第三章过程控制站
过程控制技术-第三章 过程控制系统的分析
3 过程控制系统的分析
时曲线有极值点（ｎ为正整数）。将上述两种ｔ值代入式（３-18），就能求出过渡过程曲线的各个特殊点数值，其数值列入表３-２中。
3 过程控制系统的分析
根据表３-２中数据绘制出过渡过程曲线如图３-5中的曲线２所示
过程控制技术
第六讲 过程控制系统的过渡过程分析（二）
3 过程控制系统的分析
（2）衰减比n 是指过渡过程曲线同方向的前后相邻两个峰值之比，如图3-6中Ｂ/Ｂ′＝n，或习惯表示为n∶1。可见n愈小，过渡过程的衰减程度越小，意味着控制系统的振荡程度越加剧烈，稳定性也就低，当n＝１时，过渡过程为等幅振荡；反之，n愈大，过渡过程愈接近非振荡过程，相应的稳定性也越高。从对过程控制系统的基本性能要求综合考虑（稳定、迅速），
3 过程控制系统的分析
式中下标“0”表示系统在初始平衡状态下的数值，则
3 过程控制系统的分析
（4）控制器的控制规律 在过程控制系统中常使用的控制器，其控制规律有比例、比例积分和比例积分微分三种，它们的数学模型分别为：
3 过程控制系统的分析
在这个系统中若选用的是电动比例控制器，则p＝Ｋcｅ 在过程控制仪表中控制器的放大系数Ｋc是通过改变控制器的比例度δ来设置的，若采用测量范围（量程）为50～100℃，输出信号为4～20 mA DC的电动温度变送器，并选用电动控制器的比例度δ＝２０％，于是根据比例度的定义计算出控制器的放大系数是：
3 过程控制系统的分析
（5）余差Ｃ（残余偏差） 余差是过渡过程终了时设定值与被控变量的稳态值之差，用数学式表示为 余差是一个反映控制系统准确性的质量指标，也是一个精度指标。它由生产工艺给出，一般希望余差为零或不超过预定的范围。
3 过程控制系统的分析
电力建设绿色施工示范工程管理办法(2016版)
电力建设绿色施工示范工程管理办法（2016版）第一章总则第一条为了电力建设工程最大限度节约资源、减少污染，实现全寿命周期安全可靠和性能、功能与成本的最佳匹配，规范电力建设绿色施工示范工程的管理工作，依据《全国建筑业绿色施工示范工程管理办法》，特制定本办法。
第二条本办法适用于火电（含核电常规岛）、水电（含抽水蓄能）、输变电、风电、光伏、储能等电力建设工程项目的绿色施工示范工程全过程管理。
第三条本办法所称绿色施工是指在保证质量、安全等基本要求的前提下，通过科学管理和技术进步，最大限度地节约资源与减少对环境负面影响，实现四节一环保（节能、节地、节材、节水和环境保护）的文明施工活动。
第四条绿色施工示范工程旨在推动绿色施工技术的创新，推广应用绿色施工的“五新”（新技术、新工艺、新流程、新装备、新材料）, 限制或淘汰落后的施工方案，促进绿色施工资源的综合利用与环境保护技术水平的提升。
第五条实施绿色施工示范工程应进行总体方案策化。
在规划、设计阶段应充分考虑绿色施工的总体要求，为绿色施工提供基础条件；在主体工程开工前，应编制针对本工程的绿色施工专项方案,全面落实“四节一环保”的各项措施。
第六条绿色施工示范工程管理流程如下：一、申报立项与受理备案；二、过程控制与指导检查；三、申请验收与现场评审；四、审核批准。
第七条绿色施工示范工程的申报受理机构应是各电力建设项目的上级集团公司或全国性电力行业协会。
已列入“电力建设全过程质量控制示范工程”的电力建设项目,原则上由中国电力建设企业协会（以下简称“中电建协”）负责绿色施工示范工程的立项审批、咨询指导及评审验收工作。
第二章申报立项第八条符合《中国电力优质工程奖评选办法》（2016版）申报条件且有创优目标的工程，可申报立项。
第九条绿色施工示范工程坚持自愿申报的原则，申报单位应是建设单位、工程管理单位或工程总承包单位。
第十条绿色施工示范工程应在工程项目主体工程开工前申报立项。
第三章过程控制与统计技术汇总
第三章 统计过程控制（SPC） 一 统计过程控制的概念 SPC是英文“统计过程控制”的缩写：Statistcal process Control 所谓统计过程控制就是应用统计技术对过程中各个阶段 进行评估和监察。保持过程处于可接受的和稳定的质量 水平，从而保证产品与服务满足要求的均匀性。 虽然，这里的统计技术可以涉及到数理统计的许多 方面，但 SPC中的主要工具是控制图理论。因此，要想 推行SPC必须对控制 图有一定深入的了解，否则就不可 能通过SPC取得真正的实效。 1 什么是控制图 控制图是对过程质量特性进行测定、记录、评估， 从而监察过程是否处于控制状态的一种用统计方法设计 的图。
GB/T 4091-2001 标准
控制图图样
3 2 - -2 -3
A B C C B A
UCL
CL
LCL
1 2 3 4 5
样本号
2 产品质量的统计概念 ① 特点： 产品实现过程的质量是属于随机现象，它具有变异 性。由于生产过程的五大因素：人、机、料、法、环 因时常的变动，而不断地变化，因此，造成产品质量 随着时间不同而形成不一致性，质量特性具有变异性。 但是质量特性的变异是在一定范围内按一定规律变 异的，因此产品实现过程的质量特性的变异是有规律 性的。产品质量变异性及其规律性反映为质量特性值 的分布。其分布特点是： a：实践证明。通常计量值数据服从正态分布； b：计数值中的计件值数据通常服从二项分布； c： 计数值中的计点值数据通常服从泊松分布。 ②影响产品质量变异的两大类因素 a 正常因素：它的变异是随机的、偶然的，也可称 之偶因。
但二项分布和泊松分布就没有上述特点，它们的两个参数 平均值和标准偏差是互不独立的。 在3 法管理的正态分布，即不论与取值如何，产品质量 特性值落在上控制线，+3和下控制线， -3范围的概率 为99.73%，其产品质量特性值落在控制线以外的概率为199.73%=0.27%。休哈特博士将过程处于稳定受控状态，他 依据这个设计思想，将典型的分布±3范围内的正常分布 曲线转换为控制图。
过程控制系统与仪表习题答案 第三章
第3章习题与思考题3-1 什么是控制器的控制规律？控制器有哪些基本控制规律？解答：1）控制规律：是指控制器的输出信号与输入偏差信号之间的关系。
2）基本控制规律：位式控制、比例控制、比例积分控制、比例微分控制和比例积分微分控制。
3-2 双位控制规律是怎样的？有何优缺点？解答：1）双位控制的输出规律是根据输入偏差的正负，控制器的输出为最大或最小。
2）缺点：在位式控制模式下，被控变量持续地在设定值上下作等幅振荡，无法稳定在设定值上。
这是由于双位控制器只有两个特定的输出值，相应的控制阀也只有两个极限位置，总是过量调节所致。
3）优点：偏差在中间区内时，控制机构不动作，可以降低控制机构开关的频繁程度，延长控制器中运动部件的使用寿命。
3-3 比例控制为什么会产生余差？解答：产生余差的原因：比例控制器的输出信号y与输入偏差e之间成比例关系：yKep为了克服扰动的影响，控制器必须要有控制作用，即其输出要有变化量，而对于比例控制来讲，只有在偏差不为零时，控制器的输出变化量才不为零，这说明比例控制会永远存在余差。
3-4 试写出积分控制规律的数学表达式。
为什么积分控制能消除余差？解答：1）积分控制作用的输出变化量y 是输入偏差e 的积分：⎰=edt T y 11 2）当有偏差存在时，输出信号将随时间增大（或减小）。
当偏差为零时，输出停止变化，保持在某一值上。
因而积分控制器组成控制系统可以到达无余差。
3-5 什么是积分时间？试述积分时间对控制过程的影响。
解答：1）⎰=edt T y 11 积分时间是控制器消除偏差的调整时间，只要有偏差存在，输出信号将随时间增大（或减小）。
只有当偏差为零时，输出停止变化，保持在某一值上。
2） 在实际的控制器中，常用积分时间Ti 来表示积分作用的强弱，在数值上，T i =1／K i 。
显然，T i 越小，K i 就越大，积分作用就越强，反之亦然。
3-6 某比例积分控制器输入、输出范围均为4～20mA ，若将比例度设为100%、积分时间设为2min 、稳态时输出调为5mA ，某时刻，输入阶跃增加0.2mA ，试问经过5min 后，输出将由5mA 变化为多少？解答： 由比例积分公式：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎰edt T e P y 111分析： 依题意：%1001==pK p ，即K p =1, T I = 2 min , e ＝＋0.2； 稳态时：y 0＝5mA ，5min 后：mAedt T e P y y )7.05()52.0212.0(151110±=⨯⨯±±⨯+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=⎰ 3-7 比例控制器的比例度对控制过程有什么影响？调整比例度时要注意什么问题？解答：P741）控制器的比例度P 越小，它的放大倍数p K 就越大，它将偏差放大的能力越强，控制力也越强，反之亦然，比例控制作用的强弱通过调整比例度P 实现。
JX-300X-dcs说明
第一章概述SUPCON JX-300X DCS由工程师站、操作站、控制站、过程控制网络等组成。
■工程师站是为专业工程技术人员设计的，内装有相应的组态平台和系统维护工具。
通过系统组态平台生成适合于生产工艺要求的应用系统，具体功能包括：系统生成、数据库结构定义、操作组态、流程图画面组态、报表程序编制等。
而使用系统的维护工具软件实现过程控制网络调试、故障诊断、信号调校等。
■操作站是由工业PC机、CRT、键盘、鼠标、打印机等组成的人机系统，是操作人员完成过程监控管理任务的环境。
高性能工控机、卓越的流程图机能、多窗口画面显示功能可以方便地实现生产过程信息的集中显示、集中操作和集中管理。
■控制站是系统中直接与现场打交道的I/O处理单元，完成整个工业过程的实时监控功能。
控制站可冗余配置，灵活、合理。
在同一系统中，任何信号均可按冗余或不冗余连接，详见卡件描述。
对于系统中重要的公用部件，建议采用100%冗余，如主控制卡、数据转发卡和电源箱。
■过程控制网络实现工程师站、操作站、控制站的连接，完成信息、控制命令等传输，双重化冗余设计，使得信息传输安全、高速。
第一节系统整体结构JX-300X DCS采用三层通信网络结构，如图1.1-1所示。
最上层为信息管理网，采用符合TCP/IP协议的以太网，连接了各个控制装置的网桥以及企业内各类管理计算机，用于工厂级的信息传送和管理，是实现全厂综合管理的信息通道。
中间层为过程控制网（名称为SCnet Ⅱ），采用了双高速冗余工业以太网SCnet Ⅱ作为其过程控制网络，连接操作站、工程师站与控制站等，传输各种实时信息。
底层网络为控制站内部网络（名称为SBUS），采用主控制卡指挥式令牌网，存储转发通信协议，是控制站各卡件之间进行信息交换的通道。
-1 JX-300X系统结构图第二节系统主要性能指标2.1 系统规模过程控制网络SCnet Ⅱ连接系统的工程师站、操作站和控制站，完成站与站之间的数据交换。
2024年铁路客运“一体化考试”理论知识学习手册(列车值班员)
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《收规》 旅客列车票据、现金管理规定
第三章 统计过程控制和控制图
控制图的原理的两种解释： 控制图的原理的两种解释： （1）统计学的 原理 ）统计学的3σ原理
（2）异波说 ） 偶波和异波
3. 控制图简介
控制图记录的是要研究的过程的质量特征 这个过程可以是一道工序， （这个过程可以是一道工序，可以是生产过程也 可以是服务过程） 可以是服务过程） 。这个质量特征的数值我们 把它做成一个统计量（或本身就是一个统计量）。 把它做成一个统计量（或本身就是一个统计量）。 统计量的数值描点与三条控制线有一定的位置联 通过这个联系我们来做质量特征值的分析。 系，通过这个联系我们来做质量特征值的分析。
3.SPC的步骤 3.SPC的步骤
步骤1 培训SPC和SPD。 步骤 培训 和 。 步骤2 确定关键变量。（每道工序的， 。（每道工序的 步骤 确定关键变量。（每道工序的，并按流程 列出过程控制网图） 列出过程控制网图） 步骤3 提出或改进规范标准。 步骤 提出或改进规范标准。 步骤4 编制控制标准手册。 步骤 编制控制标准手册。 步骤5 对过程进行统计监控。 步骤 对过程进行统计监控。 步骤6 对过程进行诊断并采取措施解决问题。 步骤 对过程进行诊断并采取措施解决问题
11. 02
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10.9 3
的概率为1这里我们常取Z 的概率为 α ，这里我们常取 α/2=3，称为3 σ原则 ，称为3 原则 控制界限） （或称3 σ 控制界限）。这里 R = xmax –x min , n≤10. R和σ之间有密切的关系：令 W = R / σ,可以证明 （w） 之间有密切的关系： 可以证明E（ ） 和 之间有密切的关系 可以证明 = d2是只与样本大小 有关的常数。于是 σ的估计量 是只与样本大小n有关的常数 于是, 的估计量 有关的常数。 σ= E（R）/ d2=R/d2. （ ） 我们得到σ未知时 未知时x 我们得到σ未知时x 控制图的控制线
电力建设绿色施工示范工程管理办法(2017版)
电力建设绿色施工示范工程管理办法（2017版）第一章总则第一条为了电力建设工程最大限度节约资源、减少污染，实现全寿命周期安全可靠和性能、功能与成本的最佳匹配，规范电力建设绿色施工示范工程的管理工作，依据《全国建筑业绿色施工示范工程管理办法》，特制定本办法。
第二条本办法适用于火电（含核电常规岛）、水电（含抽水蓄能）、输变电、风电、光伏、储能等电力建设工程项目的绿色施工示范工程全过程管理。
第三条本办法所称绿色施工是指在保证质量、安全等基本要求的前提下，通过科学管理和技术进步，最大限度地节约资源与减少对环境负面影响，实现四节一环保（节能、节地、节材、节水和环境保护）的文明施工活动。
第四条绿色施工示范工程旨在推动绿色施工技术的创新，推广应用绿色施工的“五新”（新技术、新工艺、新流程、新装备、新材料）, 限制或淘汰落后的施工方案，促进绿色施工资源的综合利用与环境保护技术水平的提升。
第五条实施绿色施工示范工程应进行总体方案策化。
在规划、设计阶段应充分考虑绿色施工的总体要求，为绿色施工提供基础条件；在主体工程开工前，应编制针对本工程的绿色施工专项方案,全面落实“四节一环保”的各项措施。
第六条绿色施工示范工程管理流程如下：一、申报立项与受理备案；二、过程控制与指导检查；三、申请验收与现场评审；四、审核批准。
第七条绿色施工示范工程的申报受理机构应是各电力建设项目的上级集团公司或全国性电力行业协会。
已列入“电力建设全过程质量控制示范工程”的电力建设项目,原则上由中国电力建设企业协会（以下简称“中电建协”）负责绿色施工示范工程的立项审批、咨询指导及评审验收工作。
第二章申报立项第八条符合《中国电力优质工程奖评选办法》（2016版）申报条件且有创优目标的工程，可申报立项。
第九条绿色施工示范工程坚持自愿申报的原则，申报单位应是建设单位、工程管理单位或工程总承包单位。
第十条绿色施工示范工程应在工程项目主体工程开工前申报立项。
浙大中控-JX300X-控制站
3-1第三章控制站控制站是JX-300X 系统实现过程控制的主要设备之一，其核心是主控制卡。
主控制卡通常插在过程控制站的最上部机笼内，通过系统内高速数据网络—SBUS 扩充各种功能，实现现场信号的输入输出，同时完成过程控制中的数据采集、回路控制、顺序控制、以及包括优化控制等各种控制算法。
3.1 控制站特点3.1.1 全智能化设计控制站所有的卡件，都按智能化要求设计，即均采用专用的工业级、低功耗、低噪声微控制器，负责该卡件的控制、检测、运算、处理以及故障诊断等工作，系统内部实现了全数字化的数据传输和信息处理。
同时，采用智能调理硬件和先进信号前端处理技术，降低了信号调理的复杂性，减轻了主控制卡CPU 的负荷，加快系统的信号处理速度，增强了每块卡件在系统中的自治性，提高了整个系统的可靠性。
智能化卡件设计也实现了A/D、D/A 信号的自动调校和故障自诊断，使卡件调试简单化。
所有卡件都具有LED 工作状态和故障指示功能，如电源指示、运行指示、故障指示、通讯指示等。
图3.1-1 系统卡件基本结构图JX-300X DCS 系统手册系统控制站3-23.1.2 卡件可以任意冗余配置JX-300X 集散控制系统控制站的所有卡件（如主控制卡、各类I／O 卡件等）均可按不冗余或冗余要求配置，从而在保证系统可靠性和灵活性的基础上，降低用户的费用。
系统中的关键部件建议用户一般都按冗余要求配置，如主控制卡、电源、通讯网络、I/O 总线等。
3.1.3 万能模拟信号输入卡该卡件能采样电压、电流、热电阻、热电偶、毫伏信号等多种模拟量信号。
它能自动根据用户在工程师站上的组态设置变换卡件的软硬件工作模式，包括信号调理、采样模式、软件的数据处理方式等，并能有效减少用户日后系统维护中卡件的备品备件的数量。
3.1.4 采用开放性网络通讯协议JX-300X 的过程控制网SCnet Ⅱ，采用IEEE802.3 标准，符合TCP/IP 传输协议，实现了系统的开放性，其实时性和可靠性都达到了DCS 的现场应用要求。
分散控制系统及现场总线技术(第三章-3)..
1）现场控制站
• 现场控制站属于过程控制专用计算机 • 是一个以微处理器为核心的、具备现场 信号采集与输出通道，并配以机柜和电 源等而构成的一个相对独立的控制装置。
现场控制站
• 2）可编程调节器 • 外貌类似一般盘装仪表的数字化过程控 制装置，由微处理器、RAM、ROM、 模拟量和数字量I/O通道、电源等基本部 分组成的微型计算机系统，能够独立构 成控制回路。
主控制器
• 只读存储器（Read Only Memory，简 称 ROM）：主要作为程序存储器，用 来存放I/O驱动程序、数据采集程序、控 制算法程序、时钟控制程序、引导程序、 系统组态程序、模件、测试和自诊断程 序等支持系统运行的固定程序。
主控制器
• 随机存储器（Random Access Memory，简 称 RAM）：主要作为数据存储器，用来存放 采集的数据、设定值、中间运算结果、最后 运算结果、报警限值、手动操作值、整定参 数、控制指令等可在线修改的参数，为程序 运行提供存储实时数据和计算中间变量的必 要空间。 • 具有后备电池的随机存储器SRAM • 后备电池一般采用小型的锂电池或铬镍电池
现场控制站的功能
• • • • • • 现场控制站的主要功能有五个： 1） 现场数据实时采集 2） 信号处理及运算 3） 输出控制信号 4） 为上层提供显示信息 5） 接受上层指令
现场控制站的功能
• 除了上述基本功能外，现场控制站一般还具有以下功 能； • （1）电源提供：为一些无源的测量元件提供电源， 最常用的是24V直流电源。 • （2）隔离及保护：在现场控制站中为现场信号的输 入输出回路配备完善的隔离电路和保护电路。
主控制器
• 模件总线：功能模件上的总线是该模件所有 数据、地址、控制等信息的传输通道。它将 模件上的各个部分以及模件外的相关部件连 接在一起，在CPU的控制和协调下使模件构成 一个具有设定功能的有机整体。 • 电源电路：主控制器的电源输入一般是24V直 流电源，需要将其变换成5V直流或3.3V直流， 供主控制器上的集成电路芯片使用。
《油气储运系统自动化》第三章 油库管理自动化.ppt
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3.3.2系统物理结构
油库管控系统选择SCADA系统模式，采用分级分布式计 算机控制系统，对工程的工艺过程进行集中管理、分散控 制。
油库SCADA主站计算机系统采用开放式体系结构，有利 于将来系统的升级。中心控制室计算机系统、各子系统通 过网络与主站计算机通讯。
生产网、业务办公网和上级公司数据通信网构成了一个先 进的管理控制和数据采集系统(SCADA)，实现了对整个油 库信息的集中管理及分散控制。
该网络在100米范围内用双绞线做网线，100m以上采用光纤通讯建立100M网络。整个油库管理系统软件安装在服 务器上。各个工作站安装相应的计量与控制软件。
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3.3.3系统的网络结构
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3.3.4 现场测控网络结构
测控网络结构 现场自动化系统可以简单概括为“大系统，多功能”
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4 自动计量系统
4.1系统目标和作用 4.2 系统组成结构 4.3 系统主要功能 4.4 实现效果及特点 4.5 系统主设备技术参数及特点
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Байду номын сангаас
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4.1系统目标和作用
(1)实现储罐监控与计量的自动化，提高效率； (2)实现储罐监控与计量的实时性 (3)提高计量精度 (4)保证库区运行安全 (5)堵塞管理漏洞
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3.3.3系统的网络结构
采用总线型接入，在内网中有数据库服务器，WEB服务器，数据采集服务器和IP21服 务器。
油库采用总线型接入，使用硬件防火墙进行内外网隔离。内网分成两个网段即网段A （办公网络）和网段B（控制网络）。网段B采用数据冗余技术。网段A有若干台办公 PC机组成，网段B有数据采集机，数据库服务器，计量管理机，付油开票机、付油管 理机，可燃气体报警机，电视监控设备等组成。库内网段A（办公网）和上级公司网络 不能直接访问库内网段B（控制网）内的计算机，访问网段B（控制网）内控制机数据 必须通过网段B（控制网）的数据采集机，网段B（控制网）内所有计算机与网段B （控制网）以外任何数据交互也必须通过数据采集机。
热控第三章考试题
热控第三章考试题一、填空1．评定仪表品质好坏的技术指标是＿、＿、＿。
答：仪表的精确度、灵敏度和稳定性等。
2．测量误差的表示方法有＿、＿。
答：绝对误差表示法和相对误差表示法。
3．测量方法根据仪表是否与被测对象接触可分为＿、＿两种。
答：接触测量法和非接触测量法。
4．热工测量仪表，按其各部分结构的功能和作用可以看成有＿、＿、＿三个部分组成。
答：①感受部件②传输变换部件③显示部件5．如果测量仪表的感受部件或变送器与显示部件相距较远，并各自成为一完整的部分，则习惯上称呼感受仪表为＿，显示仪表为＿。
答：一次仪表，二次仪表。
6．电动单元组合仪表以直流信号传输反应迅速，适合于＿的传输和＿控制。
答：远距离，集中。
7．控制室仪表的使用环境温度应在＿，现场安装仪表使用环境温度应在＿。
答：控制室仪表的使用环境温度应在0-45℃，现场安装仪表使用环境温度应在-10-60℃。
8．仪表的精确等级就是仪表的＿去掉百分号。
答:精确度。
9．品质指标是衡量测量仪表＿好坏的标准。
答：质量。
10．按照测量结果得到的程序，测量分为＿、＿、＿三种。
答：直接测量、间接测量和组合测量。
11．疏忽误差是由于测量工作中测量人员的＿和＿而造成的测量误差。
答：操作错误，疏忽大意。
12．偶然误差是由于在测量过程中的一些＿的影响而引起的，而这些因素的出现没有一定的规律，其＿的大小和性质也不固定。
答：偶然因素，误差数值。
13．测量误差按其产生的原因和本身最基本的性质和特点不同，可分为＿、＿、＿三类。
答：系统误差、疏忽误差和偶然误差。
14．热力学的温度单位名称及热力学温度和摄氏温度之间的关系是＿。
答： t=T-273.16 15．系统误差是由于仪表＿或测量时＿等原因所引起的测量误差。
答：仪表使用不当、外界客观条件变化16．误差的绝对值是＿。
答：误差的绝对值就是绝对误差。
17．标准孔板的取压方式有＿、＿。
答：角接取压、法兰取压。
18. 各种测温仪表都是利用测温物质的＿随＿的原理实现测温的。
分布式控制系统(DSC)9-10-第三章-DCS课件-1
由于在(ei,ei+2)内,将信号拟合成抛物线,更接近于电势与温度的实际, 所以拟和的精度大大的提高,同时在相同的精度下,变量序列的步长取 得相对较大,这样可大大压缩表。
第三章 DCS过程控制站
上次课程内容回顾
• 集散控制系统的PCU典型结构 • （1）微型机结构式 • （2）I／O卡与通用卡结构 • （3）串行通信总线加模件结构 • （4）节点工作站结构
第三章 DCS过程控制站
3.1.3 PCU的一般功能特性
第三章 DCS过程控制站
3.1.3 PCU的一般功能特性 集散系统PCU的一般功能特性可概括为六点，即：
第三章 DCS过程控制站
厂区数据公路 环路接口模件 总线接口模件 组态调整模件 端子单元 TU CTM 模拟主模件 AMM 模拟子模件 TU ASM 逻辑主模件 LMM TU DSM 数字子模件 模件总线 图 3-3 串行总线加模件的 PCU COM 控制器模件 TU COM TU COM TU LIM BIM
• • • •
第三章 DCS过程控制站
2）报警检验功能
• 仪表异常检验
当测量信号超过测量范围上限或下限规 定值时，可以认为检出元件或变送器 出现断线等故障，发出报警信号 当测量值或表控制输出值超 过上、下限报警设定值时， 发出报警信号 当测量值或者控制输出值的变化 率(一定时间间隔的变化量)超过 设定值时，发出报警信号。 当测量值与设定值的偏差超过设 定值时，发出报警信号
DCS控制系统
第三章 DCS的控制站
功能 控制站是DCS的核心,直接与生产过程的 信号传感器,变送器和执行器连接,具有 信号输入,输出,运算,控制和通信功能
DCS控制站硬件
◆输入输出单元(IOU) 直接与生产过程的输入输出信号连接,主要 由输入输出处理器板(IOP),信号调理板和端 子板(FTA)组成. ◆过程控制单元(PCU) 是控制站的核心,主要由控制处理器,输入 输出接口处理器,通信处理器和冗余处理器组成. 一般都有两个PCU,互为冗余热备用,具有自动诊 断和自动切换功能. ◆电源:一般都有两个电源,互为冗余
DCS的主要特点 的主要特点
(4)适应性,灵活性和易扩展性 DCS硬件采用积木式结构,可灵活配置成小,中,大 各类系统,还可根据生产要求,逐步扩展系统,改变系统 配置. 软件采用模块化设计,提供各类功能模块,可灵活组 态. (5)自治性和协调性 DCS自治性是指系统中各个控制站,操作站均可独立 地工作. DCS协调性指系统中各台计算机用通信网络互连在一 起,相互传送信息,相互协调工作. (6)界面友好性
DCS工程师站
DCS的工程师站功能 工程师站的主要功能就是组态,建立 DCS系统,控制系统和人机界面. ★作为DCS控制工程师的人机界面,工程师 站组态的主要内容包括系统设备组态,控 制功能组态和操作画面组态
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集散控制系统( 第二篇 集散控制系统(DCS) )
第一章 DCS概述 第二章 DCS的体系结构 第三章 DCS的控制站 第四章 DCS的操作站和工程师站
第一章 DCS概述
概念 DCS(Distributed Control System)分散控 制系统,也称集散控制系统.是以应用微处 理器为基础,结合计算机技术,信号处理技 术,测量控制技术,通信网络技术和人机接 口技术,实现过程控制和工厂管理的控制系 统. 也可以说综ห้องสมุดไป่ตู้了计算机(Computer),通信 (Communication),屏幕显示(CRT)和 控制(Control)技术,简称"4C"技术.
过程装备控制技术及应用03-第三章-3.1-3.2节
反映了系统误差和随机误差的综合数
值，即测量结果与真值的一致程度。 只有系统误差和随机误差都较小时， 才具有较高的精确度。
34
例：重复测量时的散点图。 图中 代表被测量的真值；黑点代表 每次测量所得的值。
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(a)精密度高、准确度高---精度高； (b)精密度高、准确度低---系统误差大； (c)精密度低、准确度较高 --- 随机误差大； (d)精密度低、准确度低----精度低。
39
引用误差： 仪表的绝对误差与仪表的量程之比， 用百分数表示。
q 100% d % S
式中： q --- 用引用误差表示的基本误差限； Δ --- 用绝对误差表示的基本误差； S ---仪表的满量程； d --- 常数
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国家规定电工仪表精确度的等级： 0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0
54
•迟滞误差：全量程中最大的迟滞差值与满量程之比值
H max k 100% Ymax
H max ---最大迟滞差值；
Ymax ---仪表满量程A；
k ---迟滞误差。
迟滞误差产生原因：
a. 仪表内有吸收能量的元件(如弹性元件、磁化 元件等)；
• 技术指标；
• 经济指标； • 使用指标。
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仪表技术指标包括： • 仪表误差； • 精度等级； • 灵敏度； • 量程； • 响应时间； • 漂移等。
43
仪表经济的指标包括： • 使用寿命； • 功耗； • 价格。
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仪表使用的指标包括：
• 操作维修是否方便；
• 运行的可靠与安全；
• 抗干扰与防护能力； • 重量和体积 ； • 自动化程度的高低。
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基本控制单元
——硬件 模拟量输入模件
板边连接器
隔离A/D 转换器 1 隔离A/D 转换器 2 数 字 多 路 器 PROM SRAM 冷端温度输入
发光二级管 微控制器 设置开关
板边连接器 非易失存储器
来自现 场的模 拟量输 入
隔离A/D 转换器16
……
NVRAM DPRAM
双口RAM 存储器
I/O 总 线接口
基本控制单元
——硬件 处理器模件
时 钟 微处理器 监 视 定时器
32位数据总线
发光二级管 设置 开关 数据缓冲器
数据总线 控制逻辑 SRAM 冗余 链路
8位数据总线
ROM
NVRAM
DMA及外部设备控制I/O 控制 总线 I/O 总线 手 动 串行口 操作器 系统 时钟
基本控制单元
——硬件 模拟量输入模件
I/O I/O ••• I/O 模件 模件 模件
I/O I/O ••• I/O 模件 模件 模件
基本控制单元
——基本概念
基本控制单元BCU(Basic Control Unit) 是分散控制系统中直接控制生产过程的那一 部分硬件和软件的统称。 基本控制单元在控制功能上，可以同时实 现连续控制和顺序控制,具有几十个到上百 个模拟量输入通道、模拟量输出通道、开关 量输入通道和开关量输出通道,可以控制具 有一定规模的生产过程。
I/O总线
至处理器 模件
基本控制单元
——硬件 模拟量输出模件
模拟量输出模件的作用是把处理器模件输出 的控制量信号转化成具有一定带负载能力的电 压或电流信号，输出到现场的执行机构，以实 现对生产过程的控制。
基本控制单元
——硬件 模拟量输出模件
状态指示灯
模件状态
地址设置开关 1 8 S1 OPEN
A/D转换器
基本控制单元
——硬件 开关量输出模件
状态指示灯
模件状态
通道状态 指 示 灯
故障控制逻辑 故障状态寄存器
开关量输出
输出寄存器
输出选择器
输出驱动电路
开关量输出
状态缓存器 总线故障 检 测
S1
地址设置开关 1 8 OPEN
I/O总线接口
至I/O总线
基本控制单元
——硬件 开关量输出模件
电磁继电器输出电路
基本控制单元
——硬件 硬件类型
开关量输出（DO）模件 脉冲量输入（PI）模件 液压伺服模件 现场总线模件 通信接口模件
基本控制单元
——硬件 处理器模件
处理器模件有时也称为控制器模件、主控制器 模件等，是完成过程控制的核心模件，它完成用 户所设计的各种控制策略。 控制策略以组态文件的形式存储于非易失性存 储器（NVRAM）中。 多数分散型控制系统中的处理器模件都是可冗 余设置的。
基本控制单元
——硬件 硬件类型
处理器模件 模拟量输入（AI）模件
热电阻温度输入模件（RTD） 热电偶温度输入模件（TC） 变送器信号输入模件（4~20mA,1~5V,0~10V）
模拟量输出（AO）模件 开关量输入（DI）模件
普通的无源开关量输入模件 SOE输入模件（Sequence Of Event，事件记录）
Vc 端子 开关量 输 出 继电器
线圈
~220V
基本控制单元
——硬件 开关量输出模件
固态继电器输出电路
Vc 端子 + 开关量 输 出 ~
固 态 继电器
~
~220V
基本控制单元
——硬件 脉冲量输入模件
脉冲量输入模件的作用是将来自生产过程中 的脉冲量信号进行处理，存储并通过I/O总线传 送给处理器模件。有三种工作方式：积算方式、 频率方式和周期方式。其中积算方式用于累积脉 冲的总数，一般用于流量或电量的积算；频率方 式用于测量脉冲的频率，也就是单位时间内脉冲 的个数，其典型应用是转速的测量；周期方式是 测量两个脉冲之间的时间间隔，事实上周期是频 率的倒数，当脉冲的频率很低时，为了提高测量 精度，常常采用测周期的方式。
第三章 过程控制站
《分散控制系统与现场总线控制系统》课件
过程控制站
按控制方式分，过程控制站可分为：
(1)直接数字控制站-连续量 (2)顺序控制站-离散量 (3)批量控制站-连续量/离散量
目前的DCS控制站均能同时实现这些功能， 在没有必要加以区别时，统称为过程控制站。
过程控制站的结构
机械结构
COM模件 CPU模件
风扇组件 处理器与 通信模件
I/ O 模件
I/O模件
总线
电源模件
风扇组件
总线
电源
过程控制站的结构
系统结构
过 程 控制站
基本控 CPU 制单元 模件 通信接 口模件
Snet
Cnet
基本控 CPU 制单元 模件
I/O总线
基本控 CPU 制单元 模件
I/O总线
I/O总线
I/O I/O ••• I/O 模件 模件 模件
反馈选择电路
参考电压
模拟量输出
模件存储器
寄存器 控制逻辑
D/A转换器
பைடு நூலகம்
采样/保持器 采样/保持 选择电路
S2
模 拟 量 输出电路
1 23 OPEN 输出方式开关 至I/O总线
总线故障 检测电路
I/O总线接口
基本控制单元
——硬件 开关量输入模件
开关量输入模件接受由现场输入的开关量信 号，对其进行预处理之后，将反映开关量状态变 化的数字量信号经I/O总线送往处理器模件。 来自现场的开关量信号一般是无源的，开闭 时有可能产生抖动，这些开关量信号首先进入输 入隔离电路，该电路通过光电耦合器提供现场输 入线路与模件内部电路之间的电气隔离。 还有一种特殊的开关量输入模件，SOE输入模 件，不仅要采集DI的状态，还要同步记录DI状态 变位发生的时刻。
基本控制单元
——硬件 开关量输入模件
通道状态 指 示 灯 S1 地址设置开关 1 OPEN 开关量输入 8
模件状态检测
控制逻辑电路
阈值判别电路
输入隔离电路
开关量输入
I/O总线接口
至I/O总线
基本控制单元
——硬件 开关量输出模件
开关量输出模件通过I/O总线接收处理器模件 输出的开关量信号，经该模件输出，以便控制 现场的开关量控制设备。 输出驱动电路采用光电隔离或继电器隔离， 以避免引入干扰。同时输出驱动电路还具有功 率放大作用，以增加模件的带负载能力。根据 现场负荷功率大小不同，可选用不同功率放大 器件构成不同的开关量驱动输出通道。一般有 机械电磁继电器和固态继电器两类。
模拟量输入信号有三类：热电阻（RTD）输入 信号、热电偶（TC）输入信号和变送器输入信 号。其中RTD和TC信号电平较低，为低电平（小 信号）输入，变送器信号电平较高（4~20 mA/1~5V/0~10V）,为高电平（大信号）输入。 模拟量输入模件必须能够针对这三类不同的 模拟量输入信号进行处理。功能较简单的输入 模件，只能处理一类信号，功能复杂的输入模 件根据通道配置可以处理三类信号。