集散控制系统2
第二章 集散控制系统构成PPT课件
4）递阶控制结构的特点
采用递阶控制结构，具有经典控制结构所不具有的优点：
①系统结构灵活，容易更改，系统容量可伸缩，能适应工业生产不同规模应用 要求；②控制功能增强。除了直接控制外，还有优化控制、自学习、自适应和 自组织等功能；
③降低了信息存储量、计算量，减少了计算时间；
④可设置备用子系统，降低成本，提高可靠性； ⑤各级的智能化进一步提高系统的性能。
（3）通信系统：是实现集散控制系统各级之间数据通信的桥梁。根据系统 的不同，通信系统的拓扑结构和通信方式可不同，其目的是实现各有关级之 间的数据通信。
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第二章 集散控制系统构成
二、集散控制系统的构成要素 1.集散控制系统的结构特征
集散控制系统的结构特征：递阶控制结构、分散控制结构、冗余化结构。 （1）递阶控制： 集散控制系统是金字塔结构，同一级的各决策子系统可同时 对其下级系统施加作用，同时又受到上级的干预，子系统可通过上级相互交 换信息。因此，集散控制系统是递阶控制结构。
这类总线有基金会现场总线(FF)、Profibus-PA总线、world-FIP现场总线、 HART总线和LON总线等。其中，HART总线是过渡性的现场总线。
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第二章 集散控制系统构成
三、现场总线控制系统的构成 1.现场总线控制系统的构成要素
现场总线控制系统是集散控制系统向现场级分散的结果。因此，它具有集 散控制系统的构成要素，即它是：递阶控制系统、分散控制系统，具有冗余 化结构 （2）现场总线的特点
1）执行器传感器现场总线(Actuator Sensor Bus)
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执行器传感器现场总线是用于现场设备的底层现场总线。 适用于简单的开关装置和输入输出位的这类通信，数据宽度仅限于“位”。 其结构简单，成本低，数据信息短，需快速和有预知的响应时间。它具有简化 现场接线、不支持本安回路、不支持总线供电、传输距离在500m以下等特点。 典型的执行器传感器现场总线有：Seriplex总线、AS-i 总线。 连接到执行器传感器现场总线的设备主要是接近开关、液位开关、开关式控 制阀、电磁阀、电动机和其他两位式操作的设备。 2）设备现场总线(Device Bus) 设备现场总线是中间层的现场总线。 适用于以字节为单位的设备和装置的通信，例如，用于分析器、编码器、流 程参数传感器、电机启动器、接触器、电磁阀等的信息传输。其特点是成本适 中，数据信息包括离散量和模拟量，要求有快速通信和预知的响应时间，它支 持总线供电，不支持本安回路。可采用双绞线作为通信媒体。 典型的设备现场总线有Interbus—S总线、DeviceNet 总线、Profibus DP总线、 ControlNet 总线、SDS总线和CAN总线等。
集散控制系统
集散控制系统一个典型的DCS控制系统集散控制系统（Distributed control system）是以微处理器为基础的对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的集中分散控制系统，简称DCS系统。
该系统将若干台微机分散应用于过程控制，全部信息通过通信网络由上位管理计算机监控，实现最优化控制，整个装置继承了常规仪表分散控制和计算机集中控制的优点，克服了常规仪表功能单一，人-机联系差以及单台微型计算机控制系统危险性高度集中的缺点，既实现了在管理、操作和显示三方面集中，又实现了在功能、负荷和危险性三方面的分散。
DCS系统在现代化生产过程控制中起着重要的作用。
集散控制系统一般有以下四部分组成：现场控制级又称数据采集装置，主要是将过程非控变量进行数据采集和预处理，而且对实时数据进一步加工处理，供CRT操作站显示和打印，从而实现开环监视，并将采集到的数据传输到监控计算机。
输出装置在有上位机的情况下，能以开关量或者模拟量信号的方式，向终端元件输出计算机控制命令。
这一个级别直接面对现场，跟现场过程相连。
比如阀门、电机、各类传感器、变送器、执行机构等等。
它们都是工业现场的基础设备、同样也是DCS的基础。
在DCS系统中，这一级别的功能就是服从上位机发来的命令，同时向上位机反馈执行的情况。
拿军队来举例的话，可以形容为最底层的士兵。
它们只要能准确地服从命令，并且准确地向上级汇报情况即完成使命。
至于它与上位机交流，就是通过模拟信号或者现场总线的数字信号。
由于模拟信号在传递的过程或多或少存在一些失真或者受到干扰，所以目前流行的是通过现场总线来进行DCS信号的传递。
过程控制级又称现场控制单元或基本控制器，是DCS系统中的核心部分。
生产工艺的调节都是靠它来实现。
比如阀门的开闭调节、顺序控制、连续控制等等。
上面说到现场控制级是“士兵”，那么给它发号施令的就是过程控制级了。
它接受现场控制级传来的信号，按照工艺要求进行控制规律运算，然后将结果作为控制信号发给现场控制级的设备。
集散控制系统第二版教学设计
集散控制系统第二版教学设计简介集散控制系统是大型工业生产中不可缺少的控制手段，目前已是工控领域中的重要分支之一，现已得到了越来越广泛的应用。
本次教学设计针对集散控制系统第二版，旨在让学生了解集散系统的基本原理及其在工业生产过程中的应用。
教学目标通过本次课程的学习，学生应能够：1.理解集散控制系统的概念与原理2.掌握集散控制系统的分类3.熟练应用PLC控制器进行集散控制系统设计4.能够实现对容器、制冷机组、气动装置、输送带以及液压系统进行集散控制教学内容集散控制系统概述1.什么是集散控制系统2.集散控制系统的历史与发展3.集散控制系统的应用领域集散控制系统分类1.中央控制系统2.集散控制系统3.线路控制系统集散控制系统组成元件1.集散控制系统的通讯模块2.集散控制系统的控制器3.集散控制系统的输入输出模块集散控制系统设计1.PLC控制器简介2.电气图的绘制方法3.控制系统的控制策略4.设计集散控制系统的实践案例分析教学方法1.理论授课：通过讲解授课、演示演讲、多媒体展示等方式进行，让学生对集散控制系统的相关理论有更加深入的了解。
2.实验教学：安排学生进行实验操作，进行集散控制系统的设计，培养学生的操作技能能力。
教学评估1.期末考试：结合课程内容，对学生进行笔试及实际操作考核2.实验报告：通过实验操作，学生需提交至少一次实验报告，内容应包括实验流程、实验数据及结果分析等。
3.课堂提问：在课堂上进行随机提问，考核学生对课程内容的理解程度。
总结集散控制系统是现代工业生产不可或缺的控制手段，学生需要掌握集散控制系统的基本原理及其在生产过程中的应用。
本次教学设计旨在通过理论、实验等方法帮助学生加深理解，掌握相关的技能，培养学生的实际动手能力，为今后的工作奠定基础。
集散控制系统
过程控制仪表及装置
7.1 概述
7.1.1集散控制系统的基本概念
分散控制系统DCS（Distributed Control System） 又名集中分散控制系统，简称集散控制系统，是一种集 计算机技术、控制技术、通讯技术和CRT技术为一体的 新型控制系统。集散控制系统通过控制站对工艺过程各 部分进行分散控制，通过操作站对整个工艺过程进行集 中监视、操作和管理。它采用了分层多级、合作自治的 结构形式，体现了其控制分散、危险分散，而操作、管 理集中的基本设计思想。目前在石油、化工、冶金、电 力、制药等行业获得广泛应用。
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第12页
EXIT
过程控制仪表及装置
2.采用智能仪表，使控制功能下移
在集散控制系统中，广泛采用智能现场仪表、远程I/O和现 场总线等智能仪表，进一步使现场测控功能下移，实现真正的分散 控制。
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第7页
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过程控制仪表及装置
3. 集散控制系统操作简便、系统扩展灵活
集散控制系统具有功能强大且操作灵活 方便的人机接口，操作员通过CRT和功能键 可以对过程进行集中监视和操作，通过打印 机可以打印各种报表及需要的信息。DCS的 部件设计采用积木式的结构，可以以模板、 模板箱甚至于控制柜（站）等为单位，逐步 增加。用户可以方便地从单台控制站扩展成 小系统，或将小规模系统扩展成中规模或大 规模系统。可根据控制对象生成所需的自动 控制系统。
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第8页
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过程控制仪表及装置
4. 集散控制系统可靠性高、维护方便
集散控制系统的控制分散，因而局部故 障的影响面小，并且在设计制造时已考虑到 元器件的选择，采用冗余技术、故障诊断、 故障隔离等措施，大大提高了系统的可靠性。 DCS的积木式的模板功能单一，便于装配和 维修更换；系统配置有故障自诊断程序和再 启动等功能，故障检查和维护方便。
集散控制系统(DCS)
• 友好性
DCS 的人机接口和软件面向工业控制 技术人员、工艺技术人员和生产操作人员， 操作方便，显示直观，了解生产状况直观。 DCS软件采用实用而简捷的人机会话系 统,CRT高分辨率交互图形显示,复合窗口技 术,画面丰富,纵观、控制、调整、趋势、流 程图、回路一览、批量控制、计量报表、 操作指导画面、菜单功能等均具有实时性。 平面密封式薄膜操作键盘、触摸式屏幕、 鼠标器、跟踪球等操作设备使其更便于操 作。
• 适应性、灵活性和可扩充性
DCS 的硬件和软件采用开放式、标准化 和模块化设计，系统为积木式结构，具有 灵活的配置，Байду номын сангаас适应不同用户的需要。 当工厂根据生产需要改变生产工艺和流 程时，可改变系统的某些配置和控制方案， 通过组态软件，进行一些填写表格式的操 作即可实现。
• 在线性与实时性
通过人机接口和I/O 接口，DCS 对过程 对象的数据进行实时采集、处理、记录、 监视、操作控制，并包括对系统结构和组 态回路的在线修改、局部故障的在线维护 等，提高了系统的可用性。
• 产品管理级（生产管理级）
在这一级上的管理计算机根据产品各部 件的特点，协调各单元级的参数设定，是 产品的总体协同员和控制器，负责厂级的 生产调度和优化。 要求根据用户的订货情况、库存情况、 能源情况来规划各单元中的产品结构和规 模，并可对产品重新计划，随时更改产品 结构。对于综合全厂生产和产品监视，以 及产品报告也都在这一层实现，并与上层 交换传递数据。具体有：规划产品结构和 规模；产品监视；产品报告；工厂生产监 视。
DCS管控一体化时期：90年代初至今 • 代表产品： Honeywell，TPS系统（Total Plant System） PKS系统(Process knowledge System) FOXBORO，I/A’S 50/51系列控制系统 Invensys 横河，CENTUM－CS ABB，ADVANT系统OCS开放控制系统 • 当今的 DCS是生产过程控制系统与信息管理系统紧密结 合的“管控一体化”的新一代集散型控制系统。由于工 厂、企业的信息集成和管理已经提到一定的高度，DCS 系统的功能已不再只局限于生产过程的控制，在整个工 厂、集团公司的管理中，DCS 也能发挥相应的作用。
集散控制系统课件
2.4.2
理想PID控制算法的改进
1．积分分离
在一般的PID控制中，当启动、停车或大幅度改变给定值时， 由于在短时间内产生很大的偏差，往往会产生严重的积分饱 和现象，以致造成很大的超调和长时间的振荡。为了克服这 个缺点，可采用积分分离方法，即在被控制量开始跟踪时， 取消积分作用；而当被控制量接近给定值时，才将积分作用 投入以消除静差。
☞ DCS可以进行连续的反馈控制、间断的批量控制和顺
序逻辑控制，可以完成简单控制和复杂的多变量模型 优化控制，可以执行 PID 运算和 Smith 预估补偿等 多种控制运算，并具有多种信号报警、安全联锁保护 和自动开停车等功能。
山西工程职业技术学院 集散控制系统应用
i 0
1 y ( n) N
y(n-i)
N 1
（1-6）
平均值的计算，应该由 n次采样往前递推 ( N-1 )项。
山西工程职业技术学院 集散控制系统应用
集散控制系统应用
加权递推平均滤波
一个 N 项加权递推平均算式为：
1 y ( n) N
式中
C y (n i )
山西工程职业技术学院 集散控制系统应用
集散控制系统应用
1.3 DCS系统的基本结构
DCS系统有三大部分组成：
1、分散过程控制装置
功能：生产过程的各种变量通过它转化为操作监视的数据，操作的各种信息业通 过过程控制装置送到各执行机构，对输入输出量进行A/D,D/A转换以及滤波等运 算。 组成：AI AO DI DO PI PO等功能板， CPU、电源、端子板等 2、操作管理装置 功能：操作员可以通过他了解生产能够过程的运行状况，并通过它发出操作 指令给生产过程。 组成：人机界面等 3、通信系统 功能：在分散过程控制装置与操作管理装置之间完成数据交换和传递 组成：线缆和接口
集散控制系统PPT课件
第二节 集散控制系统的基本结构
集散控制系统一般由集中管理部分、分散控
制部分和通信部分组成.其中,分散控制部分 的各现场控制单元,按地理位置分散于现场, 每个控制单元一般可控制一个或多个回路, 具有几十种甚至上百种运算功能.集散控制 系统软件一般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 和各种应用软件所组成.
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第一节 集散控制系统的发展历史
美国FOXBORO公司在１９８７年推出I/A S 系统，标志着集散控制系统进入了第三 代．其系统网络通信能力增强，已不再是 常规控制、逻辑控制与批量控制的综合， 而是增加了各种自适应或自整定的控制算 法，用户可在对被控制对象的特性了解较 少的情况下应用所提供的控制算法，由系 统自动搜索或通过一定的运算获得较好的 控制器参数．开放系统是第三代集散控制 系统的主要特征．
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第二节 集散控制系统的基本结构
集散控制系统的基本结 构如图1所示.主要包括: 基本控制单元(站) 、 CRT操作站、高速数据 公路、监控计算机等.
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第二节 集散控制系统的基本结构
基本控制单元是DCS的基本部件,是DCS中直 接控制生产过程的部分,也称现场控制站、 过程控制站或基本控制器.基本控制单元由 微处理器、存储器、模拟量和数字量I/O接 口、电源、通信接口及内部总线组成.它具 有数据采集、回路控制和顺序控制功能,它 能独立地完成生产过程的直接数字控制.基 本控制单元通过高速数据公路和其他基本 控制单元、CRT操作站、监控计算机相连， 实现大规模的控制与管理．
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第二节 集散控制系统的基本结构
14
第二节 集散控制系统的基本结构
（１）硬件配置 定义各现场控制单元的站号， 进行单元内I/O配置，如定义各I/O信号性质、信 号调理类型等．
集散控制系统精品文档
2019/10/9
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《计算机控制技术》
9.1 集散控制系统的发展过程与概念
自从美国霍尼韦尔（Honeywell）公司于1975年首 次向世界范围推出TDC2000集散控制系统以来，DCS的 结构和性能日臻完善，已经在炼油、石油化工、电力、 钢铁、纺织、食品加工等部门得到了广泛的应用，取 得了良好的经济效益。纵观DCS发展过程，大致可分为 三个阶段。
2019/10/9
4
《计算机控制技术》
9.1 集散控制系统的发展过程与概念
进入20世纪70年代后，为了进一步提高控制系统 的安全性和可靠性，开发研制了新型的集散控制系统 （Distributed Control System，简称DCS）。所谓集 散控制系统就是以微处理器为基础的集中分散型控制 系统。该控制系统实现了控制分散、危险分散，并将 操作、监视和管理集中，克服了常规仪表控制系统功 能单一和计算机控制系统危险集中的局限性，能够实 现连续控制、间歇（批量）控制、顺序控制、数据采 集处理和先进控制，将操作、管理和生产过程密切结 合。
2019/10/9
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《计算机控制技术》
1- DCS的分散过程控制级
可编程序控制器（PLC）
– PLC与智能调节器最大的不同点是：它主要配制 的是开关量输入、输出通道，用于执行顺序控制 功能。PLC主要用于生产过程中按时间顺序控制 或逻辑控制的场合，以取代复杂的继电器控制装 置。
– 在较新型的PLC中，也提供了模拟量控制模块， 其输入输出的模拟量标准与智能调节器相同。同 时也提供了PID等控制算法 。
2019/10/9
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《计算机控制技术》
3-DCS的综合信息管理级
MIS的组成
–⑴ MIS的硬件组成
第十四章集散控制系统53页PPT
11/7/2019
11
南通职业大学 电子工程系
第一节 概述
3.集散控制系统
集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。 特点
11/7/2019
6
南通职业大学 电子工程系
第一节 概述
三、计算机控制系统的类型
1、按系统的功能分类 （1）顺序控制和数值控制 （2）直接数字控制 （3）计算机监督控制 （4）递阶控制 2、按系统的结构分类 （1）单机控制系统 （2）多级计算机控制系统 （3）多级分布式计算机
控制系统
11/7/2019
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南通职业大学 电子工程系
第二节 集散控制系统
2. 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。
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南通职业大学 电子工程系
第二节 集散控制系统
表14-1 CENTUM－CS系统10种监视画面名称
画面类别 画面名称
画面类别
画面名称
综观画面 分组画面
·OV× × × × 趋势点画面 ·CG × × × × 流程图画面
报警画面 ·AL × × × × 过程报警画面
操作指导信 ·OG × × × × 操作应用画面 息画面 趋势组画面 ·TG × × × × 系统维护画面
11/7/2019
第2章 集散控制系统的基础知识
(2)报警处理
①报警类型 ②报警限值 ③报警优先级 ● 报警优先级参数 ● 报警链中断参数 ● 最高报警选择参数
(3)控制运算
常用算法
●常规 PID ●微分先行PID ●积分分离 ●开关控制 ●时间比例式开关控制 ●信号选择 ●比率设定
●时间程序设定 ● Smith 预估控制 ●多变量解耦控制 ●一阶滞后运算 ●超前-滞后运算 ●其他运算等
输入处理
报警处理
控制运算
回路组态
输出处理
反馈控制功能分布图
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(1)输入信号处理 ➢模拟输入信号处理
●合理性检验 ●零偏修正 ●规格化 ●工程量变换 ●非线性处理 ●开方运算 ●补偿运算 ●脉冲序列的瞬时值变换及累计
➢对于数字信号
●状态报警及输出方式处理。
➢对于脉冲序列
●瞬时值变换及累积计算。
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2.2.2 操作站
信息报警站
桌面型 操作站
嵌入型台式 操作站
工程师站 主机
控制站 显示器 标准键盘
工作台
操作站 主机柜
中央控制室设备
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☞ DCS 操作站一般分为操作员站和工程师站两种。 ●工程师站主要是技术人员与控制系统的人机接口，可以
对应用系统进行监视。 ●工程师站为用户提供了一个灵活的、功能齐全的工作平
逻辑控制功能
●与 ( AND ) ●或 ( OR ) ●非 ( NO ) ●异或 ( XOR ) ●连接 ( LINK )
●进行延时 ( ON DELAY ) ●停止延时 ( OFF DELAY ) ●触发器 ( FLIP - FLOP) ●脉冲 ( PULSE )
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3.顺序控制
集散控制系统原理及应用
该工业自动化生产线采用集散控 制系统实现了生产流程的自动化 控制和智能化管理。
系统还能够根据实际生产需求调 整设备参数和生产计划，提高了 生产效率和产品质量，降低了人 工干预和生产成本。
感谢您的观看
THANKS
发展历程
经历了模拟仪表、工业控制计算机、集中式数字控制系统、集散控 制系统等多个阶段。
发展趋势
随着物联网、云计算、大数据等技术的发展，集散控制系统将向智 能化、网络化、集成化方向发展。
集散控制系统的基本组成
中央计算机系统
包括主控计算机、操作员站、工程师站等， 负责系统的监控、操作和优化。
通信网络
连接中央计算机系统和分散控制单元，实现 数据传输和共享。
通过中央计算机系统实 现生产过程的监控、操 作和优化。
采用多台微处理器分散 控制，提高系统的可靠 性和灵活性。
建立高速通信网络，实 现各节点之间的信息传 输和数据共享。
支持多种通信协议和软 件接口，便于系统集成 和升级。
集散控制系统的历史与发展
起源
20世纪70年代初期，随着计算机和通信技术的发展，集散控制系 统开始出现。
该化工厂采用集散控制系统对生产过程 进行集中监控和分散控制，实现了生产 流程的自动化和智能化。
案例二：某电力企业的集散控制系统应用
详细描述
该电力企业采用集散控制系统对 电网进行实时监测和调控，确保 了电网的稳定运行和安全供电。
通过集散控制系统的数据采集和 传输功能，实现了对电网设备的 远程监控和维护，降低了运维成 本和人力投入。
兼容性问题
不同品牌的集散控制系统之间可能存 在兼容性问题，导致信息互通和数据
共享方面存在障碍。
成本较高
集散控制系统的建设和维护成本较高， 对企业来说是一笔不小的投入。
集散型控制系统介绍
集散型控制系统介绍12020年4月19日本答案仅供参考。
第1章绪论1.1 什么是过程计算机控制系统?它由哪几部分组成?经过具体示例说明。
答:它是指由被控对象、测量变送装置、计算机和执行装置构成,以实现生产过程闭环控制的系统,它综合了计算机过程控制和生产工艺过程。
例如温度控制系统。
1.2 计算机控制工业生产过程有哪些种类型?答:计算机控制工业生产过程一般有五种类型:操作指导控制系统;直接数字控制系统;监督控制系统;集散控制系统;现场总线控制系统。
1.3 计算机控制系统的硬件一般有哪几大主要组成部分?各部分是怎样互相联系的?其中过程通道有几种基本22020年4月19日类型?它们在系统中起什么作用?答:计算机控制系统的硬件一般包括:主机、外部设备、过程输入输出设备。
两个过程通道,一个是输入通道,另一个为输出过程通道。
输入过程通道包括:A/D通道----把模拟信号转换成数字信号后再输入;DI通道-----直接输入开关量信号或数字量信号。
输出过程通道包括:D/A通道----把数字信号转换成模拟信号后再输出;DO通道-----直接输出开关量信号或数字量信号。
1.4 直接数字控制系统的硬件由哪几部分组成?答:直接数字控制系统的硬件主要有计算机(主机)、过程输入输出通道、操作台和计算机辅助设备组成。
如下图所示。
32020年4月19日42020年4月19日1.5 数字PID 控制算法有几种形式?各有什么特点?答:数字PID 控制算法有位置式、增量式、速度式三种形式。
PID 位置式根据偏差计算阀门的位置,PID 增量式根据偏差计算阀门的变化;PID 速度式根据偏差变化程度计算阀门的变化。
1.6 试推导计算机控制系统PI 控制算法的位置式、增量式和速度式。
答:模拟PI 控制算法为])(1)([)(0⎰+=tI p dt t e T t e k t u 其中,p k ----比例增益I T ----积分时间常数在采样周期相当短暂时,用矩形法近似代替积分项∑⎰=≈ki t i Te dt t e 00)()(,其中T 为采样周期,k 为采样序号。
集散控制系统第一、第二章
第三代集散控制系统所提供的控制功能也有了增强， 通常，系统已不再是常规控制、逻辑控制与批量控制的 综合，而是增加了各种自适应或自整定的控制算法。
在90年代初，第四代集散控制系统以管控一体化的形 式出现。采用了客户机／服务器(Client／Server)的结构。 在网络结构上增加了工厂信息网(Intranet)，并可与国际 信息网Internet网联网。
为了使操作站与过程控制装置之间建立数据的联系，应 建立数据的通信系统，使数据能在操作人员和生产过程间相 互传递
以生产模拟电动仪表为主的仪表制造厂沿着Honeywell的研 究方向，在常规控制方面进行了深入的研究，形成了第一种 DCS的特色，即在常规控制方面见长。
以生产继电器、开关等逻辑器件为主的制造厂在逻辑控制、 顺序控制方面发挥了他们的特长，在可编程逻辑控制器的研 究基础上向DCS发展，形成了第二种DCS的特色，它们在逻 辑控制方面有明显的优势。
在生产计算机、半导体和集成电路为主的制造厂则在数据通 信、计算机技术等方面进行丁深入的研究，并向DCS发展， 形成了第三种DCS的特色，它们在通信、显示、内存、运算 速度、网络等方面发挥了特长。
已经包括了DCS的三大组成部分，即分散过程控制装置、 操作管理装置和数据通信系统。它也具有了DCS的基本特点， 即集中管理、分散控制。
美国Foxboro公司在1987年推出的I／AS系统标志着集散 控制系统进入了第三代。它的主要改变是在局域网络方 面，I／A S系统采用了10兆位／秒的宽带网与5兆位／秒 的载带网，符合国际标准组织ISO的OSI开放系统互联的 参考模型。因此，在符合开放系统的各制造厂产品间可 以相互连接、相互通信和进行数据交换，第三方的应用 软件也能在系统中应用，从而使集散控制系统进入了更 高的阶段。紧随其后，各DCS的制造厂也纷纷推出了各自 的第三代DCS产品，例如，Honeywell公司带有UCN网的 TDC-3000；横河公司的带有SV-NET网的CENTUM-XL； LEEDS XL NORTHROP公司的MAXl000；Bailey公司的 INFO-90等。
集散控制系统原理及应用DCS2
推进式动画：流体输送的动画处理
改变色彩的动画：温度的升降 充色的动画：两位式或三位式信号；如开停，运行停止 移动窗口的动画：趋势显示画面；直方图；
集散控制系统原理及应用集散控制系统的人机界面
四、数据库
♫ 实时数据库 实时数据库的特点：实时性；可靠性；开放性；正确性；
实时数据库结构：内部结构；调度模型；数据压缩技术；实施；
♫ 接地、防雷系统设计 接地设计：接地方法；接地系统； 防雷设计：雷电对集散控制系统的入侵；电源系统防雷；信号系统防雷； ♫ 电磁兼容性和抗干扰设计 电磁兼容性：电磁敏感性；抗电磁干扰的能力； 抗干扰设计：电磁干扰源分析；抗电磁干扰设计； ♫ 功能安全设计： 功能安全标准： IEC61508； IEC61511； 功能安全设计：工厂安全系统的组成；造成事故的因素；防护设计；安
调用；操作分区；
集散控制系统原理及应用集散控制系统的人机界面
三、集散控制系统的监控系统
♫ 操作画面的分层结构
集散控制系统原理及应用集散控制系统的人机界面
三、集散控制系统的监控系统 ♫ 操作画面的分层结构 区域显示：分层结构的最上层；信息量最多；变量的时间更长； 单元显示：分层结构的第二层；过程画面的操作； 组显示：分层结构的第三层；仪表面板的操作；
制造执行系统MES：
企业资源计划ERP： ISA SP95： 协同过程自动化系统：
♫ 显示屏操作方式
显示屏操作方式的特点： 对人机接口的要求：环境要求；输入特性；图形特性；
集散控制系统原理及应用集散控制系统的人机界面
二、集散控制系统的操作方式 ♫ 集散控制系统的组态操作 系统组态：建立硬件之间的连接和地址分配 控制组态：建立控制系统的连接；设置有关功能块参数； 画面组态：图形元素；标准画面；字符编辑；动态画面；画面合成；画面
集散控制系统(扼要)
通过将设备与设备之间的连接，实现数据交互和协同工作，提高生 产过程的自动化和智能化水平。
人工智能技术的应用
通过机器学习和深度学习技术，实现对生产过程的智能优化和控制， 提高生产效率和降低能耗。
智能化与自动化
智能化控制
通过引入人工智能技术，实现生产过程的智能优化和控制，提高 生产效率和降低能耗。
添加标题
优化算法
添加标题
系统通过优化控制，降低 能耗和物耗，提高生产效 率和经济效益。
添加标题
节能降耗
安全与可靠性
系统具备安全保护功能， 防止设备和工艺流程在异 常情况下发生安全事故。
安全保护
集散控制系统采用冗余技术和容错技术，确保系统 的稳定性和可靠性。
可靠性保障
PA R T. 0 4
集散控制系统的设计与实施
CHAPTER
现场控制站
现场控制站负责实时采集生产过程中的各种数据， 如温度、压力、流量等，并根据预设的控制逻辑 对设备进行控制。 数据采集与控制 现场控制站具备信号处理和运算能力，能够对采 集到的数据进行处理、计算和控制算法的实现。 信号处理与运算 现场控制站通过通信接口与操作站、系统网络和 其他现场控制站进行数据交换和信息共享。 通信接口
操作功能
系统提供友好的人机界面，方便操作人 员对设备和工艺流程进行远程控制和调 整。
故障诊断与处理
故障诊断
系统通过分析数据变化和异常情况，自动诊断设备 和工艺流程的故障。
故障处理
系统提供故障处理预案，指导操作人员快速处理故 障，恢复生产。
优化控制
集散控制系统采用先进的优化算法， 对设备和工艺流程进行优化控制。
集散控制系统的发展历程
起源 20世纪70年代，随着微处理器和计算机技术的 发展，集散控制系统开始出现。 发展 经历了模拟仪表、气动仪表、电动单元组合仪 表等阶段，逐渐向数字化、智能化方向发展。 现状 现代集散控制系统已经实现了高度的网络化、 集成化和智能化，广泛应用于石油、化工、电 力、制药等领域。
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（集散控制系统）模拟题
第一部分：
1、何为过程自动化和电气传动自动化，各自的特点是什么？
2、DCS的概念如何描述？
3、要理解和掌握DCS，最好站在设计者的角度。
DCS的设计指导思想应是什么？
4、以西门子PCS 7为例说明，系统中主要采用了那些通信协议？
5、工业以太网最多可连接多少个站点？其通讯率是多少？
第二部分：综合应用题
制作方案书
某企业年产20万吨/年三元硫基复合肥的生产主要有以下4个工段完成：磷酸工段、氢钾工段、制氨工段、复合工段，各工段的I/O点如下表：
请利用课中所学知识为该企业的复合肥生产配置一套DCS系统，要求集中控制室要配置1台ES、4台OS，报表、报警打印机各1台，每个工段配置1套AS，I/O可集中配置也可分布式配置，按15%余量。
并选用合适的通讯网络。
请写出较合理的方案配置书（包含以下内容：1、配置方案说明2、系统配置图3、I/O 模板数量计算说明4、软硬件配置清单）。
附：可供选择的主要硬件
1、工控机
SIMATIC箱式PC
2、电源：
3、底板9槽底板
18槽底板
4、CPU 400系列：
5、I/O模板
400系列：
6、通讯模板
7、扩展模板：400系列：
8。