常见DCS基本控制
dcs仪表控制基本知识
DCS（分布式控制系统）是一种集散控制系统，它将计算机技术、控制技术和网络技术高度结合，用于实现对生产过程中的众多控制点进行控制。
DCS仪表控制基本知识包括以下几个方面：1. 仪表的分类：仪表分为一次仪表（现场仪表）和二次仪表（控制仪表）。
一次仪表直接与工艺介质相接触，如温度计、压力表等；二次仪表主要用于显示、控制、调节等，如PID控制器、报警器等。
2. 仪表的信号类型：仪表信号分为模拟信号和数字信号。
模拟信号包括温度、压力、流量等连续变化的信号，如4-20mA、1-5V等；数字信号包括开关量信号和脉冲信号，如0-1、1-0、2-3等。
3. DCS系统的组成：DCS系统通常由控制器（过程站）、操作站、通信网络和现场仪表等组成。
控制器负责实现对现场仪表的实时控制和调节；操作站用于监控和管理整个控制系统；通信网络负责连接控制器、操作站和现场仪表，实现数据传输。
4. DCS系统的控制功能：DCS系统可以实现多种控制功能，如温度控制、压力控制、流量控制、液位控制等。
通过PID控制算法等调节方法，实现对工艺过程的精确控制。
5. 仪表与DCS系统的连接：仪表通过信号传输线与DCS系统的输入/输出（I/O）卡件连接。
模拟信号通常采用4-20mA、1-5V等标准信号传输；数字信号采用开关量或脉冲信号传输。
6. DCS系统的组态：组态是指DCS系统根据实际应用需求进行配置和编程的过程。
通过组态软件，可以实现对DCS系统的控制策略、报警设置、历史数据存储等功能进行配置。
7. DCS系统的调试与维护：DCS系统调试主要包括系统硬件检查、通信网络测试、控制策略编程和调试等。
维护工作主要包括定期检查、故障排除、系统升级等。
通过以上对DCS仪表控制基本知识的了解，可以更好地把握DCS系统在工业生产过程中的应用和作用。
dcs控制方案
dcs控制方案概述DCS（Distributed Control System，分散式控制系统）是一种广泛应用于工业自动化领域的控制系统方案。
本文将对DCS控制方案进行详细介绍，包括其基本原理、应用领域以及优势等方面。
一、DCS控制方案的基本原理DCS控制方案是一种基于计算机网络的分散控制系统，它通过在工业生产过程中的各个关键位置部署分布式控制器，实现对工艺的集中控制和监控。
其基本原理如下：1. 分布式架构：DCS系统采用分布式架构，将控制任务分散到各个节点上，实现了控制的并行化。
这种架构不仅提高了系统的可靠性和容错性，还使得系统的扩展更加灵活。
2. 通信技术：DCS系统利用现代通信技术实现节点之间的数据传输，如以太网、无线通信等。
这些通信手段能够确保数据的实时性和准确性，在数据传输过程中实现了高速、可靠的通信。
3. 开放性：DCS系统具有高度的开放性，可以与其他控制系统进行无缝对接。
这使得DCS系统在工业自动化领域得到了广泛的应用，不仅可以与传统的PLC系统集成，还可以与ERP系统等进行整合。
二、DCS控制方案的应用领域DCS控制方案具有广泛的应用领域，在许多工业自动化场景中发挥着重要的作用。
以下是几个常见的应用领域：1. 石油化工：DCS系统在石油化工行业中被广泛应用，可以对化工过程进行实时监控和控制，提高生产效率和质量。
2. 电力系统：DCS系统在电力系统中用于对电厂的发电过程进行控制和监控，确保稳定供电和优化能源利用。
3. 制造业：DCS系统在制造业中可以对生产过程进行精细化控制，实现智能制造和自动化生产。
4. 建筑物自动化：DCS系统可以应用于大型建筑物的自动化控制，如楼宇自控系统，实现对建筑设备的集中管理和控制。
三、DCS控制方案的优势DCS控制方案相较于传统的集中式控制系统具有许多优势，下面列举几个主要的优势点：1. 高可靠性：DCS系统采用分布式架构，使得系统具有较高的可靠性和容错能力。
DCS控制系统详解
DCS控制系统详解（化工厂）提起DCS系统，化工人都不陌生，因为它是化工厂的大脑，会根据采集现场仪表（温度、压力、流量、液位等）信号作出判断，让输出的信号对管道的阀门进行控制由于DCS涉及的知识面很广，所以今天只介绍基本结构和原理部分，希望能为工厂中相关操作人员以及初学者提供参考。
01基本结构DCS是Distributed Control System的缩写，直译为“分布式控制系统”。
由于产品生产厂家众多，系统设计不尽相同，功能和特点也各不相同。
国内在翻译时，也有不同的称呼：分散控制系统（简称DCS）集散控制系统（简称TDCS或TDC）分布式计算机控制系统（简称DCCS）02系统组成三站一线：工程师站、操作员站、现场控制站、系统网络1、工程师站对DCS进行离线的配置、组态工作和在线的系统监督、控制、维护的网络接点。
主要功能：提供对DCS进行组态，配置工作的工具软件，并在DCS在线运行时实时监视DCS网络上各个节点的运行情况，使系统工程师可以通过工程师站及时调整系统配置及一些系统参数的设定，使DCS随时处在最佳工作状态之下。
2、操作员站处理一切与运行操作有关的人机界面（HIS，Human Interface Station，或OI，Operator Interface，或MMI，Man Machine Interface）功能的网络节点。
主要功能：为系统的运行操作人员提供人机界面，使操作员可以通过操作员站及时了解现场运行状态、各种运行参数的当前值、是否有异常情况发生等，并可通过输入设备对工艺过程进行控制和调节，以保证生产过程的安全、可靠、高效。
3、场控制站现场控制站是DCS的核心，是对现场I/O处理并实现直接数字控制（DDC）功能的网络节点。
系统主要的控制功能由它来完成，系统的性能、可靠性等重要指标也都要依靠现场控制站保证。
其设计、生产及安装都有很高的要求，是分散控制系统中的主要任务执行者。
4、系统网络系统网络是连接系统各个站的桥梁。
DCS控制系统讲解
DCS控制系统讲解DCS（Distributed Control System）是一种分布式控制系统，用于监控和控制制造过程中的各种设备和参数。
DCS系统在工业自动化领域广泛应用，可以管理许多不同的过程，如化工、电力、水处理、石油和天然气等。
DCS系统由多个分布在不同位置的控制节点组成，每个节点可以分别控制一部分设备或过程。
这些节点通过网络连接，互相通信和交换数据，形成一个大规模的控制系统。
这种分布式架构使得DCS系统具有高可靠性和高灵活性，可以实现实时监控和远程控制。
DCS系统的主要组成部分包括以下几个方面：1.控制器：控制器是DCS系统的核心组件，通常由一台或多台计算机组成。
它们负责处理和执行各种控制策略，并将结果发送给其他设备和节点。
控制器还可以接收来自传感器和执行器的数据，并进行实时监测和反馈控制。
2.人机界面（HMI）：HMI是DCS系统与操作人员之间的交互界面。
通过HMI，操作人员可以监视和操纵整个制造过程。
HMI通常包括图形显示、报警和故障处理等功能，使操作人员能够及时发现和解决问题。
3.输入/输出（I/O）模块：I/O模块用于连接DCS系统与实际的物理设备和装置。
它们通过传感器和执行器将过程物理量（如温度、压力、流量等）转换成数字信号，并将控制信号传输到执行器。
I/O模块是DCS系统与外界交流的桥梁，确保了信息的准确性和可靠性。
4. 网络通信：DCS系统中的各个节点通过网络连接，实现数据的传输和共享。
网络通信可以根据实际需求采用不同的协议和技术，如以太网、Profibus、Modbus等。
这些网络使得DCS系统具有分布式控制和集中监控的能力。
5.数据存储和处理：DCS系统需要对大量的数据进行存储和处理。
这些数据包括控制参数、过程状态、历史记录等。
数据存储和处理功能可以在DCS系统中实现，也可以通过连接外部数据库和服务器来实现。
DCS系统的工作原理基于控制算法和策略。
控制算法通常是根据过程的特点和需求进行设计和优化的。
DCS控制系统基础知识
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
第六节 选择控制系统
第七节 三冲量控制系统
图 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。
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
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
DCS控制系统详解
DCS控制系统详解（化工厂）提起DCS系统，化工人都不陌生，因为它是化工厂的大脑，会根据采集现场仪表（温度、压力、流量、液位等）信号作出判断，让输出的信号对管道的阀门进行控制由于DCS涉及的知识面很广，所以今天只介绍基本结构和原理部分，希望能为工厂中相关操作人员以及初学者提供参考。
01 基本结构DCS是Distributed Control System的缩写，直译为“分布式控制系统”。
由于产品生产厂家众多，系统设计不尽相同，功能和特点也各不相同。
国内在翻译时，也有不同的称呼：分散控制系统（简称DCS）集散控制系统（简称TDCS或TDQ 分布式计算机控制系统（简称DCCS）02 系统组成三站一线：工程师站、操作员站、现场控制站、系统网络1、工程师站对DCS进行离线的配置、组态工作和在线的系统监督、控制、维护的网络接点。
主要功能：提供对DCS 进行组态，配置工作的工具软件，并在DCS 在线运行时实时监视DCS网络上各个节点的运行情况，使系统工程师可以通过工程师站及时调整系统配置及一些系统参数的设定，使DCS随时处在最佳工作状态之下。
2、操作员站处理一切与运行操作有关的人机界面（HIS，Human Interface Statio n,或01, Operator In terface，或MMI，Man Machi ne In terface）功能的网络节点。
主要功能：为系统的运行操作人员提供人机界面, 使操作员可以通过操作员站及时了解现场运行状态、各种运行参数的当前值、是否有异常情况发生等,并可通过输入设备对工艺过程进行控制和调节, 以保证生产过程的安全、可靠、高效。
3、场控制站现场控制站是DCS的核心，是对现场I/O处理并实现直接数字控制（DDC功能的网络节点。
系统主要的控制功能由它来完成，系统的性能、可靠性等重要指标也都要依靠现场控制站保证。
其设计、生产及安装都有很高的要求，是分散控制系统中的主要任务执行者。
DCS基础知识
一、DCS----分布式控制系统1、什么是DCS？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系统。
2、 DCS有什么特点？DCS是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物。
DCS通常采用若干个控制器（过程站）对一个生产过程中的众多控制点进行控制，各控制器间通过网络连接并可进行数据交换。
操作采用计算机操作站，通过网络与控制器连接，收集生产数据，传达操作指令。
因此，DCS的主要特点归结为一句话就是：分散控制集中管理。
3、 DCS的结构是怎样的？上图是一个较为全面的DCS系统结构图，从结构上划分，DCS包括过程级、操作级和管理级。
过程级主要由过程控制站、I/O单元和现场仪表组成，是系统控制功能的主要实施部分。
操作级包括：操作员站和工程师站，完成系统的操作和组态。
管理级主要是指工厂管理信息系统（MIS系统），作为DCS更高层次的应用，目前国内纸行业应用到这一层的系统较少。
4、 DCS的控制程序是由谁执行的？DCS的控制决策是由过程控制站完成的，所以控制程序是由过程控制站执行的。
5、过程控制站的组成如何?DCS的过程控制站是一个完整的计算机系统，主要由电源、CPU（中央处理器）、网络接口和I/O组成6、什么是DCS的开放性？DCS的开放性是指DCS能通过不同的接口方便地与第三方系统或设备连接，并获取其信息的性能。
这种连接主要是通过网络实现的，采用通用的、开放的网络协议和标准的软件接口是DCS开放性的保障。
7、什么是系统冗余？在一些对系统可靠性要求很高的应用中，DCS的设计需要考虑热备份也就是系统冗余，这是指系统中一些关键模块或网络在设计上有一个或多个备份，当现在工作的部分出现问题时，系统可以通过特殊的软件或硬件自动切换到备份上，从而保证了系统不间断工作。
通常设计的冗余方式包括：CPU冗余、网络冗余、电源冗余。
在极端情况下，一些系统会考虑全系统冗余，即还包括I/O冗余。
DCS的控制算法全
) dt
U (s)
Kc (e
1 Ti s
Td
s)E(s)
7
r+ e -
u 执行机构
y 被控对象
8
(二)、数字PID控制算法
➢ 位置算法
u(k)
Kce(k)
Kc Ti
k
e(i)Ts
i0
KcTd
e(k) e(k 1) Ts
k
u(k) Kce(k) K I e(i) KD[e(k) e(k 1)]
R
Gc
Gp
_
Gk
F Gf
es
Y
41
Y (s) Gc (s)Gp (s)es R(s) 1 Gc (s)Gp (s)
Y (s) G(s) F(s) 1 Gc (s)Gp (s)
引入预估补偿器后的传递函数：
Y (s) R(s)
1
Gc
Gc (s)Gp (s)es (s)Gk (s) Gc (s)Gp
而速度算法的输出须采用积分式执行机构.
12
2) 从应用方面来看
采用增量算法和速度算法,手自动切换都比较方 便,且不会产生积分饱和现象.
位置算法会产生积分饱和现象，但可以采取一 些措施以解决积分饱和问题。如：当控制输出接 近设定值时，引入积分，否则把积分去掉，只作 微分和比例运算。
13
数字PID控制算法的特点
环节。当偏差变化较大时，微分作用不会太激烈。
1
通过在输入端串接一个低通滤波器
Td KD
s
1
21
✓ 带有不灵敏区的PID控制算法
对某些要求控制尽量少变的场合,当偏差小于某 一值时,没有控制作用,否则有控制作用. 目的是 避免过程变量出现低幅高频率的抖动.
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9，管道空满的控制 需要电气设备 音叉开关、泵 实现工艺功能 通过音叉开关检测到管 路是否为空，决定泵的开关。
10， PH值得控制 需要电气设备 PH计、泵、阀门。 实现工艺功能 通过对阀与泵的控制实现设备内 PH值为设定值。
11，阀门控制 需要电气设备 切断阀、调节阀。 实现工艺功能 可以实现阀门间的相互 连锁。如顺序控制，一用一备等控制。 12，报警控制 需要电气设备 常见显示仪表 实现工艺功能 到报警设定值，声光报 警，安全提示。
复杂的控制每个车间各有特点，但基本上就是基 础控制的有机叠加。
3，液位控制 I.进料或出料 需要电气设备 液位计（或液位开关） 泵 （部分车间有进料或出料切断阀） 实现工艺功能 设定液位，使得高位停进料泵 与进料阀或者低位停出料泵与出料阀。 II.恒定液位（常用与气液分离器） 需要电气设备 液位计（此时一般为雷达液位 计） 调节阀 实现工艺功能 通过调节阀控制设备内（常用 与气液分离器）液位稳定在设定值。
刘晓猛 2015 01 05
温度 压力 液位计 液位变送开关 流量计 切断阀调节阀 电机（泵） 变频器 氧气分 析仪 称重模块 质量流量计 音叉开关 PH 计度控制 I.保温 需要设备 蒸汽调节阀（盐水调节阀） 温度计 实现功能 自动控制调节阀开度实现 设备内温度在设定时间内恒定为设定值。
6，回流比控制 需要电气设备 三通切断阀 实现工艺功能 通过设定开关阀时间比来实现需 要的回流比。
7，质量控制 需要电气设备 称重模块或者质量流量 计、泵、切断阀。 实现工艺功能 自动启动泵与阀到设定 重量值，自动停泵与阀。
8，时间控制 需要电气设备 DCS系统 实现工艺功能 可以设定搅拌，保温等工艺要求 的持续时间。
13，急停控制 需要电气设备 常见开关设备 实现工艺功能 紧急情况下，对开关设 备进行安全控制。 14，分层控制 需要电气设备 电导率仪 实现工艺功能 当分层后，电导率会大 幅度变化，此时关闭阀门，达到分层的 目的。
15，其他仪表
数字显示仪，流量积算仪等其他仪表可以做为没 有DCS系统时对温度，压力，流量等等工艺情况 进行控制的工具。
4，流量控制 I.固定值打料 需要电气设备 流量计 切断阀 泵 实现工艺功能 自动启动泵与阀到设 定累积值，自动停泵与阀。 II.恒速滴加 需要电气设备 流量计 调节阀 实现工艺功能 通过调节阀保持滴加 匀速，到设定累积值时停止滴加。
5，氧含量控制 需要电气设备 氧分析仪 开关电磁阀 实现工艺功能 通过开关阀来实现通过 一台氧分析仪对数台设备氧含量的监控。
II. 升温或降温 需要仪表 温度计 调节阀 （部分车间包括切 断阀） 实现功能 可以分阶段实现设备的升温或降温， 最后在达到设定时间或设定温度后自动关闭 阀门。
2，压力控制 I.车间内设备压力控制 需要设备 调节阀 压力变送器 实现功能 保持设备内的压力恒定为设定值 或者在达到设定值后进行其他操作。 II.车间外尾气压力控制 需要电气设备 压力变送器 变频器 电机 实现工艺功能 通过控制电机频率实现尾 气管道恒压。