集散控制系統(tǒng)(復(fù)習(xí))

1、2013.5 填空題（填空題（2% 10 = 20） 選擇題（選擇題（2% 10= 20） 判斷題判斷題 （1% 12 = 12） 簡答題（簡答題（12% 3 = 36） 組態(tài)題（組態(tài)題（12%） 填空題（填空題（2% 12 = 24） 選擇題（選擇題（2% 10 = 20） 判斷題判斷題 （1% 10 = 10） 簡答題（簡答題（8% 3 = 24） 組態(tài)題（組態(tài)題（11% 2 = 22 % ） 1、集散系統(tǒng)的主要特性及產(chǎn)生原因。集散系統(tǒng)的主要特性及產(chǎn)生原因。2、集散系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。集散系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。3、開放式系統(tǒng)及其基本特征。開放式系統(tǒng)及其基本特征。4、集散系統(tǒng)的展望。集散系統(tǒng)的展望。5

2、、集散系統(tǒng)在我國的現(xiàn)狀及發(fā)展。、集散系統(tǒng)在我國的現(xiàn)狀及發(fā)展。1 1 集散系統(tǒng)的主要特性集散系統(tǒng)的主要特性 Total Distributed Control SystemTotal Distributed Control System，TDCS,TDCS,又稱分布式控制系統(tǒng)。又稱分布式控制系統(tǒng)。 主要特性：主要特性：集中管理集中管理、分散控制分散控制 第一個集散控制系統(tǒng)是第一個集散控制系統(tǒng)是19751975年首先由美國年首先由美國霍霍尼威爾（尼威爾（HoneywellHoneywell）公司推出公司推出TDCS 2000TDCS 2000集散控制系統(tǒng)產(chǎn)生的原因集散控制系統(tǒng)產(chǎn)生的原因 模擬儀表難

3、以勝任生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大；模擬儀表難以勝任生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大； 常規(guī)模擬儀表存在難以克服的弊?。撼Ｒ?guī)模擬儀表存在難以克服的弊?。?1) 控制功能過于單一，難以實現(xiàn)復(fù)雜控制的功能?？刂乒δ苓^于單一，難以實現(xiàn)復(fù)雜控制的功能。 2) 難以集中操作和監(jiān)視。難以集中操作和監(jiān)視。 儀表控制系統(tǒng)應(yīng)適應(yīng)工業(yè)技術(shù)發(fā)展的要求；儀表控制系統(tǒng)應(yīng)適應(yīng)工業(yè)技術(shù)發(fā)展的要求； 計算機(jī)集中控制的風(fēng)險太大；計算機(jī)集中控制的風(fēng)險太大； 系統(tǒng)上下及子系統(tǒng)之間的通信聯(lián)系要求越來越高系統(tǒng)上下及子系統(tǒng)之間的通信聯(lián)系要求越來越高（數(shù)據(jù)傳輸速率、數(shù)據(jù)通信質(zhì)量）。（數(shù)據(jù)傳輸速率、數(shù)據(jù)通信質(zhì)量）。2 2 集散系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)集散系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)3 3

4、 開放系統(tǒng)的主要特征開放系統(tǒng)的主要特征 以以和和為依據(jù)而為依據(jù)而建立起來的計算機(jī)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及相關(guān)建立起來的計算機(jī)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及相關(guān)的通信系統(tǒng)。的通信系統(tǒng)。 （1）可移植性（）可移植性（Portability） （2）互操作性（）互操作性（Interoperability） （3）可適宜性（）可適宜性（Scalability） （4）可得到性（）可得到性（Availability）4 DCS4 DCS的發(fā)展方向的發(fā)展方向 垂直方向向上發(fā)展：垂直方向向上發(fā)展：MES,ERPMES,ERP；向下發(fā)展（現(xiàn)場級）：向向下發(fā)展（現(xiàn)場級）：向FCSFCS（Fieldbus Control System

5、Fieldbus Control System）現(xiàn)場總線）現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)發(fā)展?？刂葡到y(tǒng)發(fā)展。無線連接。無線連接。網(wǎng)絡(luò)化。（工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化。（工業(yè)以太網(wǎng)“一網(wǎng)到底一網(wǎng)到底”，管理層管理層- -現(xiàn)場控制層）現(xiàn)場控制層）功能安全。功能安全。標(biāo)準(zhǔn)化。（編程語言的標(biāo)準(zhǔn)化、人機(jī)界標(biāo)準(zhǔn)化。（編程語言的標(biāo)準(zhǔn)化、人機(jī)界面、硬件標(biāo)準(zhǔn)）面、硬件標(biāo)準(zhǔn)）實現(xiàn)了真正的分散控制 中國的中國的DCSDCS市場仍處于上升和發(fā)展時期，而市場仍處于上升和發(fā)展時期，而且有很大的市場空間。且有很大的市場空間。 近年的能源短缺和隨之而來的電力投資熱潮，近年的能源短缺和隨之而來的電力投資熱潮，使得電力行業(yè)的使得電力行業(yè)的DCSDCS需

6、求達(dá)到需求達(dá)到2222億元，占據(jù)億元，占據(jù)整個市場三分之一強(qiáng)的份額，超過了石化和整個市場三分之一強(qiáng)的份額，超過了石化和化工這些傳統(tǒng)的化工這些傳統(tǒng)的DCSDCS應(yīng)用的強(qiáng)勢行業(yè)。應(yīng)用的強(qiáng)勢行業(yè)。 國內(nèi)國內(nèi)DCSDCS企業(yè)的興起；和利時在電力、交通；企業(yè)的興起；和利時在電力、交通；中控在化工；新華在石化等等。中控在化工；新華在石化等等。 但業(yè)務(wù)主體在中低端市場，跟國外主流廠但業(yè)務(wù)主體在中低端市場，跟國外主流廠商的產(chǎn)品競爭并不明顯。商的產(chǎn)品競爭并不明顯。國產(chǎn)國產(chǎn)DCSDCS的未來發(fā)展方向的未來發(fā)展方向 國產(chǎn)國產(chǎn)DCSDCS必須在繼續(xù)拓展中小型項目市場的必須在繼續(xù)拓展中小型項目市場的同時，提高自身的綜合

7、素質(zhì)，積極進(jìn)入大同時，提高自身的綜合素質(zhì)，積極進(jìn)入大型工程項目。型工程項目。 國內(nèi)國內(nèi)DCSDCS企業(yè)應(yīng)以企業(yè)應(yīng)以DCSDCS技術(shù)為核心，向工業(yè)技術(shù)為核心，向工業(yè)自動化綜合企業(yè)發(fā)展。自動化綜合企業(yè)發(fā)展。 要盡快地研究和建立我國要盡快地研究和建立我國FCSFCS（現(xiàn)場總線控（現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)）的體系結(jié)構(gòu)。制系統(tǒng)）的體系結(jié)構(gòu)。 1 1、集散系統(tǒng)的功能構(gòu)成集散系統(tǒng)的功能構(gòu)成2 2、集散系統(tǒng)的基本構(gòu)成集散系統(tǒng)的基本構(gòu)成3 3、集散系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征、集散系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征4 4、冗余化結(jié)構(gòu)冗余化結(jié)構(gòu)5 5、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的構(gòu)成、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的構(gòu)成6 6、典型集散系統(tǒng)的構(gòu)成實例典型集散系統(tǒng)的構(gòu)成實例1 1

8、 集散系統(tǒng)的功能分級集散系統(tǒng)的功能分級1 1）現(xiàn)場控制級）現(xiàn)場控制級2 2）過程裝置控制級）過程裝置控制級3 3）車間操作管理級）車間操作管理級4 4）全廠優(yōu)化和調(diào)度管理級）全廠優(yōu)化和調(diào)度管理級2 2 集散系統(tǒng)的基本構(gòu)成集散系統(tǒng)的基本構(gòu)成1)1)分散過程控制裝置部分分散過程控制裝置部分 適應(yīng)惡劣的生產(chǎn)環(huán)境；適應(yīng)惡劣的生產(chǎn)環(huán)境； 分散控制；分散控制； 實時性；實時性； 獨立性獨立性. .2) 集中操作和管理系統(tǒng)部分集中操作和管理系統(tǒng)部分 信息量大；信息量大； 易操作性；易操作性； 容錯性好；容錯性好；3) 3) 通信系統(tǒng)部分通信系統(tǒng)部分 誤碼率低；誤碼率低； 傳輸速率高；傳輸速率高； 開放性；開

9、放性； 互操作性互操作性. . 允許與其他廠商的產(chǎn)品能通信允許與其他廠商的產(chǎn)品能通信, ,也也即要求即要求DCSDCS通信系統(tǒng)遵循一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)、通信系統(tǒng)遵循一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議協(xié)議. .這個統(tǒng)一通信標(biāo)準(zhǔn)的框架結(jié)構(gòu)是這個統(tǒng)一通信標(biāo)準(zhǔn)的框架結(jié)構(gòu)是ISOISO的的OSIOSI模型模型. . 指現(xiàn)場總線的通信標(biāo)準(zhǔn)指現(xiàn)場總線的通信標(biāo)準(zhǔn), ,要求不要求不同廠商的智能現(xiàn)場變送器、執(zhí)行器等可以同廠商的智能現(xiàn)場變送器、執(zhí)行器等可以互換互換. . 優(yōu)點優(yōu)點：系統(tǒng)可靠性有很大的提高。：系統(tǒng)可靠性有很大的提高。 缺點缺點：由于冗余是采用相同的設(shè)備提高可：由于冗余是采用相同的設(shè)備提高可靠性，導(dǎo)致成本增加。靠性，導(dǎo)致成

10、本增加。 讓兩臺或兩臺以上的裝置以相同的方式同步運轉(zhuǎn)，讓兩臺或兩臺以上的裝置以相同的方式同步運轉(zhuǎn)，輸入相同的信號，進(jìn)行相同的處理，然后對輸出進(jìn)行比輸入相同的信號，進(jìn)行相同的處理，然后對輸出進(jìn)行比較，如果輸出保持一致則系統(tǒng)是正常運行的。較，如果輸出保持一致則系統(tǒng)是正常運行的。 采用采用N N臺同類設(shè)備，采用一臺后備設(shè)備，平時后備設(shè)臺同類設(shè)備，采用一臺后備設(shè)備，平時后備設(shè)備處于準(zhǔn)備狀態(tài)，一旦備處于準(zhǔn)備狀態(tài)，一旦N N臺設(shè)備中某一臺設(shè)備發(fā)生故障，臺設(shè)備中某一臺設(shè)備發(fā)生故障，能啟動后備設(shè)備使其運轉(zhuǎn)。能啟動后備設(shè)備使其運轉(zhuǎn)。（3 3）后退運轉(zhuǎn)方式）后退運轉(zhuǎn)方式 （操作站、人機(jī)界面操作站、人機(jī)界面） 正常

11、時，正常時，N N臺設(shè)備各自分擔(dān)各自功能進(jìn)行運轉(zhuǎn)，當(dāng)臺設(shè)備各自分擔(dān)各自功能進(jìn)行運轉(zhuǎn)，當(dāng)其中一臺設(shè)備損壞時，其余設(shè)備放棄部分不重要的功其中一臺設(shè)備損壞時，其余設(shè)備放棄部分不重要的功能，以此來完成損害設(shè)備的功能。能，以此來完成損害設(shè)備的功能。（4 4）多級操作方式（）多級操作方式（手自動切換手自動切換） 縱向冗余的方法。正常操作是從上一層進(jìn)行的，如縱向冗余的方法。正常操作是從上一層進(jìn)行的，如該層故障則由下一層完成，這樣逐步向下形成對最終該層故障則由下一層完成，這樣逐步向下形成對最終元件執(zhí)行器的控制。元件執(zhí)行器的控制。5 5 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的構(gòu)成現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的構(gòu)成 現(xiàn)場總線及其分類現(xiàn)場總線及其

12、分類 按現(xiàn)場應(yīng)用的不同要求和規(guī)模：按現(xiàn)場應(yīng)用的不同要求和規(guī)模： 1 1） 執(zhí)行器傳感器現(xiàn)場總線、執(zhí)行器傳感器現(xiàn)場總線、 2 2） 設(shè)備現(xiàn)場總線設(shè)備現(xiàn)場總線 3 3） 全服務(wù)現(xiàn)場總線。全服務(wù)現(xiàn)場總線。集散控制系統(tǒng)分散不集散控制系統(tǒng)分散不夠徹底，分散到設(shè)備和裝置級，而現(xiàn)場總線夠徹底，分散到設(shè)備和裝置級，而現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)分散到現(xiàn)場級?？刂葡到y(tǒng)分散到現(xiàn)場級。FCSFCS將將DCSDCS的優(yōu)點集中，控制的優(yōu)點集中，控制功能更完善，操作更方便，組態(tài)更容易。功能更完善，操作更方便，組態(tài)更容易。FCSFCS與與DCSDCS的一個重要區(qū)別是采用數(shù)字傳輸技的一個重要區(qū)別是采用數(shù)字傳輸技術(shù)代替模擬傳輸技術(shù)。術(shù)代替

13、模擬傳輸技術(shù)。用于過程控制的重用于過程控制的重要裝置，與其他的過程控制和管理裝置如緊要裝置，與其他的過程控制和管理裝置如緊急停車系統(tǒng)、可編程邏輯控制系統(tǒng)、制造執(zhí)急停車系統(tǒng)、可編程邏輯控制系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)、先進(jìn)控制系統(tǒng)等，一起組成綜合自行系統(tǒng)、先進(jìn)控制系統(tǒng)等，一起組成綜合自動化系統(tǒng)。動化系統(tǒng)。DCSDCS傳輸?shù)男盘柺莻鬏數(shù)男盘柺?-20mA4-20mA模模擬信號，采用擬信號，采用HARTHART協(xié)議儀表的傳輸采用混合協(xié)議儀表的傳輸采用混合傳輸。而現(xiàn)場總線傳輸?shù)男盘柺菙?shù)字信號。傳輸。而現(xiàn)場總線傳輸?shù)男盘柺菙?shù)字信號?，F(xiàn)場總線設(shè)備和操作管現(xiàn)場總線設(shè)備和操作管理裝置組成兩層結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)?？刂?/p>

14、規(guī)模較小，理裝置組成兩層結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)?？刂埔?guī)模較小，控制回路不多?？刂苹芈凡欢?。在兩層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加在兩層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加控制裝置。即現(xiàn)場總線設(shè)備、控制裝置和操作管理裝置組控制裝置。即現(xiàn)場總線設(shè)備、控制裝置和操作管理裝置組成。大部分控制功能在現(xiàn)場總線級完成，控制裝置主要完成。大部分控制功能在現(xiàn)場總線級完成，控制裝置主要完成對下層的協(xié)調(diào)控制功能及部分先進(jìn)控制功能。成對下層的協(xié)調(diào)控制功能及部分先進(jìn)控制功能。將將DCSDCS輸入輸出總線經(jīng)現(xiàn)輸入輸出總線經(jīng)現(xiàn)場總線接口連接到現(xiàn)場總線，將輸入輸出模塊下移到現(xiàn)場場總線接口連接到現(xiàn)場總線，將輸入輸出模塊下移到現(xiàn)場總線設(shè)備中，形成由總線設(shè)備中，形成

15、由DCSDCS擴(kuò)展的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。擴(kuò)展的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。6 6 典型典型DCSDCS系統(tǒng)系統(tǒng) TPS 、Experion PKS（Honeywell） PCS 7 ( Siemens) Delta V (Emerson) I/A S (Foxboro) 分散過程控制裝置分散過程控制裝置 C200C300混合控制器、輸入輸出子系統(tǒng)和混合控制器、輸入輸出子系統(tǒng)和現(xiàn)場總線設(shè)備?，F(xiàn)場總線設(shè)備。 集中操作和管理裝置集中操作和管理裝置 過程服務(wù)器、操作站、應(yīng)用控制環(huán)境等過程服務(wù)器、操作站、應(yīng)用控制環(huán)境等 通信系統(tǒng)通信系統(tǒng) 容錯以太網(wǎng)和容錯以太網(wǎng)和ControlNet現(xiàn)場總線?，F(xiàn)場總線。軌道式軌道式

16、I/O 控制應(yīng)用控制應(yīng)用ACE 安全安全控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)FSC高速容錯以太網(wǎng)高速容錯以太網(wǎng) FTE數(shù)字視頻數(shù)字視頻服務(wù)器服務(wù)器DVMPM I/OT123T123T123T123T123T123T123操作站操作站Experion PKS 全貌圖全貌圖無線移動無線移動服務(wù)器服務(wù)器 C200控制器控制器TDC2000,TDC3000,TPS ESVT服務(wù)器服務(wù)器SCADA 設(shè)備(OPC, Modbus, DH+, 等設(shè)備!)過程過程服務(wù)器服務(wù)器商務(wù)集成商務(wù)集成服務(wù)器服務(wù)器eServer工程站工程站和操作站和操作站移動移動終端終端WANwwwGUSPM FamilyNIMFSCEthernetLCN

17、T123T123T123T123T123T123T123分布式分布式系統(tǒng)系統(tǒng)資產(chǎn)管理系統(tǒng)資產(chǎn)管理系統(tǒng)開放接口與開放接口與高級應(yīng)用高級應(yīng)用分散過程控制裝置分散過程控制裝置 連續(xù)控制和邏輯控制一體化的混合控制器連續(xù)控制和邏輯控制一體化的混合控制器C200C200，C300.C300. FFProfibusDeviceNetControlNetFFProfibusDeviceNetControlNet等現(xiàn)場等現(xiàn)場總線設(shè)備總線設(shè)備 數(shù)字視頻管理站（數(shù)字視頻管理站（DVMDVM） 故障安全控制器故障安全控制器FSCSCADAFSCSCADA設(shè)備以及集成的設(shè)備以及集成的TPSTPS、TDC2000TDC2

18、000、TDC3000TDC3000等分散控制裝置。等分散控制裝置。 可同時實現(xiàn)可同時實現(xiàn): 連續(xù)回路控制連續(xù)回路控制, 邏輯連鎖控制邏輯連鎖控制, 和順序控和順序控制制 兩種運行環(huán)境：兩種運行環(huán)境： 50毫秒毫秒CEE: 50ms, 100ms, 200ms, 500ms, 1s, 2s 5毫秒毫秒CEE: 5ms, 10ms, 20ms, 50ms, 100ms, 200ms 每個控制回路可分別運行不同的周期每個控制回路可分別運行不同的周期 使用單一的工程師工具，用于組態(tài)和維護(hù)使用單一的工程師工具，用于組態(tài)和維護(hù) 全冗余結(jié)構(gòu)。全冗余結(jié)構(gòu)。 控制器冗余，使用各自獨立底板，保證最大的安控制器冗

19、余，使用各自獨立底板，保證最大的安全性全性 特有的冗余模件，自動同步，故障可實現(xiàn)無縫隙特有的冗余模件，自動同步，故障可實現(xiàn)無縫隙切換切換 冗余電源系統(tǒng)，對控制器及冗余電源系統(tǒng)，對控制器及I/O安全供電安全供電 冗余網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)服務(wù)器，控制器，及冗余網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)服務(wù)器，控制器，及I/O的通信的通信 在線維護(hù)，擴(kuò)展；在線對特定控制策略修改在線維護(hù)，擴(kuò)展；在線對特定控制策略修改 1) 控制器控制器(CPM)2) 冗余模件冗余模件3) I/O 連接模件連接模件4) 現(xiàn)場總線接口模件現(xiàn)場總線接口模件5) 控制網(wǎng)接口模件控制網(wǎng)接口模件6) 冗余電纜冗余電纜132456FTE5CPM(Control Proce

20、ssor Module)8MB RAM，4MB ROM，100MHz主頻主頻支持支持8個個I/O機(jī)架和機(jī)架和64個個IOM在在CP中占中占2個位置個位置控制器冗余控制器冗余 冗余控制器及輸入輸出模塊冗余控制器及輸入輸出模塊同一控制器實現(xiàn)同一控制器實現(xiàn): Profit Loop 調(diào)節(jié)控制器調(diào)節(jié)控制器 邏輯及設(shè)備控制邏輯及設(shè)備控制 順序控制順序控制 快速控制快速控制 （5 mS）C200，ACE 和現(xiàn)場總線，使用統(tǒng)一的和現(xiàn)場總線，使用統(tǒng)一的工程工具工程工具512個個PID回路回路FTECPM1 CNI(Control Net Interface) 提供提供Supervisory Network(U

21、plink CNI)接口接口 Peer-to-Peer 點對點通訊點對點通訊 模塊通訊接口模塊通訊接口(Downlink CNI) 1個個CNI卡掛卡掛Rack IO=8; =24IOMs。 1個個C200 =4 Downlink 在同一網(wǎng)絡(luò)上在同一網(wǎng)絡(luò)上,每個每個 CNI卡必須有唯卡必須有唯一的地址一的地址1) Uplink CNI2) Downlink CNI2FTE1CNIRM(Redundancy Module)RM(Redundancy Module) 支持冗余控制器機(jī)架連接支持冗余控制器機(jī)架連接在兩個機(jī)架的同一物理位在兩個機(jī)架的同一物理位置上置上連接用兩芯光纜連接用兩芯光纜冗余無撓

22、動切換冗余無撓動切換在冗余配置時在冗余配置時,CP Rack,CP Rack所所有有IOMIOM都要移去都要移去2FTE1RM 1) 冗余模件冗余模件 2) 冗余電纜冗余電纜 根據(jù)下面的配置要求，畫出根據(jù)下面的配置要求，畫出PKS系統(tǒng)的結(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。構(gòu)圖。 1條容錯以太網(wǎng)，（都采用冗余配置）條容錯以太網(wǎng)，（都采用冗余配置） 1臺過程服務(wù)器，臺過程服務(wù)器，2臺操作站，臺操作站，1臺臺ACE，2套冗余的混合控制器套冗余的混合控制器C200，1個個FSC， I/O控制網(wǎng)絡(luò)節(jié)點有控制網(wǎng)絡(luò)節(jié)點有2臺臺A-B公司的公司的PLC和和2臺臺HPM I/O。過程服務(wù)器操作站01操作站02ACEC200C200

23、C200C200FSCHPMI/OPLCPLCFTE01#02#HPMI/O操作和管理裝置操作和管理裝置 服務(wù)器服務(wù)器 操作站操作站 高級應(yīng)用控制環(huán)境高級應(yīng)用控制環(huán)境ACEACE（應(yīng)用模件）（應(yīng)用模件） 過程服務(wù)器過程服務(wù)器 eServereServer 手持無線移動設(shè)備等。手持無線移動設(shè)備等。通信系統(tǒng)通信系統(tǒng) 過程控制網(wǎng)絡(luò)（過程控制網(wǎng)絡(luò)（ControlNet, Ethernet, DeviceNet, Profibus, FF, HART等）等） 容錯以太網(wǎng)（容錯以太網(wǎng)（FTE） Configuration Studio. 用于系統(tǒng)配置包括服務(wù)器、用于系統(tǒng)配置包括服務(wù)器、操作站、控制器處理器

24、等。操作站、控制器處理器等。 Quick Builder. 用于建立在用于建立在PKS系統(tǒng)中的硬系統(tǒng)中的硬件，包括操作站，控制器處理器、打印機(jī)等件，包括操作站，控制器處理器、打印機(jī)等和標(biāo)準(zhǔn)點的圖形工具。和標(biāo)準(zhǔn)點的圖形工具。 Control Builder. 為控制處理器建立控制策為控制處理器建立控制策略的圖形工具。略的圖形工具。 System Display?？膳渲脠蟾?、組顯示、趨可配置報告、組顯示、趨勢和站設(shè)置。勢和站設(shè)置。 HMIWeb Display Bulilder. 建立用戶的顯示建立用戶的顯示畫面，用畫面，用html格式存儲。格式存儲。 分散過程控制裝置分散過程控制裝置 AS與分布

25、式與分布式I/O 集中操作和管理裝置集中操作和管理裝置 OS與與ES 通信系統(tǒng)通信系統(tǒng) Profibus、以太網(wǎng)與、以太網(wǎng)與MPI網(wǎng)網(wǎng) PCS 7采用的組態(tài)工具為采用的組態(tài)工具為. 在項目管理上，程序管理器以在項目管理上，程序管理器以(Component view)和和(Plant view)兩個不同的視覺，同時進(jìn)行管理兩個不同的視覺，同時進(jìn)行管理. 控制組態(tài)工具控制組態(tài)工具: Delta V Delta V 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 一般由工作站、集線器、控制器及一般由工作站、集線器、控制器及I/OI/O子系子系統(tǒng)組成。統(tǒng)組成。 Delta V Delta V 系統(tǒng)采用符合系統(tǒng)采用符合基金會現(xiàn)場

26、總線基金會現(xiàn)場總線標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu). . 分散過程控制裝置分散過程控制裝置 MD/MD Plus控制器及控制器及I/O模塊模塊. 集中操作和管理裝置集中操作和管理裝置 Professional Plus工作站工作站(唯一的唯一的)、操作員操作員站及應(yīng)用工作站站及應(yīng)用工作站. 通信系統(tǒng)通信系統(tǒng) 基金會現(xiàn)場總線構(gòu)成的現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)、冗基金會現(xiàn)場總線構(gòu)成的現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)、冗余控制網(wǎng)余控制網(wǎng). 圖圖變送器變送器現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)中，要實現(xiàn)一個單回路現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)中，要實現(xiàn)一個單回路控制至少要有哪些現(xiàn)場總線設(shè)備？各現(xiàn)場控制至少要有哪些現(xiàn)場總線設(shè)備？各現(xiàn)場總線設(shè)備應(yīng)含有哪些功能模塊？并完成這總線設(shè)

27、備應(yīng)含有哪些功能模塊？并完成這些功能模塊的組態(tài)圖。些功能模塊的組態(tài)圖。衡量衡量集散系統(tǒng)可靠性的指標(biāo)集散系統(tǒng)可靠性的指標(biāo)有：有： 在偶然失效期內(nèi)的計算產(chǎn)品的可靠度。tetR)(已知某電子元件的 ，求該元件工作50h的可靠度。1000/1951.0)100050exp()50(R 一個復(fù)雜系統(tǒng)的可靠度除了與有關(guān)，還與有關(guān)。niinsRRRRRR1321)1 ()1)(1 (121npRRRRniiR1)1 (1（雙重冗余）（雙重冗余） 假設(shè)單機(jī)系統(tǒng)的可靠度是假設(shè)單機(jī)系統(tǒng)的可靠度是99%，那用這樣，那用這樣的系統(tǒng)組成冗余的雙機(jī)系統(tǒng)，其可靠度為的系統(tǒng)組成冗余的雙機(jī)系統(tǒng)，其可靠度為多少。多少。 從可靠性

28、設(shè)計和維修性兩個方面考慮：從可靠性設(shè)計和維修性兩個方面考慮：1、可靠性設(shè)計可靠性設(shè)計的準(zhǔn)則的準(zhǔn)則（1 1）有效地利用以前的經(jīng)驗）有效地利用以前的經(jīng)驗（2 2）盡可能減少零件數(shù)）盡可能減少零件數(shù)（3 3）采用標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品）采用標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品（4 4）檢查、調(diào)試及互換容易實現(xiàn)）檢查、調(diào)試及互換容易實現(xiàn)（5 5）零件互換性好）零件互換性好（6 6）可靠性特殊設(shè)計方法）可靠性特殊設(shè)計方法可靠性設(shè)計準(zhǔn)則：可靠性設(shè)計準(zhǔn)則： 系統(tǒng)運行不受故障影響的準(zhǔn)則系統(tǒng)運行不受故障影響的準(zhǔn)則； 系統(tǒng)不易發(fā)生故障的準(zhǔn)則系統(tǒng)不易發(fā)生故障的準(zhǔn)則； 迅速排除故障的準(zhǔn)則迅速排除故障的準(zhǔn)則。 （1）系統(tǒng)運行不受故障影響系統(tǒng)運行不受故障影響

29、的設(shè)計的設(shè)計 冗余結(jié)構(gòu)設(shè)計（冗余結(jié)構(gòu)設(shè)計（Redundant Structure） 在集散系統(tǒng)中，采用冗余設(shè)計的部件有：在集散系統(tǒng)中，采用冗余設(shè)計的部件有： 供電系統(tǒng)的冗余供電系統(tǒng)的冗余：外部雙重化供電、內(nèi)部大容量：外部雙重化供電、內(nèi)部大容量電池供電保護(hù)數(shù)據(jù)；電池供電保護(hù)數(shù)據(jù)； 過程控制裝置的冗余過程控制裝置的冗余：裝置冗余（：裝置冗余（n：1）和）和CPU冗余（雙重化冗余、熱后備方式）；冗余（雙重化冗余、熱后備方式）； 通信系統(tǒng)的冗余通信系統(tǒng)的冗余：雙重化冗余，智能變送器、數(shù)：雙重化冗余，智能變送器、數(shù)據(jù)通信采用現(xiàn)場總線；據(jù)通信采用現(xiàn)場總線； 操作站的冗余操作站的冗余：2 23 3臺操作站并

30、聯(lián)運行，組成雙重臺操作站并聯(lián)運行，組成雙重化冗余或（化冗余或（2 2，3 3）表決系統(tǒng)冗余；）表決系統(tǒng)冗余； 系統(tǒng)系統(tǒng)輸入輸出信號的插卡部件的冗余以及上位機(jī)冗輸入輸出信號的插卡部件的冗余以及上位機(jī)冗余余等。等。（2 2）不易發(fā)生故障不易發(fā)生故障的硬件設(shè)計的硬件設(shè)計 為了提高使用壽命，從下面幾個方面考慮硬件的設(shè)為了提高使用壽命，從下面幾個方面考慮硬件的設(shè)計和系統(tǒng)的選型計和系統(tǒng)的選型： 運動部件運動部件：由于電子元器件的使用壽命比機(jī)械運動：由于電子元器件的使用壽命比機(jī)械運動部件的使用壽命長，因此，運動部件的壽命就成為部件的使用壽命長，因此，運動部件的壽命就成為衡量系統(tǒng)可靠性的指標(biāo)。衡量系統(tǒng)可靠性的

31、指標(biāo)。接插部件接插部件：卡件本身、卡件和卡件座接觸部分的設(shè)計：卡件本身、卡件和卡件座接觸部分的設(shè)計采采用先進(jìn)的制造工藝用先進(jìn)的制造工藝元器件元器件：機(jī)械與電子器件。選用名牌生產(chǎn)廠家高性能、規(guī)格：機(jī)械與電子器件。選用名牌生產(chǎn)廠家高性能、規(guī)格化、系列化的元器件，嚴(yán)格預(yù)處理和篩選。化、系列化的元器件，嚴(yán)格預(yù)處理和篩選。電路優(yōu)化設(shè)計電路優(yōu)化設(shè)計：采用大規(guī)模和超大規(guī)模的集成電路芯片，盡：采用大規(guī)模和超大規(guī)模的集成電路芯片，盡可能減少焊點；采用電路優(yōu)化設(shè)計（連接線優(yōu)化布置、優(yōu)化可能減少焊點；采用電路優(yōu)化設(shè)計（連接線優(yōu)化布置、優(yōu)化性能的元器件、多級控制系統(tǒng)總體設(shè)計）性能的元器件、多級控制系統(tǒng)總體設(shè)計）（3

32、3）迅速排除故障迅速排除故障的硬件設(shè)計的硬件設(shè)計 為迅速排除故障，減小為迅速排除故障，減小MTTRMTTR，除了具有足夠的備品備件以，除了具有足夠的備品備件以及提高維修人員技能外，在硬件設(shè)計方面采取以下措施：及提高維修人員技能外，在硬件設(shè)計方面采取以下措施： 自診斷自診斷：硬件和軟件結(jié)合共同完成。硬件設(shè)計使系：硬件和軟件結(jié)合共同完成。硬件設(shè)計使系統(tǒng)發(fā)生故障時引起標(biāo)志位的變化；軟件的設(shè)計是對統(tǒng)發(fā)生故障時引起標(biāo)志位的變化；軟件的設(shè)計是對檢測值與故障限值進(jìn)行比較并發(fā)出信號。檢測值與故障限值進(jìn)行比較并發(fā)出信號。 硬件設(shè)計硬件設(shè)計：硬件機(jī)械部件和電子部件的設(shè)計應(yīng)易檢：硬件機(jī)械部件和電子部件的設(shè)計應(yīng)易檢修

33、、更換、不易發(fā)生故障。修、更換、不易發(fā)生故障。 專用診斷、檢修設(shè)備專用診斷、檢修設(shè)備：為便于診斷和檢修，大多數(shù)：為便于診斷和檢修，大多數(shù)集散控制系統(tǒng)廠家制造專用設(shè)備，用于在線和離線集散控制系統(tǒng)廠家制造專用設(shè)備，用于在線和離線檢查和修理，甚至可以進(jìn)行仿真運行。檢查和修理，甚至可以進(jìn)行仿真運行。 售后服務(wù)和備品備件售后服務(wù)和備品備件：人員培訓(xùn)、售后維修、升級：人員培訓(xùn)、售后維修、升級及備品備件的服務(wù)。及備品備件的服務(wù)。集散控制系統(tǒng)的組態(tài)集散控制系統(tǒng)的組態(tài)： 系統(tǒng)組態(tài)系統(tǒng)組態(tài)：組成系統(tǒng)的各設(shè)備間的連接：組成系統(tǒng)的各設(shè)備間的連接 畫面組態(tài)畫面組態(tài)：操作站的各種畫面、畫面間連：操作站的各種畫面、畫面間連

34、接接 控制組態(tài)控制組態(tài)：完成各控制器、過程控制裝置：完成各控制器、過程控制裝置結(jié)構(gòu)連接、參數(shù)設(shè)置等結(jié)構(gòu)連接、參數(shù)設(shè)置等是由分布式系統(tǒng)是由分布式系統(tǒng)制造商提供制造商提供的的系統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用程序程序，由不同功能的，由不同功能的子程序子程序組成，主要包括組成，主要包括子功能、不同數(shù)據(jù)類型、多輸入子功能、不同數(shù)據(jù)類型、多輸入信號；充分利用內(nèi)存、減少消耗。信號；充分利用內(nèi)存、減少消耗。 功能模塊質(zhì)量的評估：功能模塊質(zhì)量的評估：靈活性、先進(jìn)性靈活性、先進(jìn)性和和完善完善性。性。 集散系統(tǒng)中的組態(tài)語言：集散系統(tǒng)中的組態(tài)語言： 功能塊語言、面向問題的語言和高級語言功能塊語言、面向問題的語言和高級語言。AI功能塊

35、PID功能塊AO功能塊OUTOUTOUTCAS_INBKCAL_INBKCAL_OUTCAS_INOutput輸入輸出功能塊、控制算法類功能塊輸入輸出功能塊、控制算法類功能塊思考題：思考題： 在現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)中，完成單回路控制系統(tǒng)在現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)中，完成單回路控制系統(tǒng)的組態(tài)至少需要用到哪些類型功能塊，試畫出的組態(tài)至少需要用到哪些類型功能塊，試畫出其組態(tài)框圖。其組態(tài)框圖。 可擴(kuò)展性的含義可擴(kuò)展性的含義（1 1）增加輸入、輸出模塊（空間、）增加輸入、輸出模塊（空間、CPUCPU、電源）；、電源）；（2 2）通信網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展延伸；）通信網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展延伸；（3 3）通過通信系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)系，方便地增加設(shè)備

36、或者）通過通信系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)系，方便地增加設(shè)備或者 刪除設(shè)備；刪除設(shè)備； （4 4）全開放的結(jié)構(gòu)，允許符合開放系統(tǒng)互聯(lián)協(xié)議的）全開放的結(jié)構(gòu)，允許符合開放系統(tǒng)互聯(lián)協(xié)議的 其他廠家的集散系統(tǒng)與之通信。其他廠家的集散系統(tǒng)與之通信。在集散系統(tǒng)中提高實時性采取的措施：在集散系統(tǒng)中提高實時性采取的措施： 系統(tǒng)的實時性主要與通信速率、媒體存取控系統(tǒng)的實時性主要與通信速率、媒體存取控制、減小無效通信率、實時控制的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和制、減小無效通信率、實時控制的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和多任務(wù)應(yīng)用等因素有關(guān)。因此從這幾個方面采多任務(wù)應(yīng)用等因素有關(guān)。因此從這幾個方面采取以下措施可以提高實時性：取以下措施可以提高實時性： 1 1、選用較高通信

37、速率的集散系統(tǒng)；、選用較高通信速率的集散系統(tǒng)； 2 2、采用合適的媒體存取控制方式；、采用合適的媒體存取控制方式； 3 3、減小無效通信量；、減小無效通信量； 4 4、采用如分布式數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)實時控制的、采用如分布式數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)實時控制的 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和多任務(wù)應(yīng)用軟件。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和多任務(wù)應(yīng)用軟件。 PID 控制控制 順序控制順序控制 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的模塊現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的模塊 離散離散PIDPID控制算法控制算法: : 位置算法、增量算法和位置算法、增量算法和速度算法。速度算法。 連續(xù)連續(xù)PID PID 離散離散PIDPID)()1()(sEsTsTeKsUdic)1()()()()(0kekeKie

38、KkeKkuDkiIccsIicDDsK TKTK TKTs積分系數(shù)微分系數(shù)， T采樣周期 P、I、D三種控制作用是獨立的三種控制作用是獨立的，沒有控制沒有控制器參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)器參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)。 離散離散PID控制器的參數(shù)控制器的參數(shù)不受硬件的制約不受硬件的制約，可，可以在更大范圍內(nèi)設(shè)置以在更大范圍內(nèi)設(shè)置 采用采樣控制，引入了采用采樣控制，引入了采樣周期采樣周期，因此而引，因此而引入了一個入了一個純時滯環(huán)節(jié)純時滯環(huán)節(jié)，使控制品質(zhì)變差。，使控制品質(zhì)變差。 采樣周期的大小采樣周期的大小影響控制系統(tǒng)的控制品質(zhì)。影響控制系統(tǒng)的控制品質(zhì)。（1 1） 串級控制串級控制 計算機(jī)控制系統(tǒng)中，串級控制系統(tǒng)主控計

39、算機(jī)控制系統(tǒng)中，串級控制系統(tǒng)主控制器輸出不需要再進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換，它的輸制器輸出不需要再進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換，它的輸出范圍直接與副被控變量的量程范圍保持出范圍直接與副被控變量的量程范圍保持一致。一致。 集散控制系統(tǒng)中，可根據(jù)組成主、副環(huán)集散控制系統(tǒng)中，可根據(jù)組成主、副環(huán)各環(huán)節(jié)的特性，對主環(huán)和副環(huán)被控變量采各環(huán)節(jié)的特性，對主環(huán)和副環(huán)被控變量采用不同的采樣頻率。用不同的采樣頻率。 （2 2） 比值控制比值控制 控制兩個物料流量比值的控制系統(tǒng)。控制兩個物料流量比值的控制系統(tǒng)。 采用集散控制系統(tǒng)或計算機(jī)控制系統(tǒng)實施采用集散控制系統(tǒng)或計算機(jī)控制系統(tǒng)實施比值控制系統(tǒng)時，宜將比值函數(shù)環(huán)節(jié)設(shè)置在比值控制系統(tǒng)時，宜將比值函

40、數(shù)環(huán)節(jié)設(shè)置在設(shè)定在設(shè)定值通道中。集散系統(tǒng)實施比值控設(shè)定在設(shè)定值通道中。集散系統(tǒng)實施比值控制系統(tǒng)采用相乘方案，流量比值可用除法器制系統(tǒng)采用相乘方案，流量比值可用除法器功能模塊獲得。功能模塊獲得。 由于采用數(shù)字運算獲得的數(shù)據(jù)是實際工程由于采用數(shù)字運算獲得的數(shù)據(jù)是實際工程量數(shù)據(jù)，因此不需要計算儀表比值系數(shù)量數(shù)據(jù)，因此不需要計算儀表比值系數(shù)K K，可直接根據(jù)工藝所需比值設(shè)置?？芍苯痈鶕?jù)工藝所需比值設(shè)置。 （3 3） 前饋控制前饋控制 根據(jù)擾動來調(diào)節(jié)的開環(huán)控制系統(tǒng)。根據(jù)擾動來調(diào)節(jié)的開環(huán)控制系統(tǒng)。 集散控制系統(tǒng)中通常采用前饋和反饋信號相加的前集散控制系統(tǒng)中通常采用前饋和反饋信號相加的前饋饋- -反饋控制方

41、案。通常提供靜態(tài)前饋加反饋的控制反饋控制方案。通常提供靜態(tài)前饋加反饋的控制算法。算法。 采用常規(guī)儀表實施前饋加反饋控制系統(tǒng)時，需在前采用常規(guī)儀表實施前饋加反饋控制系統(tǒng)時，需在前饋控制器輸出添加饋控制器輸出添加偏置信號偏置信號。 采用集散控制系統(tǒng)或計算機(jī)控制系統(tǒng)時，如果存在采用集散控制系統(tǒng)或計算機(jī)控制系統(tǒng)時，如果存在積分作用，積分作用，PIDPID控制算法的初始輸出可抵消靜態(tài)時前控制算法的初始輸出可抵消靜態(tài)時前饋控制信號，因此增量算法可不設(shè)置偏置值。饋控制信號，因此增量算法可不設(shè)置偏置值。 動態(tài)前饋一般采用動態(tài)前饋一般采用超前滯后環(huán)節(jié)或功能塊超前滯后環(huán)節(jié)或功能塊實現(xiàn)。實現(xiàn)。 （4 4） 分程控制

42、分程控制 一個控制器的輸出同時送往兩個或兩個以上的執(zhí)一個控制器的輸出同時送往兩個或兩個以上的執(zhí)行器，各執(zhí)行器的工作范圍不同。行器，各執(zhí)行器的工作范圍不同。 集散控制系統(tǒng)實施分程控制有兩種方法。集散控制系統(tǒng)實施分程控制有兩種方法。 1. 1. 采用常規(guī)儀表實施方案，用不同工作范圍的采用常規(guī)儀表實施方案，用不同工作范圍的控制閥，控制組態(tài)與常規(guī)儀表實施相同?？刂崎y，控制組態(tài)與常規(guī)儀表實施相同。 2.2.采用相同工作范圍的標(biāo)準(zhǔn)控制閥，在集散控制采用相同工作范圍的標(biāo)準(zhǔn)控制閥，在集散控制系統(tǒng)中分別計算各閥輸入，并分送兩個輸出模塊。系統(tǒng)中分別計算各閥輸入，并分送兩個輸出模塊。 時滯：衡量過程時滯的大小通常采

43、用過程時滯 和過程等效常數(shù) 之比 越大越不容易控制，當(dāng) 時，稱為大時滯系統(tǒng)。 對于大時滯系統(tǒng)采用PID一般很難滿足對控制品質(zhì)的要求。0.30.5TTTT 針對具有時滯的工業(yè)過程控制對象，常采用時滯補(bǔ)償控制，通過引入適當(dāng)?shù)姆答伃h(huán)節(jié)，使系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)的分母中不含時滯項。從而消除時滯對控制品質(zhì)不利的影響。GcGkGpGf_RFseY( )( )( )( )1( )( )scpcpG s Gs eY sR sG s Gs( )( )( )( )1( )( )( )( )scpsckcpG s Gs eY sR sG s G sG s Gs e1( )( )( )( )1( )( )sckcpcpG

44、s G sG s Gs eG s Gs 引入預(yù)估補(bǔ)償器后的傳遞函數(shù)：構(gòu)成的預(yù)估補(bǔ)償方案：( )( )(1)skpG sG se 根據(jù)順序控制系統(tǒng)中執(zhí)行指令形成來分類，順序控制系統(tǒng)可分為。 順序控制系統(tǒng)的編程方法：。4 4 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的模塊現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的模塊 現(xiàn)場總線設(shè)備中的模塊分為：現(xiàn)場總線設(shè)備中的模塊分為：。（1 1）資源模塊和參數(shù)）資源模塊和參數(shù) 資源模塊用于描述現(xiàn)場總線設(shè)備的特性，例資源模塊用于描述現(xiàn)場總線設(shè)備的特性，例如設(shè)備名稱、制造商名稱、序列號等。如設(shè)備名稱、制造商名稱、序列號等。每個現(xiàn)場每個現(xiàn)場總線設(shè)備有且只有一個資源模塊?？偩€設(shè)備有且只有一個資源模塊。 資源模塊的功能

45、參數(shù)都是內(nèi)含參數(shù)，沒有可資源模塊的功能參數(shù)都是內(nèi)含參數(shù)，沒有可連接參數(shù)。共有連接參數(shù)。共有3434個參數(shù)。個參數(shù)。（2 2） 轉(zhuǎn)換器模塊和參數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊和參數(shù) 轉(zhuǎn)換器模塊是用戶應(yīng)用層的功能模塊與設(shè)轉(zhuǎn)換器模塊是用戶應(yīng)用層的功能模塊與設(shè)備硬件輸入輸出之間的接口。主要完成輸入備硬件輸入輸出之間的接口。主要完成輸入輸出數(shù)據(jù)的量程轉(zhuǎn)換和線性化處理等。輸出數(shù)據(jù)的量程轉(zhuǎn)換和線性化處理等。 按功能可分為檢測轉(zhuǎn)換器模塊、顯示轉(zhuǎn)換按功能可分為檢測轉(zhuǎn)換器模塊、顯示轉(zhuǎn)換器模塊、診斷轉(zhuǎn)換器模塊和輸出轉(zhuǎn)換模塊。器模塊、診斷轉(zhuǎn)換器模塊和輸出轉(zhuǎn)換模塊。 轉(zhuǎn)換器模塊支持模塊的連接，采用鏈接對轉(zhuǎn)換器模塊支持模塊的連接，采用鏈接對

46、象、趨勢對象、警告對象、觀測對象和多變象、趨勢對象、警告對象、觀測對象和多變量容器對象等實現(xiàn)。量容器對象等實現(xiàn)。（3 3） 功能模塊功能模塊 現(xiàn)場總線設(shè)備中用于完成用戶控制策略的各種子現(xiàn)場總線設(shè)備中用于完成用戶控制策略的各種子程序，對已經(jīng)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號的數(shù)字信號進(jìn)行的運算程序，對已經(jīng)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號的數(shù)字信號進(jìn)行的運算程序。程序。 不同功能模塊有不同參數(shù)表。功能模塊可以組合，不同功能模塊有不同參數(shù)表。功能模塊可以組合，實現(xiàn)從簡單到復(fù)雜的控制策略。實現(xiàn)從簡單到復(fù)雜的控制策略。FFBFFB（柔性功能模塊）（柔性功能模塊）可由用戶根據(jù)應(yīng)用目的自行設(shè)計所需功能?？捎捎脩舾鶕?jù)應(yīng)用目的自行設(shè)計所需功能。 功

47、能模塊由輸入?yún)?shù)、輸出參數(shù)和內(nèi)含參數(shù)組成。功能模塊由輸入?yún)?shù)、輸出參數(shù)和內(nèi)含參數(shù)組成。輸入?yún)?shù)接收來自轉(zhuǎn)換器模塊的信號或其他功能模塊輸入?yún)?shù)接收來自轉(zhuǎn)換器模塊的信號或其他功能模塊的輸出信號，輸出到有關(guān)轉(zhuǎn)換器模塊或功能模塊。的輸出信號，輸出到有關(guān)轉(zhuǎn)換器模塊或功能模塊。簡單控制系統(tǒng)的組態(tài)AI功能塊PID功能塊AO功能塊OUTOUTOUTCAS_INBKCAL_INBKCAL_OUTCAS_INOutputAI功能塊PID功能塊AO功能塊OUTOUTOUTCAS_INBKCAL_INBKCAL_OUTIN副被控變量輸入FT101FC101TCV101AI功能塊主被控變量輸入OUTTT101PID功能

48、塊TC101OUTBKCAL_OUTBKCAL_INININ串級控制系統(tǒng)的功能模塊組態(tài)圖AI功能塊PID功能塊AO功能塊OUTOUTOUTINBKCAL_INBKCAL_OUTINFF_VAL被控變量輸入TT101TC101TV101AI功能塊擾動變量輸入OUTTT101前饋-反饋控制系統(tǒng)的功能模塊組態(tài)圖 圖形符號與文字符號圖形符號與文字符號 過程畫面的設(shè)計過程畫面的設(shè)計 信號報警系統(tǒng)設(shè)計信號報警系統(tǒng)設(shè)計 集散系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計集散系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計 招標(biāo)文件的編制及選型招標(biāo)文件的編制及選型圖形符號 功 能 說 明圓形框表示測量和信號讀出功能矩形框表示自動信號處理功能正菱形表示手動信號處理功能等腰

49、梯形表示最終控制裝置，如執(zhí)行機(jī)構(gòu)等表7-1 基本功能圖的框圖符號1）功能圖描述符號）功能圖描述符號 在工程設(shè)計中，儀表的圖形符號是一個在工程設(shè)計中，儀表的圖形符號是一個圓圈圓圈。在同一套。在同一套帶控制點工藝流程圖上，應(yīng)采用同一尺寸的儀表圖形符帶控制點工藝流程圖上，應(yīng)采用同一尺寸的儀表圖形符號。號。 以共用功能為特點的分散控制以共用功能為特點的分散控制/ /共用顯示類型的儀表用共用顯示類型的儀表用方方框符號框符號表示。表示。 計算機(jī)圖形符號是一個計算機(jī)圖形符號是一個正六邊形正六邊形。適用于含有確認(rèn)為。適用于含有確認(rèn)為“計算機(jī)計算機(jī)”部件的系統(tǒng)。能激勵分散控制系統(tǒng)的各種功部件的系統(tǒng)。能激勵分散控

50、制系統(tǒng)的各種功能。能。 邏輯和順序控制的通用圖形符號是一個邏輯和順序控制的通用圖形符號是一個正菱形正菱形。用于沒。用于沒有明確規(guī)定的、復(fù)雜的、互連的邏輯和控制系統(tǒng)。有明確規(guī)定的、復(fù)雜的、互連的邏輯和控制系統(tǒng)。2 2）分散控制、共用顯示、邏輯和計算機(jī)）分散控制、共用顯示、邏輯和計算機(jī) 的設(shè)計符號的設(shè)計符號 與一般模擬儀表接線的區(qū)別與一般模擬儀表接線的區(qū)別l 通信系統(tǒng)的接線需要設(shè)置終端器。防止通信系統(tǒng)的接線需要設(shè)置終端器。防止通信信號在端點處反射造成信號失真，通信信號在端點處反射造成信號失真，并實現(xiàn)線路阻抗匹配。并實現(xiàn)線路阻抗匹配。l 現(xiàn)場總線的電纜有一定的類型規(guī)定，對現(xiàn)場總線的電纜有一定的類型規(guī)

51、定，對導(dǎo)線線徑、特征阻抗等都有嚴(yán)格要求。導(dǎo)線線徑、特征阻抗等都有嚴(yán)格要求。3 3）現(xiàn)場總線設(shè)備連接圖）現(xiàn)場總線設(shè)備連接圖l現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)中的儀表室并聯(lián)連接到現(xiàn)場現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)中的儀表室并聯(lián)連接到現(xiàn)場總線的。一般模擬儀表采用標(biāo)準(zhǔn)電流（或電壓）總線的。一般模擬儀表采用標(biāo)準(zhǔn)電流（或電壓）信號，常采用串聯(lián)連接。信號，常采用串聯(lián)連接。l一條現(xiàn)場總線上最多可掛接的現(xiàn)場總線設(shè)備數(shù)一條現(xiàn)場總線上最多可掛接的現(xiàn)場總線設(shè)備數(shù)量受連接方式、通信量、通信電纜類型等限制。量受連接方式、通信量、通信電纜類型等限制。一般模擬儀表受輸入輸出阻抗的限制，可允許一般模擬儀表受輸入輸出阻抗的限制，可允許連接連接2臺模擬輸入儀表

52、。臺模擬輸入儀表。l 現(xiàn)場總線設(shè)備有極性連接和無極性連接兩種，現(xiàn)場總線設(shè)備有極性連接和無極性連接兩種，對無極性設(shè)備的接線可直接接線，不必考慮信對無極性設(shè)備的接線可直接接線，不必考慮信號線極性。一般模擬儀表的輸入和輸出是電壓號線極性。一般模擬儀表的輸入和輸出是電壓或電流信號，連接是有極性的。或電流信號，連接是有極性的。 過程流程的畫面設(shè)計內(nèi)容包括過程流程圖的分過程流程的畫面設(shè)計內(nèi)容包括過程流程圖的分割、過程流程圖的圖形符號及顏色的配置等割、過程流程圖的圖形符號及顏色的配置等. . 分頁設(shè)計的基本原則分頁設(shè)計的基本原則: :u 相互有關(guān)聯(lián)的設(shè)備宜分在同一分頁相互有關(guān)聯(lián)的設(shè)備宜分在同一分頁, , 有

53、利于有利于操作人員了解它們的相互影響操作人員了解它們的相互影響; ;u 相同的多臺設(shè)備分在同一分頁相同的多臺設(shè)備分在同一分頁, , 相應(yīng)的過程相應(yīng)的過程參數(shù)可采用列表的方式顯示參數(shù)可采用列表的方式顯示, ,它們的開停信號它們的開停信號也可采用填充顏色的方法顯示也可采用填充顏色的方法顯示. .u 公用工程的有關(guān)過程流程圖可根據(jù)流體或能源的類型公用工程的有關(guān)過程流程圖可根據(jù)流體或能源的類型分類分類, ,集中在一個分頁或幾個分頁顯示集中在一個分頁或幾個分頁顯示, ,它們的參數(shù)對一它們的參數(shù)對一些設(shè)備的操作有參考價值時些設(shè)備的操作有參考價值時, , 可在這些設(shè)備的流程圖分可在這些設(shè)備的流程圖分頁中顯示

54、頁中顯示. .u 根據(jù)分散控制系統(tǒng)提供的顯示畫面數(shù)量根據(jù)分散控制系統(tǒng)提供的顯示畫面數(shù)量, ,留出一個或留出一個或幾個分頁作為非操作用顯示畫面幾個分頁作為非操作用顯示畫面, ,用于總流程框圖顯示用于總流程框圖顯示, ,歡迎指導(dǎo)畫面及保密用的假畫面歡迎指導(dǎo)畫面及保密用的假畫面. . u 分頁不宜過多分頁不宜過多. .u 畫面的分頁應(yīng)考慮操作人員的操作分工畫面的分頁應(yīng)考慮操作人員的操作分工, ,避免同一分頁避免同一分頁上繪制不同操作人員操作的有關(guān)設(shè)備和顯示參數(shù)上繪制不同操作人員操作的有關(guān)設(shè)備和顯示參數(shù). . 采用標(biāo)準(zhǔn)的過程流程圖圖形符號采用標(biāo)準(zhǔn)的過程流程圖圖形符號有利于減少操作錯誤有利于減少操作錯誤

55、, ,有利于減少操有利于減少操作培訓(xùn)時間作培訓(xùn)時間, ,有利于系統(tǒng)設(shè)計人員和有利于系統(tǒng)設(shè)計人員和操作人員之間設(shè)計意圖的相互溝通操作人員之間設(shè)計意圖的相互溝通. . 過程流程圖的背景顏色宜采用過程流程圖的背景顏色宜采用灰色、灰色、黑色黑色或其他或其他較暗的顏色較暗的顏色. . 流程畫面的顏色宜采用流程畫面的顏色宜采用冷色調(diào)冷色調(diào), ,而非而非操作畫面的顏色可采用操作畫面的顏色可采用暖色調(diào)暖色調(diào). . 對流程畫面的配色應(yīng)使流程圖對流程畫面的配色應(yīng)使流程圖畫面簡畫面簡單明確單明確, ,色彩協(xié)調(diào)色彩協(xié)調(diào), ,前后一致前后一致, ,顏色數(shù)量不顏色數(shù)量不宜過多宜過多, ,應(yīng)避免引起操作人員的視覺疲勞應(yīng)避免

56、引起操作人員的視覺疲勞. .（3 3）流程圖畫面上數(shù)據(jù)的更新方式）流程圖畫面上數(shù)據(jù)的更新方式 3 3 信號報警系統(tǒng)設(shè)計原則信號報警系統(tǒng)設(shè)計原則l 發(fā)生事故前及時提供信號報警信息，避免事發(fā)生事故前及時提供信號報警信息，避免事故的發(fā)生。故的發(fā)生。l 發(fā)生事故時應(yīng)能從安全生產(chǎn)的要求出發(fā)，切發(fā)生事故時應(yīng)能從安全生產(chǎn)的要求出發(fā)，切除與事故有關(guān)設(shè)備的運行，盡量減少事故的除與事故有關(guān)設(shè)備的運行，盡量減少事故的影響。影響。l 事故發(fā)生時應(yīng)能提供第一事故原因的信息。事故發(fā)生時應(yīng)能提供第一事故原因的信息。l 事故發(fā)生后提供事故的記錄信息。事故發(fā)生后提供事故的記錄信息。 DCSDCS中常采用的抗干擾的措施中常采用的

57、抗干擾的措施, ,有有屏蔽、屏蔽、濾波、接地、合理布線濾波、接地、合理布線及及選擇電纜選擇電纜等等. .5 5 招標(biāo)文件的編制及選型招標(biāo)文件的編制及選型（1 1）編制招標(biāo)文件應(yīng)遵循的原則）編制招標(biāo)文件應(yīng)遵循的原則 1 1、技術(shù)的先進(jìn)性、技術(shù)的先進(jìn)性2 2、性能指標(biāo)定量性、性能指標(biāo)定量性 3 3、競爭的公正性、競爭的公正性 4 4、語言的簡練和確定性、語言的簡練和確定性（2 2）DCSDCS的評估方法的評估方法 1 1、價格高低排序，列出技術(shù)指標(biāo)的偏離情況；、價格高低排序，列出技術(shù)指標(biāo)的偏離情況； 2 2、篩除價格高、偏離技術(shù)要求大的；、篩除價格高、偏離技術(shù)要求大的； 3 3、加入權(quán)函數(shù)，計算總

58、分，以最高者中標(biāo)。、加入權(quán)函數(shù)，計算總分，以最高者中標(biāo)。 中小規(guī)模生產(chǎn)過程控制或招標(biāo)時多家廠商無偏中小規(guī)模生產(chǎn)過程控制或招標(biāo)時多家廠商無偏離表的情況。適合用于符合要求的產(chǎn)品中拔長。離表的情況。適合用于符合要求的產(chǎn)品中拔長。 集散系統(tǒng)的操作方式集散系統(tǒng)的操作方式 集散系統(tǒng)的組態(tài)操作集散系統(tǒng)的組態(tài)操作 集散系統(tǒng)的顯示畫面集散系統(tǒng)的顯示畫面 集散系統(tǒng)的動態(tài)處理方法集散系統(tǒng)的動態(tài)處理方法1 1 集散系統(tǒng)的操作方式集散系統(tǒng)的操作方式 集散控制系統(tǒng)的儀表盤操作指過程控制站的部分操作集散控制系統(tǒng)的儀表盤操作指過程控制站的部分操作在儀表盤進(jìn)行，它通常包括盤裝的單回路、多回路控制器、在儀表盤進(jìn)行，它通常包括盤裝

59、的單回路、多回路控制器、可編程邏輯控制器、模擬儀表后備和簡易型操作終端的操可編程邏輯控制器、模擬儀表后備和簡易型操作終端的操作。作。 特點：特點： （1 1）顯示和讀數(shù)的精度顯示和讀數(shù)的精度提高，讀數(shù)方便；提高，讀數(shù)方便； （2 2）監(jiān)視和操作監(jiān)視和操作與模擬儀表相似，有利于從模擬到數(shù)字與模擬儀表相似，有利于從模擬到數(shù)字的操作過渡；的操作過渡； （3 3）組態(tài)組態(tài)工作由工作由編程器編程器或或上位機(jī)上位機(jī)完成；完成； （4 4）有儀表位號或相應(yīng)描述和工程單位的顯示；）有儀表位號或相應(yīng)描述和工程單位的顯示； （5 5）數(shù)據(jù)的改變數(shù)據(jù)的改變采用按壓增減鍵，變化的快慢可以根據(jù)按采用按壓增減鍵，變化的快

60、慢可以根據(jù)按壓的時間、按壓的分檔或者按壓的壓力進(jìn)行調(diào)整壓的時間、按壓的分檔或者按壓的壓力進(jìn)行調(diào)整; ; （6 6）控制方式切換控制方式切換可以采用切換按鍵或扳鍵實現(xiàn)可以采用切換按鍵或扳鍵實現(xiàn); ; （7 7）具有通信功能具有通信功能，可由上位操作站提供設(shè)定值指令并可，可由上位操作站提供設(shè)定值指令并可向上位操作站提供數(shù)據(jù)以便顯示向上位操作站提供數(shù)據(jù)以便顯示; ; （8 8）報警功能報警功能增強(qiáng)，通常用閃爍方式提示增強(qiáng)，通常用閃爍方式提示; ; （9 9）提供）提供多級操作多級操作的最低級操作。的最低級操作。 通過操作站的通過操作站的CRTCRT、觸摸屏幕、鼠標(biāo)或球標(biāo)、鍵盤等、觸摸屏幕、鼠標(biāo)或球標(biāo)