中國(guó)石油大學(xué)化工檢測(cè)儀表第八章 計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)

常用計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)概述（2）

集散控制系統(tǒng)（DistributedControlSystem，DCS）

（3）

可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicController，PLC）（4）現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FieldbusControlSystem，F(xiàn)CS）（5）監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（SupervisorControlAndDataAcquisition，SCADA

）（1）基于PC的測(cè)控系統(tǒng)（PC-basedControlSystem）

1基于PC的測(cè)控系統(tǒng)PCI/ISA數(shù)據(jù)采集卡

USB數(shù)據(jù)采集

RS485智能模塊

（1）測(cè)量與控制依賴(lài)于PC機(jī)；（3）適用于測(cè)控點(diǎn)數(shù)較少、可靠性要求不高的場(chǎng)合；

特點(diǎn)：

（2）可靠性較差；工控機(jī)+數(shù)據(jù)采集卡臺(tái)灣研華工控機(jī)平板電腦（觸屏）總線：PCI/ISA光電隔離通道數(shù)A/D位數(shù)采樣速率T0~T4

A/D工控機(jī)D/O計(jì)數(shù)器打印機(jī)數(shù)據(jù)采集卡P0~P4

電磁閥

PI

計(jì)算機(jī)房計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)應(yīng)用舉例1

工控機(jī)+ADAM模塊4-20mA4-20mA4-20mA4-20mA4-20mA4-20mARS485打印機(jī)井口溫度套壓壓力變送器回壓壓力變送器油壓壓力變送器溫度變送器流量變送器液體流量含水分析儀含水率與數(shù)據(jù)采集卡相比，系統(tǒng)規(guī)模、抗干擾能力等方面更好！美國(guó):NI(NationalInstruments)目前主要PC-based廠商國(guó)產(chǎn)：中泰、宏拓…臺(tái)灣:研華、研祥…DCS----DistributedControlSystem，國(guó)內(nèi)習(xí)慣稱(chēng)為集散控制系統(tǒng)，分散控制、集中管理利用它可以達(dá)到控制危險(xiǎn)分散、管理和顯示集中的目的，即分散控制、集中管理。2DCS監(jiān)控技術(shù)DCS最初是由儀表技術(shù)人員開(kāi)發(fā)，用計(jì)算機(jī)的代替模擬運(yùn)算。所以，DCS善長(zhǎng)于模擬量控制，屬于弱電設(shè)備，主要用于液位、流量、溫度等模擬控制。目前廣泛應(yīng)用于石油化工、冶金、紡織、電力等行業(yè)。主要適用于測(cè)點(diǎn)集中、模擬量測(cè)點(diǎn)多，特別是模擬量控制多、要求高的場(chǎng)合和利時(shí)散系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖化工生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化10現(xiàn)代自動(dòng)控制系統(tǒng)的監(jiān)控與操作青島煉油自動(dòng)化系統(tǒng)DCSI/O 27000控制器（冗余） 43操作站 168各種機(jī)柜 286原油處理（聯(lián)合站）

去裝油臺(tái)

1#換熱器2#換熱器

1#

2#

1#

2#

3#3#事故罐原穩(wěn)塔

外輸泵1#電脫水器除油器

緩沖罐

1#分離器1#高效

2#高效

計(jì)量站來(lái)油1#事故罐2#事故罐2#分離器2#電脫水器2#分離器1#分離器去水區(qū)去水區(qū)去水區(qū)去輕烴去輕烴

3#去輕烴去油庫(kù)來(lái)氣去加熱爐去火炬放空卸油臺(tái)DCS在工業(yè)部門(mén)應(yīng)用情況DCS在中國(guó)的前景ABB的IndustrialIT

系統(tǒng)Honeywell的ExperionPKS

Foxboro的I/ASeries系統(tǒng)

Siemens的PCS7系統(tǒng)

Emerson的PlantWeb

北京和利時(shí)MACS－Smartpro

浙大中控Webfield(ECS)系統(tǒng)

上海新華XDPF-400系統(tǒng)

目前主要DCS廠商3PLC監(jiān)控技術(shù)PLC：ProgrammableLogicController，可編程控制器PLC開(kāi)始主要針對(duì)于汽車(chē)制造、機(jī)床加工等行業(yè)，用計(jì)算機(jī)的邏輯運(yùn)算代替繼電器邏輯。模擬量極少甚至沒(méi)有，開(kāi)發(fā)人員主要是電氣技術(shù)人員。PLC的模擬量運(yùn)算功能塊少，編程較為復(fù)雜，價(jià)格也比較昂貴。如果開(kāi)關(guān)量比較多，模擬量以測(cè)量為主（模擬量控制少），建議選用PLC。要求快速相應(yīng)的場(chǎng)合，建議單獨(dú)選用PLC。小型PLC控制系統(tǒng)：工控機(jī)+PLC使用于測(cè)控點(diǎn)數(shù)較少的場(chǎng)合平板電腦（觸屏）大型PLC控制系統(tǒng)：配置框圖PROFIBUS操作員站OS1#操作員站OS2#操作員站OS3#S7-300控制站1#操作員站OS/ES工程師站操作員站OS4#S7-300控制站2#S7-300控制站3#S7-300控制站4#

適用于測(cè)控點(diǎn)多、較分散，模擬量以測(cè)量為主的場(chǎng)合德國(guó)SIEMENS

LOGO，S7-200、300、400,目前主要PLC控制系統(tǒng)日本OMRON（歐姆龍）、MITSUBISHI（三菱）法國(guó)SCHNEIDERTSXQUANTUM,COMPACT,984美國(guó)ROCKWELLABSLC500,PLC5,CONTROLOGIX

FieldbusControlSystem--現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)

FCS的特點(diǎn)是：將數(shù)字化推廣到所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，是一種全分散、全數(shù)字、全開(kāi)放的控制系統(tǒng)。4、FCS監(jiān)控技術(shù)

傳統(tǒng)方式（DCS、PLC）：現(xiàn)場(chǎng)級(jí)設(shè)備與控制器之間連接采用一對(duì)一所謂I/O接線方式，傳遞一個(gè)4-20mA.已數(shù)字化單向4-20mA模擬信號(hào)

現(xiàn)場(chǎng)總線：使用一根電纜連接所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，采用數(shù)字通信方式取代設(shè)備級(jí)的4-20mA信號(hào)傳遞，實(shí)現(xiàn)了全系統(tǒng)數(shù)字化全數(shù)字化FCS優(yōu)點(diǎn)（1）全數(shù)字化

數(shù)字式通信方式取代設(shè)備級(jí)的模擬量（如4-20mA信號(hào)）和開(kāi)關(guān)量信號(hào)。

計(jì)算機(jī)控傳統(tǒng)的4~20mA電流信號(hào)，一條線只能傳遞一路單向信號(hào)?，F(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備則在一條線上即可以向上傳遞傳感器信號(hào)、自診斷信息，也可以向下傳遞控制信息。（2）雙向傳輸FCS

優(yōu)點(diǎn)（3）節(jié)省布線及控制室空間（4）分散控制控制功能直接是軟件模塊，可以任意安裝在變送器、執(zhí)行器或者I/P轉(zhuǎn)換器等儀表當(dāng)中，無(wú)需專(zhuān)門(mén)的控制器。FCS缺點(diǎn)：（1）生產(chǎn)廠家多、且各廠家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，但還沒(méi)有一個(gè)國(guó)際統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)；對(duì)技術(shù)人員要求高，造成成本高、維護(hù)困難；（2）國(guó)外用戶(hù)較多。國(guó)內(nèi)只有惠州乙烯等少量用戶(hù)，相關(guān)技術(shù)人員更少，惡性循環(huán)。5、SCADA監(jiān)控技術(shù)西氣東輸一線新疆輪南——上海4000公里左右西氣東輸二線新疆霍爾果斯口岸—東至上海、南下廣州，全長(zhǎng)4895公里特點(diǎn)：特點(diǎn)分布距離遠(yuǎn)、分散、地理環(huán)境惡劣5、SCADA監(jiān)控技術(shù)將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)、通訊、控制和傳感技術(shù)有機(jī)地結(jié)合在一起，既具有強(qiáng)大的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控功能，又具有極強(qiáng)的組網(wǎng)通信能力，對(duì)分布距離遠(yuǎn)、生產(chǎn)單位分散、地理環(huán)境惡劣的生產(chǎn)過(guò)程遠(yuǎn)程監(jiān)控和調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（SupervisorControlAndDataAcquisition，SCADA

）西氣東輸一線新疆輪南——