DCS控制系统原理共23页文档
过程控制系统(DCS系统原理)精选
过程控制系统（DCS系统原理）精选过程控制系统，又称分布式控制系统（DCS），在现代工业生产中发挥着举足轻重的作用。
DCS系统原理以其高度集中、分散控制的特点，为生产过程提供了稳定、高效的保障。
下面，让我们一起来深入了解DCS系统的核心原理。
一、DCS系统概述DCS系统是一种以计算机技术、通信技术和控制技术为基础，实现对生产过程进行实时监控、操作和管理的控制系统。
它将整个生产过程划分为若干个子系统，通过分散控制、集中管理的方式，确保生产过程稳定、高效运行。
二、DCS系统原理1. 分散控制DCS系统采用分散控制原理，将复杂的工业生产过程分解为若干个相对简单的子过程。
每个子过程由相应的控制器进行实时监控和控制，降低了系统故障的风险，提高了生产过程的可靠性。
2. 集中管理虽然DCS系统采用分散控制，但整个生产过程仍需进行集中管理。
DCS系统通过高速通信网络将各子系统的数据实时传输至中央控制室，操作人员可以在中央控制室对整个生产过程进行监控、调整和优化。
3. 模块化设计4. 开放式通信协议DCS系统采用开放式通信协议，便于与其他系统进行集成。
这使得DCS系统可以轻松地与企业管理系统、数据库等实现数据交换，为企业生产提供全面的信息支持。
5. 故障诊断与处理DCS系统具备强大的故障诊断和处理能力，能够实时监测系统运行状态，发现异常情况及时报警，并采取相应措施进行处理，确保生产过程不受影响。
三、DCS系统在现代工业生产中的应用1. 石化行业：DCS系统在石化行业中应用广泛，用于对炼油、化工等生产过程进行控制，提高产品质量和产量。
2. 电力行业：DCS系统在发电厂、电网调度等领域发挥着重要作用，保障电力系统安全、稳定运行。
3. 冶金行业：DCS系统应用于冶金行业的烧结、炼铁、炼钢等工序，提高生产效率，降低能耗。
4. 环保行业：DCS系统在污水处理、烟气脱硫等环保领域具有显著效果，助力企业实现绿色生产。
DCS系统原理在现代工业生产中具有广泛的应用前景，为企业提高生产效率、降低成本、保障安全生产提供了有力支持。
DCS系统原理及应用情况
横河控制站FCS维护画面 选中FCS后，双击鼠标或使用操作员键盘的光标和画面进入键，可以进入FCS维护画面，显示的内容有：FCS的类型、站号、版本号；FCS的CPU的状态、插件箱的类型、插卡的类型；前后机柜柜门的温度、风扇的状态等。在运行状态下，还可以在线下载IOM，启动/停止FCS的CPU，进行FCS的参数存储。
横河CS-3000系统中FCS冗余结构
五、PLC系统 PLC（Programmable Logic Controller)可编程序控制器最早取代传统的继电器控制装置，实现逻辑计算、计时、计数和顺序控制，主要用于开关量控制，随着技术和需求的发展， PLC也可完成模拟量的控制。１、ＰＬＣ的特点１）应用灵活：ＰＬＣ为标准的积木式硬件结构，现场安装方便，各种控制功能通过软件编程完成。２）功能完善：ＰＬＣ系统开关量、模拟量均能控制，具备许多功能模块满足不同的控制要求。３）操作方便、维护简单：ＰＬＣ采用梯形图编程，易懂易学，编程和修改程序方便，硬件故障检查和处理方便。４）节点利用率高：节点在程序中的使用不受限制。５）安全可靠：硬件制造技术保证了可靠性。６）适用范围广：中、小规模系统，开关量处理方便、逻辑功能强、适应大量的顺序控制、逻辑控制。
通讯网络
３、我厂PLC系统的状况1)西门子PLC S7-300（老球罐、芳烃罐区、汽油罐区、供水净化池、火炬、排水污水回用、三污、聚二PK804、PK902、2#焦化高压水泵） S7-400（余热电站、原重油罐区、聚二EX801）2)GE公司PLC VersaMax（聚一二工段） GE90-70（联合气压机、焦化3#压缩机、10万吨聚丙烯ESD） GE90-30（加氢压缩机） GMR(联合1#主风机)3）TRICON TS3000（重整加氢K302、催化三机组、3#加氢循环氢压缩机） TRIDENT（2#焦化压缩机）4) 莫迪康PLC QUANTUM系统（锅炉水处理）
DCS控制系统
定期维护和保养建议
日常维护
定期检查硬件设备状态，清理灰尘和杂物， 保持系统清洁。
定期保养
对硬件设备进行定期保养，如更换电池、清 洗滤网、紧固接线等。
软件更新
定期更新软件版本，修复bug，增强系统功 能和安全性。
数据备份
定期备份系统数据，以防数据丢失或损坏， 保障系统稳定运行。
05
案例分析：某化工厂 DCS控制系统应用实 例
调试过程及方法论述
调试准备
硬件调试
熟悉系统架构、硬件配置和软件功能，准 备调试工具和测试数据。
检查硬件设备连接，进行电源测试、信号 测试和通讯测试，确保硬件正常工作。
软件调试
联调测试
配置软件参数，测试软件功能，调整控制 逻辑，优化系统性能。
连接现场设备，进行系统联调，验证控制 功能、数据采集和报警功能等。
网络通讯设备配置
通讯协议
支持Modbus、 Profibus、Ethernet/IP 等多种标准通讯协议。
通讯接口
提供RS232、RS485、 以太网等接口，方便与 其他设备或上位机连接
。
通讯速率
根据实际需求选择合适 的通讯速率，确保数据 传输的实时性和稳定性
。
冗余配置
可采用双网冗余配置， 提高网络通讯的可靠性
人机界面设计原则
直观性
界面设计应直观易懂，使用户能够快速了解 系统的运行状态和操作方式。
响应性
界面应对用户的操作做出及时响应，提供友 好的反馈和提示信息。
一致性
保持界面风格、操作方式和信息呈现的一致 性，降低用户学习成本。
可定制性
允许用户根据实际需求定制界面布局和功能 ，提高用户体验。
04
dcs系统工作原理和组成
dcs系统工作原理和组成DCS系统（分布式控制系统）是一种用于监控和控制工业过程的自动化系统。
它由多个分布在不同位置的控制器组成，通过网络连接进行通信和协调工作。
以下是DCS系统的工作原理和组成：1. 工作原理：- 数据采集：DCS系统通过各种传感器和仪器采集工业过程中的各种数据，如温度、压力、液位等。
- 数据传输：采集到的数据被发送到控制器或主服务器，可以通过有线或无线网络进行传输。
- 数据处理：控制器或主服务器对接收到的数据进行处理和分析，生成相应的控制策略和参数。
- 控制指令生成：根据控制策略和参数，系统生成相应的控制指令，如调节阀门开度、启动或停止设备等。
- 控制执行：控制指令被发送到相应的执行机构，如阀门、电机等，控制工业过程的运行状态。
- 监测和反馈：DCS系统能够实时监测工业过程的运行状态，并采集反馈数据。
这些数据可以用于调整控制策略和参数。
2. 组成：- 控制器（Controller）：是DCS系统的核心部分，通常由多个控制模块组成，用于数据处理、控制算法运算和控制指令生成等功能。
- 输入/输出模块（I/O Module）：负责与传感器和执行机构进行数据交互，将采集到的数据传输给控制器，同时将控制指令发送到执行机构。
- 人机界面（Human Machine Interface，HMI）：包括计算机、显示器、触摸屏等设备，用于操作和监控DCS系统，向操作人员提供过程状态信息和控制界面。
- 通信网络：用于连接控制器、I/O模块和人机界面，实现数据传输和系统通信功能。
- 数据存储与处理系统：用于存储和处理采集到的数据，提供历史数据查询、报表生成等功能。
- 供电系统：为DCS系统提供电源，保证系统的正常运行。
综上所述，DCS系统通过采集工业过程的数据，并通过控制器进行处理、生成控制指令和协调执行机构，实现对工业过程的监控和控制。
dcs系统的工作原理
dcs系统的工作原理DCS系统的工作原理。
DCS系统（分散控制系统）是一种广泛应用于工业自动化领域的控制系统，它通过集散式的控制器和数据采集设备，实现对工业生产过程的监控和控制。
DCS系统的工作原理是基于分散控制器之间的通讯和协调，以及对生产过程中各种参数的实时监测和调节。
首先，DCS系统的工作原理基于分散控制器之间的通讯和协调。
在一个典型的DCS系统中，各个分散控制器分布在不同的生产现场，它们通过网络互联，可以实现实时的数据通讯和信息交换。
这样，即使生产过程涉及到多个设备和工艺单元，各个分散控制器也可以协调工作，实现整个生产过程的自动化控制。
其次，DCS系统的工作原理还包括对生产过程中各种参数的实时监测和调节。
通过各种传感器和仪表，DCS系统可以实时地采集生产过程中的各种参数，如温度、压力、流量等。
这些数据经过分析和处理后，可以反馈给分散控制器，实现对生产过程的实时监测和调节。
比如，在温度超出设定范围时，DCS系统可以自动调节加热设备的功率，以确保生产过程的稳定运行。
此外，DCS系统的工作原理还包括对生产过程中的各种控制策略的实现。
通过在分散控制器中预先设定各种控制策略，如PID控制、模糊控制等，DCS系统可以根据实时的生产数据，自动地选择最优的控制策略，并对生产过程进行精确控制。
这样，即使生产过程中出现了突发情况，DCS系统也可以快速地做出反应，保证生产过程的安全和稳定。
总的来说，DCS系统的工作原理是基于分散控制器之间的通讯和协调，以及对生产过程中各种参数的实时监测和调节。
通过这些工作原理的实现，DCS系统可以实现对工业生产过程的自动化控制，提高生产效率，降低人工成本，确保生产过程的安全和稳定。
因此，DCS系统在工业自动化领域具有非常重要的应用价值。
DCS工作原理及组成
ROM
用户存储器 通讯接口 其它模件
模件总线
内部I/O总线
其
它
AI AO DI DO PI
PO
模模模 模 模
模
件件件 件 件
件
连 接 模
件
DCS的过程控制单元
PCU
打印
CRT显 示
操作台
报警
的
功
能
DDC计 算 机
过程输入通道
过程输出通道
传感、 变送
执行、调节 过程对象
DCS的过程控制单元
AI
模 件
顺序功能图(SFC) 功能块图(FBD) 梯形图(LD) 结构化文本语言(ST) ➢ 四种控制编程语言相互引用，进行控制算法（及内部 计算）的组态；
DCS的组态过程
SFC
顺 序
顺序功能图用来连接连续
功 控制/逻辑控制和输入输
S1
S1
步1
步1 动作
动作
能 图 （
出监视功能，以描述和控 制过程事件顺序操作，适 合于需要多个状态控制的 事件。一个SFC是由一系
DCS网络
星型是以中央结点为中心与各结点连接而组成的，各结点 与中央结点通过点与点方式连接，中央结点执行集中式通 信控制策略。
OS EWS
PCU
➢介质访问协议简单
➢信息流汇集和集中管理,提高网 络效率
PCU
➢各站传输数据需通过中央节点,
传输效率高,但利用率低
➢故障容易检测和隔离
➢对中央节点的依赖性大
电机 限位开关
步激活条件 S2
T1
S2 步2 T2
T1 转换条件 1
S5
T4 S6
步2 动作
动作 T5
《DCS控制系统原理》课件
控制算法库可以实时监控和控制 生产过程，提高生产效率和产品 质量
监控软件
功能：实时监控 DCS系统的运行 状态
界面：提供图形 化界面，方便用 户查看和控制
报警：当系统出 现异常时，发出 报警信息
数据记录：记录 系统的运行数据， 便于分析和维护
组态软件
功能：实现DCS 系统的监控、操 作和维护
特点：模块化、 可扩展、易维护
趋势分析：用于分析和显示趋势数据
历史数据库：用于存储和检索历史数 据
报表生成：用于生成和打印报表
报警管理：用于管理和显示报警信息
网络管理：用于管理和配置网络设备
06
DCS控制系统的实施与调试
DCS控制系统的实施流程
确定控制系统需求：根据生产工艺和设备要求，确定DCS控制系统的需 求。
选择控制系统供应商：根据需求选择合适的控制系统供应商。
概念：DCS是Distributed Control System的缩写，中文名为分布式控制系统。
组成：DCS系统由控制站、操作站、通信网络、现场仪表和执行机构等部分组成。
工作原理：DCS系统通过通信网络将控制站和操作站连接起来，实现对现场仪表和执行机构的控 制和监测。
特点：DCS系统具有分散控制、集中操作、信息共享、可靠性高等特点。
的稳定运行
感谢观看
汇报人：
安全监控：如消防、安 防等
医疗设备：如医疗仪器、 医疗机器人等
智能家居：如智能家电、 智能照明等
03
DCS控制系统的基本原理
控制系统的基本概念
控制系统：由输入、处理、 输出三部分组成
输入：接收来自被控对象 的信号
处理：对输入信号进行计 算、比较、判断等处理
输出：根据处理结果控制 被控对象的行为
过程控制系统(DCS系统原理)
转换的思路是： 将矩形脉冲看成正负两个等幅的阶 跃信号，据此而得到输出的阶跃响应。即
x(t)=x1 (t)+ x2(t)
(见图2-11上)
=x1 (t)- x1(t-a)
(2-20)
则
y*(t)=y(t)-y(t-a)
4、主要参考书
(1)、过程控制工程，冯品如，轻工业出版社 (2)、过程控制与自动化仪表，侯志林，
机械工业出版社
(3)、微型计算机控制技术，于海生，
清华大学出版社
§1-2 过程控制的发展概况
生产过程自动化是保持生产稳定、降低 消耗、减少成本、改善劳动条件、保证安全 和提高劳动生产率重要手段，一直起着极其 重要的作用。其发展经历了以下几个方面：
1.2 1.3 1.4 1.5 1.6
§1-1 课程的性质和教学安排
1、过程控制的概念
凡是采用数字或模拟控制方式对生产过程的某一或 某些物理参数进行的自动控制通称为过程控制。(另有电 力拖动控制方向)
2、过程控制是自动化专业的主要内容之一
(1)、从专业特点看
返回
(2)、从实际应用看
3、教学安排
(1)、学时、实验情况 (2)、内容安排
图 2-13
2、确定有时滞的一阶惯性环节的参数
(1)、切线法：如下图2-14 a)。
(2)、图解法：如下图2-14 b)。
0和T0的经验公式为式(2-36) (详见涂植英教材)。
图2-14
3、二阶惯性环节的参数
(1).形式:
W(s)
K (T1s 1)(T2s 1)
（假设
K=1)
则其单位阶跃响应特性方程为
DCS控制系统 ppt课件
网络系统管理、控制系统组态、人机接口、系统管理维护等。 （6）系统测试技术--包括通信系统一致性与可操作性测试、监听分析、系统功能和性能测试。
DCS控制系统
用户层
应
通 信
用 层
DCS控制系统
基金会现场总线的主要技术---技术特色及主要内容： （1）基金会总线的通信技术--包括通信模型、通信协议、通信控制芯片、通信网络及系统管理
内容，涉及与网络相关的硬、软件、各种网关、网桥、中继器等。； （2）标准化功能模块与功能应用进程 a.提供一个通用结构，将控制系统中各种功能划分为功能模块，使其公共特征标准化； b.规定各自的输入、输出、算法、时间、参数及块控制图并将其组成设备中的应用进程； c.便于实现不同制造商产品的混合组态与调用。 （3）设备描述及描述语言 a.设备描述为控制系统理解现场设备的数据提供必要信息； b.描述语言是设备描述的标准语言，采用设备描述编译器可以设备描述源程序转化为可输出文件。 （4）现场总线通信控制器与智能仪器的接口技术--使现场总线与计算机平台结合，在网络上的
上上
PI D上 上 上 上
3上 1上 上 上 上
8上 8上 上 上 上 上上上
P124 RF- TAB 3- 2 CFCD2
上上上上上上上上
反馈控制功能应用实例
DCS控制系统
V001 V002
TA01 温度下限接点ON
PB01(启动按钮）
上限时开关ON LA01
下限时开关ON LA02
V003
去下一道工序
物理层：
主要功能： a.实现现场设备与物理总线的连接； b.为现场设备与传输媒体的连接提供机械电气接口； c.为现场设备对总线的收发提供合乎规范的物理信号； d.应考虑电气隔离、信号滤波、设备供电等； e.一般使用双绞线，表明+、- 表示接口处的极性。 （1）信号编码； （2）传输参数； （3）传输介质； （4）拓扑结构； （6）网络信号波形
DCS工作原理及组成
深度学习在DCS中的应用
利用深度学习模型处理大量复杂数据，提取有用特征，提高故障诊断和
预测的准确性。
安全性问题挑战及应对策略
网络安全防护
加强DCS网络安全防护 ，采用防火墙、入侵检 测等技术手段，确保系 统安全稳定运行。
数据加密与备份
对重要数据进行加密处 理和定期备份，防止数 据泄露和丢失。
安全审计与监控
数据存储
将处理后的数据存储在本 地或远程数据库中，以便 后续分析和处理。
控制策略实现方式
回路控制
01
根据控制要求，设计相应的控制回路，如单回路控制、串级控
制、比值控制等。
顺序控制
02
按照预定的顺序和时间间隔，对一系列设备进行自动启停和切
换操作。
优化控制
03
基于先进的优化算法，对生产过程进行实时优化，以提高产品
02 DCS组成结构
硬件组成
控制器
DCS的核心部件，负责数 据采集、控制算法运算和 输出控制信号等功能，通 常采用高性能微处理器或 DSP芯片。
I/O模块
实现模拟量输入/输出、 数字量输入/输出等功能 ，将现场信号转换为控制 器可处理的数字信号。
人机界面
提供操作员与DCS系统交 互的界面，包括显示屏、 键盘、鼠标等。
通信接口
实现DCS与其他设备或系 统之间的数据交换，如以 太网接口、串行通信接口 等。
软件组成
操作系统
DCS的基础软件平台， 提供任务调度、内存管 理、文件管理等基本功
能。
控制软件
实现各种控制算法和逻 辑功能，如PID控制、顺 序控制、逻辑控制等。
组态软件
用于构建DCS监控画面 、配置控制策略、设定
DCS系统原理和结构
2.DCS的主要特点
• 集散型控制系统是采用标准化、模块化和系列化设计，由过程控制级、 控制管理级和生产管理级所组成的一个以通信网络为纽带的集中显示操 作管理，控制相对分散，具有灵活配置、组态方便的多级计算机网络系 统结构。集散型控制系统具有以下的主要特点： 2.1．自主性 系统上各工作站是通过网络接口链接起来的，各工作站独立自主地完 成合理分配给自己的规定任务，如数据采集、处理、计算、监视、操作 和控制等。 系统各工作站都采用最新技术的微型计算机，存储容量容易扩充，配 套软件功能齐全，是一个能够独立运行的高可靠性子系统，而且可以随 着微处理器的发展而更新换代。 系统操作方便、显示直观，提供了装置运行下的可监视性。 控制功能齐全，控制算法丰富，连续控制、顺序控制和批量控制集 中于一体，还可实现串级、前馈、解耦和自适应等先进控制，提高了系 统的可控性。 控制功能分散，负载分散，从而危险分散，提高了系统的可靠性。
•
•
•
• 工程师站主要用于组态和维护，操作站则用于监视和操作，管理 计算机用于全系统的信息管理和优化控制。 • 分散控制监测部分按功能可分为控制站、监测站或现场控制站， 它用于控制和监测。 • 通信部分连接集散型控制系统的各个分布部分，完成数据、指令 及其他信息的传递。
• 集散型控制系统软件是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。
•
2.2 协调性
• • • 各工作站间通过通信网络传送各种信息协调地工作，以完成控制系统 的总体功能和优化处理。 采用实时性的、安全可靠的工业控制局部网络，使整个系统信息共享。 采用MAP／TOP标准通信网络协议，将集散型控制系统与信息管理系 统连接起来，扩展成为综合工厂自动化系统。
dcs系统的工作原理
dcs系统的工作原理
DCS（分布式控制系统）是一种用于监控和控制工业生产过程的自动化系统。
它由多个子系统组成，如传感器、执行器、控制器和人机界面。
DCS的工作原理是通过数据采集、处理和
分发来实现对生产过程的监控和控制。
在DCS中，传感器用于采集现场数据，如温度、压力、流量等。
这些数据被传输到控制器，控制器对数据进行处理并生成相应的控制信号。
控制信号通过执行器传送到现场设备，以实现对生产过程的调控。
DCS系统的核心是控制器，它负责对传感器采集到的数据进
行实时监测和控制算法的执行。
控制器通常由微处理器和存储器组成，能够处理大量的数据并进行复杂的计算。
它还可以与其他设备进行通信，如远程监控和数据传输。
DCS系统使用分布式架构，即将控制功能分散到多个控制器
和执行器中。
这种架构使得系统更加灵活和可靠，因为如果某个部分出现故障，其他部分仍然可以正常工作。
此外，DCS
系统还支持多任务处理，可以同时执行多个控制任务。
DCS系统的人机界面提供了对生产过程的可视化和操作控制。
通过监视器和操作面板，操作人员可以实时了解生产数据，并对生产过程进行控制和调整。
人机界面还提供了报警功能，当生产过程出现异常时，系统会自动发出警报，以便及时处理。
总之，DCS系统通过采集、处理和分发数据，实现对生产过
程的监控和控制。
它的分布式架构和人机界面使得生产过程更加可靠、高效和安全。
DCS的基本结构和原理
管理级-实时监控和日常管理
管理级也可提成实时监控和日常管理两部分。
实时监控是全厂各机组和公用辅助工艺系统旳 运营管理层，承担全厂性能监视、运营优化、 全厂负荷分配和日常运营管理等任务，即监控 信息系统（SIS）。
日常管理承担全厂旳管理决策、计划管理、行 政管理等任务，即管理信息系统（MIS）。
例：将 4—20mA旳电信号（一般变送器）或符合 现场总线协议旳数字信号（现场总线变送器）， 送往控制站或数据采集站进行，将控制站输出旳 控制量（4－20mA旳电信号或现场总线数字信号） 转换成机械位移，带动调整机构，实现对生产过 程旳控制。
现场级-信号传播方式
目前现场级旳信息传递有三种方式： 一种是老式旳 4－20mA（或者其他类型旳模
DCS旳基本构造及原理
主要内容
DCS旳概念 DCS旳构造特点 DCS控制原理 DCS和仪表控制系统旳区别
DCS旳概念
DCS：Distributed Control System 英文直译为“分布式控制系统”。因为产品生产厂
家众多，系统设计不尽相同，功能和特点各具千秋， 所以，对产品旳命名也各显特色。
这两种划分就形成了DCS旳“分布”一词旳含义。
DCS旳特点-数据库
3）数据库 系统总体数据库是分散控制系统旳关键，有了这个
总体数据库，分散控制系统才干真正实现资源共享。
各控制站上存在分布式数据库，仅包括各自站所需 要旳数据点信息。
经过分散旳数据采集和处理，在上位根据总数据库 形成总体数据库，这是分散控制系统旳软件关键。
DCS网络与互联网旳融合
伴随网络技术旳不断进步，集散控制系统旳上层将 与国际互联网Internet融合在一起，而下层将采用 现场总线通信技术，使通信网络延伸到现场。
DCS系统原理
DCS系统原理一、系统概况：1. DCS系统的特点DCS系统也称分布式控制系统，其实质是计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一捉新型控制技术。
其功能特点是：通用性强、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、显示操作集中、人机界面友好、安装简单规范化、调试方便、运行安全可靠等。
2. 分散控制系统的构成作为一种纵向分层和横向分散的大型综合控制系统，它以多层计算机网络为依托，将分布在全厂范围内的各种控制设备的数据处理设备连接在一起，实现各部分信息的共享的协调工作，共同完成控制、管理及决策功能。
1) 其硬件设备由管理操作应用工作站、现场控制站和通信网络组成。
管理操作应用工作站包括工程师站、操作员站、历史数据站等各种功能服务站。
A. 工程师站提供技术人员生成控制系统的人机接口，主要用于系统组态和维护，技术人员也可以通过工程师站对应用系统进行监视。
B. 操作员总理提供技术人员与系统数据库的人机交互界面，用于监视可以完成数据的状态值显示和操作员对数据点的操作。
C. 历史站保存整个系统的历史数据，供组态软件实现历史趋势显示、报表打印和事故追忆等功能。
现场控制站用于现场信号的采集处理，控制策略的实现，并具有可靠的冗余保证、网络通信功能。
通信网络连接分散控制系统的各个分布部分，完成数据、指令及其它信息的传递。
为保证DCS可靠性，电源、通信网络、过程控制站都采用冗余配置。
2) 分散控制系统的软件是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组成。
3) 分散控制系统在结构上采用模块化设计方法，通过灵活组态，合理的配置，可以实现火电机组的模似量控制系统（MCS）、数据采集系统（DAS）、锅炉燃烧控制和炉膛安全系统（FSSS）、顺序控制系统（SCS）等功能。
3. 名词术语解释DCS分散控制系统指控制功能分散、风险分散、操作显示集中、采用分布式结构的智能网络控制系统。
DAS数据采集系统指采用数字计算机控制系统对工艺系统和设备的运行参数、状态进行检测，对检测结果进行处理、记录、显示和报警，对机组的运行情况进行运算分析，并提出运行指导的监视系统。
DCS控制系统原理
运算 特点
由于点数少，周期快 顺序扫描机制，以时 间基准的控制，用于 单一控制单元小系统
PLC可以说只是DCS系统的一个控制器
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PLC基础知识
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PLC基础知识
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PLC基础知识
相当于电工电路中常开点输入
相当于电工电路中输出
相当于电工电路中常闭点输入 相当于电工电路中并联一个常开点输入 相当于电工电路中并联一个常闭点输入 相当于电工电路中串联一个常开点输入 相当于电工电路中串联一个常闭点输入
70年代
80年代
90年代
第三代DCS，网络协议引入标准化，系统具有 开放性，可移植性，互操作性，应用速度及范 围更大。
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DCS与PLC的区别
DCS 硬件 软件 上位机、网络、控制器、 I/O接口、现场仪表等 上位机组态软件、 控制器编程软件、 通讯接口软件、 操作及设计画面人机接口软件等 周期相对长 分布式控制，全局性，控制回路大 PLC 单一的控制器 控制器编程软件
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DCS组成结构
DCS的过程控制站是一个完整的计算机系统，主 要由电源、高性能的中央处理器（CPU）、网络接口 组成。 高性能的中央处理器是现场过程控制的中心， 存放并运行所有的过程控制程序以及现场仪表数据 和控制数据。DCS的控制决策都是由它来执行的。 过程控制站的网络接口是同上一级的操作员站 和工程师站的连接通道。操作员的操作控制信息和 工程师站的组态程序都是通过这一通道发送到过程 控制站，过程控制站收集整理的现场数据也是通过 这一通道传递到操作员站上。 过程控制站同I/O模块之间通过现场总线连接。
HS含义 H – 手动 S 开关阀
PID含义 P – 比例 I – 积分 D – 微分
DCS系统原理及应用情况
F）开放数据功能 WINＸＰ操作系统、支持DDE、OPC方式 与其它上位机通讯
2、控制站控制功能
A、标准控制功能 连续控制：将系统内部强大的丰富的控制模块通过各种 方式连接实现各种简单和复杂的控制回路，如 串级， 比值、前馈、选择等。 顺序控制：开关、逻辑控制（顺控表、逻辑图） 计算功能：工艺计算 B、子系统通讯：RS-232/422/485与其他子系统连接、如PLC、分析仪 表。
3）控制组画面：八个工艺相关联的仪表面板可单独操作，8个或16个仪表面 板/窗口 4）趋势画面：八个工艺参数趋势记录，系统规定了每个参数的总点数，记 录的时间长短与采样时间间隔有关，通过它可调出点趋势图，用于工艺 分析， 8笔/窗口，800个窗口/HIS（50个趋势模块/HIS）
5）调整画面：每个控制功能模块的详细调整，PID参数设定、上下限报警输 出、输出限幅、1个回路/窗口，100000个窗口/HIS
操作站HIS维护画面
操作站的维护画面主要有以下的几个内容：站的类型、打印机的指定、 报警声音的定义、窗口显示的类型、报警、画面预设菜单、数据库等值化、 32个一触式功能键、操作标记、长时趋势、外设记录等。通过改变一些参 数，可以改变HIS的性能及更方便的进行操作。
E、控制状态显示功能 1）控制图：仪表内部控制图实际的状态，各功能块的参 数。 2）逻辑图：仪表逻辑控制图的运行状态，与或非、计时器、计数器等状 态。 3）顺控图：顺控表的条件、动作的状态。
LCN NIM HM LCN NIM
UCN
UCN
HPM1
HPM2
APM
烷基化-１＃气分TPS-TDC3000系统配结构
HUB
Ethernet
HIS PRT EWS
48
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DCS组成结构
一台用于操作、监视、报 警、趋势显示、记录和打印报 表的PC机。操作员站通常装有 操作软件以完成上述功能，并 且是通过以太网同过程控制站 相连。
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DCS组成结构
一台用于组态过程控制软 件，诊断、监视过程控制站运 行情况，供DCS工程师开发、 测试、维护DCS系统使用的计 算机。
液M准模4C-备拟C位2送、 量0入、m运信A控流控行号送制、：量制入器故电、器开A障流I关阀送模、量频位出块信率号反：馈 1756I4F-1260mA信号到 控制器送现给M场CC调开关节量阀信号： 启停信号 1756OF8
模拟量：频率给定
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四、DCS故障识别与处理
阀门闪 烁
开关阀DCS画面出现闪烁 表示开关阀到位信号未收到 检查阀门是否卡死， DCS柜保险丝是否断等
因此，DCS的主要特点归结为一句话就是“分散控制，集中管 理”。
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DCS的发展
1975 年 70年代 80年代
90年代
美国 Honeyw ell （第一台DCS系统） 分散控制系统TDC—2000
以模拟量反馈为主，开关量为次，
各大公司推出的几十种型号的系统，
采用的都是专利网络，通用性差
随着计算机的发展与网络开发使各控制厂商更多地 采用商业计算机的技术, 80年代末许多公司推出新一 代的集散系统, 其主要特征是新系统的局部网络采用 MA P 协议; 引用智能变送器与现场总线结构; 在控制 软件上引入PLC 的顺序控制与批量控制, 使DCS 也 具有PLC 的功能。
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DCS组成结构
DCS的过程控制站是一个完整的计算机系统，主 要由电源、高性能的中央处理器（CPU）、网络接口 组成。
高性能的中央处理器是现场过程控制的中心， 存放并运行所有的过程控制程序以及现场仪表数据 和控制数据。DCS的控制决策都是由它来执行的。
过程控制站的网络接口是同上一级的操作员站 和工程师站的连接通道。操作员的操作控制信息和 工程师站的组态程序都是通过这一通道发送到过程 控制站，过程控制站收集整理的现场数据也是通过 这一通道传递到操作员站上。 过程控制站同I/O模块之间通过现场总线连接。
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一、符号含义
PIC含义 P–压 力I – 指 示C – 控 制
FIC含义 F–流 量I – 指 示C – 控 制
TIC含义 T –温 度I – 指 示C – 控 制 CRC含义 C –浓 R度– 记 录 C – 控 制
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一、符号含义（继）
LIA含义 L–液 位I – 指 示A – 报 警
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。
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海螺DCS
集成 FF 总线设备的编程 DigiTool
DigiVis
以太网
ABBAC800控制器
Freelance 系统结构
同时我们可以查看开关阀控制窗口 阀门异常时“阀门状态”与“阀门 命令”将出现不一致，在报警状态 栏中也会出现故障提示
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DCS故障识别与处理（继）
调节阀故障： 阀位已打开很大， 但流量、压力显示不正常 数据没有或数值固定不动
调节阀控制窗口中 实际阀位与回路输出显示值偏差太大
处理： 检查阀门、流量计、压力变送器等现场仪表 检查DCS柜各连接点、保险丝、电源及输入、输出4-20mA信号是否正 常 数据没有或数值不动表示网络传输可能有问题，检查网络线及电脑
什么是DCS
DCS是分布式控制系统的英文缩写(Distributed Control System)，在国内自控领域又称为集散控制系统。
DCS是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物， 是目前最先进、最合理的过程控制系统，可以适应各种过程控制 的要求。它的过程控制点分散，系统具有很高的可靠性。它通过 集中的操作和监控，DCS具有方便的操作和维护性能。DCS具有标 准的接口，对外连接更加方便简捷。
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DCS组成结构
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。生产控制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。
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。
PI含义 P–压 力I – 指 示
HS含义
PID含义
H–手 动S 开关阀
P–比 例I – 积 分D – 微
分
PID用来调整动作响应时间与灵敏度的
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二、参数设定
高级用户点这里 出现PID设置窗口 操作员点击这里，
出现基本参数设置
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三、设备控制
数据通过以太网送入控制器
数据通过以太网送入上位机
MCC控制柜
西门子IO模块
现场仪表
电机 跳转到第一页
控制器的总线通讯
我单位大部份设备上的 电机是由操作员在DCS（集 散控制系统）室控制启停的 ，操作员通过电脑上的画面 发出启停命令，电脑通过网 络向PLC发出启停信号， PLC再根据采集到的各类信 号（电机的状态信号、联锁 信号等）加以判断是否能启 停该电机，然后向配电房内 的MCC柜发出启停信号， 在MCC柜中的接触器相应 作出通断电机电源的动作， 使电机启动或停止。
第三代DCS，网络协议引入标准化，系统具有 开放性，可移植性，互操作性，应用速度及范 围更大。
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பைடு நூலகம்
DCS与PLC的区别
硬件 软件
运算
DCS 上位机、网络、控制器、 I/O接口、现场仪表等 上位机组态软件、 控制器编程软件、 通讯接口软件、 操作及设计画面人机接口软件等 周期相对长
PLC 单一的控制器 控制器编程软件
由于点数少，周期快
特点
分布式控制，全局性，控制回路大 顺序扫描机制，以时 间基准的控制，用于 单一控制单元小系统
PLC可以说只是DCS系统的一个控制器
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PLC基础知识
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PLC基础知识
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PLC基础知识
相当于电工电路中常开点输入 相当于电工电路中输出 相当于电工电路中常闭点输入 相当于电工电路中并联一个常开点输入 相当于电工电路中并联一个常闭点输入 相当于电工电路中串联一个常开点输入 相当于电工电路中串联一个常闭点输入