分布式控制系统概述课件

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☞20 世纪 70 年代初，大规模集成电路的问世及微处理器 的诞生，为新型控制系统的研制创造了物质条件。同时， CRT 图形显示技术和数字通信技术的发展，为新型控制 系统的研制提供了技术条件，现代控制理论的发展为新 型控制系统的研制和开发提供了理论依据和技术指导。 根据“危险分散”的设计思想，过去由一台大型计算机 完成的功能，现在可以由几十台甚至几百台微处理机来 完成。各微处理机之间可以用通信网络连接起来，从而 构成一个完整的系统。
☞ 扩 展 期 DCS 的 代 表 产 品 有 ： Honeywell 的 TDC3000/PM，YOKOGAWA 的 CENTUM-XL，Foxboro 的 I/A S，Bailey Control 的 INFI-90 等。
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☞从DCS三十多年的发展历史中可以清楚地看到，正是计算机技术、 屏幕显示技术、控制技术、网络和通信技术的不断发展，才推动 了DCS的不断更新换代。今后 DCS 的发展仍将继承集中监视管理 和分散控制这一理念。向着更大范围的集中管理和更加彻底的分 散控制两个方向发展，即向着计算机集成制造系统 (Computer Integrated Manufacturing System，CIMS)、计算机集成过程系统 (Computer Integrated Proces System，CIPS) 方向和现场总线控制 系统(Fieldbus Control System，FCS)方向发展。
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☞ 集 散 控 制 系 统 是 控 制 技 术 (Control) 、 计 算 机 技 术 (Computer)、通信技术 (Communication)、阴极射线管(CRT) 图形显示技术和网络技术(Network)相结合的产物，是一种 操作显示集中、控制功能分散、采用分级分层体系结构、 局部网络通信的计算机综合控制系统，其目的在于控制或 控制管理一个工业生产过程或工厂。
计算机语言、通信理论、单片机控制、 电机学等 • 考试考查：考试
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Contents
1 概述 2 分布式系统构成及指令 3 现场总线和数据通信 4 可编程序逻辑控制方法 5 常规控制算法
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Contents (2)
6 现代控制方法 7 现场控制站 8 操作和显示 9 DCS工程设计与应用
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☞而采用一台计算机工作、另一台计算机备用的双机双 工系统，或采用常规仪表备用方式，虽可提高控制系 统的可靠性，但成本太高，如果工厂的生产规模不大， 则经济性更差，用户难以接受。因此，有必要吸收常 规模拟仪表和计算机控制系统的优点，并且克服它们 的弱点，利用各种新技术和新理论，研制出新型的控 制系统。
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☞集散控制系统自问世以来，发展异常迅速 ,几经更新换 代，技术性能日臻完善，并以其技术先进、性能可靠、 构成灵活、操作简便和价格合理的特点，赢得了广大用 户，巳被广泛应用于石油、化工、电力、冶金和轻工等 工业领域。
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1 集散控制系统产生的背景
☞20 世纪 60 年代初，人们开始将电子计算机用于过程控 制，试图利用计算机所具有的能执行复杂运算、处理速 度快、集中显示操作、易于通信、易于实现多种控制算 法、易于改变控制方案、控制精度高等特点，来克服常 规模拟仪表的局限性。一台计算机控制着几十甚至几百 个回路，整个生产过程的监视、操作、报警、控制和管 理等功能都集中在这台计算机上。一旦计算机的公共部 分发生故障时，轻则造成装置或整个工厂停工，重则导 致设备的损坏甚至发生火灾、爆炸等恶性事故，这就是 所谓“危险集中”。
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☞ 1975 年 12 月，美国霍尼威尔 (Honeywell) 公司正式向 市场推出了世界上第一套集散控制系统——TDC-2000 （Total Distributed Control 2000）系统，成为最早提 出集散控制系统设计思想的开发商。
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☞智能变送器具有数字通信能力，通过现场总线与过程控 制站或与局部网络节点相连接。在控制室或本节点工作 站中便可对现场的智能变送器进行调零、调量程、组态、 自动标定、自动诊断及自动排除故障等操作。
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☞集散控制系统是 20 世纪 70 年代中期发展起来的、
以微处理器为基础的、实行集中管理、分散控 制的计算机控制系统。由于该系统在发展初期以实
行分散控制为主，因此又称为分散型控制系统或分布
式控制系统(Distributed Control System，DCS)，简 称为集散系统或DCS。
分布式控制技术 及其应用
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任课教师及学习班级
• 教师姓名：邓娜 • 联系方式： • 班级代号： • 班级人数：43人 • 上课时间：周一、周三7-8节 • 上课地点：C110 • 上课周次：1-16周
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课程概况
• 课程性质：专业特色课 • 学时： 64 • 学分： 4 • 课程序号：0279 • 课程代码：020338 • 前期课程：模拟电路、数字电路、自动控制理论、
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☞系统中的一台微处理机只需控制几个至几十个回路，即 使某一微处理机发生故障，只影响它所控制的少数回路， 而不会对整个系统造成严重影响，从而在很大程度上使 危险分散。
☞这种新型控制系统采用多台彩色图形显示器监视着过程 和系统的运行，实现了操作和信息综合管理的集中，利 用通信系统将各微机连接起来，按控制功能或按区域将 微处理机进行分散配置，实行分散控制，增强了全系统 的安全可靠性。
• 它是一个为满足大型工业生产和日益复杂的过程 控制要求，从综合自动化的角度出发，按功能分散、 管理集中的原则构思，采用多层分级、合作自治的 结 构 形 式 ， 综 合 计 算 机 （ Computer ） 、 通 信 （ Communication ） 、 终 端 显 示 （ CRT ） 和 控 制 （Control）技术而发展起来的新型控制系统
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本章知识点
第一章 概述
1.分布式控制系统的概念 2.分布式控制系统的组成、结构 3.分布式控制系统的特点 4.分布式控制系统的体系结构
和技术特点 5.分布式控制系统的发展
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第一节 DCS概念
一、概念
• 分布式计算机控制系统又称集散控制系统，简称 DCS（Distributed Control System)