工業(yè)儀表及自動化控制 化工自動化控制 計算機(jī)控制系統(tǒng) 課件

工業(yè)儀表及自動化控制模塊二化工自動化控制項目九計算機(jī)控制系統(tǒng)復(fù)習(xí)

一、簡單控制系統(tǒng)控制規(guī)律二、復(fù)雜控制系統(tǒng)的類型執(zhí)行器作用方向取決于是氣開閥還是氣關(guān)閥。被控對象作用方向隨具體對象的不同而各不相同。控制器當(dāng)給定值不變，被控變量測量值增加時，控制器的輸出也增加，或測量值不變，給定值減小時，控制器的輸出增加稱為“正作用”方向。反之稱為“反作用”方向。復(fù)雜控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng)均勻控制系統(tǒng)比值控制系統(tǒng)分程控制系統(tǒng)前饋控制系統(tǒng)取代控制系統(tǒng)三沖量控制系統(tǒng)課程目標(biāo)能力（技能）目標(biāo)1.能分析計算機(jī)控制系統(tǒng)化的組成2.能分析計算機(jī)控制系統(tǒng)的特點3.能了解計算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展過程01知識目標(biāo)021.掌握集散控制系統(tǒng)的特點2.掌握集散控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成3.理解JX-300XP集散控制系統(tǒng)概述集散控制系統(tǒng)目錄現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)概述01概述

一、計算機(jī)控制系統(tǒng)的組成計算機(jī)控制系統(tǒng)是利用計算機(jī)實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程的自動控制系統(tǒng)。不同于常規(guī)儀表控制系統(tǒng)，計算機(jī)的輸入輸出都是數(shù)字信號。

圖

計算機(jī)控制系統(tǒng)原理框圖概述

計算機(jī)控制的工作過程的三個步驟：數(shù)據(jù)采集、控制決策、與控制輸出。

圖

計算機(jī)控制系統(tǒng)組成框圖重點概述

二、計算機(jī)控制系統(tǒng)的特點①計算機(jī)采用分時操作，用一臺計算機(jī)可以代替許多臺常規(guī)儀表，在一臺計算機(jī)上操作與監(jiān)視很方便。②計算機(jī)控制系統(tǒng)，由于其所實現(xiàn)功能的軟件化，復(fù)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)。③計算機(jī)控制系統(tǒng)可以通過通信網(wǎng)絡(luò)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(jī)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(dāng)措施，并提供故障原因的準(zhǔn)確指導(dǎo)，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(dá)不到的。

概述

三、計算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展過程1.直接數(shù)字控制由于提供了計算機(jī)與過程裝置間的接口，實現(xiàn)了“傳感器—計算機(jī)—執(zhí)行器”三者電氣信號的直接傳遞，計算機(jī)在配備了傳感器、執(zhí)行器以及相關(guān)的電氣接口后就可以實現(xiàn)過程的檢測、監(jiān)視、控制和管理。這種用數(shù)字控制技術(shù)簡單地取代模擬控制技術(shù)，而不改變原有的控制功能。

本質(zhì)用一臺計算機(jī)取代一組模擬控制器，構(gòu)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(jìn)行改進(jìn)或?qū)崿F(xiàn)其他的控制算法。概述

三、計算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展過程2.集中型計算機(jī)控制系統(tǒng)是DDC的發(fā)展。3.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(fù)雜應(yīng)運而生的綜合控制系統(tǒng)。特點是集中管理和分散控制。4.現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)連接智能現(xiàn)場裝置和自動化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)。本質(zhì)是全數(shù)字式的，取消了原來DCS系統(tǒng)中獨立的控制器，避免了反復(fù)進(jìn)行A／D、D／A的轉(zhuǎn)換。特點是雙向數(shù)據(jù)通信能力。圖

集中型計算機(jī)控制系統(tǒng)原理圖集散控制系統(tǒng)02集散控制系統(tǒng)

一、集散控制系統(tǒng)的特點①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(kuò)展靈活⑤安裝維護(hù)方便⑥系統(tǒng)可靠性高集散控制系統(tǒng)

二、集散控制系統(tǒng)的基本組成圖

集散控制系統(tǒng)基本構(gòu)成圖圖CENTUM-CS系統(tǒng)外觀圖集散控制系統(tǒng)

二、集散控制系統(tǒng)的基本組成圖

集散型控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

操作站、工程師站和上位計算機(jī)構(gòu)成集中管理部分；現(xiàn)場監(jiān)測站、現(xiàn)場控制站構(gòu)成分散控制部分；通信網(wǎng)絡(luò)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(guān)鍵。集散控制系統(tǒng)

三、CENTUM-CS集散控制系統(tǒng)1.CENTUM-CS系統(tǒng)的構(gòu)成圖CENTUM-CS系統(tǒng)構(gòu)成集散控制系統(tǒng)

三、CENTUM-CS集散控制系統(tǒng)2.基本操作方法（1）畫面的調(diào)出操作站的畫面有三大類：操作畫面、應(yīng)用畫面和組態(tài)畫面。調(diào)出的方法①利用畫面名稱調(diào)出。②利用功能鍵調(diào)出。③利用畫面選擇鍵或操作員應(yīng)用功能鍵調(diào)出。④利用畫面展開調(diào)出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(dǎo)信息畫面·OG××××操作應(yīng)用畫面·OU趨勢組畫面·TG××××系統(tǒng)維護(hù)畫面·SM表CENTUM－CS系統(tǒng)10種監(jiān)視畫面名稱難點集散控制系統(tǒng)

三、CENTUM-CS集散控制系統(tǒng)2.基本操作方法（2）參數(shù)及控制方式的調(diào)整①控制方式的調(diào)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(diào)整。調(diào)出要進(jìn)行操作的控制系統(tǒng)對應(yīng)的儀表圖，根據(jù)儀表圖下的軟鍵號調(diào)整對應(yīng)控制鍵上的手動、自動按鍵。圖

控制方式更改確認(rèn)窗口集散控制系統(tǒng)

三、CENTUM-CS集散控制系統(tǒng)2.基本操作方法（2）參數(shù)及控制方式的調(diào)整②改變閥位輸出值（MV）僅在手動方式時能操作。③改變設(shè)定值（SV）在自動方式下操作同②；④數(shù)據(jù)錄入a.按壓［ITEM］［數(shù)據(jù)類型］［□］鍵來確定更改數(shù)據(jù)類型。但在流程圖上利用光標(biāo)調(diào)出字符輸入?yún)^(qū)時例外。b.按壓［DATA］［更改后的數(shù)字］［□］。c.輸入錯誤可用［BS←］鍵進(jìn)行修改。d.數(shù)據(jù)輸入后或控制方式更改后，按［確認(rèn)鍵］數(shù)據(jù)真正進(jìn)入內(nèi)部儀表。最后用［CL］鍵關(guān)閉錄入窗口。集散控制系統(tǒng)

三、CENTUM-CS集散控制系統(tǒng)3.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(diào)整畫面、報警畫面、操作指導(dǎo)信息畫面、流程圖畫面、趨勢畫面、用戶屏幕及信息屏幕。（1）儀表圖儀表圖是系統(tǒng)顯示的主要內(nèi)容，也是操作的關(guān)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(diào)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。集散控制系統(tǒng)

三、CENTUM-CS集散控制系統(tǒng)圖

主要的儀表圖集散控制系統(tǒng)

三、CENTUM-CS集散控制系統(tǒng)（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(jìn)行確認(rèn)。利用光標(biāo)的操作，也可以從綜觀畫面轉(zhuǎn)移到其他畫面上。圖

綜觀顯示畫面集散控制系統(tǒng)

三、CENTUM-CS集散控制系統(tǒng)（3）分組顯示畫面圖

分組顯示畫面集散控制系統(tǒng)

三、CENTUM-CS集散控制系統(tǒng)（4）調(diào)整畫面主要顯示一個工位號反饋控制的內(nèi)部儀表或順序控制的順序元素的各種設(shè)定參數(shù)、控制參數(shù)、３點調(diào)整趨勢圖和儀表圖。主要內(nèi)容包括工位號標(biāo)記、工位號、工位號說明、該工位號的設(shè)定及控制參數(shù)、調(diào)整趨勢圖和儀表圖。圖

調(diào)整畫面集散控制系統(tǒng)

三、CENTUM-CS集散控制系統(tǒng)（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。實時趨勢用于記錄控制系統(tǒng)的過渡過程曲線，可以進(jìn)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?qū)⑵鋽?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)。圖

趨勢組畫面集散控制系統(tǒng)

三、CENTUM-CS集散控制系統(tǒng)（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(xì)趨勢圖。

趨勢點畫面與趨勢組畫面相似。（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(shè)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(nèi)容是用戶自己編制的工藝設(shè)備、控制系統(tǒng)的顯示圖案以及儀表圖。圖

顯示畫面格式集散控制系統(tǒng)

三、CENTUM-CS集散控制系統(tǒng)（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(biāo)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(jìn)行顯示。圖

報警概要畫面現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)03現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)

一、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的特點1.現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點圖

傳統(tǒng)計算機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖傳統(tǒng)計算機(jī)控制系統(tǒng)的缺點：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。

現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS是在DCS系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的，在各功能子系統(tǒng)之間，尤其是在現(xiàn)場設(shè)備和儀表之間的連接上采用了開放式的現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)，從而使系統(tǒng)現(xiàn)場設(shè)備的連接形式發(fā)生了根本的改變。現(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(shè)備，而不需要A／D、D／A等I／O組件，

現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)

一、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的特點2.現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的技術(shù)特點及優(yōu)點①全數(shù)字化通信②開放型的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)③互操作性與互用性④系統(tǒng)的全分散式⑤現(xiàn)場設(shè)備的智能化圖

現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖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(hù)費用④用戶具有高度的系統(tǒng)集成主動權(quán)⑤提高系統(tǒng)的準(zhǔn)確性與可靠性⑥對現(xiàn)場環(huán)境的適應(yīng)性現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)

二、現(xiàn)場總線國際標(biāo)