2、分散控制系统构成
自动控制原理及系统
自动控制原理及系统自动控制原理及系统是指通过使用自动化设备和技术手段，实现对物理系统的监测、测量、分析和控制的过程。
本文将从原理和系统两个方面来介绍自动控制的相关内容。
一、自动控制原理1. 反馈原理自动控制的核心原理是反馈原理。
反馈系统将被控对象的输出信号与期望的参考信号进行比较，根据误差信号，通过控制器来调节被控对象，使输出信号接近参考信号。
反馈原理可分为负反馈和正反馈，其中负反馈是最常用的。
2. 控制器控制器是自动控制系统中的重要组成部分，用于根据反馈信号对被控对象进行控制。
常见的控制器类型包括比例控制器、积分控制器和微分控制器，它们可以分别实现比例控制、积分控制和微分控制的功能，也可以组合起来构成PID控制器。
3. 传感器和执行器传感器用于监测被控对象的状态或者输出参数，将其转化为电信号或者其他形式的信号输入到控制器中。
执行器则根据控制器的输出信号，对被控对象进行调节或者操作。
传感器和执行器是自动控制系统的接口，起到连接和转换信号的作用。
二、自动控制系统1. 开环控制系统开环控制系统是指控制器的输出信号不受被控对象的状态或者输出信号的影响，只根据预设的输入信号进行控制。
开环控制系统简单，但对于系统的变化和扰动不敏感。
2. 闭环控制系统闭环控制系统是指控制器的输出信号通过反馈回路与被控对象的输出信号进行比较，实现对系统的自动调节和校正。
闭环控制系统可以有效地抑制扰动，提高系统的稳定性和鲁棒性。
3. 自适应控制系统自适应控制系统是通过利用被控对象的模型来对其进行建模和识别，根据模型参数的变化实时调整控制器的参数。
自适应控制系统具有良好的适应性和鲁棒性，能够应对系统工作环境的变化和故障。
4. 分散控制系统分散控制系统是将整个控制系统分为多个子系统，每个子系统独立完成一部分控制任务，通过通信网络进行数据传输和信息交换。
分散控制系统具有模块化和可扩展性的特点，适用于大型和复杂的控制系统。
5. 非线性控制系统非线性控制系统是指被控对象或者控制器的特性存在非线性关系的控制系统。
分散控制系统介绍概要
分散控制系统介绍概要分散控制系统(Distributed Control System, DCS)是一种广泛应用于工业自动化领域的控制系统。
它是以计算机为核心，通过分布式的控制器和现场设备相互连接，实现对工业过程中各种参数和设备的监控和控制。
DCS的核心思想是将控制系统分布在不同的现场设备中，通过现场设备之间的通信，实现系统的协调和控制。
相比于传统的集中式控制系统，DCS具有以下优势：1.可扩展性：DCS的控制器分布在不同的设备中，可以根据需求添加或移除控制器，实现系统的扩展和升级。
2.高可靠性：由于控制器分布在多个设备中，即使一些设备故障，其他设备仍然可以正常工作，保证了系统的高可靠性。
3.高性能：DCS中的控制器使用先进的计算机技术，具有较高的计算性能和响应速度，能够快速进行复杂的控制计算。
4.分布式控制：DCS将控制功能分布在多个控制器中，实现了分布式控制，提高了系统的灵活性和适应性。
DCS主要由三个组成部分构成，分别是现场设备、控制器和操作工作站。
现场设备包括各种传感器、执行器等，用于获取和控制工业过程中的各种参数和信号。
控制器是DCS的核心部件，它负责接收和处理现场设备发送的信号，进行控制计算，并根据计算结果发送控制指令给现场设备。
操作工作站是DCS的人机界面，操作员通过工作站可以对系统进行监控和控制。
工作站提供了友好的图形界面，显示各种参数和设备状态，并提供操作界面，操作员可以对参数进行调整和设备进行控制。
DCS的工作原理是现场设备将传感器采集到的信号通过数据通信网络传输到控制器，控制器进行控制计算，并根据计算结果发送控制指令给现场设备，现场设备执行控制指令，实现对工业过程的控制。
除了基本的监测和控制功能，DCS还具有一些高级功能，如数据采集和处理、报警和故障诊断、远程监控和控制等。
通过这些功能，DCS可以实现对工业过程的全面监控和控制，并对系统故障进行及时诊断和修复，提高系统的稳定性和可靠性。
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。
化学工业出版社
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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。
IA控制系统解读
2.2 系统构成 I/A’ S系统是由节点构成的，而节点 是由节点总线将称为站的处理机组件连 在一起构成的。节点独立运行，完成自 动控制的各种功能，并可通过通讯网络 与其它节点相连。节点的构成可用下图 表示：
在节点上主要有四种处理机： 应用处理机 （Application Processor）： 与大容量存储器 相连， 存储系统信息和过程扩展方案与数据； 以及可 选地与信息网络（Ethernet）相连， 提供双向的信息和 图象的交换。 工作站处理机 （Workstation Processor）： 与 CRT， 工 程师键盘，操作键盘和其它操作站设备相连； 以及可选 地与信息网络相连， 提供源于其它相连计算机上的 XWindow显示画面。 控制处理机 （Control Processor） ： 可与 I/A Series 现 场总线组件和设备相连， 完成控制功能。 通讯处理机 （Communication Processor） ： 通过 RS －232－C 串行接口可连接打印机， VT－100 终端或调 制解调器。
FBM03 8 通道热电阻输入模块，每通道可接 受一个在0～320欧的2、3、4线制的热电 阻信号，根据软件模块设置进行信号转 换。因我们采用3线制热电阻信号输入， 在此仅给3线制信号输入的连接方式：
FBM04 4 通道 0 ～ 20mA 模拟输入、 4 通道 0 ～ 20mA 模 拟 输 出 模 块 。 输 入 接 线 方 式 与 FBM01相同。
6、常见操作画面（覆盖画面）
6.1电机启停画面（见下图） 该画面用于在主控室启动或停止电机， 只有在现场电气开关打到远控（REMOTE） 位置时，使用该画面操作才起作用。以 下介绍该画面中一些显示的含义。
DCS系统
DCS系统目前，在连续型流程生产自动控制（PA）或习惯称之为工业过程控制中，有三大控制系统，即DCS（分散控制系统）、PLC（可编程逻辑控制器）和FCS（现场总线控制系统）。
什么是DCSDCS集散控制系统(Distributed Control System)是20世纪70年代中期发展起来的以微处理器为基础的分散型计算机制系统。
它是控制技术（Control）、计算机技术（Computer）、通信技术（Communication）、图形显示(Display)相结合的产物．该装置是利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散制的一种全新的分布式计算机控制系统。
DCS的特点DCS是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物。
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。
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。
因此，DCS的主要特点归结为一句话就是：分散控制集中管理。
分级递阶控制系统在垂直和水平方向都是分级的。
最简单的DCS系统至少在垂直方向分两级，即：操作管理级和过程控制级。
在水平方向上各个过程控制级之间是相互协调的分级，它们把数据向上送达操作管理级，同时接收操作管理级的指令，各个水平分级间相互也进行数据交换。
DCS系统越大，其垂直方向和水平方向分级的范围也越广。
分级递阶控制系统的优点是各个分级有各自的分工范围，相互之间有协调，通常，这种协调由上一级来完成。
分散控制分散是DCS的一个重要特点。
分散的含义不单是分散控制，还包含了其他意义。
如：地域分散，功能分散，设备分散，危险分散等。
分散的目的是为了使危险分散，提高设备的可利用率。
自治与协调性DCS的各个组成部分是各自为政的自治系统，各自完成各自的功能，相互之间又有联系，数据信息相互交换，各种条件相互制约，在系统的协调下工作。
分散过程控制装置完成数据的采集、信号的处理、计算以及数据输出等功能。
DCS的基础知识
1、什么是DCSDCS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。
2、DCS有什么特点？DCS是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物。
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。
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。
因此，DCS的主要特点归结为一句话就是：分散控制集中管理。
3、DCS的结构是怎样的？上图是一个较为全面的DCS系统结构图，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。
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。
4、DCS的控制程序是由谁执行的？DCS的控制决策是由过程控制站完成的，所以控制程序是由过程控制站执行的。
5、过程控制站的组成如何？DCS的过程控制站是一个完整的计算机系统，主要由电源、CPU（中央处理器）、网络接口和I/O组成6、I/O是什么？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（调节阀）。
7、什么是I/O单元？通常，一个过程控制站是有几个机架组成，每个机架可以摆放一定数量的模块。
CPU 所在的机架被称为CPU单元，同一个过程站中只能有一个CPU单元，其他只用来摆放I/O 模块的机架就是I/O 单元。
8、I/O 单元和CPU单元是如何连接的？I/O单元与CPU是通过现场总线连接的。
9、什么是现场总线？现场总线是应用于过程控制现场的一种数字网络，它不仅包含有过程控制信息交换，而且还包含设备管理信息的交流。
dcs结构
DCS--集中分散控制系统(南京崇基,系Honeywell DCS备件专家级供应商.025-********,84584476,84584479.)典型的DCS体系结构分为三层，如图1所示。
第一层为分散过程控制级；第二层为集中操作监控级；第三层为综合信息管理级。
层间由高速数据通路HW 和局域网络LAN两级通信线路相连，级内各装置之间由本级的通信网络进行通信联系。
一、第一层：分散过程控制级分散过程控制级是DCS的基础层,它向下直接面向工业对象，其输入信号来自于生产过程现场的传感器（如热电偶、热电阻等）、变送器（如温度、压力、液位、流量等）及电气开关（输入触点）等，其输出去驱动执行器（如调节阀、电磁阀、电机等），完成生产过程的数据采集、闭环调节控制、顺序控制等功能；其向上与集中操作监控级进行数据通信，接收操作站下传加载的参数和操作命令，以及将现场工作情况信息整理后向操作站报告。
构成这一级的主要装置有：现场控制站，可编程控制器，智能调节器及其它测控装置。
1、.现场控制站现场控制站具有多种功能——集连续控制、顺序控制、批量控制及数据采集功能为一身。
（1）现场控制站的硬件构成现场控制站一般是标准的机柜式机构，柜内由电源、总线、I/O模件、处理器模件、通信模件等部分组成。
一般在机柜的顶部装有风扇组件，其目的是带走机柜内部电子部件所散发出来的热量；机柜内部设若干层模件安装单元，上层安装处理器模件和通信模件，中间安装I/O模件，最下边安装电源组件。
机柜内还设有各种总线，如电源总线，接地总线，数据总线，地址总线，控制总线等等。
现场控制站的电源不仅要为柜内提供电源，还要为现场检测器件提供外供电源，这两种电源必须互相隔离，不可共地，以免干扰信号通过电源回路耦合到I/O通道中去。
一个现场控制站中的系统结构如图2所示，包含一个或多个基本控制单元，基本控制单元是由一个完成控制或数据处理任务的处理器模件以及与其相连的若干个输入／输出模件所构成的（有点类似于IPC）。
DCS系统试题（卷）与答案解析
DCS系统试题（卷）与答案解析DCS 系统⼀、填空（共23题）：1、⼀个最基本的DCS应包括四个⼤的组成部分：控制站、操作员站、⼯程师站、⽹络。
2、DCS的软件构成包括控制层软件、监控软件、组态软件。
3、过程检测和控制流程图⽤⽂字符号中，TRC-210、LIC-101、PT-104分别表⽰温度记录控制功能、液位指⽰控制器和压⼒变送器功能。
4、趋势画⾯包括实时趋势和历史趋势两类。
5、集散控制系统的组态包括硬件组态和软件组态。
6、我⼚使⽤的DCS系统有横河CS3000、浙⼤中控ECS-100。
7、集散控制系统是以微处理器为基础的集中分散型控制系统，集散控制系统的主要特点是集中管理和分散控制。
8、接地按其作⽤可分为保护性接地和功能性接地两⼤类。
9、模拟量信号包括模拟输⼊和模拟输出信号。
10、集散型控制系统的回路控制功能由控制站完成。
11、在DCS中，控制算法的编程是在⼯程师站上完成的，⼯作⼈员对现场设备的监视是在操作员站上完成的。
12、浙⼤中控ECS-100系统中FW243X是主控制卡。
13、操作站的基本功能包括显⽰、操作、报警、系统组态、系统维护、报告⽣成。
14、LIAH表⽰液位指⽰⾼报警。
15、PSHH表⽰压⼒⾼⾼联锁。
16、数字量信号包括数字量输⼊和数字量输出。
17、横河CS3000系统硬件中，卡件AAI143为模拟量输⼊卡，AAI543为模拟量输出卡。
18、横河CS3000系统硬件中，端⼦SARM15A为数字量输⼊卡，SMRT 为热电阻输⼊卡。
19、浙⼤中控ECS-100系统中，机笼与机笼之间采⽤DB9线连接，卡件与端⼦之间采⽤DB25线连接。
20、浙⼤中控ECS-100系统中，模拟量输⼊卡为FW351，模拟量输出端⼦为TB372。
21、DCS由哪四部份组成：I/O板、控制器、操作站、通讯⽹络。
22、DCS系统中DI表⽰数字量输⼊、DO表⽰数字量输出、AI表⽰模拟量输⼊、AO表⽰模拟量输出。
23、⾃动调节系统⼀般是由被调对象、测量变送、调节器、调节阀四个主要环节组成。
仪表DCS集散控制系统介绍
仪表DCS集散控制系统介绍集散控制系统（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。
PLC、dcs、fsc控制系统
PLC、DCS、FCS控制系统介绍、特点、及比较1、PLC控制系统PLC可编程控制器即简称PLC(PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER)，虽然现在仍然称PLC，但已经与原来的实际意义不相符合，并不是最初简单的可编程控制器。
PLC的最初定义是一种数字控制专用电子计算机，它使用了可编程序存储器储存指令，执行诸如逻辑、顺序、计时、计数与演算等功能，并通过模拟和数字输入、输出等组件，控制各种机械或工作程序。
经过30多年的发展，PLC 已十分成熟与完善，并开发了模拟量闭环控制功能。
长期以来，PLC始终在各行各业自动化控制领域得到广泛的使用，为各种各样的自动化设备提供了非常可靠的控制应用。
主要原因在于它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合当前工业企业对自动化的需要。
目前的PLC已经不仅具有早期的逻辑运算功能，而且已经向综合控制方向发展。
新型PLC也在不断完善PID 闭环控制功能，其他各种功能也在不断得到改进。
PLC已被广泛应用于连续过程的控制领域，而且基于连续过程控制技术的发展趋势正在进一步得到增长。
通讯是PLC广泛应用的关键技术，这种技术在PLC领域已经得到扩展。
同系统一样，对PLC进行分散化处理已经成为可能，更容易进行管理，以便能够更好地集成在一起。
PLC系统的价格也在逐渐降低。
由于PLC系统最小模件单元的价格只在千元左右，甚至更低所以大部分用户已经不再对已损坏的模件修理而是直接更换新的模件，因为修理这样的故障模件也许会花费同样甚至更多的费用。
现在一些小型甚至超小型PLC系统已经向工业用户提供了模拟量I/O、PID控制回路、通讯接口，甚至与企业网络系统相连接的现场总线。
具有14个通道的I/O和4个PID 控制回路的PLC系统，其价格也只有千元左右，这种产品非常适合小系统控制应用的需要。
一些PLC供应商依托强大的应用市场发展小型PLC产品，甚至大量的工业用户已经将其看作是低端应用市场上的日用品。
dcs的结构组成
dcs的结构组成【原创实用版】目录1.DCS 的定义和作用2.DCS 的结构组成部分3.DCS 的应用领域正文1.DCS 的定义和作用DCS，即分散控制系统，是一种应用于工业自动化领域的计算机控制系统。
其主要作用是实现对生产过程中的各个参数进行实时监控和调整，以确保生产过程的安全、稳定和高效运行。
DCS 具有较强的可靠性、开放性和易操作性，广泛应用于石油化工、电力、冶金、建材等各个工业领域。
2.DCS 的结构组成部分DCS 主要由以下几个部分组成：（1）控制器：DCS 的核心部分，负责对各个控制回路进行闭环控制。
控制器通常采用高档工业控制计算机，具有较高的运算速度和可靠性。
（2）I/O 板：负责与现场仪表和设备进行数据交换，采集模拟量和数字量信号，并将这些信号传输给控制器。
同时，I/O 板还能根据控制器发出的指令，对现场设备进行控制。
（3）操作站：DCS 的人机交互界面，提供给操作人员实时的数据监控、报警处理、设备控制等功能。
操作站通常采用触摸屏或鼠标键盘操作，界面友好，操作简便。
（4）通讯网络：负责各个部件之间的信息传输。
DCS 通常采用高速、可靠的工业以太网作为通讯网络，以保证数据传输的实时性和稳定性。
（5）现场仪表和设备：DCS 控制的对象，包括各种传感器、执行器、阀门等。
现场仪表和设备与 I/O 板通过信号线相连，共同构成了 DCS 的控制回路。
3.DCS 的应用领域DCS 在工业自动化领域具有广泛的应用，尤其在以下领域表现突出：（1）流程工业：如石油化工、化纤、化肥、制药等行业，DCS 能够实现对连续性生产过程的自动化控制，提高生产效率和产品质量。
（2）热能动力：如火电、核电、热力发电等，DCS 可以实现对锅炉、汽轮机等设备的监控和控制，确保能源供应的稳定和安全。
（3）冶金建材：如钢铁、有色金属、水泥等行业，DCS 可以实现对熔炼、轧制、窑炉等设备的自动化控制，降低生产成本，提高产品质量。
DCS控制系统
DCS系统相关知识及工艺调节一、DCS控制系统定义分类DCS控制系统（DIstributed Control System，分散控制系统）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。
它是计算机技术、系统控制技术、网络通讯技术和多媒体技术相结合的产物，可提供窗口友好的人机界面和强大的通讯功能，是完成过程控制、过程管理的现代化设备，具有广阔的应用前景。
针对不同行业、不同项目，在充分调查了计算机技术、网络技术、应用软件技术、信号处理技术的基础上，使用各种分散控制系统（DCS），高质量、高标准的完成工程设计、组态、成套供货、现场启动调试、性能测试及考核验收，推出切实可行的技术方案。
DCS控制系统基本包括模拟量控制系统（MCS），是将汽轮发电机组的锅炉、汽机当作一个整体进行控制的系统，炉侧MCS指锅炉主控制系统、锅炉燃料量控制系统、送风控制系统、引风控制系统、启动分离器储水箱水位控制系统及蒸汽温度控制系统；机侧MCS指除氧器压力、水位调节系统、凝汽器水位调节系统；闭式水箱水位调节系统；高、低加水位调节系统及辅汽压力调节系统等。
MCS担负着生产过程中水、汽、煤、油、风、烟诸系统的主要过程变量的闭环自动调节及整个单元汽轮发电机组的负荷控制任务。
什么是DCS控制系统顺序控制系统SCS是将机组的部分操作按热力系统或辅助机械设备划分成若干个局部控制系统，按照事先规定的顺序进行操作，以达到顺序控制的目的。
炉侧顺序控制的范围包括：送风机、引风机、一次风机、空气预热器、炉膛吹灰系统等。
机侧顺序控制系统的范围包括：汽机润滑油系统、凝泵、高加、除氧器、递加、真空泵、轴封系统、循环水系统、闭式水系统、汽泵、电泵、内冷水系统、密封油系统、胶球清洗系统等。
锅炉炉膛安全监控FSSS能在锅炉正常工作和启停等各种运行方式下，连续地密切监视燃烧系统的大量参数和状态，不断地进行逻辑判断和运算，必要时发出动作指令，通过各种顺序控制和连锁装置，使燃烧系统中的有关设备（如磨煤机、给煤机、油枪、火检冷却风机等）严格按照一定的逻辑顺序进行操作或处理未遂事故，以保证锅炉的安全。
HGT_20573-2012分散型控制系统工程设计规范
HGT.20573-2012分散型控制系统工程设计规范前言 (v)1 范围 (1)2规范性引用文件 (1)3术语定义和缩略语 (1)1.1术语定义 (1)1.2缩略 (4)4DCS总体要求4.1基本技术要求 (5)4.2应用要求 (6)4.3硬件配置要求 (7)5DCS工程设计原则与职责分工 (7)5.1设计原则 (7)5.2职责分工 (7)6控制站（过程控制站） (8)6.1控制站功能 (8)6.2控制站构成 (9)6. 3控制站技术要求 (9)7操作员站 (10)7.1操作员站功能 (10)7.2操作员站构成 (10)7.3操作站员技术要求 (11)8工程师操作站 (12)8.1工程师操作站功能 (12)8.2工程师操作站构成 (12)10.3软件组态文件 (14)10. 4 软件组态 (14)11DCS工程设计程序 (15)11.1基础工程设计.................................................................1511.2详细工程设计 (15)12DCS控制室设计 (16)13DCS供电、接地、防雷系统设计 (16)13.1供电系统设计 (16)13.2接地系统设计 (16)13.3防雷系统设计 (16)14DCS验收测试、安装、联调与投运 (16)14.1DCS验收测试 (16)14.2DCS 安装 (17)14.3DCS联调与投运 (17)附录A DCS技术规格书编制要求 (18)A. 1 概述 (18)A.2买卖双方职责及供货范围 (18)A. 3 DCS硬件配置及功能要求 (18)A.4 DCS技术要求 (19)A.5 DCS软件要求 (19)A.6控制室设计要求 (19)A.7供电、接地、防雷系统设计要求 (19)A. 8端子柜及安全栅/隔离器柜 (20)A.9备品备件及专用工具 (20)A. 10文件资料 (20)A. 11 工程管理 (20)A. 12 验收测试 (20)A. 13 培训 (21)A. 14初步的I/O清单...............................................................21本规范用词说明 (22)附：条文说明 (23)分散型控制系统工程设计规范1总则1.0.1本规范规定了 DCS的技术要求、DCS工程设计程序与任务，以及DCS技术规格书编制要求。
DCS、ACS、NCS
DCS、ACS、NCSDCS（Distributed Contorl System）,集散控制系统，又称分布式控制系统。
分散控制系统（DCS）可以组成发电厂单元机组的（数据采集系统(DAS)）、（自动控制系统(ACS)）、（顺序控制系统(CCS)）及（安全保护）等，实现计算机过程控制。
NCS应该是网控系统的英文缩写，是大型现代化电厂对高压升压站及高压出线系统与电网相连接部分的监测、信号和控制系统。
离散控制系统DCS(distributed control system的简称)是以微处理器及微型计算机为基础,融汇计算机技术、数据通信技术、CRT屏幕显示技术和自动控制技术为一体的计算机控制系统,它对生产过程进行集中操作管理和分散控制。
即分布于生产过程各部分的以微处理器为核心的过程控制站,分别对各部分工艺流程进行控制,又通过数据通信系统与中央控制室的各监控操作站联网,因此也称集散控制系统(TDCS)。
操作员通过监控站CRT终端,可以对全部生产过程的工况进行监视和操作,网络中的专业计算机用于数学模型或先进控制策略的运算,适时地给各过程站发出控制信息、调整运行工况。
分散控制系统可以是分级系统,通常可分为过程级、监控级和管理级、分散控制系统由具有自治功能的多种工作站组成,如数据采集站、过程控制站、工程师(操作员)操作站、运行远操作站等。
这些工作站可独立或配合完成数据采集与处理、控制、计算等功能,便于实现功能、地理位置和负载上的分散。
且当个别工作站故障时,仅使系统功能略有下降,不会影响整个系统的运行,因此是危险分散。
各种类型分散控制系统的构成基本相同,都由通信网络和工作站(节点)两大部分组成。
分散控制系统可以组成发电厂单元机组的数据采集系统（DAS)、自动控制系统(ACS)、顺序控制系统(SCS)及安全保护等,实现计算机过程控制。
用DCS实现大型火电机组自动化的主要优点是:1) 连续控制、继续控制、逻辑控制和监控等功能集中于统一的系统中,可由品种不多的硬件,凭借丰富的软件和通信功能来实现综合控制,既节省投资,又提高了系统的可靠性、可操作性和维修性。
电厂技术问答
电厂技术问答、发电厂按使用能源划分有下述基本类型：(火力发电厂)、(核能发电厂)、(水力发电厂)、(风力发电场)和地热发电厂、潮汐发电厂、太阳能发电厂等。
2、火力发电厂的主要设备有(锅炉)、(汽轮机)、(发电机)。
3、燃煤锅炉燃烧方式大致可分为以下三种(固定燃烧)、(悬浮燃烧)、(沸腾燃烧)。
4、火力发电厂中的锅炉按水循环方式可分为：(自然循环)、(强制循环)、(直流锅炉)三种类型。
5、锅炉本体的主要部件按燃烧系统和汽水系统来设置，有（空气预热器）、喷燃器、(省煤器)、(汽包)、下降管、(水冷壁)、过热器、再热器等。
6、过热器布置在(膛顶部和水平烟道入口处)、省煤器分层布置在(垂直烟道中)、汽包布置在(锅炉顶部)、水冷壁布置在（炉膛四周）。
7、自然循环锅炉由（汽包）、（下降管)、（下联箱）、（水泠壁）组成一个循环回路。
8、目前我国对于单元制机组一般采用滑参数启动，按操作方法分为（压力法）、和（真空法）两种。
滑参数启动按启动前汽缸金属温度的高低可分为（冷态滑参数启动）和（热态滑参数启动）。
9、汽轮发电机组正常停机按其停机过程不同，可以分为（定参数停机）和（滑参数停机）。
10、汽轮发电机组启动方式按启动过程中新蒸汽参数的情况，可分为（额定参数启动）和（滑参数启动）两种启动方式；按汽轮机启动前的金属温度高低，又可分为（冷态启动）和（热态启动）。
11、汽轮机滑参数启动的优点为（缩短机炉启动时间）、（减少锅炉对空排汽,节约蒸汽减少热量损失）、（低参数蒸汽可对汽轮机叶片起清洗作用）、（减少启动过程的热应力及热变形）。
12、汽轮机滑参数停机的优点为（加速各金属部件冷却）、（减少汽机上下汽缸温差）、（充分利用锅炉余热通过经济性）、（对汽轮机叶片起清洗作用）停机后汽轮机汽缸温度较低，可缩短盘车时间。
13、汽轮机汽水系统包括：（主蒸汽系统）、（高低压抽汽系统）、（真空系统）、（凝结水系统）和给水系统。
14、大型单元机组的定压运行，是指汽轮机在不同工况运行时，依靠改变（调速汽门的开度）来改变机组功率，汽轮机前的新汽压力（维持不变）的运行状态15、同步发电机的冷却分为（外冷）和（内冷）两种。
浅谈DCS网络结构
1、前言分散型控制系统（DCS）是以微处理机为基础，以危险分散控制，操作和管理集中为特性，集先进的计算机技术、通讯技术、CRT技术和控制技术即4C技术于一体的新型控制系统。
随着现代计算机和通讯网络技术的高速发展，DCS正向着多元化、网络化、开放化、集成管理方向发展，使得不同型号的DCS可以互连，进行数据交换，并可通过以太网将DCS系统和工厂管理网相连，实现实时数据上网，成为过程工业自动控制的主流。
2、DCS的结构组成DCS主要分为三大部分：带I/O部件的控制器、通讯网络和人机接口（HMI）。
控制器I/O部件直接与生产过程相连，接收现场设备送来的信号；人机接口是操作人员与DCS相互交换信息的设备；通讯网络将控制器和人机接口联系起来，形成一个有机的整体。
从某种意义上说，控制器是“心脏”；人机接口是“眼睛”；通讯网络则是“神经网络”。
DCS的典型结构如图一：图1 DCS的典型结构3、DCS的通讯网络3.1 发展历程随着计算机技术、网络技术和控制技术的不断发展，DCS自20世纪70年代问世以来，先后经历了四个发展时期，具体划分为：(1) 1975―1980 初创期。
此时的DCS通讯系统只是一种初级局部网络，全系统由一个通讯指挥器指挥，对各单元的访问是轮流询问方式。
如TDC-2000、MOD-3等。
(2) 1980―1985 成熟期。
采用局域网络，由主从式星型网络转变成对等式的总线网络通信或环网通信，扩大了通信范围，提高了传输速率。
如TDC-3000、MOD-300等。
(3) 1985―1990 扩展期。
在局域网络方面采用国际标准组织ISO的OSI开放系统互联的参考模型，使符合开放系统的各制造厂的产品可以互连，互通信以及进行数据交换，第三方软件以可以应用。
改变了过去DCS各厂自成系统的封闭结构，DCS由原来的仅能应用发展到不仅能应用而且能开发。
TDC-3000（带UCN网）Centum XL等。
(4) 90年代以后，网络开放期。
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2、分散控制系统构成2.1分散控制系统组成管理的集中性和控制的分散性这一需求，推动了分散控制系统的发展，其实质是利用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种控制技术。
分散控制系统是纵向分层、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和数据处理设备连接在一起，实现各部分信息的共享和协调工作，共同完成控制、管理及决策功能。
概括起来，分散控制系统的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。
SmartPro 系统是和利时公司设计、开发的大型分布式控制系统，该系统采用Profibus-DP 现场总线技术，具有高可靠性、先进、高性价比等特点。
SmartPro 系统的体系结构如图2-1所示。
工程师站汽机操作员站锅炉操作员站历史数据SNET图2-1一个大型SmartPro 可由多组服务器组成，由此将系统划分成多个域，每个域可由独立的服务器、系统网络SNET 和多个现场控制站（即I/O 站）组成，完成相对独立的采集和控制功能。
操作员站和高级计算站等可通过域名登录到不同的域进行操作。
SmartPro 系统的网络由上到下分为管理网络（即MNET 网）、系统网络（即SNET 网）和控制网络（即CNET ）三个层次，系统网络实现工程师站、操作员站、系统服务器与现场控制站的互连，控制网络实现主控单元与过程I/O 单元的通讯。
1）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器。
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。
工程师站是一台工业计算机，采用Windows2000操作系统，运行相应的组态管理程序，对整个系统进行集中控制和管理。
工程师站主要有以下功能：●控策略组态（包括系统硬件设备、控制算法）、人机界面组态（包括图形、报表）和相关系统参数的设置。
●现场控制站的下装和在线调试，操作员站人机界面的在线修改。
●在工程师站上运行操作员站实时监控程序后，可以把工程师站作为操作员站使用。
操作员站是操作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。
运行相应的实时监控程序，对整个系统进行监视和控制。
操作员站也是一台工业计算机，采用Windows NT4.0的操作系统，运行相应的实时监控程序，对整个系统进行监视和控制。
操作员站主要完成以下功能：●各种监视信息的显示、查询和打印，主要有工艺流程图显示、趋势显示、参数列表显示、报警监视、日志查询、系统设备监视等。
●通过键盘、鼠标或触摸屏等人机设备，通过命令和参数的修改，实现对系统的人工干预，如在线参数修改、控制调节等。
历史数据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。
2) 现场控制站是SmartPro系统中最下层的设备，它可以在控制室中采用柜式集中安装，也可以分散安装。
它采用先进的ProfiBus-DP现场总线技术。
它具有可靠性高、分散度强、可冗余配置等技术特点。
现场控制站作为信号采集和控制设备是SmartPro系统的硬件基础。
它的正常工作是整个SmartPro系统正常工作的基础。
现场控制站（亦称为控制站、过程控制站、过程控制单元）用于现场信号的采集与处理，控制策略的实现，并具有可靠性的冗余保证、网络通信功能。
包括机柜及其模件、电源模件和主控制器等。
主控制器是分散控制系统的核心控制部件，所有控制功能均由它根据功能的分配不同协调实现。
现场控制站由主控单元、智能I/O单元、电源单元、现场总线和专用机柜等部分组成，采用分布式结构设计，扩展性强。
其中主控单元是一台特殊的工业计算机，采用分布式全32－bit微内核实时操作系统QNX，运行工程师站所下装的控制程序，进行工程单位变换、控制运算，并通过监控网络与工程师站和操作员站进行通讯，完成数据交换；智能I/O单元完成现场内的数据采集和控制输出；电源单元为智能I/O单元提供稳定的工作电源；现场总线为主控单元与智能I/O单元之间进行数据交换提供通讯链路。
主控单元采用冗余配置，通过现场总线（Profibus-DP）与各个智能I/O单元进行连接。
在主控单元和智能I/O单元上，分别固化了相应的板级程序。
主控单元的板级程序固化在半导体存储器中，而将实时数据存储在带掉电保护的SRAM中，完全可以满足控制系统可靠性、安全性、实时性要求。
而智能I/O单元的板级程序同样固化在半导体存储器中。
3)通信网络连接分散控制系统的各个分布部分，完成数据、指令及其他信息的传递。
Smartpro 系统由上下两个网络层次组成：监控网络（SNET）和控制网络（CNET）。
上层监控网络主要用于工程师站、操作员站和现场控制站的通讯连接；下层控制网络存在于各个现场控制站内部，主要用于主控单元和智能I/O单元的通讯连接。
Smartpro 系统网络拓扑结构图如图2-2所示图2-2监控网络上层监控网络为冗余高速以太网链路，使用五类屏蔽双绞线及光纤将各个通讯节点连接到中心交换机上。
该网络中主要的通讯节点有工程师站、操作员站、现场控制站，采用TCP/IP通讯协议，不仅可以提供100MB/bps的数据连接，还可以连接到Intranet、Internet，进行数据共享。
监控网络实现了工程师站，操作员站、现场控制站之间的数据通讯。
通过监控网络，工程师站可以把控制算法程序下装到现场控制站主单元上，同时工程师站和操作员站也可以从主控制单元上采集实时数据，用于人机界面上数据的显示。
各个节点固定分配的IP地址进行标识。
为实现监控网络的冗余，网中每个接点的主机都配有两块以太网卡，分别连接到128网段和129网段的交换机上。
监控网络的前两位IP地址已作了规定，分别为128.0和129.0，现场控制站主单元IP地址的后两位由程序自动分配，工程师站、操作员站IP地址的后两位则可以自行定义。
一般我们将一个现场控制站里相互冗余的两个主控单元分别成为A机、B机。
他们的IP地址设置是通过一个拔码开关来实现的，具体设置如表1.1所示。
对于工程师站和操作员站的计算机，我们把它看作同一类计算机，进行同意编号，具体IP 地址设置如表所示。
各现场控制站主控单元IP地址设置各工程师站、操作员站计算机IP地址设置控制网络控制网络位于现场控制站内部，主控单元和智能I/O单元都连接在Profibus-DP总线上，采用带屏蔽的双绞线铜线（串行总线）进行连接，具有很强的抗干扰能力。
该网络中的通讯节点主要有DP主站（主控单元中的FM121模件）和DP从站（智能I/O单元------FM系列的输入/输出模件）。
利用总线技术实现主控单元和过程I/O单元间的通讯，以完成实时输入/输出数据和从站设备诊断信息的传送，并且通过添加DP重复器模件，可以实现远距离通讯，或者连接更多的智能I/O单元。
SmartPro系统控制网络结构图4)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。
东海拉尔发电厂2×50MW机组、2×220T循环硫化床锅炉DCS系统的软件组成是：Windows2000+PACK4操作系统,ConMaker应用程序软件,FacView 应用程序软件。
SmartPro系统由硬件和软件两部分组成。
硬件部分主要包括和利时公司自行研制、开发的FM系列主控单元和输入/输出模件；软件部分包括ConMaker应用程序软件及FacView 应用程序软件。
ConMaker软件主要用于实现控制策略程序的设计、运行、监控，支持算法离线仿真调试，有效提高工作效率，减少错误率，降低了危险性；支持主控单元数据库的增量下装和完全下装两种方式；可以从主控单元中读取当前工程的全部数据，包括所有参数。
ConMaker提供了功能强大的开发语言，采用符合IEC1131-3标准的五种编程语言：SFC、FBD、LD、ST、IL，方便各个行业、不同种类的组态人员进行控制策略组态。
ConMaker 提供了丰富控制算法库，包括算术运算函数库、类型转换函数库、控制策略函数库、定时器/计数器/触发器等函数库，同时组态人员还可以采用五种语言，灵活高效的自定义函数功能块（Function Block），在任何应用程序种灵活方便的调用。
ConMaker软件主要用于实现控制策略的设计、运行、监控，支持算法离线仿真调试，有效提高工作效率，减少错误率，降低了危险性；支持主控单元数据库的增量下装和完全下装两种方式；可以从主控单元中读取当前工程的全部数据，包括所有参数。
ConMaker提供了功能强大的开发语言，采用符合IEC1131-3标准的五种编程语言：SFC、FBD、LD、IL 方便各个行业、不同种类的组态人员进行控制策略组态。
ConMaker提供了丰富控制算法库，包括算术运算函数库、类型转换函数库、控制策略函数库、定时/计数器/触发器等函数库，同时组态人员还可以采用五种语言，灵活高效的自定义函数功能块（Function Block）,在任何应用程序中灵活方便的调用。
FacView软件主要用于实现人机界面的设计、操作、调试、维护。
FacView软件由FacView Explorer，工程编辑器、图形编辑器、代码编辑器，以及FacView Runtime共5个部分组成。
利用图形编辑器可轻松制作各种工艺图形，画面上的各个图形元素具有各自相应的静态特性（点、线、弦、弧、矩形、椭圆、多变形等图形的填充、旋转、拉伸、拷贝、剪切、粘贴等）、动态特性（数值显示、填充、曲线跟踪、平移、旋转、闪烁、缩放及各种动画功能）和交互特性（各种操作按钮，可完成图形切换、弹出窗口、修改参数及各种控制功能）灵活运用这三种特性，即可定制各式各样的人机界面，还可定制仪表风格的控制操作界面，符合操作员的使用习惯。
代码编辑器内置的InterCode编程接口，可提供专为工程自动化见空而设计的简单易用的编程语言，无需专业编程经验即可掌握，支持多任务、多线程、远程调用的程序执行方式，通过功能强大的内部接口函数，可访问系统所有的应用：变量、报警、趋势、图形、操作系统、通讯接口等。
FacView软件主要用于实现人机界面的设计、操作、调试、维护。
FacView软件有FacView Explorer、工程编辑器、图形编辑器、代码编辑器，以及FacView Runtime共5个部分组成。
利用图形编辑器可轻松制作各种工艺图形，画面上的各个图形元素具有各自相应的静态特性（点、线、弦、弧、矩形、椭圆、多变形等图形的填充、旋转、拉伸、拷贝、剪切、粘贴等）、动态特性（数值显示、填充、曲线跟踪、平移、旋转、闪烁、缩放及各种动画功能）和交互特性（各种操作按钮，可完成图形切换、弹出窗口、修改参数及各种控制功能）。