
➢ 这种传输方式一方面要 使用大量的信号线缆；
➢ 另一方面模拟信号的传 输和抗干扰能力低。
第四节 现场总线控制系统
① 全数字化的现场通信网络。
② 开放型的互联网络。
③ 采用数字信号传输取代模拟 信号传输。
④ 增强了系统的自治性,系统控 制功能更加分散。
例题分析
操作员想要更改某控制系统的输出值(MV)为70%，将采用 哪些操作步骤？
分析：我们知道,控制系统的输出值只有在手动控制方 式下更改才有效,因此,先调出该仪表图,将控制方式调整 为手动方式,然后更改其输出值。
第一节 计算机控制简介
定义
用模拟控制器等常规自动化工具实现的自动化系 统称之为常规控制系统,也叫模拟式控制系统。
利用计算机实现工业生产过程的自动控制系统称 之为计算机控制系统。
第一节 计算机控制简介
第一节 计算机控制简介
计算机控制的发展过程
1946年第一台数字计算机问世 1950年前后，为早期航天应用研制了一种专用数字计
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
调整画面
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
5.趋势组画面
根据采集方式、记录周期和采样周期的不同分类： 实时趋势、历史趋势和批量趋势三种。 实时趋势用于记录控制系统的过渡过程曲线，可
以进行PID参数的整定； 历史趋势用于记录控制系统的运行状况，以备检
查，或将其数据存入硬盘及软盘； 批量趋势用于记录批量过程的数据。
(2)改变阀位输出值(MV)仅在手动方式时能操作。 (3)改变设定值(SV)在自动方式下操作同(2)； (4)数据录入 ①按压［ITEM］［数据类型］［□］键来确定更改数据 类型。但在流程图上利用光标调出字符输入区时例外。 ②按压［DATA］［更改后的数字］［□］。 ③输入错误可用［BS←］键进行修改。 ④数据输入后或控制方式更改后，按［确认键］数据真 正进入内部仪表。最后用［CL］键关闭录入窗口。
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
一、CENTUM-CS系统的构成
CENTUM-CS系统构成
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
二、 ICS的组成及功能
ICS由一个或两个CRT显示器、操作键盘、鼠标、工 程师键盘及智能部件组成。
CENTUM-CS系统操作站外观图
操作员键盘各键的功能
④ 确定修改。数据更改前,系统提示是否进行修改,检查 无误后,按 [确认键] ,数据真正进入内部仪表。用 [ CL] 键关闭录入窗口。如想回到自动状态,按步骤②顺序,改 变控制方式。
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
综观显示画面
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
3.分组显示画面
分组显示画面
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
4.调整画面
主要显示 一个工位号反馈控制的内部仪表或顺序控 制的顺序元素的各种设定参数、控制参数、３点调 整趋势图和仪表图。 主要内容 包括工位号标记、工位号、工位号说明、 该工位号的设定及控制参数、调整趋势图和仪表图。
例题分析
解： ① 仪表图调出。在流程图画面或分组显示画面或调整画 面中，双击或触摸触屏点,调出该控制系统的仪表图。
② 控制方式更改。按键盘上对应该仪表图的控制键的 [MAN键]，在提示是否更改为手动方式的情况下，按确 认键。
例题分析
③ 变量调整。按[ITEM]，输入字母代号MV，按进入 键 [ ]，确定更改的数据类型;按[DATA]键,输入更改后 的数据70% ,确定无误后,再按[ ]键。
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
CENTUM－CS系统10种监视画面名称
画面类别
画面名称
综观画面
· OV××××
分组画面
· CG××××
报警画面
· AL××××
操作指导信息画面 · OG
趋势组画面
· TG××××
画面类别 趋势点画面 流程图画面 过程报警画面 操作应用画面 系统维护画面
画面名称 · TP×××× · GR×××× · PR · OU · SM
PERR
两回讯均不正常
CAL
校验状态
AOF
报警功能取消
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
系统信息区显示内容举例
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
五、基本操作方法
1.画面的调出
操作站的画面有三大类：操作画面、应用画面和 组态画面。 调出的方法
① 利用画面名称调出。 ② 利用功能键调出。 ③ 利用画面选择键或操作员应用功能键调出。 ④ 利用画面展开调出。
CENTUM-CS系统的字母代号
类型
仪表 调整 面板 常用 参数
字母代号 MODE PV SV MV DV SUM HH PH PL
意义 仪表块方式 测量值 设定值 阀位输出值 偏差值 累计值 上上限报警值 上限报警值 下限报警值
字母代号 LL SVH SVL MH ML P I D
意义 下下限报警值 设定点上限限位值 设定点下限限位值 阀位输出上限限位值 阀位输出下限限位值 比例带 积分时间 微分时间
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
六、显示画面及操作
CENTUM-CS系统的操作站主要有９种类型的画面 用于系统的监视和操作，它们分别是综观画面、分组 画面、调整画面、报警画面、操作指导信息画面、流 程图画面、趋势画面、用户屏幕及信息屏幕。
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
1.仪表图
仪表图是系统显示的主要内容，也是操作的关键。 仪表图没有单独的显示画面，但在大部分显示画面 中都可调出。 仪表图显示由工位号说明、工程单位、数字显示、 方式状态显示、模拟显示和工位号几部分组成。
算机——数字微分分析机(DDA) 1959年3月1日第一套计算机控制系统在美国德克萨斯
州某炼油厂的聚合装置上正式投入运行 目前，计算机控制系统发展迅猛,计算机在控制领域里
的应用将向集散化和综合化发展 在连续生产过程中,集散控制系统仍是生产过程控制的
主选装置,但随着计算机技术的发展，现场总线控制系 统将逐渐取代集散控制系统
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
主要的仪表图（一）
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
主要的仪表图（二）
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
2.综观显示画面
作用
把反馈控制系统、顺序控制系统、各种操作画 面定义在一个个显示块中，以便了解过程系统的 综合概貌。若发生报警时，可用声光通知操作人 员进行确认。利用光标的操作，也可以从综观画 面转移到其他画面上。
基本设计思想： 一方面，使用若干个控制器完成系统的控制任务，
每个控制器实现部分有限的控制目标；另一方面，强 调管理的集中性，依靠计算机网络完成操作显示部分 与分散控制系统之间的数据传输，使所有控制器都在 生产过程的统一管理协调下动作。
第一节 计算机控制简介
现场总线控制系统（Fieldbus Control System）
用数字信号的传输来代替模拟信号的传输，这种现场 信号的传输技术就叫现场总线 ，基于现场总线技术的控 制系统就叫现场控制总线控制系统。
FCS把控制功能彻底下放到现场，依靠现场智能设备 本身实现基本的控制功能。
第三节 集散控制系统
一、集散控制系统的基本构成
集散控制系统基本构成图
CENTUM-CS系统外观图
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
显示画面格式
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
四、 CENTUM-CS系统中的字母代号
在DCS中用字母代号表示回路状态、报警状态、数据 类型等。认识字母代号,才能正确认识DCS系统的显示 画面,才能正确完成DCS的工艺操作。
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
第一节 计算机控制简介
、计算机控制系统的组成
计算机控制系统组成框图
第一节 计算机控制简介
计算机控制的工作过程分三个步骤： 1 数据采集 2 控制决策 3 控制输出 三个步骤重复执行，就实现对现场参数的控制。
第一节 计算机控制简介
集散控制系统(Distributed Control System )
现场总线控制系统FCS是在DCS系统的基础上发展 而成的，它继承了DCS的分布式特点，但在各功能子 系统之间，尤其是在现场设备和仪表之间的连接上， 采用了开放式的现场网络，从而使系统现场设备的连 接形式发生了根本的改变，具有自己所特有的性能和 特征。
第四节 现场总线控制系统
现场总线控制系统的特征
现场总线控制系统结 构示意图
续表
续表
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
CENTUM-CS操作员键盘
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
操作员键盘的系统维护面板图
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
三、 CRT显示画面的显示格式
DCS系统利用CRT显示器显示生产过程的信息, CENTUM-CS系统的CRT显示画面主要由系统信息区、 主面板区、窗口区、软键区及录入区组成。
第二节 集散控制系统概述
集散型控制系统的体系结构
小结
操作站、工程师站和上位 计算机构成集中管理部分； 现场监测站、现场控制站构 成分散控制部分；通信网络 是连接集散系统各部分的纽 带，是实现集中管理、分散 控制的关键。
第二节 集散控制系统概述
二、集散控制系统的特点
① 控制功能丰富 ② 监视操作方便 ③ 信息和数据共享 ④ 系统扩展灵活 ⑤ 安装维护方便 ⑥ 系统可靠性高
在主显示区显示的内容是用户自己编制的工艺设备、 控制系统的显示图案以及仪表图。
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
显示画面格式
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
8.报警概要画面
报警画面按报警发生的顺序，依次在主显示区显 示20个报警信息。
每个报警信息按序号，工位号标记，报警发生的 月、日、分、秒，工位号，工位号说明，报警状态这 一顺序进行显示。
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
趋势组画面
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
6.趋势点画面
趋势点画面显示趋势组画面中某一个数据项，显 示两组趋势图：包含所有采样点的总体趋势图和放 大的详细趋势图。
趋势点画面与趋势组画面相似。
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
7.流程图画面
流程图画面可以用图形、颜色和数据，将设备和控 制系统图案化，以满足用户监视和操作的要求。
计算机控制系统
内容提要
计算机控制简介
可编程逻辑控制器
集散控制系统(DCS) 现场总线控制系统 工业以太网
第一节 计算机控制简介
计算机技术和自动控制技术是现代科学技术领域中发展 最迅速的分支，计算机控制技术是二者结合的产物。
作为自动化工具的自动化仪表和计算机控制装置已经取 得迅速发展，目前，计算机控制装置已经成为工业生产实 现安全、高效、优质、低耗的基本条件和重要保证。
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
报警概要画面
第四节 现场总线控制系统
一、现场总线系统的产生和特点
1.现场总线系统的产生
目前的DCS的检测、变送和执行等现场仪表仍采用模 拟信号连接,无法满足上位机系统对现场仪表的信息要 求, 产生了上位机与现场仪表进行数字通信的要求。
智能化现场仪表的出现,也要求与上位机系统实现数 字通信。
注：××××表示页面号
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
2.参数及控制方式的调整
(1)控制方式的调整 DCS控制系统一般有几种控制方式，在操作过程中，
可以调整。调出要进行操作的控制系统对应的仪表图， 根据仪表图下的软键号调整对应控制键上的手动、自 动按键。
控制方式更改确认窗口
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
续表
类型
常用 报警 状态 字
字母代号 IOP OOP HH HI LO LL DV-
意义 输入开路 输出开路 上上限报警 上限报警 下限报警 下下限报警 负偏差报警
字母代号 意 义
DV+
正偏差报警
NR
正常
ANS+(ON) 回讯不正常
ANS-(OFF) 回讯不正常
第四节 现场总线控制系统
2.现场总线系源自文库的特征
传统计算机控制系统的缺点
传统计算机控制系统结 构示意图
➢ 这种传输方式一方面要 使用大量的信号线缆；
➢ 另一方面模拟信号的传 输和抗干扰能力低。
第四节 现场总线控制系统
① 全数字化的现场通信网络。
② 开放型的互联网络。
③ 采用数字信号传输取代模拟 信号传输。
④ 增强了系统的自治性,系统控 制功能更加分散。
例题分析
操作员想要更改某控制系统的输出值(MV)为70%，将采用 哪些操作步骤？
分析：我们知道,控制系统的输出值只有在手动控制方 式下更改才有效,因此,先调出该仪表图,将控制方式调整 为手动方式,然后更改其输出值。
第一节 计算机控制简介
定义
用模拟控制器等常规自动化工具实现的自动化系 统称之为常规控制系统,也叫模拟式控制系统。
利用计算机实现工业生产过程的自动控制系统称 之为计算机控制系统。
第一节 计算机控制简介
第一节 计算机控制简介
计算机控制的发展过程
1946年第一台数字计算机问世 1950年前后，为早期航天应用研制了一种专用数字计
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
调整画面
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
5.趋势组画面
根据采集方式、记录周期和采样周期的不同分类： 实时趋势、历史趋势和批量趋势三种。 实时趋势用于记录控制系统的过渡过程曲线，可
以进行PID参数的整定； 历史趋势用于记录控制系统的运行状况，以备检
查，或将其数据存入硬盘及软盘； 批量趋势用于记录批量过程的数据。
(2)改变阀位输出值(MV)仅在手动方式时能操作。 (3)改变设定值(SV)在自动方式下操作同(2)； (4)数据录入 ①按压［ITEM］［数据类型］［□］键来确定更改数据 类型。但在流程图上利用光标调出字符输入区时例外。 ②按压［DATA］［更改后的数字］［□］。 ③输入错误可用［BS←］键进行修改。 ④数据输入后或控制方式更改后，按［确认键］数据真 正进入内部仪表。最后用［CL］键关闭录入窗口。
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
一、CENTUM-CS系统的构成
CENTUM-CS系统构成
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
二、 ICS的组成及功能
ICS由一个或两个CRT显示器、操作键盘、鼠标、工 程师键盘及智能部件组成。
CENTUM-CS系统操作站外观图
操作员键盘各键的功能
④ 确定修改。数据更改前,系统提示是否进行修改,检查 无误后,按 [确认键] ,数据真正进入内部仪表。用 [ CL] 键关闭录入窗口。如想回到自动状态,按步骤②顺序,改 变控制方式。
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
综观显示画面
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
3.分组显示画面
分组显示画面
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
4.调整画面
主要显示 一个工位号反馈控制的内部仪表或顺序控 制的顺序元素的各种设定参数、控制参数、３点调 整趋势图和仪表图。 主要内容 包括工位号标记、工位号、工位号说明、 该工位号的设定及控制参数、调整趋势图和仪表图。
例题分析
解： ① 仪表图调出。在流程图画面或分组显示画面或调整画 面中，双击或触摸触屏点,调出该控制系统的仪表图。
② 控制方式更改。按键盘上对应该仪表图的控制键的 [MAN键]，在提示是否更改为手动方式的情况下，按确 认键。
例题分析
③ 变量调整。按[ITEM]，输入字母代号MV，按进入 键 [ ]，确定更改的数据类型;按[DATA]键,输入更改后 的数据70% ,确定无误后,再按[ ]键。
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
CENTUM－CS系统10种监视画面名称
画面类别
画面名称
综观画面
· OV××××
分组画面
· CG××××
报警画面
· AL××××
操作指导信息画面 · OG
趋势组画面
· TG××××
画面类别 趋势点画面 流程图画面 过程报警画面 操作应用画面 系统维护画面
画面名称 · TP×××× · GR×××× · PR · OU · SM
PERR
两回讯均不正常
CAL
校验状态
AOF
报警功能取消
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
系统信息区显示内容举例
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
五、基本操作方法
1.画面的调出
操作站的画面有三大类：操作画面、应用画面和 组态画面。 调出的方法
① 利用画面名称调出。 ② 利用功能键调出。 ③ 利用画面选择键或操作员应用功能键调出。 ④ 利用画面展开调出。
CENTUM-CS系统的字母代号
类型
仪表 调整 面板 常用 参数
字母代号 MODE PV SV MV DV SUM HH PH PL
意义 仪表块方式 测量值 设定值 阀位输出值 偏差值 累计值 上上限报警值 上限报警值 下限报警值
字母代号 LL SVH SVL MH ML P I D
意义 下下限报警值 设定点上限限位值 设定点下限限位值 阀位输出上限限位值 阀位输出下限限位值 比例带 积分时间 微分时间
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
六、显示画面及操作
CENTUM-CS系统的操作站主要有９种类型的画面 用于系统的监视和操作，它们分别是综观画面、分组 画面、调整画面、报警画面、操作指导信息画面、流 程图画面、趋势画面、用户屏幕及信息屏幕。
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
1.仪表图
仪表图是系统显示的主要内容，也是操作的关键。 仪表图没有单独的显示画面，但在大部分显示画面 中都可调出。 仪表图显示由工位号说明、工程单位、数字显示、 方式状态显示、模拟显示和工位号几部分组成。
算机——数字微分分析机(DDA) 1959年3月1日第一套计算机控制系统在美国德克萨斯
州某炼油厂的聚合装置上正式投入运行 目前，计算机控制系统发展迅猛,计算机在控制领域里
的应用将向集散化和综合化发展 在连续生产过程中,集散控制系统仍是生产过程控制的
主选装置,但随着计算机技术的发展，现场总线控制系 统将逐渐取代集散控制系统
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
主要的仪表图（一）
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
主要的仪表图（二）
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
2.综观显示画面
作用
把反馈控制系统、顺序控制系统、各种操作画 面定义在一个个显示块中，以便了解过程系统的 综合概貌。若发生报警时，可用声光通知操作人 员进行确认。利用光标的操作，也可以从综观画 面转移到其他画面上。
基本设计思想： 一方面，使用若干个控制器完成系统的控制任务，
每个控制器实现部分有限的控制目标；另一方面，强 调管理的集中性，依靠计算机网络完成操作显示部分 与分散控制系统之间的数据传输，使所有控制器都在 生产过程的统一管理协调下动作。
第一节 计算机控制简介
现场总线控制系统（Fieldbus Control System）
用数字信号的传输来代替模拟信号的传输，这种现场 信号的传输技术就叫现场总线 ，基于现场总线技术的控 制系统就叫现场控制总线控制系统。
FCS把控制功能彻底下放到现场，依靠现场智能设备 本身实现基本的控制功能。
第三节 集散控制系统
一、集散控制系统的基本构成
集散控制系统基本构成图
CENTUM-CS系统外观图
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
显示画面格式
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
四、 CENTUM-CS系统中的字母代号
在DCS中用字母代号表示回路状态、报警状态、数据 类型等。认识字母代号,才能正确认识DCS系统的显示 画面,才能正确完成DCS的工艺操作。
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
第一节 计算机控制简介
、计算机控制系统的组成
计算机控制系统组成框图
第一节 计算机控制简介
计算机控制的工作过程分三个步骤： 1 数据采集 2 控制决策 3 控制输出 三个步骤重复执行，就实现对现场参数的控制。
第一节 计算机控制简介
集散控制系统(Distributed Control System )
现场总线控制系统FCS是在DCS系统的基础上发展 而成的，它继承了DCS的分布式特点，但在各功能子 系统之间，尤其是在现场设备和仪表之间的连接上， 采用了开放式的现场网络，从而使系统现场设备的连 接形式发生了根本的改变，具有自己所特有的性能和 特征。
第四节 现场总线控制系统
现场总线控制系统的特征
现场总线控制系统结 构示意图
续表
续表
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
CENTUM-CS操作员键盘
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
操作员键盘的系统维护面板图
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
三、 CRT显示画面的显示格式
DCS系统利用CRT显示器显示生产过程的信息, CENTUM-CS系统的CRT显示画面主要由系统信息区、 主面板区、窗口区、软键区及录入区组成。
第二节 集散控制系统概述
集散型控制系统的体系结构
小结
操作站、工程师站和上位 计算机构成集中管理部分； 现场监测站、现场控制站构 成分散控制部分；通信网络 是连接集散系统各部分的纽 带，是实现集中管理、分散 控制的关键。
第二节 集散控制系统概述
二、集散控制系统的特点
① 控制功能丰富 ② 监视操作方便 ③ 信息和数据共享 ④ 系统扩展灵活 ⑤ 安装维护方便 ⑥ 系统可靠性高
在主显示区显示的内容是用户自己编制的工艺设备、 控制系统的显示图案以及仪表图。
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
显示画面格式
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
8.报警概要画面
报警画面按报警发生的顺序，依次在主显示区显 示20个报警信息。
每个报警信息按序号，工位号标记，报警发生的 月、日、分、秒，工位号，工位号说明，报警状态这 一顺序进行显示。
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
趋势组画面
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
6.趋势点画面
趋势点画面显示趋势组画面中某一个数据项，显 示两组趋势图：包含所有采样点的总体趋势图和放 大的详细趋势图。
趋势点画面与趋势组画面相似。
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
7.流程图画面
流程图画面可以用图形、颜色和数据，将设备和控 制系统图案化，以满足用户监视和操作的要求。
计算机控制系统
内容提要
计算机控制简介
可编程逻辑控制器
集散控制系统(DCS) 现场总线控制系统 工业以太网
第一节 计算机控制简介
计算机技术和自动控制技术是现代科学技术领域中发展 最迅速的分支，计算机控制技术是二者结合的产物。
作为自动化工具的自动化仪表和计算机控制装置已经取 得迅速发展，目前，计算机控制装置已经成为工业生产实 现安全、高效、优质、低耗的基本条件和重要保证。
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
报警概要画面
第四节 现场总线控制系统
一、现场总线系统的产生和特点
1.现场总线系统的产生
目前的DCS的检测、变送和执行等现场仪表仍采用模 拟信号连接,无法满足上位机系统对现场仪表的信息要 求, 产生了上位机与现场仪表进行数字通信的要求。
智能化现场仪表的出现,也要求与上位机系统实现数 字通信。
注：××××表示页面号
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
2.参数及控制方式的调整
(1)控制方式的调整 DCS控制系统一般有几种控制方式，在操作过程中，
可以调整。调出要进行操作的控制系统对应的仪表图， 根据仪表图下的软键号调整对应控制键上的手动、自 动按键。
控制方式更改确认窗口
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
续表
类型
常用 报警 状态 字
字母代号 IOP OOP HH HI LO LL DV-
意义 输入开路 输出开路 上上限报警 上限报警 下限报警 下下限报警 负偏差报警
字母代号 意 义
DV+
正偏差报警
NR
正常
ANS+(ON) 回讯不正常
ANS-(OFF) 回讯不正常