DCS控制系统知识培训

第一节、控制系统的投运
1.准备工作 对于工艺人员与仪表人员来说……
对于仪表人员来说……
2.仪表检查 投运前要在现场校验仪表一次, 确认正常后可考虑投运。 对于控制记录仪表,除了要观察测量指示是否正常外,还特别要 对控制器控制点进行复校。

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3.检查控制器的正、反作用及控制阀的气开、气关型式
校验状态
输入超量程
DVDV+
负偏差报警(PV-SV<DL) VEL+
正偏差报警(PV-SV>DL) VEL-
速度报警+（PV2-PV1>VL)
速度报警-（PV2-PV1<VL)
第四节 DCS控制系统的特点
① 控制功能丰富 ② 监视操作方便 ③ 信息和数据共享
④ 系统扩展灵活
⑤ 安装维护方便 ⑥ 系统可靠性高
理。
第二节 DCS控制系统发展史
DCS大致经历了四个发展阶段，相应地有四代的基本结构:
第一阶段(初创期)，1975年一1980年
第二节 DCS控制系统发展史
第二阶段〔成熟期)，1980年一1985年
第二节 DCS控制系统发展史
第三阶段(扩展期)，1985年一2000年
DCS向计算机网络控制扩展，将过程控制、监督控制和管理调 度进一步结合起来，并且加强断续系统功能，采用专家系统 ，制造自动化协议MAP(Manufactur Automation Protocol)标 准，以及硬件上诸多新技术。这一代的典型产品中，有的是 在原有基础上扩展，如美国Honeywell公司扩展后的TDCS 3000，横河电机的CENTUM-XL和UX[，美国西屋公司的WDPF II 等，也有的是新发展的系统，如Foxboro公司的I/A Series等 。这一代产品的进一步发展就是计算机集成制造(生产)系统
比例积 分控制 器 比例积 分微分 控制器
微分作用使控制器的输出与偏差变化 容量滞后较大、负荷变 速度成比例。它对克服容量滞后有显 化大、控制质量要求较 著效果。在比例的基础上加上微分作 高的系统 用能提高稳定性,再加上积分作用可以 消除余差。 KINGBEN

第四章 过程控制系统
2 双闭环比值控制系统
由一个定值控制的主流量回路和一个跟随主流量变化的副流量控制 回路组成。主流量控制回路能克服主流量扰动，实现其定值控制。 副流量控制回路能抑制作用于副回路中的扰动。当扰动消除后，主、 副流量都回复到原设定值上，其比值不变。
第五节 分程控制系统
分程控制系统-----在某些工业生产中，根据工艺要求，一个调节 器的输出信号分段，分别控制两个或两个以上的调节阀工作，即每 个调节阀在调节器输出的某段信号范围内作全行程动作。 例：PV-11701A/B 当PY-11701输出为0—50 %时开PV-11701B; 50— 100 %时开PV-11701A
第三节 CENTUM-CS控制系统的构成字母代号
集散控制系统基本构成图
CENTUM-CS系统外观图
第三节 CENTUM-CS控制系统的构成字母代号
操作站、工程师站和上 位计算机构成集中管理部分； 现场监测站、现场控制站构 成分散控制部分；通信网络 是连接集散系统各部分的纽 带，是实现集中管理、分散 控制的关键。
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第二节
串级控制系统
串级控制系统-----两只调节器串联起来工作，其中一个调节 器的输出作为另一个调节器的给定值的系统。
串级控制系统的结构和方框图
第四节 串级控制系统 例：联合尾气焚烧炉炉温控制
第二节 串级控制系统 串级控制系统采用两套检测变送器和两个调节器，前一个调节
器的输出作为后一个调节器的设定，后一个调节器的输出送往调节

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第二章 简单控制系统
概述
简单控制系统的几大参数
三种控制器的比较

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第一节 概述
简单控制系统通常是指由一个测量元件、变送器、一个 控制器、一个控制阀和一个对象所构成的单闭环控制系统。
图12-1 液位控制系统
一次扰动：作用在主被控过程上的，而不包括在副回路范围内的扰
动。
第三节
前馈控制系统
前馈控制原理
前馈控制是按照扰动作用的大小进行控制。当扰动一出现，就能根 据扰动的测量信号来控制操纵变量，及时补偿扰动对被控变量的影 响，所以控制是及时的，如果补偿作用完善，可以使被控变量不产 生偏差，其方框图如下图所示。它是一个开环控制系统。 在很多场合下都是将前馈控制与反馈控制结合在一起组成前馈—反 馈控制系统，称之为复合控制系统。这些系统即使在大而频繁的扰 动下，仍能获得优良的控制品质。
阀。 前一个调节器称为主调节器，它所检测和控制的变量称主变量（主
被控参数），即工艺控制指标；后一个调节器称为副调节器，它所
检测和控制的变量称副变量（副被控参数），是为了稳定主变量而 引入的辅助变量。
整个系统包括两个控制回路，主回路和副回路。副回路由副变量检
测变送、副调节器、调节阀和副过程构成；主回路由主变量检测变 送、主调节器、副调节器、调节阀、副过程和主过程构成。
概述 串级控制系统 前馈控制系统
比值控制系统
分程控制系统 选择控制系统 三冲量控制系统
第一节
概述
根据根据系统的结构和所担负的任务
复杂控制系统
串级 控制 系统
均匀 控制 系统
比值 控制 系统
分程 控制 系统
前馈 控制 系统
选择 控制 系统
三冲量 控制系 统重庆精本科技源自展有限公司控制系统知识培训
刘陶忠 2013年03月

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内容提要
第一章 DCS控制系统
DCS控制系统简述
DCS控制系统的发展史 CENTUM-CS控制系统的构成及字母代号
DCS控制系统的特点
第二章 简单控制系统
概述
简单控制系统的几大参数 三种控制器的比较
第六节 选择控制系统
第七节 三冲量控制系统
该系统除了液位、蒸汽流量 信号外,再增加一个给水流量的 信号。它有助于及时克服由于供 水压力波动而引起的汽包液位的 变化。 图 三冲量控制系统
第四章 复杂控制系统
控制系统的投运 控制系统操作中的常见问题

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第六节 选择控制系统
选择性控制------是把工业生产过程中的限制条件所构成的
逻辑关系，叠加到正常的自动控制系统上去的一种组合控制 方法。即在一个过程控制系统中，设有两个调节器(或两个以
上的变送器)，通过高、低值选择器选出能适应生产安全状况
的控制信号，实现对生产过程的自动控制。称为自动保护系 统或称为软保护系统。
图12-2 温度控制系统

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图 简单控制系统的方块图
第二节 简单控制系统的几大参数
从上图中可知
简单控制系统由四个基本环节组成，即被控对象、 测量变送装置、控制器和执行器。

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被控变量
生产过程中希望借助自动控制保持恒定值（或按一 定规律变化）的变量称为被控变量。 执行器 接受控制器的输出信号,直接控制能量或物料等调 节介质的输送量,达到控制温度、压力、流量、液位等 工艺参数的目的。 测量变送器 用于检测各被控变量（如流量、温度、压力、液 位）工艺参数各类仪表。 对象 工艺上所需控制的各类设备如塔、罐等。
第四代DCS的体系结构主要分为四层结构:现场仪表层、控制 装置单元层、工厂(车间)层和企业管理层。一般DCS厂商主要 提供除企业管理层之外的三层功能，而企业管理层则通过提 供开放的数据库接口，连接第三方的管理软件平台(ERP, CRM, SCM等)。所以说，当今DCS主要提供工厂(车间)级的所 有控制和管理功能，并集成全企业的信息管理功能。例如以 Honeywell公司最新推出的Experion PKS(过程知识系统)、 Emerson公司的P1antWeb (Emerson ProcessManagement), Foxboro公司A2、横河公司的R3 (PRM-_-C厂资源管理系统)和 ABB公司的Industrial IT系统。
内容提要
第三章 复杂控制系统
概述 串级控制系统 前馈控制系统 比值控制系统 分程控制系统 选择控制系统 三冲量控制系统
第四章 复杂控制系统
控制系统的投运 控制系统操作中的常见问题
第一节 DCS控制系统简述
DCS是分布式控制系统的英文缩写（Distributed Control System），在国内自控行业又称之为集散控制

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第三节
三种控制器性能比较表 特点 适用于
比例控 制器
控制器的输出与偏差成比例,阀门位置 调节通道滞后较小、负 与偏差之间有一一对应关系。当负荷 荷变化不大、工艺上没 变化时,比例控制器克服干扰能力强, 有提出无差要求的系统。 过渡过程时间短。纯比例控制器在过 渡过程终了时存在余差。 积分作用使控制器输出与偏差的积分 成比例, 过渡过程结束时无余差。但 使稳定性降低。 调节通道滞后较小、负 荷变化不大、工艺参数 不允许有余差的系统。
控制好控制器的正、反作用，是确保整个自动控 制系统成为负反馈闭环系统的重要一环。 正作用？ 反作用？
图12-14 控制器正、反作用开关示意图
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控制器 对于生产装置的温度、压力、流量、液位等工艺变量常 常要求维持在一定的数值上，或按一定的规律变化，以满足 生产工艺的要求。PID控制器是根据PID控制原理对整个控 制系统进行偏差调节，从而使被控变量的实际值与工艺要求 的预定值一致。不同的控制规律适用于不同的生产过程，必 须合理选择相应的控制规律，否则PID控制器将达不到预期 的控制效果。 控制器有三种：比例控制器、比例积分控制器、比例积分 微分控制器