集散控制系统的操作方式
集散控制系统原理及应用
集散控制系统原理及应用集散控制系统（Distribution Control System，简称DCS）是一种基于计算机网络的自动化控制系统，用于集中控制和监视复杂的工业过程。
它由许多分布在整个工厂或工艺中的控制单元组成，这些控制单元通过网络互连，在一起协同工作，以实现对整个过程的控制。
集散控制系统的原理是通过采集和传递数据，实现对过程的实时监测和控制。
它主要包括以下几个组成部分：1. 传感器和执行器：用于采集过程变量和控制信号。
传感器将过程中的物理量转换成电信号，例如温度、压力、流量等。
执行器根据控制信号执行一定的操作，例如开关、调节阀等。
2. 控制单元：集散控制系统中最核心的部分，由计算机硬件和软件组成。
控制单元负责采集、处理和分析传感器采集的数据，在此基础上生成控制信号，并通过执行器将其发送给控制对象。
3. 通信网络：用于连接不同的控制单元，实现数据的传输和共享。
通信网络可以是以太网、现场总线等。
通过网络连接，各个控制单元之间可以实现数据的共享和协同工作。
4. 人机界面：提供人机交互的界面，使操作人员能够直观地监视过程状态、进行操作和维护。
人机界面通常采用图形化显示，包括监视画面、报警提示、操作按钮等。
集散控制系统的应用非常广泛。
它可以用于石油化工、电力、水处理、冶金等工业领域的各种生产过程的控制和监测。
具体应用包括：1. 石油化工：集散控制系统可以用于炼油、化工生产等领域。
通过实时监测和控制温度、压力、流量等参数，可以保证工艺过程的稳定运行。
2. 电力系统：集散控制系统可以用于电力发电和配电系统的监控和控制。
通过集中管理各个发电单元、调度用电负荷，可以实现电力系统的高效运行。
3. 水处理：集散控制系统可以用于水处理过程中的污水处理、给水处理、制水等。
通过实时监测和控制水质、水流等参数，可以提高水处理的效率和质量。
4. 冶金：集散控制系统可以用于冶金工业中的钢铁生产、铸造等过程的控制。
通过实时监测和控制温度、压力、流量等参数，可以保证冶金过程的稳定性和产品质量。
DCS系统操作规程(加氢裂化FIN)
第二节加氢裂化装置DCS系统配置
1系统的硬件配置
湛江东兴加氢裂化装置的DCS系统硬件配置如图2所示:
设备说明：
GUS：操作员操作站
EWS：工程师操作站
PRT1~PRT5：打印机
NIM：网络接口模件（冗余配置）
HPM：高级过程控制模件（冗余配置）
HM：历史模件（双盘单盘冗余）
LCN：局域控制网络（冗余）
UCN：通用控制网络（冗余）
加氢裂化装置与连续重整、常减压蒸馏装置共用一套DCS，共用一套LCN网，定义为LCN01。整套DCS分两个操作站群（CONSOLE1、CONSOLE2），常减压蒸馏操作站为CONSOLE1，配置5台操作站（GUS1…GUS5），一台工程师站（EWS）。连续重整、加氢裂化装置操作站组成CONSOLE2，配置8台操作站（GUS1…GUS8），一台工程师站（EWS），整个LCN01配置七套控制器（冗余），配置8台打印机，工程师站配置2台打印机。其中加氢裂化装置部分分配2套控制器（冗余），4台操作台（操作站），与连续重整共用1台工程师站，2台打印机，同一装置的操作站互为备用。操作站的操作员键盘使用IKB键盘,工程师站的工程师键盘使用标准PC键盘和IK B。
(2)显示屏
显示屏幕第一行和第二行是系统信息显示区，其余为用户信息显示区，分辨率为1024×768。
(3)打印机
一台GUS可带一台打印机，打印机可打印以下内容：
报表、报告、趋势和日志
屏幕上的任何内容
系统报警记录
3.5HM历史模件
HM主要由硬盘组成，用于大量数据的存储和数据分析，数据类型有以下类型：系统文件、用户文件（DF文件、CL语言文件）、历史数据、CHECKPOINT文件（一些点的参数，从系统画面上装入）。
集散控制系统复习题
集散控制系统是以微处理器为基础的集中分散型控制系统。
集散控制系统的主要特点是集中管理和分散控制。
2.集散控制系统基本构成由分散过程控制装置、操作管理装置和通信系统组成。
3.分级递阶控制系统结构分为多层结构、多级结构和多重结构组成4.开放系统的标志是可移植性、可操作性、可适宜性和可用性。
5.常用的冗余方式有同步运转方式、待机运转方式、后退运转方式和多级操作方式。
6.现场总线可分为执行器传感器现场总线、设备现场总线和全服务现场总线。
7.现场总线的特点是开放性、智能化、互操作性、环境适应性、分散控制。
8.保证互操作性的措施有标准化、OPC技术、设备描述技术等。
9.集散控制系统的性能评估指标有可靠性、易操作性、可组态性、可扩展性、实时性、环境适应性、开放性和经济性等。
10.集散控制系统的可靠性指标有可靠度、平均无故障时间MTBF、到发生故障的平均时间MTTF、故障率等。
11.集散控制系统可靠性设计三准则是系统运行不易发生故障的设计、系统运行不受故障影响的设计、能迅速排除故障的设计。
12.集散控制系统的组态包括系统组态、控制组态、画面组态。
13.功能模块按功能分类，通常可分为输入、输出类功能模块、控制算法类功能模块、运算类功能模块、信号发生器类功能模块、转换类功能模块、信号选择和状态类功能模块等类。
14.趋势画面包括实时趋势和历史趋势两类。
15.媒体存取控制指节点在向通信媒体存信息或从通信媒体取信息时的控制规则。
16.香农（Shannon）定理规定采样频率应采样频率应不小于原系统最高频率的两倍。
17.软件滤波采用计算方法，常用软件滤波有一阶低通滤波、一阶高通滤波、递推平均（加权）滤波、程序判别滤波等。
用计算机控制装置实现比值控制时，不计算仪表比值系数，不进行仪表系数的转换，也没有K >1等问题。
19.与模拟控制算法比较，数字控制算法对积分算法的改进有积分分离和削弱积分等。
20.顺序逻辑控制系统分为时间顺序控制系统、逻辑顺序控制系统和条件顺序控制系统三种。
集散控制系统
3.顺序控制
➢顺序控制：按预定的动作顺序或逻辑，依次执行各 阶段动作程序。
➢顺序控制中可以兼用反馈控制、逻辑控制和输入 / 输出监视等功能。 ➢实现顺序控制的常用方法
●顺序表法 ●程序语言方式 ●梯形图法
➢顺序表法
● 将控制顺序按逻辑关系和时间关系预先编成顺序记
录，存储于管理文件中，然后逐项执行。
(2)测量值跟不再保持原来的 值，而跟踪测量值。
(3)输出值跟踪
➢在手动方式时，使内存单元中 PID 输出值跟踪手操 输出值。 ➢从手动切换到自动时，内存单元中的自动输出数值 与手操输出值相等，切换是无扰动的。
➢在自动方式时，手操器的输出值是始终跟踪控制器 的自动输出值的。
显示
操作
报警
系统组态
系统维护
报告生成
操作站的基本功能分布图
2.4.3
自诊断功能
☞在系统投运前，用离线诊断程序检查各部分的工作状态。
☞系统运行中，各设备不断执行在线自诊断程序。
●一旦发现错误，立即切换到备用设备； ●同时经过通信网络在显示器上显示出故障代码，等待及
时处理；
●故障代码可以定位到卡件板，用户只需及时更换卡件。
➢电源系统的可靠性措施
●每一个现场控制站均采用双电源供电，互为冗余。 ●采用超级隔离变压器，将其初级、次级线圈间的屏 蔽层可靠接地，以克服共模干扰的影响。 ●采用交流电子调压器，快速稳定供电电压。 ●配有不间断供电电源 UPS，以保证供电的连续性。 ➢现场控制站内各功能模块所需直流电源一般为±5V、 ±15V(或±12 V)、以及+24V。
集散控制系统原理及应用
集散控制系统原理及应用
集散控制系统是一种基于集中控制和分散执行的控制系统。
它通过将任务分配给不同的子系统执行，从而实现对整个系统的控制和监测。
集散控制系统的原理是将需要控制的对象分为若干个子系统，每个子系统由一个独立的控制单元负责控制。
这些控制单元通过通信网络进行相互连接和信息交换，从而实现系统的集中控制。
在集散控制系统中，有两种常见的通信方式：点对点通信和总线通信。
点对点通信是指每个子系统之间通过独立的通信线路进行信息传输，而总线通信则是通过一个共享的通信总线将所有子系统连接起来。
无论采用哪种通信方式，集散控制系统的目标都是实现对系统各个部分的控制和监测。
集散控制系统在工业自动化领域有广泛的应用。
例如，在工厂生产线上，可以将生产任务划分为若干个子系统，每个子系统负责一部分工序的控制。
通过集散控制系统，可以实现对整个生产线的协调和监测，提高生产效率和质量。
另外，集散控制系统在能源管理和交通控制等领域也有应用。
在能源管理方面，可以将能源供给和消耗划分为若干个子系统，通过集散控制系统进行能源的分配和监测，从而提高能源利用效率。
在交通控制方面，可以将交通信号灯、交通监控等划分为不同的子系统，通过集散控制系统实现对交通流量的调度和控制，提升交通运行效率和安全性。
总之，集散控制系统通过将系统任务分配给不同的子系统执行，
实现对整个系统的控制和监测。
它在工业自动化、能源管理和交通控制等领域都具有广泛的应用前景。
集散控制系统
Cnet
基本 控制单元
M 常规仪表
过程控制站
通信 接口
基本 控制单元
基本 控制单元
Cnet
基本 控制单元
Fnet
现场总线仪表
数据采集站
通信 接口
数据输入 输出单元
数据输入 输出单元
Cnet
数据输入 输出单元
常规仪表
过程控制站的系统结构
过程控制站
通信 接口
基本 控制单元
基本 控制单元
Cnet
基本 控制单元
11
1.3 集散控制系统的硬件结构
管理 计算机
管理 计算机
Mnet
运行员 操作站
运行员 操作站
Snet
运行员 操作站
工程师 工作站
计算站
过程控制站
通信 接口
基本 控制单元
基本 控制单元
Cnet
基本 控制单元
M 常规仪表
过程控制站
通信 接口
基本 控制单元
基本 控制单元
Cnet
基本 控制单元
Fnet
现场总线仪表
3
1.1.2 控制级
控制级主要由过程控制站和数据采集站构成。一般在实际 应用中，把过程控制站和数据采集站集中安装在位于主控 室后的电子设备室中。过程控制站接收由现场设备，如传 感器、变送器来的信号，按照一定的控制策略计算出所需 的控制量，并送回到现场的执行器中去。过程控制站可以 同时完成连续控制、顺序控制或逻辑控制功能，也可能仅 完成其中的一种控制功能。
现场级设备一般位于被控生产过程的附近。典型的现场级 设备是各类传感器、变送器和执行器。它们将生产过程中 的各种物理量转换为电信号，例如将4~20mA的电信号(一 般变送器)或符合现场总线协议的数字信号(现场总线变送 器)，送往控制站或数据采集站；或者将控制站输出的控制 器信号(4~20mA的电信号或现场总线数字信号)转换成机械 位移，带动调节机构，实现对生产过程的控制。
集散控制系统(DCS)的使用与组态
多卡件为 Ｉ ； Ｘ 电源 ， 内部 Ｉ ； Ｘ 电源随 Ｄ Ｓ设备提供 ， Ｃ Ｃ Ｄ Ｓ的 Ｉ ／ Ｏ卡件直流电源 ， 外部两线制仪表 电源也 由 Ｄ Ｓ提供 。但当 Ｉ ３ Ｃ ／ 卡数量多， （ 外部仪表多 ， 电量大时， 用 应配备适当的直流电源。
１ ２ 备用 电源 ． ．
Ｄ Ｓ设备卡件通常 由两路 电源供 电， Ｃ 当主电源故障或主电源 电压下降到正常电压 的 １ ％以下时 ， ５ 辅助
１ 电 源
Ｄ Ｓ系统的供电要求电源质量高 ， Ｃ 即电压稳定 ， 频率稳定 ， 不间断， 无干扰供电； 没有稳固的供 电系统， Ｄ Ｓ系统也只是一堆废铁 ， Ｃ 无从发挥其超强大的功能。以前 由于电网波动 ， 造成全系统停车 ， 差点造成锅炉 缺水干锅 。现在从外部提供两路独立的供电输入 ， 当一路 电源失 电后 ， 可立即切换到另一路 电源Байду номын сангаас入 ， 由 改 第二路主电源供电。同时加强对不间断电源供电系统 Ｕ Ｓ的维护 ， Ｐ 正常情况下旁路和稳压 ， Ｐ ＵＳ 稳频交流 电源 ， 并对储电电池充 电， 当电源失电时 ， 将电池贮存的电能逆变成交流 电送给 Ｄ Ｓ 使 Ｄ Ｓ 电源失 电时 ｃ， Ｃ 在 间内正常运行 ， 以便有关人员进行停 电前的处理。
关键词 ： Ｓ系统 ； 用 ； 态 ＤＣ 使 组 中图分类 号 ： Ｐ ７ Ｔ ２３ 文 献标识码 ： Ｂ
０ 前
言
近年来 ， 由于集散控制系统（ ｉｒ ｕｅ ｏ ｔ ｌ ｙｔ Ｄ ｓ ｉ ｔ Ｃ ｎｒ ｓ ｍ— Ｃ ） ｔｂ ｄ ｏ Ｓ ｅ Ｄ Ｓ 技术先进 ， 在性能上能较好满足过程控制 的要求， 硬件设备可靠性高。瓮福肥厂的 ８ 万 ｔｇ硫酸、０ ｔｇ磷酸、０万 ｔｇ重钙项 目通过 国际招标 ０ ／ ３万 ／ ８ ／ 从 日本横河（ Ｏ Ｏ Ａ ） Ｙ Ｋ Ｇ ｗＡ 公司引进了两套九 十年代最先进 的 Ｃ Ｎ Ｕ — Ｓ系统用于硫酸、 Ｅ ＴＭ Ｃ 磷酸 、 重钙装
集散型控制系统介绍
集散型控制系统介绍什么是集散型控制系统？集散型控制系统（Distributed Control System，简称DCS）是一种用于监控和控制工业过程的自动化系统，它由多个分布在整个工厂或工业设施的控制单元组成。
每个控制单元负责特定的控制功能，并与其他单元进行通讯和协同工作。
DCS系统的主要目标是实现工业生产的高效率和高可靠性。
DCS系统的特点1.模块化设计：DCS系统由多个独立的模块组成，每个模块具有特定的功能，并可以根据需要进行添加或移除。
这种模块化设计使得DCS系统更加灵活和可扩展。
2.分布式架构：DCS系统的控制单元分布在整个工厂或设施的各个区域，通过网络进行通讯。
这种分布式架构使得系统更加稳定，并且可以更好地应对设备故障或通讯中断的情况。
3.实时监控：DCS系统可以实时监控工业过程中的各种参数和状态，包括温度、压力、流量等。
监控数据可以通过图形界面直观地展示给操作员，帮助他们进行决策和调整。
4.集中管理：DCS系统通过中央控制台进行集中管理，操作员可以通过该控制台对各个控制单元进行配置和控制。
集中管理使得系统维护和管理更加简便，并且可以提高工作效率。
5.数据记录与分析：DCS系统可以记录和存储工业过程中的各种数据，如生产数据、报警记录等。
这些数据可以用于后续的分析和决策，帮助工厂或设施提高生产效率和质量。
DCS系统的应用领域DCS系统广泛应用于各个工业领域，特别是对于那些需要高度自动化和精确控制的工艺过程来说，DCS系统是不可或缺的工具。
下面是一些常见的DCS系统应用领域：•电力行业：DCS系统被用于发电厂和电网的控制和监测，可以实现对电力设备的远程操作和维护。
•石油和化工：DCS系统在炼油、化工生产和储运过程中起到关键作用，可以提高生产效率和安全性。
•制造业：DCS系统可以应用于各种制造过程的控制和监控，如汽车制造、钢铁生产等。
•水处理：DCS系统可以用于水处理厂的运行和监测，实现对水质和水压的控制。
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（4）操作组态 用于确定各个外部设备的分工
组态流程
前期准备工作 系统配置
数据库编辑及编译
计算公式级编译 功能块图
梯形图
引用编辑
系统生成
显示画面编辑
历史库编辑及编译 打印报表 系统下装
追忆库遍及及编译
.
名称
开出量（DO)组态 DO1316-01 初始巡检
说明 操作记录
2、多回路控制仪表盘操作
位号 通道 设定值O
通 道 指 示 报警 内 外
显示 调节
设置 本地/远程 整定
电源
3、单回路多回路控制功能 （1）对输入信号处理（如隔离、率波、线性化、开方、补偿、
限幅、报警值检查、信号出错诊断） （２）运算控制 （３）显示 （4）组态 （５）过程操作 （6）通信 （7）输出信号处理 限幅 隔离 保护和屏蔽处理 （8）A/D D/A转换
4、单回路和多回路控制器的组态操作 5、模拟仪表后备 6、简易型操作终端
二、CRT操作方式 1、CRT的操作方式的特点 （1）信息量大； （2）显示方式多样：A 、过程、仪表、点画面
B、瞬时值、历史趋势、数字、棒图、颜色 （3）操作方便容易
画面调用、目标选择、数据更改、组态维护方便 （4）报警功能强 （5）操作透明度高 （6）备用方式简单 2、对人机接口的要求 （1）环境要求 A 环境条件 B 、配电 C、 通信距离 （2）图形特性 （3）输入特性
触点型开出 巡检周期 量1
存盘
设备号
初始值 0
通道号
置0说明 断开
物理地址
置1说明 闭合
端子号
巡检 1
18 1 0 B16－1
模入量AI
名称：PI-309 汉字说明：变换气压力 单位：MPａ
当前值
巡检
1/0
显示上限 1.600 设备号
7
显示下限 0000 通道号
7
报警上限 1.000 物理地址
报警下限 0.000 报警级别
§5集散控制系统的显示和操作 §5.1集散控制系统的操作方式
一、仪表盘操作方式 1、仪表盘操作的特点 （１）读数精确、读数方便； （2）监视、操作与常规仪表相似； （3）组态由按键或者插入编程器完成，也可由上位机完成。 （4）由仪表位号和工程位号显示 （5）按压键改变数据 （6）通信功能 （7）报警 （8）提供多级操作的最低级操作
3、组态操作
（1）系统组态
包括硬件组态和软件组态，硬件组态工作对各设 备规定唯一的设备号，以及设备间的连接和安装； 软件组态工作包括对有关设备送入相应的操作系 统和软件，用软件的方式描述设备之间的连接关 系和安装位置。
（2）画面组态
主要是在操作站上（包括管理站，工程师站） 上用图形的方式模拟现场工艺，为操作人员在操 作时提供方便。
量程上限 量程下限
1.600 0000
信号放大倍数 2
巡检周期
1
转换类型
4-－20ｍＡ
报警死区
率波类型
平均率波 报警检测
禁止
棒图起始值 0.000 操作记录
不记录
前翻后翻
确认退出
.开
关
1开
关0
水泵电机
N-302 设备 9
通道 2
0
地址 0
状态0
运行