分布式控制系統(tǒng)01

1、LOGLOGO O2010年08月分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)Your site here課課程程概況概況v課程性質(zhì)課程性質(zhì) 專業(yè)特色課專業(yè)特色課v學(xué)時學(xué)時 48v學(xué)分學(xué)分 3v課程序號課程序號 0653v課程代碼課程代碼 020338v前期課程前期課程 模擬電路、數(shù)字電路、自動控制理論、模擬電路、數(shù)字電路、自動控制理論、計算機語言、通信理論、單片機控制、電機學(xué)、計算機語言、通信理論、單片機控制、電機學(xué)、電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析 等等v考試考查考試考查 Test考試考試Your site here教教材及材及參參考文考文獻獻v 程武山程武山. 分布式控制技術(shù)及其應(yīng)用，科學(xué)出版社，分布式控制技術(shù)

2、及其應(yīng)用，科學(xué)出版社，2008v 王常力，羅安王常力，羅安. 分布式控制系統(tǒng)（分布式控制系統(tǒng)（DCS）設(shè)計與應(yīng)用實例）設(shè)計與應(yīng)用實例，電子工業(yè)出版社，電子工業(yè)出版社，2005v 何衍慶等何衍慶等. 集散控制系統(tǒng)原理及應(yīng)用，化學(xué)工業(yè)出版社，集散控制系統(tǒng)原理及應(yīng)用，化學(xué)工業(yè)出版社，2010v Andrew S. 分布式系統(tǒng)原理與范型，清華大學(xué)出版社，分布式系統(tǒng)原理與范型，清華大學(xué)出版社，2008v George Coulouris . 分布式系統(tǒng)概念與設(shè)計，機械工業(yè)分布式系統(tǒng)概念與設(shè)計，機械工業(yè)出版社，出版社，2008v 凌志浩凌志浩. DCS與現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，華東理工大學(xué)出版社，與現(xiàn)場總線控制

3、系統(tǒng)，華東理工大學(xué)出版社，2008v 邵佩英邵佩英. 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及其應(yīng)用，科學(xué)出版社，分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及其應(yīng)用，科學(xué)出版社，2009Your site hereContents分布式分布式系統(tǒng)構(gòu)成及指令系統(tǒng)構(gòu)成及指令現(xiàn)場總線和數(shù)據(jù)通信現(xiàn)場總線和數(shù)據(jù)通信可編程序邏輯控制方法可編程序邏輯控制方法3概述概述1245經(jīng)典控制算法經(jīng)典控制算法Your site hereContents (2)現(xiàn)場控制站現(xiàn)場控制站分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)人機界面人機界面分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)工程設(shè)計工程設(shè)計8現(xiàn)代控制算法現(xiàn)代控制算法67910分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)應(yīng)用實例應(yīng)用實例Your site

4、herev分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)- Distributed Control System, DCS 或曰：集散控制系統(tǒng)或曰：集散控制系統(tǒng)v分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)基本概念基本概念v新型新型分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)技術(shù)支撐、體系結(jié)構(gòu)技術(shù)支撐、體系結(jié)構(gòu)v新型新型分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)技術(shù)特點技術(shù)特點v分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)的展望的展望Your site herev分布式控制系統(tǒng)來源于直接數(shù)字控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)來源于直接數(shù)字控制系統(tǒng)v直接數(shù)字控制系統(tǒng)直接數(shù)字控制系統(tǒng)(Direct Digital Control，DDC)v計算機通過模擬量輸入通道計算機通過模擬量輸入通道

5、(AI)和開關(guān)量輸入通和開關(guān)量輸入通道道(DI)采集實時數(shù)據(jù)，然后按照一定的規(guī)律進行采集實時數(shù)據(jù)，然后按照一定的規(guī)律進行計算，最后發(fā)出控制信號，并通過模擬量輸出通道計算，最后發(fā)出控制信號，并通過模擬量輸出通道(AO)和開關(guān)量輸出通道和開關(guān)量輸出通道(DO)直接控制生產(chǎn)過程直接控制生產(chǎn)過程vDDC系統(tǒng)是一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，是計算機在工業(yè)系統(tǒng)是一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，是計算機在工業(yè)生產(chǎn)過程中最普遍的一種應(yīng)用方式。生產(chǎn)過程中最普遍的一種應(yīng)用方式。DDC系統(tǒng)中系統(tǒng)中的計算機直接承擔(dān)控制任務(wù)，因而要求實時性好、的計算機直接承擔(dān)控制任務(wù)，因而要求實時性好、可靠性高和適應(yīng)性強?？煽啃愿吆瓦m應(yīng)性強。 Your sit

6、e here1.1 1分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)定義定義定義：定義：分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)是以微處理器為基礎(chǔ)，采用分散是以微處理器為基礎(chǔ)，采用分散控制、集中管理（共用控制、共用顯示）的那一類開放控制、集中管理（共用控制、共用顯示）的那一類開放的儀表計算機控制系統(tǒng)的儀表計算機控制系統(tǒng)1.1.以閉環(huán)回路控制為主要功能的系統(tǒng)以閉環(huán)回路控制為主要功能的系統(tǒng)2.2.除變送和執(zhí)行單元外，其他控制功能及通信、人機界除變送和執(zhí)行單元外，其他控制功能及通信、人機界 面均采用數(shù)字技術(shù)面均采用數(shù)字技術(shù)3.3.以計算機的顯示屏、鍵盤、鼠標(biāo)代替儀表盤形成系統(tǒng)以計算機的顯示屏、鍵盤、鼠標(biāo)代替儀表盤形成系統(tǒng) 的人機

7、界面的人機界面4.4.閉環(huán)回路控制功能由現(xiàn)場控制站完成閉環(huán)回路控制功能由現(xiàn)場控制站完成5.5.人機界面由操作員站實現(xiàn)，系統(tǒng)可以配多個操作員站人機界面由操作員站實現(xiàn)，系統(tǒng)可以配多個操作員站6.6.系統(tǒng)的現(xiàn)場控制站、個操作員站通過數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)實系統(tǒng)的現(xiàn)場控制站、個操作員站通過數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)實 現(xiàn)連接現(xiàn)連接Your site here1.1 分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)基本概念基本概念2分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)組成組成1. 現(xiàn)場控制站現(xiàn)場控制站 完成系統(tǒng)的運算處理控制完成系統(tǒng)的運算處理控制2. 操作員站操作員站 完成人機界面操作，監(jiān)視完成人機界面操作，監(jiān)視3. 工程師站工程師站 對對DCS進行應(yīng)用

8、組態(tài)和編輯進行應(yīng)用組態(tài)和編輯4. 通信系統(tǒng)通信系統(tǒng)=系統(tǒng)網(wǎng)路系統(tǒng)網(wǎng)路+現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)5. 高層管理網(wǎng)絡(luò)高層管理網(wǎng)絡(luò) 更高層次或全廠范圍的控制更高層次或全廠范圍的控制 Your site here1.1 分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)基本概念基本概念2分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)組成組成(2)Your site here1.1 分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)基本概念基本概念3分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)特點特點 集中監(jiān)視管理集中監(jiān)視管理+分散控制調(diào)節(jié)分散控制調(diào)節(jié)1. 生產(chǎn)過程的全部操作和顯示都集中在一個生產(chǎn)過程的全部操作和顯示都集中在一個操作站進行，方便協(xié)調(diào)控制操作站進行，方便協(xié)調(diào)控制2.

9、 多個微處理器分散承擔(dān)生產(chǎn)過程的控制，多個微處理器分散承擔(dān)生產(chǎn)過程的控制，提高系統(tǒng)的可靠性，增加了冗余度提高系統(tǒng)的可靠性，增加了冗余度3. 模塊化結(jié)構(gòu)，組態(tài)軟件模塊化結(jié)構(gòu)，組態(tài)軟件4. 人機操作界面模擬了電動儀表的控制流程人機操作界面模擬了電動儀表的控制流程5. 操作站和過程控制裝置之間有高速數(shù)據(jù)通操作站和過程控制裝置之間有高速數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，強大的信息流信系統(tǒng)，強大的信息流Your site here1.1 分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)基本概念基本概念3分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)1. 遞階控制結(jié)構(gòu)遞階控制結(jié)構(gòu)Your site here1.1 分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)基本概念基本

10、概念3分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)(2)2. 分散控制結(jié)構(gòu)分散控制結(jié)構(gòu)(Decentralized Control Structure )大系統(tǒng)中每個子系統(tǒng)分別用獨立作出決策的控大系統(tǒng)中每個子系統(tǒng)分別用獨立作出決策的控制器進行控制以完成優(yōu)化任務(wù)的控制結(jié)構(gòu)制器進行控制以完成優(yōu)化任務(wù)的控制結(jié)構(gòu) 分散控制結(jié)構(gòu)中大系統(tǒng)優(yōu)化的總?cè)蝿?wù)由各分分散控制結(jié)構(gòu)中大系統(tǒng)優(yōu)化的總?cè)蝿?wù)由各分散的控制器共同完成。每個分散控制器只能獲散的控制器共同完成。每個分散控制器只能獲得大系統(tǒng)的部分信息（信息分散），也只能對得大系統(tǒng)的部分信息（信息分散），也只能對大系統(tǒng)進行局部控制（控制分散）。在空間上大系統(tǒng)進行局部控制（控制

11、分散）。在空間上分散的大系統(tǒng)，或在空間上較集中但各個控制分散的大系統(tǒng)，或在空間上較集中但各個控制通道的動態(tài)響應(yīng)時間（或時間常數(shù)）差別較大通道的動態(tài)響應(yīng)時間（或時間常數(shù)）差別較大的大系統(tǒng)，均可采用分散控制的大系統(tǒng)，均可采用分散控制Your site here1.1 分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)基本概念基本概念3分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)(3)2. 分散控制結(jié)構(gòu)分散控制結(jié)構(gòu)分散控制器分散控制器1分散控制器分散控制器i分散控制器分散控制器n子過程子過程1子過程子過程i子過程子過程n相互通信相互通信分散控制器分散控制器被控過程或?qū)ο蟊豢剡^程或?qū)ο骙our site here1.1 分布式控制

12、系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)基本概念基本概念3分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)(4)2. 分散控制結(jié)構(gòu)分散控制結(jié)構(gòu) 完全分散控制結(jié)構(gòu)完全分散控制結(jié)構(gòu)當(dāng)大系統(tǒng)的各分散控制器間沒有任何信息交換當(dāng)大系統(tǒng)的各分散控制器間沒有任何信息交換時，如電力網(wǎng)、交通管制網(wǎng)、數(shù)字通信系統(tǒng)、時，如電力網(wǎng)、交通管制網(wǎng)、數(shù)字通信系統(tǒng)、宏觀經(jīng)濟系統(tǒng)等宏觀經(jīng)濟系統(tǒng)等 局部分散控制結(jié)構(gòu)局部分散控制結(jié)構(gòu)各分散控制器間有部分各分散控制器間有部分(主要的和關(guān)鍵的主要的和關(guān)鍵的)信息信息交換交換 分散控制與多級遞階控制不同，它沒有上一分散控制與多級遞階控制不同，它沒有上一級的協(xié)調(diào)器，大系統(tǒng)優(yōu)化的總?cè)蝿?wù)分配給各分級的協(xié)調(diào)器，大系統(tǒng)優(yōu)化的總?cè)蝿?wù)

13、分配給各分散控制器，依靠它們之間相互通信進行調(diào)整散控制器，依靠它們之間相互通信進行調(diào)整 Your site here1.1 分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)基本概念基本概念4分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)發(fā)展史發(fā)展史 分布式控制系統(tǒng)，或曰集散系統(tǒng)，是相分布式控制系統(tǒng)，或曰集散系統(tǒng)，是相對于集中式控制系統(tǒng)而言的一種新型計算機對于集中式控制系統(tǒng)而言的一種新型計算機控制系統(tǒng)，它是在集中式控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上控制系統(tǒng)，它是在集中式控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展、演變而來的發(fā)展、演變而來的 在系統(tǒng)功能方面，在系統(tǒng)功能方面，DCS和集中式控制系和集中式控制系統(tǒng)的區(qū)別不大，但在系統(tǒng)功能的實現(xiàn)方法上統(tǒng)的區(qū)別不大，但在系統(tǒng)功能的實

14、現(xiàn)方法上卻完全不同卻完全不同 3代產(chǎn)品的區(qū)別，可從代產(chǎn)品的區(qū)別，可從DCS的三大部分，的三大部分，即控制站、操作站和通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展來判斷即控制站、操作站和通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展來判斷 Your site here1.1 分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)基本概念基本概念4分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)發(fā)展史發(fā)展史(1) 1975年至年至80年代前期為第一代產(chǎn)品。年代前期為第一代產(chǎn)品。1975年美國最大的儀表控制公司霍尼韋爾年美國最大的儀表控制公司霍尼韋爾首次向世界推出了它的綜合分散控制系統(tǒng)首次向世界推出了它的綜合分散控制系統(tǒng) TDC2000(TotalDistributedControl-2000),這一系統(tǒng)

15、的發(fā)表這一系統(tǒng)的發(fā)表,立即引起美國工業(yè)立即引起美國工業(yè)控制界高度評價控制界高度評價,稱之為稱之為“最鼓舞人心的事最鼓舞人心的事件件”。世界各國的各大公司也紛紛仿效。世界各國的各大公司也紛紛仿效,推推出了一個又一個集散系統(tǒng)出了一個又一個集散系統(tǒng),從此過程控制進從此過程控制進入了集散系統(tǒng)的新時期。入了集散系統(tǒng)的新時期。 Your site here1.1 分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)基本概念基本概念4分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)發(fā)展史發(fā)展史(2)TDC2000 的控制界面的控制界面Your site here1.1 分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)基本概念基本概念4分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)發(fā)展史發(fā)

16、展史(3)2. 80年代中期至年代中期至90年代前期為集散控制年代前期為集散控制系統(tǒng)第二代產(chǎn)品。隨著計算機的發(fā)展與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)第二代產(chǎn)品。隨著計算機的發(fā)展與網(wǎng)絡(luò)開發(fā)，各控制廠商更多地采用商業(yè)計算機的開發(fā)，各控制廠商更多地采用商業(yè)計算機的技術(shù)技術(shù)第二代集散系統(tǒng)的主要特征是第二代集散系統(tǒng)的主要特征是：新系統(tǒng)的局部網(wǎng)絡(luò)采用新系統(tǒng)的局部網(wǎng)絡(luò)采用MAP協(xié)議協(xié)議引用智能變送器與現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)引用智能變送器與現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)在控制軟件上引入在控制軟件上引入PLC的順序控制與批量控的順序控制與批量控制，使制，使DCS也具有也具有PLC的功能的功能 Your site here1.1 分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)基本概念

17、基本概念4分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)發(fā)展史發(fā)展史(4)3. 90年代中期至年代中期至21世紀(jì)初為第三代產(chǎn)品。世紀(jì)初為第三代產(chǎn)品。90年代初各國知名的年代初各國知名的DCS有有:Bailey的的INFI90Rosemount的的RS3Westing House的的DPFLeeds & Nonthrup的的MAX1000,日本橫河的日本橫河的CENTUM上述均為大型的上述均為大型的DCS,為了適應(yīng)市場的需要為了適應(yīng)市場的需要各廠商也開發(fā)了不少中小型的各廠商也開發(fā)了不少中小型的DCS系統(tǒng)如系統(tǒng)如S9000,MAX2,LXL,A2PACS等等等等 Your site here1.1 分布式控

18、制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)基本概念基本概念5兩個兩個概念概念1. 開放系統(tǒng)開放系統(tǒng)第三代集散控制系統(tǒng)的主要特征第三代集散控制系統(tǒng)的主要特征可移植性可移植性(Portability)互操作性互操作性(Interoperability)可適宜性可適宜性(Scalability)可得到性可得到性(Availability)Your site here1.1 分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)基本概念基本概念5兩個兩個概念概念(2)2. OSI參考模型參考模型(Open System Interconnection，開放系統(tǒng)互連，開放系統(tǒng)互連) OSI參考模型是一個邏輯上的定義，一個參考模型是一個邏輯上的定義，一

19、個規(guī)范，它把網(wǎng)絡(luò)從邏輯上分為了規(guī)范，它把網(wǎng)絡(luò)從邏輯上分為了7層。每一層層。每一層都有相關(guān)、相對應(yīng)的物理設(shè)備，比如路由器，都有相關(guān)、相對應(yīng)的物理設(shè)備，比如路由器，交換機。交換機。 七層網(wǎng)絡(luò)模型的定義是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中一個重要七層網(wǎng)絡(luò)模型的定義是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中一個重要里程碑，不但成為以前的和后續(xù)的各種網(wǎng)絡(luò)技里程碑，不但成為以前的和后續(xù)的各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)評判、分析的依據(jù)，也成為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計和術(shù)評判、分析的依據(jù)，也成為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計和統(tǒng)一的參考模型統(tǒng)一的參考模型Your site here1.1 分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)基本概念基本概念5兩個兩個概念概念(3) OSI參考模型參考模型Your site here1

20、.2 新型新型DCS的技術(shù)支撐、體系結(jié)構(gòu)的技術(shù)支撐、體系結(jié)構(gòu)1分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)技術(shù)支撐技術(shù)支撐 向上發(fā)展向上發(fā)展-計算機集成制造系統(tǒng)計算機集成制造系統(tǒng)(Computer Integrated Manufacturing Systems ，CIMS) 定義：定義：CIMS是通過計算機硬軟件，并綜合是通過計算機硬軟件，并綜合運用現(xiàn)代管理技術(shù)、制造技術(shù)、信息技術(shù)、運用現(xiàn)代管理技術(shù)、制造技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)。將企業(yè)生產(chǎn)全自動化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)。將企業(yè)生產(chǎn)全部過程中有關(guān)的人、技術(shù)、經(jīng)營管理三要素部過程中有關(guān)的人、技術(shù)、經(jīng)營管理三要素及其信息與物流有機集成并優(yōu)化運行的復(fù)雜

21、及其信息與物流有機集成并優(yōu)化運行的復(fù)雜的大系統(tǒng)的大系統(tǒng) CIMS代表了當(dāng)今工廠綜合自動化的最高代表了當(dāng)今工廠綜合自動化的最高水平，被譽為是未來的工廠水平，被譽為是未來的工廠 Your site here1.2 新型新型DCS的技術(shù)支撐、體系結(jié)構(gòu)的技術(shù)支撐、體系結(jié)構(gòu)1分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)技術(shù)支撐技術(shù)支撐(2) 向上發(fā)展向上發(fā)展-計算機集成制造系統(tǒng)計算機集成制造系統(tǒng) CIM的概念最早是由美國學(xué)者哈林頓博士的概念最早是由美國學(xué)者哈林頓博士(Joseph Harrington)提出的，其基本提出的，其基本出發(fā)點是：出發(fā)點是： 1）企業(yè)的各種生產(chǎn)經(jīng)營活動是不可分割的）企業(yè)的各種生產(chǎn)經(jīng)營活動是不可

22、分割的，要統(tǒng)一考慮；，要統(tǒng)一考慮； 2）整個生產(chǎn)制造過程實質(zhì)上是信息的采集）整個生產(chǎn)制造過程實質(zhì)上是信息的采集、傳遞和加工處理的過程、傳遞和加工處理的過程 Your site here1.2 新型新型DCS的技術(shù)支撐、體系結(jié)構(gòu)的技術(shù)支撐、體系結(jié)構(gòu)1分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)技術(shù)支撐技術(shù)支撐(3)2. 向下發(fā)展向下發(fā)展-現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(Fieldbus Control System，F(xiàn)CS) 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，它是用現(xiàn)場總線這一開現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，它是用現(xiàn)場總線這一開放的、具有互操作性的網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)場各個控制器放的、具有互操作性的網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)場各個控制器和儀表及儀表設(shè)備互聯(lián)，構(gòu)成現(xiàn)場

23、總線控制系和儀表及儀表設(shè)備互聯(lián)，構(gòu)成現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，同時控制功能徹底下放到現(xiàn)場，降低了安統(tǒng)，同時控制功能徹底下放到現(xiàn)場，降低了安裝成本和維修費用。因此，裝成本和維修費用。因此，F(xiàn)CS實質(zhì)上是一種實質(zhì)上是一種開放的、具有互操作性的、徹底分散的分布式開放的、具有互操作性的、徹底分散的分布式控制系統(tǒng)，有望成為控制系統(tǒng)，有望成為21世紀(jì)控制系統(tǒng)的主流世紀(jì)控制系統(tǒng)的主流產(chǎn)品產(chǎn)品 Your site here1.2 新型新型DCS的技術(shù)支撐、體系結(jié)構(gòu)的技術(shù)支撐、體系結(jié)構(gòu)1分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)技術(shù)支撐技術(shù)支撐(4)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)的主要特點：的主要特點： 1. 數(shù)字化的信

24、息傳輸數(shù)字化的信息傳輸 系統(tǒng)采用數(shù)字信號，通信質(zhì)量好系統(tǒng)采用數(shù)字信號，通信質(zhì)量好 2. 分散的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分散的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 現(xiàn)場智能儀表，獨立完成測量、校正、調(diào)節(jié)、診現(xiàn)場智能儀表，獨立完成測量、校正、調(diào)節(jié)、診斷等功能，如斷等功能，如AGC 3. 方便的互操作性方便的互操作性 符合統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，不同廠商的產(chǎn)品可異構(gòu)符合統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，不同廠商的產(chǎn)品可異構(gòu) 4. 開放的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)開放的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò) 各節(jié)點的資源可共享各節(jié)點的資源可共享 5. 多種傳輸媒介和拓撲結(jié)構(gòu)多種傳輸媒介和拓撲結(jié)構(gòu)Your site here1.2 新型新型DCS的體系結(jié)構(gòu)的體系結(jié)構(gòu)2Your site here1.2 新型新型DCS的技術(shù)支撐、體

25、系結(jié)構(gòu)的技術(shù)支撐、體系結(jié)構(gòu)2體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu) 現(xiàn)場儀表層現(xiàn)場儀表層 將物理信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺刂戚敵鲂盘枌⑽锢硇盘栟D(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，控制輸出信號轉(zhuǎn)變?yōu)槲锢硇盘栟D(zhuǎn)變?yōu)槲锢硇盘?. 裝置控制層裝置控制層 獨立完成實時控制，有連續(xù)控制、離散控制獨立完成實時控制，有連續(xù)控制、離散控制、混合控制等、混合控制等Your site here1.2 新型新型DCS的技術(shù)支撐、體系結(jié)構(gòu)的技術(shù)支撐、體系結(jié)構(gòu)2體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)(2)3. 工廠監(jiān)控與管理層工廠監(jiān)控與管理層主要內(nèi)容有主要內(nèi)容有MES (Manufacturing Execution System)制造執(zhí)行系統(tǒng)制造執(zhí)行系統(tǒng) MES是美國是美國AMR公司公司(

26、Advanced Manufacturing Research，Inc)在在90年代初提出的年代初提出的將將MES定義為定義為“位于上層的計劃管理系統(tǒng)與位于上層的計劃管理系統(tǒng)與底層的工業(yè)控制之間的面向車間層的管理信底層的工業(yè)控制之間的面向車間層的管理信息系統(tǒng)息系統(tǒng)”,它為操作人員它為操作人員/管理人員提供計劃管理人員提供計劃的執(zhí)行、跟蹤以及所有資源的執(zhí)行、跟蹤以及所有資源(人、設(shè)備、物人、設(shè)備、物料、客戶需求等料、客戶需求等)的當(dāng)前狀態(tài)的當(dāng)前狀態(tài)Your site here1.2 新型新型DCS的技術(shù)支撐、體系結(jié)構(gòu)的技術(shù)支撐、體系結(jié)構(gòu)2體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)(3)4. 企業(yè)經(jīng)營管理層企業(yè)經(jīng)營管理層主

27、要有企業(yè)資源規(guī)劃主要有企業(yè)資源規(guī)劃(Enterprise Resource Planning ，ERP)，供應(yīng)鏈，供應(yīng)鏈管理管理(Supply Chain Management， SCM) ，客戶關(guān)系管理，客戶關(guān)系管理(Customer Relationship Management ，CRM) ，電子商務(wù)管理，電子商務(wù)管理(Electronic Commerce Management，ECM) Your site here1.3 新型新型分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)技術(shù)特點技術(shù)特點v和模擬電氣儀表相比，和模擬電氣儀表相比，DCS系統(tǒng)連接方便，軟連系統(tǒng)連接方便，軟連接，靈活更改控制策略，顯示存

28、儲數(shù)據(jù)量大接，靈活更改控制策略，顯示存儲數(shù)據(jù)量大v和和DDC比較，操作監(jiān)督方便，可靠性高，有冗余比較，操作監(jiān)督方便，可靠性高，有冗余v特點：特點：v分級分層遞階控制分級分層遞階控制v分散控制分散控制v信息管理與集成信息管理與集成v自治和協(xié)調(diào)自治和協(xié)調(diào)v開放系統(tǒng)開放系統(tǒng)Your site here1.3 新型新型分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)技術(shù)特點技術(shù)特點v在垂直和水平方向都是分級的在垂直和水平方向都是分級的v垂直方向至少分為操作層和現(xiàn)場控制層垂直方向至少分為操作層和現(xiàn)場控制層v水平方向各現(xiàn)場控制節(jié)點相互協(xié)調(diào)，構(gòu)成水平分水平方向各現(xiàn)場控制節(jié)點相互協(xié)調(diào)，構(gòu)成水平分層層v系統(tǒng)越大，垂直和水平方向的分

29、級越多系統(tǒng)越大，垂直和水平方向的分級越多vMES、ERP是垂直向上擴展的是垂直向上擴展的DCSvFCS是垂直向下擴展的是垂直向下擴展的DCS1分級分層遞階控制分級分層遞階控制Your site here1.3 新型新型分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)技術(shù)特點技術(shù)特點1分級分層遞階控制分級分層遞階控制(2)v 分級分層遞階控制系統(tǒng)示意圖分級分層遞階控制系統(tǒng)示意圖Your site here1.3 新型新型分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)技術(shù)特點技術(shù)特點v分散控制是指系統(tǒng)中的控制部分表現(xiàn)為若干個分散的，分散控制是指系統(tǒng)中的控制部分表現(xiàn)為若干個分散的，有一定相對獨立性的子控制機構(gòu)，這些機構(gòu)在各自的有一定相對

30、獨立性的子控制機構(gòu)，這些機構(gòu)在各自的范圍內(nèi)各司其責(zé)，各行其是，互不干涉，各自完成自范圍內(nèi)各司其責(zé)，各行其是，互不干涉，各自完成自己的目標(biāo)。當(dāng)然這些目標(biāo)是整個系統(tǒng)目標(biāo)中的分目標(biāo)。己的目標(biāo)。當(dāng)然這些目標(biāo)是整個系統(tǒng)目標(biāo)中的分目標(biāo)。 v分散控制的特點是與集中控制相反，不同的信息流入分散控制的特點是與集中控制相反，不同的信息流入不同的控制中心不同的控制指令由不同的控制中心發(fā)不同的控制中心不同的控制指令由不同的控制中心發(fā)出。出。 v不僅在控制方式上分散，還包含人員分散、地域分散、不僅在控制方式上分散，還包含人員分散、地域分散、功能分散、危險分散、設(shè)備分散、操作分散功能分散、危險分散、設(shè)備分散、操作分散2分

31、散控制分散控制Your site here1.3 新型新型分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)技術(shù)特點技術(shù)特點v 分布式生成過程中的大量數(shù)據(jù)信息通過上傳實現(xiàn)統(tǒng)一管理分布式生成過程中的大量數(shù)據(jù)信息通過上傳實現(xiàn)統(tǒng)一管理和數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)共享v 信息集成信息集成 （集成平臺）（集成平臺） Integrated information（Integrated platform） 是指系統(tǒng)中各子系統(tǒng)和用是指系統(tǒng)中各子系統(tǒng)和用戶的信息采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范和編碼，實現(xiàn)全系統(tǒng)信息戶的信息采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范和編碼，實現(xiàn)全系統(tǒng)信息共享，進而可實現(xiàn)相關(guān)用戶軟件間的交互和有序工作共享，進而可實現(xiàn)相關(guān)用戶軟件間的交互和有序工作

32、v 標(biāo)準(zhǔn)化是信息集成的基礎(chǔ)，主要包含通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化（如標(biāo)準(zhǔn)化是信息集成的基礎(chǔ)，主要包含通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化（如MAP/TOP，制造自動化協(xié)議，制造自動化協(xié)議/技術(shù)辦公室協(xié)議等），產(chǎn)技術(shù)辦公室協(xié)議等），產(chǎn)品數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)話（如品數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)話（如STEP，產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)等），產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)等），以及調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化，電子文檔標(biāo)準(zhǔn)化，交互圖形標(biāo)準(zhǔn)化以及調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化，電子文檔標(biāo)準(zhǔn)化，交互圖形標(biāo)準(zhǔn)化等等 3信息管理與集成信息管理與集成Your site here1.3 新型新型分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)技術(shù)特點技術(shù)特點vOpening System（OS） v開放式系統(tǒng)是由廠商、廠商的國際聯(lián)盟、政府部開放式系統(tǒng)是由廠商、廠商的國際聯(lián)盟、政府部門和世界范圍的標(biāo)準(zhǔn)化組織進行定義的信息