(完整版)DCS系统介绍
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5.2 监控画面组态
5.3 工作站组态
• 用于监视控制显示画面及部分组态功能。
5.4 通讯组态
• 用于组态工作站，打印机及第三方控制器。
六、DCS的基础知识
• I/O信号 • 系统冗余 • DCS系统的特点
6.1 IO信号
• I/O：控制系统需要建立信号的输入和输出通道，这就是 I/O。DCS中的I/O一般是模块化的，一个I/O模块上有一 个或多个I/O通道，用来连接传感器和执行器。
2.2 1940~1970年
• 第三次科技革命开始后，随着计算机技术的发展，人们开 始尝试将计算机用于过程控制。但当时采用的办法是用一 台计算机控制几十甚至上百个回路，这样做的危险性很高， 如果计算机出现故障，会导致很严重的后果，这造成了危 险集中。
2.3 1970~1990年
• 直到上世纪70年代，随着计算机技术的日渐成熟，人们才 开始将危险分散。就是原来靠一台大计算机完成的任务， 现在用几十台微处理器来完成，从而大大降低了危险系数。 至此DCS就诞生了。
• 3.2管理级别分类：现场控制级、过程控制级、过程管理 级、经营管理级
• 3.3网络结构分类：一级网络、二级网络、三级网络
3.1硬件组成
3.2.1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。
3.2.2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。
3.2.3过程管理级
• DCS的人机接口装置，普遍配有高分辨率、大屏幕的色彩 CRT、操作者键盘、打印机、大容量储存器等。操作员通 过操作站选择各种操作和监视生产情况、这个级别是操作 人员跟DCS交换信息的平台。是DCS的核心显示、操作跟 管理装置。操作人员通过操作站来监视和控制生产过程， 可以通过屏幕了解到生产运行情况，了解每个过程变量的 数字跟状态。
• DCS系统通过某种通信网络将分布在工业现场附近的现场 控制站和控制中心的操作员站及工程师站等连接起来，以 完成对现场生产设备的分散控制和集中操作管理。
• DCS系统是工业流程关键的控制设备，被形象的称为过程 工业的“大脑”和“眼睛”。
二、DCS产生的背景
• 上世纪三四十年代 • 第三次科技革命开始后 • 上世纪七十年代 • 上世纪九十年代以后
• 1.DI信号：数字输入信号（Digital Input） • 2.DO信号：数字输出信号（Digital Output） • 3.AI信号：模拟量输入(Analog Input) • 4.AO信号：模拟量输出(Analog Output)
6.1.1 DI信号典型回路图
• 设备状态信号、阀门反馈、盘车开关、急停按钮……
2.1 1930~1940年
• 上世纪三四十年代，工业自动化装置采用的是分散性控制 系统。也就是所有设备都是独立运行，不联网控制。操作 员根据生产需求进行计算后，将独立设备的特性调节到适 合的程度，然后就开始工作。之后采用了气动、电动模拟 仪表组成过程控制系统，实现了一定程度上的集中监视、 操作和分散控制。
五、DCS系统的软件组态
• 程序组态，用于组态控制器上的控制策略，即编写和监控 下位机程序。
• 监控画面组态，用于组态上位机画面及数据显示。 • 工作站组态，用于监视控制显示画面及部分组态功能。 • 通讯组态，用于组态工作站，打印机及第三方控制器。
5.1 程序组态
• 用于组态控制器上的控制策略，即编写和监控下位机程序。
2.4 1990~
• 进入九十年代以后，计算机技术突飞猛进，更多新技术被 应用到了DCS之中。PLC是一种针对顺序逻辑控制发展起 来的电子设备，它主要用于代替不灵活而且笨重的继电器 逻辑。
2.5 霍尼韦尔DCS发展
三、DCS系统的组成
• 3.1硬件组成分类：控制器、I/O模块、操作站、通讯网络、 图形及编辑软件
4.1.1 早期的DCS机柜
4.1.2系统柜
控制防火墙 冗余数字与模拟 I/O 电源系统 C300 控制器
现场总线接口模件
4.1.3辅助柜
4.1.4 辅操台
4.2 操作站
4.3 网络设备
4.4 可编程控制器PLC
• 可编程逻辑控制器是种专门为在工业环境下应用而设计的 数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在 其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术 运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控 制各种类型的机械设备或生产过程。
3.2.4经营管理级
• 又称上位机，功能强、速度快、容量大。通过专门的通信 接口与高速数据通路相连，综合监视系统各单元，管理全 系统的所有信息。这是全厂自动化系统的最高一层。只有 大规模的集散控制系统才具备这一级。
3.3网络结构
四、DCS系统的硬件结构
• 现场控制单元：系统柜、辅助柜、辅操台…… • 操作站：服务器、工程师站、操作站……
6.1.2 DO信号典型回路图
• 电磁阀、泵、压缩机、指示灯……
6.1.3 AI信号典型回路图
• 流量、温度、压力、液位……
6.1.4 AO信号典型回路图
• 阀门开度
6.2.1服务器冗余
DCS系统简介
张鹏宇
目录
一．什么是DCS系统 二．DCS系统产生的背景 三．DCS系统的组成 四．DCS系统的硬件结构 五．DCS系统的软件组态 六．DCS系统的基础知识 七．SIS系统 八．知识拓展-TCP/IP协议
一、什么是DCS系统
• DCS是分布式控制系统的英文缩写（Distributed Control System），在国内自控行业又称之为集散控制系统。是 相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统， 它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。
5.2 监控画面组态
5.3 工作站组态
• 用于监视控制显示画面及部分组态功能。
5.4 通讯组态
• 用于组态工作站，打印机及第三方控制器。
六、DCS的基础知识
• I/O信号 • 系统冗余 • DCS系统的特点
6.1 IO信号
• I/O：控制系统需要建立信号的输入和输出通道，这就是 I/O。DCS中的I/O一般是模块化的，一个I/O模块上有一 个或多个I/O通道，用来连接传感器和执行器。
2.2 1940~1970年
• 第三次科技革命开始后，随着计算机技术的发展，人们开 始尝试将计算机用于过程控制。但当时采用的办法是用一 台计算机控制几十甚至上百个回路，这样做的危险性很高， 如果计算机出现故障，会导致很严重的后果，这造成了危 险集中。
2.3 1970~1990年
• 直到上世纪70年代，随着计算机技术的日渐成熟，人们才 开始将危险分散。就是原来靠一台大计算机完成的任务， 现在用几十台微处理器来完成，从而大大降低了危险系数。 至此DCS就诞生了。
• 3.2管理级别分类：现场控制级、过程控制级、过程管理 级、经营管理级
• 3.3网络结构分类：一级网络、二级网络、三级网络
3.1硬件组成
3.2.1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。
3.2.2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。
3.2.3过程管理级
• DCS的人机接口装置，普遍配有高分辨率、大屏幕的色彩 CRT、操作者键盘、打印机、大容量储存器等。操作员通 过操作站选择各种操作和监视生产情况、这个级别是操作 人员跟DCS交换信息的平台。是DCS的核心显示、操作跟 管理装置。操作人员通过操作站来监视和控制生产过程， 可以通过屏幕了解到生产运行情况，了解每个过程变量的 数字跟状态。
• DCS系统通过某种通信网络将分布在工业现场附近的现场 控制站和控制中心的操作员站及工程师站等连接起来，以 完成对现场生产设备的分散控制和集中操作管理。
• DCS系统是工业流程关键的控制设备，被形象的称为过程 工业的“大脑”和“眼睛”。
二、DCS产生的背景
• 上世纪三四十年代 • 第三次科技革命开始后 • 上世纪七十年代 • 上世纪九十年代以后
• 1.DI信号：数字输入信号（Digital Input） • 2.DO信号：数字输出信号（Digital Output） • 3.AI信号：模拟量输入(Analog Input) • 4.AO信号：模拟量输出(Analog Output)
6.1.1 DI信号典型回路图
• 设备状态信号、阀门反馈、盘车开关、急停按钮……
2.1 1930~1940年
• 上世纪三四十年代，工业自动化装置采用的是分散性控制 系统。也就是所有设备都是独立运行，不联网控制。操作 员根据生产需求进行计算后，将独立设备的特性调节到适 合的程度，然后就开始工作。之后采用了气动、电动模拟 仪表组成过程控制系统，实现了一定程度上的集中监视、 操作和分散控制。
五、DCS系统的软件组态
• 程序组态，用于组态控制器上的控制策略，即编写和监控 下位机程序。
• 监控画面组态，用于组态上位机画面及数据显示。 • 工作站组态，用于监视控制显示画面及部分组态功能。 • 通讯组态，用于组态工作站，打印机及第三方控制器。
5.1 程序组态
• 用于组态控制器上的控制策略，即编写和监控下位机程序。
2.4 1990~
• 进入九十年代以后，计算机技术突飞猛进，更多新技术被 应用到了DCS之中。PLC是一种针对顺序逻辑控制发展起 来的电子设备，它主要用于代替不灵活而且笨重的继电器 逻辑。
2.5 霍尼韦尔DCS发展
三、DCS系统的组成
• 3.1硬件组成分类：控制器、I/O模块、操作站、通讯网络、 图形及编辑软件
4.1.1 早期的DCS机柜
4.1.2系统柜
控制防火墙 冗余数字与模拟 I/O 电源系统 C300 控制器
现场总线接口模件
4.1.3辅助柜
4.1.4 辅操台
4.2 操作站
4.3 网络设备
4.4 可编程控制器PLC
• 可编程逻辑控制器是种专门为在工业环境下应用而设计的 数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在 其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术 运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控 制各种类型的机械设备或生产过程。
3.2.4经营管理级
• 又称上位机，功能强、速度快、容量大。通过专门的通信 接口与高速数据通路相连，综合监视系统各单元，管理全 系统的所有信息。这是全厂自动化系统的最高一层。只有 大规模的集散控制系统才具备这一级。
3.3网络结构
四、DCS系统的硬件结构
• 现场控制单元：系统柜、辅助柜、辅操台…… • 操作站：服务器、工程师站、操作站……
6.1.2 DO信号典型回路图
• 电磁阀、泵、压缩机、指示灯……
6.1.3 AI信号典型回路图
• 流量、温度、压力、液位……
6.1.4 AO信号典型回路图
• 阀门开度
6.2.1服务器冗余
DCS系统简介
张鹏宇
目录
一．什么是DCS系统 二．DCS系统产生的背景 三．DCS系统的组成 四．DCS系统的硬件结构 五．DCS系统的软件组态 六．DCS系统的基础知识 七．SIS系统 八．知识拓展-TCP/IP协议
一、什么是DCS系统
• DCS是分布式控制系统的英文缩写（Distributed Control System），在国内自控行业又称之为集散控制系统。是 相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统， 它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。