化工儀表及自動化第10章課件

化工儀表及自動化第十章計算機控制系統(tǒng)

內容提要概述計算機控制系統(tǒng)的組成計算機控制系統(tǒng)的特點計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展過程集散控制系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)的特點集散控制系統(tǒng)的基本構成CENTUM-CS集散控制系統(tǒng)1內容提要現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的特點現(xiàn)場總線國際標準化主要的現(xiàn)場總線系統(tǒng)簡介2第一節(jié)概述4圖10-2計算機控制系統(tǒng)組成框圖第一節(jié)概述二、計算機控制系統(tǒng)的特點5①計算機采用分時操作，用一臺計算機可以代替許多臺常規(guī)儀表，在一臺計算機上操作與監(jiān)視很方便。②計算機控制系統(tǒng)，由于其所實現(xiàn)功能的軟件化，復雜控制系統(tǒng)的實現(xiàn)或控制方案的修改可能只需修改程序、重新組態(tài)即可實現(xiàn)。第一節(jié)概述6③計算機控制系統(tǒng)可以通過通信網(wǎng)絡而互通信息，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息共享，能使操作人員及時了解生產(chǎn)情況，改變生產(chǎn)控制和經(jīng)營策略，使生產(chǎn)處于最優(yōu)狀態(tài)。④計算機具有記憶和判斷功能，它能夠綜合生產(chǎn)中各方面的信息，在生產(chǎn)發(fā)生異常情況下，及時做出判斷，采取適當措施，并提供故障原因的準確指導，縮短系統(tǒng)維修和排除故障時間，提高系統(tǒng)運行的安全性，提高生產(chǎn)效率，這是常規(guī)儀表所達不到的。第一節(jié)概述8本質用一臺計算機取代一組模擬控制器，構成閉環(huán)控制回路。優(yōu)點計算靈活，它不僅能實現(xiàn)典型的DDC控制規(guī)律，而且能方便地對傳統(tǒng)的PID算法進行改進或實現(xiàn)其他的控制算法。第一節(jié)概述92.集中型計算機控制系統(tǒng)圖10-3集中型計算機控制系統(tǒng)原理圖第一節(jié)概述103.集散控制系統(tǒng)

集散控制系統(tǒng)是隨著現(xiàn)代大型工業(yè)生產(chǎn)自動化的不斷興起和過程控制要求的日益復雜應運而生的綜合控制系統(tǒng)。特點集中管理和分散控制

第二節(jié)集散控制系統(tǒng)一、集散控制系統(tǒng)的特點12①控制功能豐富②監(jiān)視操作方便③信息和數(shù)據(jù)共享④系統(tǒng)擴展靈活⑤安裝維護方便⑥系統(tǒng)可靠性高第二節(jié)集散控制系統(tǒng)二、集散控制系統(tǒng)的基本組成13圖10-4集散控制系統(tǒng)基本構成圖圖10-5CENTUM-CS系統(tǒng)外觀圖第二節(jié)集散控制系統(tǒng)14圖10-6集散型控制系統(tǒng)的體系結構

操作站、工程師站和上位計算機構成集中管理部分；現(xiàn)場監(jiān)測站、現(xiàn)場控制站構成分散控制部分；通信網(wǎng)絡是連接集散系統(tǒng)各部分的紐帶，是實現(xiàn)集中管理、分散控制的關鍵。小結第二節(jié)集散控制系統(tǒng)162.基本操作方法（1）畫面的調出操作站的畫面有三大類：操作畫面、應用畫面和組態(tài)畫面。調出的方法①利用畫面名稱調出。②利用功能鍵調出。③利用畫面選擇鍵或操作員應用功能鍵調出。④利用畫面展開調出。第二節(jié)集散控制系統(tǒng)17畫面類別畫面名稱畫面類別畫面名稱綜觀畫面·OV××××趨勢點畫面·TP

××××分組畫面·CG××××流程圖畫面·GR

××××報警畫面·AL××××過程報警畫面·PR操作指導信息畫面·OG××××操作應用畫面·OU趨勢組畫面·TG

××××系統(tǒng)維護畫面·SM表10-1

CENTUM－CS系統(tǒng)10種監(jiān)視畫面名稱注：××××表示頁面號第二節(jié)集散控制系統(tǒng)18（2）參數(shù)及控制方式的調整①控制方式的調整

DCS控制系統(tǒng)一般有幾種控制方式，在操作過程中，可以調整。調出要進行操作的控制系統(tǒng)對應的儀表圖，根據(jù)儀表圖下的軟鍵號調整對應控制鍵上的手動、自動按鍵。圖10-8控制方式更改確認窗口第二節(jié)集散控制系統(tǒng)203.顯示畫面及操作

CENTUM-CS系統(tǒng)的操作站主要有９種類型的畫面用于系統(tǒng)的監(jiān)視和操作，它們分別是綜觀畫面、分組畫面、調整畫面、報警畫面、操作指導信息畫面、流程圖畫面、趨勢畫面、用戶屏幕及信息屏幕。第二節(jié)集散控制系統(tǒng)（1）儀表圖儀表圖是系統(tǒng)顯示的主要內容，也是操作的關鍵。儀表圖沒有單獨的顯示畫面，但在大部分顯示畫面中都可調出。儀表圖顯示由工位號說明、工程單位、數(shù)字顯示、方式狀態(tài)顯示、模擬顯示和工位號幾部分組成。21第二節(jié)集散控制系統(tǒng)22圖10-9主要的儀表圖（一）第二節(jié)集散控制系統(tǒng)24（2）綜觀顯示畫面作用把反饋控制系統(tǒng)、順序控制系統(tǒng)、各種操作畫面定義在一個個顯示塊中，以便了解過程系統(tǒng)的綜合概貌。若發(fā)生報警時，可用聲光通知操作人員進行確認。利用光標的操作，也可以從綜觀畫面轉移到其他畫面上。第二節(jié)集散控制系統(tǒng)25圖10-10綜觀顯示畫面第二節(jié)集散控制系統(tǒng)28圖10-12調整畫面第二節(jié)集散控制系統(tǒng)29（5）趨勢組畫面根據(jù)采集方式、記錄周期和采樣周期的不同分類：

實時趨勢、歷史趨勢和批量趨勢三種。實時趨勢用于記錄控制系統(tǒng)的過渡過程曲線，可以進行PID參數(shù)的整定；歷史趨勢用于記錄控制系統(tǒng)的運行狀況，以備檢查，或將其數(shù)據(jù)存入硬盤及軟盤；批量趨勢用于記錄批量過程的數(shù)據(jù)。第二節(jié)集散控制系統(tǒng)30圖10-13趨勢組畫面第二節(jié)集散控制系統(tǒng)31（6）趨勢點畫面趨勢點畫面顯示趨勢組畫面中某一個數(shù)據(jù)項，顯示兩組趨勢圖：包含所有采樣點的總體趨勢圖和放大的詳細趨勢圖。趨勢點畫面與趨勢組畫面相似。第二節(jié)集散控制系統(tǒng)32（7）流程圖畫面

流程圖畫面可以用圖形、顏色和數(shù)據(jù)，將設備和控制系統(tǒng)圖案化，以滿足用戶監(jiān)視和操作的要求。在主顯示區(qū)顯示的內容是用戶自己編制的工藝設備、控制系統(tǒng)的顯示圖案以及儀表圖。第二節(jié)集散控制系統(tǒng)33圖10-14顯示畫面格式第二節(jié)集散控制系統(tǒng)34（8）報警概要畫面

報警畫面按報警發(fā)生的順序，依次在主顯示區(qū)顯示20個報警信息。每個報警信息按序號，工位號標記，報警發(fā)生的月、日、分、秒，工位號，工位號說明，報警狀態(tài)這一順序進行顯示。第二節(jié)集散控制系統(tǒng)35圖10-15報警概要畫面第三節(jié)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)一、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的特點361.現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的結構特點圖10-16傳統(tǒng)計算機控制系統(tǒng)結構示意圖傳統(tǒng)計算機控制系統(tǒng)的缺點這種傳輸方式一方面要使用大量的信號線纜；另一方面模擬信號的傳輸和抗干擾能力低。第三節(jié)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)37現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS是在DCS系統(tǒng)的基礎上發(fā)展而成的，它繼承了DCS的分布式特點，但在各功能子系統(tǒng)之間，尤其是在現(xiàn)場設備和儀表之間的連接上，采用了開放式的現(xiàn)場網(wǎng)絡，從而使系統(tǒng)現(xiàn)場設備的連接形式發(fā)生了根本的改變，具有自己所特有的性能和特征?，F(xiàn)場總線采用數(shù)字信號傳輸取代模擬信號傳輸?，F(xiàn)場總線允許在一條通信線上掛多個現(xiàn)場設備，而不需要A／D、D／A等I／O組件，第三節(jié)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)382.現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的技術特點圖10-17現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)結構示意圖①全數(shù)字化通信②開放型的互聯(lián)網(wǎng)絡③互操作性與互用性④系統(tǒng)的全分散式⑤現(xiàn)場設備的智能化第三節(jié)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)393.現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的優(yōu)點①節(jié)省硬件數(shù)量和投資②節(jié)省安裝費用③節(jié)省維護費用④用戶具有高度的系統(tǒng)集成主動權⑤提高系統(tǒng)的準確性與可靠性⑥對現(xiàn)場環(huán)境的適應性第三節(jié)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)二、現(xiàn)場總線國際標準化40圖10-18IEC61158采用的8種類型

IEC標準的8種類型是平等的。其中Type2～