典型計算機控制系統(tǒng)簡介

1、計算機控制技術(shù)典型計算機控制系統(tǒng)簡介第 8 章 典型計算機控制系統(tǒng)簡介本章的教學(xué)目的與要求掌握典型的計算機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、特點和設(shè)計方法。授課主要內(nèi)容基于PC總線的板卡與工控機組成的計算機控制系統(tǒng)基于數(shù)字調(diào)節(jié)器的計算機控制系統(tǒng)基于可編程控制器的計算機控制系統(tǒng)基于嵌入式系統(tǒng)的計算機控制系統(tǒng)分散控制系統(tǒng)（DCS）現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS ）主要外語詞匯Micro-Controller Unit （MCU）: 微 控 器 ，Digital Signal Processor（DSP）數(shù)字信號處理器重點、難點及對學(xué)生的要求說明： 帶 “ * ”表示要掌握的重點內(nèi)容，帶“ *

2、 ”表示要求理解的內(nèi)容，帶“*”表示要求了解的內(nèi)容，帶表示難點內(nèi)容，無任何符號的表示要求自學(xué)的內(nèi)容基于PC總線的板卡與工控機組成的計算機控制系統(tǒng) *基于數(shù)字調(diào)節(jié)器的計算機控制系統(tǒng)*基于可編程控制器的計算機控制系統(tǒng)*基于嵌入式系統(tǒng)的計算機控制系統(tǒng)*分散控制系統(tǒng)（DCS） *現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS） *計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS ） *輔助教學(xué)情況多媒體教學(xué)課件（POWERPOINT ）復(fù)習(xí)思考題基于PC總線的板卡與工控機組成的計算機控制系統(tǒng)基于數(shù)字調(diào)節(jié)器的計算機控制系統(tǒng)基于可編程控制器的計算機控制系統(tǒng)基于嵌入式系統(tǒng)的計算機控制系統(tǒng)分散控制系統(tǒng)（DCS）現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）計算機集成制造

3、系統(tǒng)（CIMS ）參考資料劉川來，胡乃平，計算機控制技術(shù)，青島科技大計算機控制技術(shù)學(xué)講義計算機控制技術(shù)本章將簡要介紹目前常用的比較典型的計 算機控制系統(tǒng)，主要包括基于PC總線的板卡 與工控機組成的計算機控制系統(tǒng)；基于數(shù)字調(diào) 節(jié)器的計算機控制系統(tǒng)；基于 PLC的計算機 控制系統(tǒng)；基于嵌入式系統(tǒng)的計算機控制系 統(tǒng)；分散控制系統(tǒng)；現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)和計算 機集成制造系統(tǒng)。8.1 基于PC總線的板卡與工控機組成的計算機控制系統(tǒng)8.1.1 PC總線的工業(yè)控制機簡介工 業(yè) 個 人 計 算 機(Industrial Personal Computer - IPC) 是一 種加固的增強型個人計算機，是指對工業(yè)生

4、產(chǎn) 過程及其機電設(shè)備、工藝裝備進行測量與控制 用的計算機，簡稱工控機，它可以作為一個工 業(yè)控制器在工業(yè)環(huán)境中可靠運行。1 .工業(yè)PC的結(jié)構(gòu)工業(yè)控制機的典型結(jié)構(gòu)如圖 8.1所示，主要 有以下幾部分組成。(1)全鋼機 箱(2)無源底板（ 3）工業(yè)電源（ 4） CPU 卡（ 5）其他配件2. 工 業(yè) PC 的特點專門為工業(yè)工程控制現(xiàn)場設(shè)計的工業(yè) PC機 與普通微機相比，有以下特點：（ 1 ）工業(yè) PC 總線設(shè)計支持各種模塊化CPU 卡和所有的IBM-PC/XT/AT 總線接口板。（ 1） 卡（CPU卡、CRT卡、磁盤控制卡和 I/O 接口卡） 采用高度集成芯片，以減少故障率，并均為模塊化、插板式，以

5、便安裝、更換和升級換代。所有的卡使用專用的固定架將插板壓緊，防止震動引起的接觸不良。（ 3）開放性好，兼容性好，吸收了PC 機的全部功能，可直接運行PC 機的各種應(yīng)用軟件。（ 2） 用和PC /AT 總線兼容的無源底板。它使用帶有電源層和地的4 層電路板，有效地提高了系統(tǒng)地抗干擾能力。無源底板帶有4，6， 8， 12， 14 或 20 槽， 可插入 PC/XT 或 PC/AT 總線模板。（ 5） 機箱采用全剛機架，可防止電磁干擾；采用 150W-350W 帶除塵過濾器地工業(yè)開關(guān)電源， 具有足夠地負載驅(qū)動能力。機箱內(nèi)裝有雙風(fēng)扇， 正壓對流排風(fēng)，并裝有濾塵網(wǎng)用以防塵。軟盤驅(qū)動器安裝采用橡皮緩沖防震

6、，并有防塵門。（ 6） 可內(nèi)裝 RAM/ROM 電子盤卡以取代機械磁盤， 使 PC 機在工業(yè)環(huán)境下的操作具有高速、高可靠性、上電自動啟動的功能。3. 常 用的工業(yè)控制機簡介當(dāng)前國內(nèi)外工控機型號很多，下面簡要介紹主要常用的工控機：工控機的生產(chǎn)廠家很多，國外有美國IBM 、ICS 、德國西門子、日本康泰克等，這些產(chǎn)品可靠性好、市場定位高。我國臺灣地區(qū)是工控機的主要生產(chǎn)區(qū)，其品牌主要有研華、威達、艾訊、磐儀、大眾、博文等廠家，其中，研華是世界三大工控廠商之一，在中國大陸及臺灣市場均有較高的市場占有率，產(chǎn)品品種廣泛。計算機控制技術(shù)國內(nèi)也有很多工控機品牌，如研祥、華控、康 拓、艾雷斯、北京華北等。8.1

7、.2基于PC總線的板卡簡介1 .模擬量輸入板卡（A/D卡）圖8.2研華PCI-1713數(shù)據(jù)采集卡模擬量輸入板卡根據(jù)使 用的A/D轉(zhuǎn)換芯片和總線 結(jié)構(gòu)不同，其性能有很大的 區(qū)別。基于PC總線的A/D 板卡是基于PC系列總線，如ISA、PCI等總線標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的，板卡通常有 單端輸入和差分輸入以及兩種方式組合輸入三種。板卡內(nèi)部通常設(shè)置一定的采樣緩沖器， 對采樣數(shù)據(jù)進行緩沖處理，緩沖器的大小也是 板卡的性能指標(biāo)之一。在抗干擾方面，A/D板 卡通常采取光電隔離技術(shù)，實現(xiàn)信號的隔離。 板卡的模擬信號采集的精度和速度指標(biāo)通常 由板卡所采用的A/D轉(zhuǎn)換芯片決定。2 .模擬量輸出板卡（D/A卡） 模擬量輸出板卡完

8、成數(shù)字量到模擬量的轉(zhuǎn)換，D/A轉(zhuǎn)換板卡同樣依據(jù)其采用的 D/A轉(zhuǎn)換芯片的 不同，其轉(zhuǎn)換性能指標(biāo)有很大的差別。D/A轉(zhuǎn) 換除了具有分辨率、轉(zhuǎn)換精度等性能指標(biāo)外， 還有建立時間、溫度系數(shù)等指標(biāo)約束。模擬量 輸出板卡通常還要考慮輸出電平以及負載能 力。3 .數(shù)字量輸入/輸出板卡（I/O板卡）數(shù)字量輸入輸出接口相對簡單，一般都需要緩圖&4 PCI-1760 數(shù)字量輸入輸出卡沖電路和光電隔離部分，輸入通道需要輸入緩 沖器和輸入調(diào)理電路，輸出通道需要有輸出鎖 存器和輸出驅(qū)動器。4 .脈沖量輸入板卡工業(yè)控制現(xiàn)場有許多高速的脈沖信號，如旋 轉(zhuǎn)編碼器、流量檢測信號等，這些都要脈沖量 輸入板卡或一些專用測

9、量模塊進行測量。脈沖 量輸入板卡可以實現(xiàn)脈沖數(shù)字量的輸出和采 集，并可以通過跳線器選擇計數(shù)、定時、測頻 等不同工作方式，計算機可以通過該板卡。方便地讀取脈沖計數(shù)值，也可測量脈沖的頻率或 產(chǎn)生一定頻率的脈沖。考慮到現(xiàn)場強電的干 擾，該類型板卡多采用光電隔離技術(shù)，使計算 機與現(xiàn)場信號之間全部隔離，來提高板卡測量 的抗干擾能力。計算機控制技術(shù)8.1.3基于PC總線的板卡與工控機組成的計算機控制系統(tǒng)的組成和特點1. 組 成基于工控機和板卡組成的計算機控制系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成。（ 1）硬件部分控制計算機參數(shù)檢測和輸出驅(qū)動（ I/O 通道人機接口（ 2）軟件部分2. 特 點基于PC總線的計算機控制系

10、統(tǒng)是一個典型的 DDC 系統(tǒng)，因此它具有以下特點：（ 1）時間上具有離散性（ 2）采用分時控制方式（ 3）具有人機對話功能（ 4）控制方案靈活（ 5）危險集中8.2 基于數(shù)字調(diào)節(jié)器的計算機控制系統(tǒng)8.2.1 數(shù)字調(diào)節(jié)器簡介1. 數(shù) 字調(diào)節(jié)器的分類數(shù)字調(diào)節(jié)器根據(jù)用途和性能的差異可以分為以下幾種類型：（ 1）定程序控制器（ 2）可編程調(diào)節(jié)器（ 3）混合控制器（ 4）批量控制器2. 數(shù) 字調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)（ 1） 數(shù)字調(diào)節(jié)器的硬件部分數(shù)字調(diào)節(jié)器的硬件電路由主機電路、過程輸入通道、 過程輸出通道、人機接口電路以及通信接口電路等部分組成（2）數(shù)字調(diào)節(jié)器的軟件數(shù)字調(diào)節(jié)器器的軟件分為系統(tǒng)程序和用戶程序兩大部分。

11、 系統(tǒng)程序 用戶程序3. 數(shù) 字調(diào)節(jié)的特點（ 1）運算控制功能強（ 2）通過軟件實現(xiàn)所需功能（ 3）帶有自診斷功能（ 4）帶有數(shù)字通訊功能（ 5）具有較有好的人機界面，通過數(shù)字調(diào)節(jié)器的人機接口，操作人員可以方便的對調(diào)節(jié)器進行操作。8.2.2 基于數(shù)字調(diào)節(jié)器的計算機控制系統(tǒng)簡介由數(shù)字調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)可以看出，數(shù)字調(diào)節(jié)器具又很強的控制功能，其內(nèi)部不僅包含了輸入輸出通道，還包含了先進的控制算法和控制措施。使用數(shù)字調(diào)節(jié)器不但可以實現(xiàn)單回路控制，還可以實現(xiàn)諸如串級控制、前饋控制、變增益控制等復(fù)雜控制措施。因此， 由數(shù)字調(diào)節(jié)器組成的控制回路往往被認為是一個典型的直接數(shù)字控制（DDC）回路。另外，由于數(shù)字調(diào)節(jié)器

12、具有較強的通信功能，上位機可以讀取回路數(shù)據(jù)，也可以設(shè)置回路參數(shù)。這樣多臺數(shù)字調(diào)節(jié)器與上位機一起就可以構(gòu)成一個中小型的 DCS 控制系統(tǒng)。數(shù)字調(diào)節(jié)器可以與上位計算機一起組成中計算機控制技術(shù)小型DCS控制系統(tǒng)。數(shù)字調(diào)節(jié)器實現(xiàn)回路控 制，構(gòu)成獨立的DDC控制，多個數(shù)字調(diào)節(jié)器 控制的許多回路都與上位機進行通訊。上位機 負責(zé)采集數(shù)字調(diào)節(jié)器控制回路的狀態(tài)，包括控 制器本身的手、自動工作狀態(tài)、PID參數(shù)值、 輸入及輸出值等一系列信息，并通過通信模塊 對控制器的控制設(shè)置必要的信息，如工作狀態(tài) 的變更、參數(shù)的設(shè)置等。這種類型的控制系統(tǒng) 可如圖8.7所示。圖8.7系統(tǒng)的基本構(gòu)成8.3基于可編程控制器的計算機控制系

13、統(tǒng)可編程控制器（PLC）是近十幾年發(fā)展起來 的一種新型的工業(yè)控制器，由于它把計算機的編程靈活、功能齊全、應(yīng)用面廣等優(yōu)點與繼電器系統(tǒng)的控制簡單、使用方便、抗干擾能力強、價格便宜等優(yōu)點結(jié)合起來，而其本身又具有體積小、 重量輕、 耗電省等特點，因而在工業(yè)生產(chǎn)過程控制中得到了廣泛的應(yīng)用。8.3.1 PLC 簡介1. PLC 的特點（1） 高可靠性（2） 功能齊全（3） 應(yīng)用靈活（4） 系統(tǒng)設(shè)計、調(diào)試周期短（5） 操作維修方便PLC 主要缺點是人機界面比較差，數(shù)據(jù)存儲和管理能力較差，雖然一些大型PLC 在這方面有了較大發(fā)展，但價格較高。2. PLC 的分類按地域范圍PLC 一般可分成三個流派：美國流派、

14、歐洲流派和日本流派。按結(jié)構(gòu)形式可以把PLC 分為兩類：一類是CPU、電源、I/O接口、通信接口等都集成在一個機殼內(nèi)的一體化結(jié)構(gòu)。另一類是電源模塊、CPU 模塊、 I/O 模塊、通信模塊等在結(jié)構(gòu)上是相互獨立的，用戶可根據(jù)具體的應(yīng)用要求，選擇合適的模塊，安裝固定在機架或?qū)к壣?，?gòu)成一個完整的PLC 應(yīng)用系統(tǒng)，按 I/O 點數(shù)的多少又可將PLC 劃分為超小型 PLC（ I/O 點數(shù)小于64點） 、 小型PLC（ I/O點數(shù)在65128點）、中型PLC （I/O點數(shù)范 圍在129512點）和大型PLC （I/O點數(shù)范 圍在 512點以上）等幾種。3. PLC 的發(fā)展趨勢（ 1）向大型網(wǎng)絡(luò)化、綜合化方向

15、發(fā)展（ 2）向體積小、速度快、功能強、價格低的小型化方向發(fā)展8.3.2 PLC 的基本結(jié)構(gòu)和工作原理1. PLC 的基本結(jié)構(gòu)PLC 的基本組成與一般的微機系統(tǒng)相類似，主要包括：中央處理單元、存儲單元、通信接口、外設(shè)接口、I/O 接口等2. PLC 的基本工作原理概括地講，PLC 的工作方式是一個不斷循環(huán)的順序掃描過程。每一次掃描所用的時間稱為掃描時間，也可稱為掃描周期或工作周期。順序掃描工作方式簡單直觀，便于程序設(shè)計和 PLC 自身的檢查。具體體現(xiàn)在：PLC 掃描到的功能經(jīng)解算后，其結(jié)果馬上就可被后面將要掃描到的功能所利用；可以在PLC 內(nèi)設(shè)定一個監(jiān)視定時器，用來監(jiān)視每次掃描的時間是否超過規(guī)定

16、值，避免由于PLC 內(nèi)部 CPU 故障使程序執(zhí)行進入死循環(huán)。掃描順序可以是固定的，也可以是可變的。一般小型PLC 采用固定的掃描順序，大中型PLC 采用可變的掃描順序。這是因為大中型PLC 處理的 I/O 點數(shù)多，其中有些點可能不必要每次都掃描，一次掃描時對某一些I/O 點進行， 下次掃描時又對另一些I/O 點進行， 即分時分批地進行順序掃描。這樣做可以縮短掃描周期，提高實時控制中的響應(yīng)速度。8.3.3 基于PLC的計算機控制系統(tǒng)簡介1. 基 于 PLC 的計算機控制系統(tǒng)的應(yīng)用范圍（ 1）用于開關(guān)邏輯控制（ 2）用于機械加工的數(shù)字控制（ 3）用于機器人控制（ 4）用于閉環(huán)過程控制（ 5）用于實

17、現(xiàn)工廠的無人化管理2. PLC 的控制系統(tǒng)的設(shè)計原則及內(nèi)容（ 1） PLC 系統(tǒng)的設(shè)計原則關(guān)于 PLC 系統(tǒng)的設(shè)計原則往往涉及很多方面，其中最基本的設(shè)計原則可以歸納為四點： 最大限度地滿足工業(yè)生產(chǎn)過程或機械設(shè)備的控制要求。 確保計算機控制系統(tǒng)的可靠性。 力求控制系統(tǒng)簡單、實用、合理。 適當(dāng)考慮生產(chǎn)發(fā)展和工藝改進的需要，在 I/O 接口、通信能力等方面要留有余地。（ 2） PLC 系統(tǒng)設(shè)計包含的內(nèi)容下面是 PLC 系統(tǒng)設(shè)計所要完成的一般性內(nèi)容： 分析被控對象的工藝特點和要求，擬定PLC 系統(tǒng)的控制功能和設(shè)計目標(biāo)； 細化 PLC 系統(tǒng)的技術(shù)要求，如I/0 接口數(shù)量、結(jié)構(gòu)形式、安裝位置等等； PLC

18、 系統(tǒng)的選型，包括CPU、 I/O 模塊、接口模塊等等； 編制 I/0 分配表和PLC 系統(tǒng)及其與現(xiàn)場儀表的接線圖； 根據(jù)系統(tǒng)要求編制軟件規(guī)格說明書，開發(fā) PLC 應(yīng)用軟件； 編寫設(shè)計說明書和使用說明書； 系統(tǒng)安裝、調(diào)試和投運。3. PLC 系統(tǒng)的硬件設(shè)計第一步就是需要對被控生產(chǎn)對象的工藝過程和特點做深入的了解，這也是現(xiàn)場儀表選型與安裝、控制目標(biāo)確定、系統(tǒng)配置的前提。第二步需要創(chuàng)建設(shè)計任務(wù)書，設(shè)計任務(wù)書實際上就是對技術(shù)要求的細化，把各部分必須具備的功能和實現(xiàn)方法以書面形式描述出來。設(shè)計任務(wù)書是進行設(shè)備選型、硬件配置、軟件設(shè)計、系統(tǒng)調(diào)試的重要技術(shù)依據(jù)，若在PLC 系統(tǒng)的開發(fā)過程中發(fā)現(xiàn)不合理的方面

19、，需要及時進行修正。第三步需要在滿足控制要求的前提下，對系統(tǒng)所涉及的硬件設(shè)備進行選型。第四步需要設(shè)計安全回路。4. PLC 的控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計（ 1）前期工作首先需要制定控制方案、制定抗干擾措施、編制 I/0 分配表、確定程序結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、定義軟件模塊的功能，然后編寫應(yīng)用軟件的指令程序， 最后進行軟件的調(diào)試和投運。如果在實現(xiàn)每一項任務(wù)的過程中發(fā)現(xiàn)不合理的地方，要及時進行修正。（ 2）應(yīng)用軟件的開發(fā)和調(diào)試根據(jù)功能的不同，PLC 應(yīng)用軟件可以分為基本控制程序、中斷處理程序和通信服務(wù)程序三個部分。其中基本控制程序是整個應(yīng)用軟件的主體， 它包括信號采集、信號濾波、控制運算、結(jié)果輸出等內(nèi)容。8.4

20、基于嵌入式系統(tǒng)的計算機控制系統(tǒng)8.4.1 嵌入式系統(tǒng)概述1. 嵌 人式系統(tǒng)概念的由來2. 嵌 入式系統(tǒng)的特點從前面對嵌入式系統(tǒng)所作的概念可以看出嵌入式系統(tǒng)具有以下幾個主要特征：（ 1）專用性強（ 2）精簡設(shè)計（ 3）系統(tǒng)內(nèi)核?。?4）嵌入式軟件開發(fā)要想走向標(biāo)準(zhǔn)化，就必須使用多任務(wù)的操作系統(tǒng)。（ 5）為了提高執(zhí)行速度和系統(tǒng)可靠性，嵌入式系統(tǒng)中的軟件一般都固化在存儲器芯片或單片機本身中，而不是存貯于磁盤等載體 中。（ 6）嵌入式系統(tǒng)開發(fā)需要專門的開發(fā)工具和環(huán)境。嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域嵌入式系統(tǒng)技術(shù)具有非常廣闊的應(yīng)用前景，其應(yīng)用領(lǐng)域可以包括：（ 1）工業(yè)控制（ 2）交通管理（ 3）信息家電（ 4）家庭

21、智能管理系統(tǒng)（ 5） POS 網(wǎng)絡(luò)及電子商務(wù)（ 6）環(huán)境監(jiān)測（ 7）機器人8.4.2 嵌入式系統(tǒng)的硬件1 嵌入式微控制器（ Micro-Controller Unit,MCU ）2 嵌 入 式 DSP 處 理 器（ DigitalSignalProcessor, DSP ）3嵌入式微處理器（MicroProcessorUnit,MPU ）4嵌入式片上系統(tǒng)（SystemOnChip, SoC ）8.4.3 嵌入式系統(tǒng)的軟件1. 主 要流行的嵌入式操作系統(tǒng)（ 1） Linux（ 2） pCLinux（ 3） eCOS（ 4） Windows CE（ 5） VxWorks（ 6） RTX5l（7）位

22、/OS2. 嵌入式操作系統(tǒng)的功能（ 1）進程管理（ 2）內(nèi)存管理（ 3）文件系統(tǒng)管理（ 4）設(shè)備驅(qū)動程序（ 5）系統(tǒng)調(diào)用8.4.4 基于嵌入式系統(tǒng)的計算機控制系統(tǒng)的設(shè)計1. 嵌 入式系統(tǒng)的主要設(shè)計方法（ 1）仿真器（ 2） BOOTROM（ 3） JTAG 接口2. 嵌 入式操作系統(tǒng)環(huán)境下的調(diào)試3. 目 前常用的幾種嵌入式系統(tǒng)設(shè)計風(fēng)格。（ 1）縮減 PC 系統(tǒng)（ 2）高級單片系統(tǒng)（ 3）單片機系統(tǒng)8.5分散控制系統(tǒng)（DCS）分散型計算機控制系統(tǒng)又名分布式計算機控制系統(tǒng)，簡稱分散型控制系統(tǒng)（DistributedControl System 即 DCS） 。 分散型控制系統(tǒng)綜合了計算機（ Com

23、puter ） 技術(shù)、 控制 （ Control ）技術(shù)、通信（Communication ）技術(shù)、CRT顯示技術(shù)即4C 技術(shù)，集中了連續(xù)控制、批量控制、 邏輯順序控制、數(shù)據(jù)采集等功能。先進的分散型控制系統(tǒng)將以計算機集成制造系統(tǒng)（ CIMS ）為目標(biāo)，以新的控制方法、現(xiàn)場總線智能化儀表、專家系統(tǒng)、局域網(wǎng)絡(luò)等新技術(shù)，為用戶實現(xiàn)過程控制自動化相結(jié)合的管控一體化的綜合集成系統(tǒng)。分散型控制系統(tǒng)采用分散控制、集中操作、綜合管理和分而自治的設(shè)計原則。系統(tǒng)安全可靠、 通用靈活性、最優(yōu)控制性能和綜合管理能力，為工業(yè)過程的計算機控制開創(chuàng)了新方法。8.5.1 DCS 的特點分散性和集中性，自治性和協(xié)調(diào)性，靈活性和

24、擴展性，先進性和繼承性，可靠性和適應(yīng)性，友好性和新穎性。8.5.2 DCS 的發(fā)展趨勢（ 1）開放式系統(tǒng)發(fā)展（ 2）智能變送器，遠程I/O 和現(xiàn)場總線的發(fā)展，進一步使現(xiàn)場測控功能下移分散（ 3） DCS、 PLC、 PCCS 相互滲透融合，形成數(shù)字化、模塊化、 網(wǎng)絡(luò)化分布式控制系統(tǒng)（ 4） 現(xiàn)場總線集成于DCS 系統(tǒng)是現(xiàn)階段控制網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢8.5.3 DCS 的層次結(jié)構(gòu)DCS 按功能分層的層次結(jié)構(gòu)充分體現(xiàn)了其分散控制和集中管理的設(shè)計思想。DCS 從下至上依次分為直接控制層、操作監(jiān)控層、生產(chǎn)管理層和決策管理層。1. DCS 的直接控制層直接控制層是DCS 的基礎(chǔ)，其主要設(shè)備是過程控制站（PCS

25、） ,PCS 主要由輸入輸出單元(IOU)和過程控制單元(PCU)兩部分組 成。2. DCS 的操作監(jiān)控層操作監(jiān)控層是DCS 的中心，其主要設(shè)備是操作員站、工程師站、監(jiān)控計算機站和計算機網(wǎng)關(guān)。3. DCS 的生產(chǎn)管理層生產(chǎn)管理層的只要設(shè)備是生產(chǎn)管理計算機( manufactory management computer, MMC ) , 一般由一臺中型機和若干臺微型機組成。4. DCS 的決策管理層決策管理層的只要設(shè)備使決策管理計算機( decision management computer, DMC ) ， 一般由一臺大型機、幾臺中型機、若干臺微型機組成。5. 5.4 DCS 的硬件結(jié)構(gòu)D

26、CS 硬件采用積木式結(jié)構(gòu)，可靈活地配置成小、中、大系統(tǒng)；另外，還可以根據(jù)企業(yè)的財力或生產(chǎn)要求，逐步擴展系統(tǒng)和增加功能。1. DCS 控制站的硬件結(jié)構(gòu)控制站（CS）或過程控制站（PCS）只要由輸入輸出單元（ IOU ） 、 過程控制單元（ PCU）和電源三部分組成。2. DCS 操作員站的硬件結(jié)構(gòu)操作員站（OS）為32位（或64位）微處理機或小型機，主要由主機、彩色顯示器（ CRT） 、操作員專用鍵盤和打印機等組成。其中主機的內(nèi)存容量、硬盤容量可由用戶選擇，彩色CRT 可選觸屏式或非觸屏式，分辨率也可選擇，一般用工業(yè) PC機（IPC）或工作站做 OS 主機， 個別 DCS 制造廠配專用OS主機， 前者是發(fā)展趨勢，這樣可增強操作員站的通用性及靈活性。3. DCS 工程師站的硬件結(jié)構(gòu)工程師站（ES）為32位或64位小型機和高檔微型機，主要由主機、彩色顯示器（ CRT） 、鍵盤、打印機等組成，其中主機的內(nèi)存容量、硬盤容量、CD 或磁帶機為外部設(shè)備均可由用戶選擇。8.5.5 DCS 的軟件技術(shù)1 DCS 的組態(tài)軟件2