火电厂计算机控制幻灯片(第八章_现场总线控制系统)PPT课件
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现场总线控制系统-PPT课件
第7章 现场总线控制系统
7.1.2 现场总线技术发展概况
1.现场总线的产生
2.现场总线技术的现状
3.现场总线技术的发展趋势
第7章 现场总线控制系统
7.1.3 几种典型的现场总线
1.基金会现场总线 2.Profibus 现场总线 3.ControlNet 现场总 线 4.CAN总线 5.DeviceNet 总线 6.LonWorks 总线 7.HART总线 8.Modbus总线
1.操作系统 2.网络管理软件 3.通信软件 4.组态软件
企业管理层 (数据网络)
过程监控层 (数据网络)
现场控制层 (控制网络)
图7.1 现场总线控制系统体系结构
第7章 现场总线控制系统
7.3 Dleta V现场总线控制系统简介
7.3.1 系统概述
➢ Delta V系统是Fisher-Rosemount 公司依据现场 总线FF标准设计出的兼容现场总线功能的全新控制系统.
第7章 现场总线控制系统
知识点：
学 习 目 标
●掌握现场总线控制系统的基本概念及技术特点 ●掌握基金会现场总线基本概念 ●了解几种典型的现场总线 ●了解现场总线控制系统的构成 ●了解Delta V系统的构成及技术特点 ●了解Delta V现场总线系统设计上需要注意的问题 ●结合实例理解Delta V现场总线系统在生产装置中 的应用
第7章 现场总线控制系统
848T是安装在现场的基 H1卡为现场总线通信卡， H1卡下 于基金会现场总线的 8通 带有2个port（端口），每个端口带 道温度变送器。 一个网段即2个网段通过冗余的P+F 安全栅模块（HD2-FBPS-1500） 与现场总线仪表连接。
图7.5 系统构成
《现场总线控制系统》课件
智能建筑环境监控系统
总结词
智能建筑环境监控系统是利用现场总线 技术实现对建筑内部环境参数的实时监 测和控制的系统，以提高建筑能源利用 效率和居住舒适度。
VS
详细描述
在智能建筑环境监控系统中，现场总线技 术被用于连接各类传感器和执行器，实现 环境参数的实时监测和控制。通过现场总 线控制系统，可以实现对建筑内的温度、 湿度、光照、空气质量等参数的自动调节 ，提高居住舒适度和建筑能源利用效率。
系统安全与隐私保护问题
总结词
随着现场总线控制系统的广泛应用，系统的 安全和隐私保护问题将越来越重要。
详细描述
现场总线控制系统涉及到大量的工业数据和 敏感信息，因此系统的安全性和隐私保护能 力至关重要。未来需要加强系统的安全防护 ，采用更加先进的数据加密、身份验证等技
术，确保系统的安全稳定运行。
标准化与互操作性问题
THANKS
02
现场总线控制系统的组成
现场总线设备
传感器和执行器
用于采集和执行控制动作，是系统的基本单元。
网关和路由器
用于连接不同总线类型，实现数据转换和路由。
控制系统
基于现场总线技术的控制系统，如PLC、DCS等。
通信协议
协议标准
如PROFIBUS、Modbus等，定义了通信规 则、数据格式和传输方式。
06
现场总线控制系统的未来发
展与挑战
新技术与新标准的出现
总结词
随着科技的不断进步，现场总线控制系统将迎来更多新的技 术和标准。
详细描述
随着物联网、人工智能等技术的快速发展，现场总线控制系 统将与这些技术深度融合，形成更加智能、高效的控制系统 。同时，新的标准也将不断涌现，为系统的发展提供更加规 范和完善的指导。
火电厂计算机控制课件
要依据。
火电厂计算机控制系统在节能减排中的应用
01
02
03
能源管理
系统能够对火电厂的能源 使用情况进行实时监控和 管理，优化能源配置，降 低能源消耗。
排放控制
系统能够对火电厂的排放 物进行监测和控制，确保 排放符合环保标准，减少 对环境的污染。
节能技术应用
系统能够支持各种节能技 术的应用，如变频器、永 磁电机等，进一步提高节 能减排效果。
火电厂计算机控制课件
CONTENTS
• 火电厂计算机控制概述 • 火电厂计算机控制系统的主要
构成 • 火电厂计算机控制系统的功能 • 火电厂计算机控制系统的应用
实例 • 火电厂计算机控制系统的未来
发展趋势
01
火电厂计算机控制概述
火电厂计算机控制系统的定义与特点
总结词
火电厂计算机控制系统是指利用计算机技术对火电厂的发电过程进行监测、控制和优化的集成系统。其主要特点 包括自动化、高效、安全和可靠。
提供数据支持。
火电厂计算机控制系统在安全管理中的应用
安全监测
01
系统能够对火电厂的各种安全指标进行实时监测，及时发现安
全隐患，提高安全管理水平。
紧急响应
02
在发生紧急情况时，系统能够快速响应，启动相应的应急预案
，最大程度地减少人员伤亡和财产损失。
事故分析
03
系统能够记录事故发生时的各种数据，为事故原因分析提供重
数据备份
定期备份重要数据，防止数据丢失。
系统故障处理
01
故障诊断
准确判断故障原因，避免误操作 。
紧急处理
02
03
预防措施
在故障发生时采取紧急措施，减 小损失。
现场总线控制系统的体系结构 ppt课件
且作为合作伙伴向他们提供先进的技术，产品和系统以及 快捷可靠的服务与支持。
通过以下介绍，您会更多的了解我们的公司性质，产品
和服务，以及公司在全球的发展。您能了解罗克韦尔公司 的品牌，公司所从事的事业，以及将来公司如何与您并肩 努力来满足您在业务上的需要。公司期待着加强公司在全 世界的伙伴关系。在罗克韦尔，公司为实现客户的成功而 奋斗。您成功，我们也成功。
条形码识别器
少
I/O
Operator Interface
HMI
Smart Speed Photoelectric Controller
Sensor
：输入设备 智能速度控制器
图图 3 罗3 克罗克韦韦尔尔推推出出的的现场现总场线控总制线系统 控体制系系结构统Fra bibliotek：执行器
ppt课件
6
1.2.2 现场总线控制系统的体系结构
一些具有专家辅助推断分析与决策能力的数字式 智能化仪表产品，其本身具备了诸如自动量程转 换、自动调零、自校正、自诊断等功能，还能提 供故障诊断、历史信息报告、状态报告、趋势图 等功能。另外，从实际应用的角度，控制界也不 断在控制精度、可操作性、可维护性、可移植性 等方面提出新需求。由此，导致了现场总线的产 生。
30
2．每种总线各有其应用领域
每种总线都力图拓展其应用领域，以扩张其势力 范围。在一定应用领域中已取得良好业绩的总线， 往往会进一步根据需要向其他领域发展。如 PROFIBUS在DP的基础上又开发出PA，以适用 于流程工业。
3．每种总线各有其国际组织
大多数总线都成立了相应的国际组织，力图在制 造商和用户中创造影响，以取得更多方面的支持， 同时也想显示出其技术是开放的。
IEC 61158（FF的H1） ControlNet（美国Rockwell公司支持） PROFIBUS（德国Siemens公司支持） P-Net（丹麦Process Data公司支持） FF HSE（即原FF的H2，Fisher-Rosemount公司支持） SwiftNet（美国波音公司支持） WorldFIP（法国Alstom公司支持） INTERBUS（德国Phoenix Contact公司支持）
通过以下介绍，您会更多的了解我们的公司性质，产品
和服务，以及公司在全球的发展。您能了解罗克韦尔公司 的品牌，公司所从事的事业，以及将来公司如何与您并肩 努力来满足您在业务上的需要。公司期待着加强公司在全 世界的伙伴关系。在罗克韦尔，公司为实现客户的成功而 奋斗。您成功，我们也成功。
条形码识别器
少
I/O
Operator Interface
HMI
Smart Speed Photoelectric Controller
Sensor
：输入设备 智能速度控制器
图图 3 罗3 克罗克韦韦尔尔推推出出的的现场现总场线控总制线系统 控体制系系结构统Fra bibliotek：执行器
ppt课件
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1.2.2 现场总线控制系统的体系结构
一些具有专家辅助推断分析与决策能力的数字式 智能化仪表产品，其本身具备了诸如自动量程转 换、自动调零、自校正、自诊断等功能，还能提 供故障诊断、历史信息报告、状态报告、趋势图 等功能。另外，从实际应用的角度，控制界也不 断在控制精度、可操作性、可维护性、可移植性 等方面提出新需求。由此，导致了现场总线的产 生。
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2．每种总线各有其应用领域
每种总线都力图拓展其应用领域，以扩张其势力 范围。在一定应用领域中已取得良好业绩的总线， 往往会进一步根据需要向其他领域发展。如 PROFIBUS在DP的基础上又开发出PA，以适用 于流程工业。
3．每种总线各有其国际组织
大多数总线都成立了相应的国际组织，力图在制 造商和用户中创造影响，以取得更多方面的支持， 同时也想显示出其技术是开放的。
IEC 61158（FF的H1） ControlNet（美国Rockwell公司支持） PROFIBUS（德国Siemens公司支持） P-Net（丹麦Process Data公司支持） FF HSE（即原FF的H2，Fisher-Rosemount公司支持） SwiftNet（美国波音公司支持） WorldFIP（法国Alstom公司支持） INTERBUS（德国Phoenix Contact公司支持）
现场总线控制系统20页PPT
ห้องสมุดไป่ตู้
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
现场总线控制系统
•
46、寓形宇内复几时，曷不委心任去 留。
•
47、采菊东篱下，悠然见南山。
•
48、啸傲东轩下，聊复得此生。
•
49、勤学如春起之苗，不见其增，日 有所长 。
•
50、环堵萧然，不蔽风日；短褐穿结 ，箪瓢 屡空， 晏如也 。
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火电厂DCS系统介绍ppt课件
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
优缺点
优点:系统可靠，在中国电力方面用户多达 200多个，新系统和老系统兼容，这有利于 以后的设备改造更新。图形化组态 ，方便 于机组运行中查找维护。
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
与信息技术(IT)融合。按照COTS(商业现货 技术commerCial off—the-sheIfTechnology)的原则，采用快速以太网技术 (包括TCP／IP等)作为厂级系统的主要网络 架构。
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
ABB
ABB在“IndustrialIT”的架构下，由ABB贝 利Infi900pen形成的Symphony．系统基础 上，进一步开发了800系列的新产品，推出 IndustriallT Symphonv最新的DCS系统。
年在“全集成自动化”的架构下，西门子 推出SPPA—T3000系统，已经在国内电厂 项目陆续使用。现就SPPA—T3000系统作 一介绍。
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
SPPA—T3000基于优秀的SIMATIC平台； 遵循全集成自动化理念，可完成过程工业 领域的所有控制任务；通过PFOFIBUS实 现真正的分散结构，易于与FF仪表的集成； 非常灵活的可伸缩性，从小型，可控制100 个I/O电的PCS 7 BOX，一直到控制100000 点，基于客户机/服务器架构的大型系统。
现代火电厂计算机控制系统PPT
图1.7 4∶1和10∶1衰减振荡过程
• ③动态特性法。 • ④基于偏差积分指标最小的整定方法。
• 2.PID控制器参数自整定 • 自整定方法一般为两类：基于模型的自整 定方法和基于规则的自整定方法。
• 四、PID控制效果分析
• 自动控制系统的控制质量取决于它的动态 特性，即取决于组成控制系统的控制对象 和调节设备的动态特性。 • 1.比例调节(P调节) • (1)比例调节的动作规律(比例带)
图1.18 干扰作用下的随动系统
• 图1.18是比例控制的随动系统。
图1.19 比例-积分控制系统
• 6. 结合实例分析 PID 控制系统的控制效果 • PID 控制系统中，被控对象的阶跃响应曲 线如图1.20所示。
图1.20 被控对象阶跃响应曲线 (a)无自平衡能力对象 (b)有自平衡能力对象
• 积分调节的特点是无差调节，与比例调节 的有差调节形成鲜明的对比。
• (3)积分速度对于调节过程的影响 • 3.比例积分调节的动作规律
图1.11 积分速度对调节过程的影响
图1.12 P与I调节过程的比较
图1.13 PI调节器的阶跃响应
• 4.比例积分调节过程 • 图1.14给出了热水流量阶跃减小后的调节 过程，它显示出各个量之间的相互关系。
• (2)比例调节的特点(有差调节) • 工业过程在运行中经常会发生负荷变化。 所谓负荷是指物料流或能量流的大小。 • (3)比例带对于调节过程的影响
图1.8 加热器出口水温控制系统
图1.9 比例调节为有差调节
图1.10 自力式气压调压阀简图
• 2.积分调节(I调节) • (1)积分调节动作规律 • 图 1.10 所示的自力式气压调压阀就是一个 简单的积分调节器。 • (2)积分调节的特点，无差调节
火电厂计算机控制课件
控制系统概述
热电联产机组控制系统的基本原理、技术优势及主要设备。
控制方案
详细描述了该系统的蒸汽压力控制、热负荷控制等方案。
经济与环境效益
热电联产机组控制系统投入运行后的经济与环境效益评估。
案例四：燃煤锅炉控制系统改造
原控制系统概述
01
原有燃煤锅炉控制系统的缺陷和不足之处。
改造方案
02
新控制系统的设计原则、改造方案及主要设备选型等。
火电厂计算机控制课件
目录
• 火电厂计算机控制概述 • 火电厂计算机控制系统组成 • 火电厂计算机控制功能 • 火电厂计算机控制系统设计 • 火电厂计算机控制应用案例 • 火电厂计算机控制发展趋势与挑战
01
火电厂计算机控制概述
火电厂计算机控制定义
定义
火电厂计算机控制指的是利用计算机技术对火电厂的各个设备和系统进行监测 、控制、优化和管理，以确保其安全、高效、经济地运行。
感谢观看
控制性能优化与节能减排需求
控制性能优化
通过计算机控制技术， 实现火电厂生产的精细 控制和优化，提高生产 效率。
节能减排
利用计算机控制技术， 实现能源的合理利用和 污染物的减排，降低生 产成本和环保压力。
排放监测与控制
通过计算机控制技术， 实现火电厂排放的实时 监测和控制，确保达标 排放。
THANKS
算法选择
根据控制策略选择相应的算法，如比例-积 分-微分(PID)算法、模糊逻辑算法等。
05
火电厂计算机控制应用案例
案例一：300MW火电机组控制系统
控制系统概述
300MW火电机组控制系统的设计原则、主要设备 及功能特点。
控制方案
详细描述了该系统的控制方案，包括燃烧控制、 给水控制、温度控制等。
热电联产机组控制系统的基本原理、技术优势及主要设备。
控制方案
详细描述了该系统的蒸汽压力控制、热负荷控制等方案。
经济与环境效益
热电联产机组控制系统投入运行后的经济与环境效益评估。
案例四：燃煤锅炉控制系统改造
原控制系统概述
01
原有燃煤锅炉控制系统的缺陷和不足之处。
改造方案
02
新控制系统的设计原则、改造方案及主要设备选型等。
火电厂计算机控制课件
目录
• 火电厂计算机控制概述 • 火电厂计算机控制系统组成 • 火电厂计算机控制功能 • 火电厂计算机控制系统设计 • 火电厂计算机控制应用案例 • 火电厂计算机控制发展趋势与挑战
01
火电厂计算机控制概述
火电厂计算机控制定义
定义
火电厂计算机控制指的是利用计算机技术对火电厂的各个设备和系统进行监测 、控制、优化和管理，以确保其安全、高效、经济地运行。
感谢观看
控制性能优化与节能减排需求
控制性能优化
通过计算机控制技术， 实现火电厂生产的精细 控制和优化，提高生产 效率。
节能减排
利用计算机控制技术， 实现能源的合理利用和 污染物的减排，降低生 产成本和环保压力。
排放监测与控制
通过计算机控制技术， 实现火电厂排放的实时 监测和控制，确保达标 排放。
THANKS
算法选择
根据控制策略选择相应的算法，如比例-积 分-微分(PID)算法、模糊逻辑算法等。
05
火电厂计算机控制应用案例
案例一：300MW火电机组控制系统
控制系统概述
300MW火电机组控制系统的设计原则、主要设备 及功能特点。
控制方案
详细描述了该系统的控制方案，包括燃烧控制、 给水控制、温度控制等。
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2021/2/27
能源与动力工程学院集控教研室
第八章 现场总线控制系统
15
4．分散功能块
FCS废弃了传统的DCS输入/输出单元和控制站， 把DCS控制站的功能块分散地分配给现场仪表，从 而构成虚拟控制站。由于功能分散在多台现场仪表 中，并可统一组态，用户可以灵活选用各种功能块 构成所需控制系统，实现彻底的分散控制。
2021/2/27
能源与动力工程学院集控教研室
第八章 现场总线控制系统
20
二、 IEC 61158现场总线标准
虚拟控制站其中差压变送器除了含有模拟量输入功 能块（AI110），还含有PID控制功能块，调节阀 除了含有模拟量输出功能块（AO110），还含有 PID控制功能块（PID110），这3个功能块即构成 流量控制回路。
2021/2/27
能源与动力工程学院集控教研室
操作员站 局域网
（LAN）
服务器
16
第八章 现场总线控制系统
19
6．开放式互连网络
现场总线为开放式互连网络，既可与同层网络 互连，也可与不同层网络互连。现场总线协议 不象DCS那样采用封闭专用的通信协议，而是 采用公开化、标准化、规范化的通信协议，只 要符合现场总线协议，就可以把不同制造商的 现场设备互连成系统。开放式互连网络还体现 在网络数据库的共享，通过网络对现场设备和 功能块统一组态。
现场总线有两种应用方式，分别用代码H1和H2表示。
H1方式主要用于代替直流0～10mA或4～20mA以实现数字 传输，它的传输速度较低，每秒几千波特，但传输距离较 远，可达1900米，称为低速方式；
H2方式主要用于高性能的通信系统，它的传输速度高，达 到 1兆波特，传输距离一般不超过750米，称为高速方式。
AI110
模拟量输入 功能块
现场总线
差压变送器
调节阀
PID控制功能块
PID110
FC
AO110
模拟量输出 功能块
网 桥
2021/2/27
......
现场设备
现场总线 现场总线
第八章 现场总线控制系统
17
FF PT PIC FF 101 101
FF PV 101
LAS
AI AO
PID
2021/2/27
第八章 现场总线控制系统
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一、现场总线的特点
现场通信网络 现场设备互连 互操作性 分散功能块 现场总线供电 开放式互联网络
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能源与动力工程学院集控教研室
第八章 现场总线控制系统
10
1．现场通信网络
现场总线作为一种数字式通信网络一直 延伸到生产现场中的现场设备，使以往（包 括DCS）采用点到点式的模拟量信号传输或 开关量信号的单向并行传输变为多点一线的 双向串行数字式传输。
能源与动力工程学院集控教研室
第八章 现场总线控制系统
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常用现场设备
变送器 常用的变送器有温度、压力、流量、物位、分析等， 每类又有多个品种。这种智能型变送器既有检测、 变换和补偿功能，又有PID控制和运算功能。
执行器 常用的执行器有电动和气动两大类，每类又有多个 品种。执行器的基本功能是控制信号的驱动和执行， 还内含调节阀的输出特性补偿、PID控制和运算， 另外还有阀门特性自动校验和自动诊断功能。
2021/2/27
能源与动力5 2021/2/27
第八章 现场总线控制系统
6
2021/2/27
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第八章 现场总线控制系统
7
根据国际电工委员会IEC标准和现场总线基金会FF （Fieldbus Foundation）的定义：现场总线是连接智 能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分 支结构的通信网络。
第八章 现场总线控制系统
2021/2/27
1
第一节 现场总线概述
2021/2/27
2
第八章 现场总线控制系统
3
随着控制技术、计算机技术和通信技术的飞 速发展，数字化作为一种趋势正在从工业生产过 程的的决策层、管理层、监控层和控制层一直渗 透到现场设备。现场总线的出现，是数字通信技 术迅速占领工业过程控制系统中模拟量信号的最 后一块领地。一种全数字化、全分散式、可互操 作的和全开放式的新型控制系统——现场总线控 制系统（FCS）已经成为当今的热点。
2021/2/27
能源与动力工程学院集控教研室
第八章 现场总线控制系统
13
常用现场设备
服务器和网桥
服务器下接 H1和 H2，上接局域网 LAN（Local Area Network）；网桥上接H2，下接H1。 辅助设备
辅助设备有 H1/气压转换器、H1/电流转换器、电 流/H1转换器、安全栅、总线电源、便携式编程器 等。
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第八章 现场总线控制系统
18
5．现场总线供电
现场总线除了传输信息之外，还可以完成为现场 设备供电的功能。总线供电不仅简化了系统的安 装布线，而且还可以通过配套的安全栅实现本质 安全系统 ，为现场总线控制系统在易燃易爆环境 中应用奠定了基础。
2021/2/27
能源与动力工程学院集控教研室
2021/2/27
能源与动力工程学院集控教研室
第八章 现场总线控制系统
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2．现场设备互连
现场设备是指连接在现场总线上的各种仪表设 备，按功能可分为变送器、执行器、服务器和 网桥、辅助设备等，这些设备可以通过一对传 输线即现场总线直接在现场互连，相互交换信 息，这在DCS中也是不可以的。
2021/2/27
2021/2/27
能源与动力工程学院集控教研室
第八章 现场总线控制系统
8
由现场总线与现场智能设备组成的控制系统称为现 场总线控制系统FCS（Fieldbus Control System）。
把这一集通信、计算机、控制技术和现场智能设备 作为一个整体的技术，称为现场总线技术。
2021/2/27
能源与动力工程学院集控教研室
2021/2/27
能源与动力工程学院集控教研室
第八章 现场总线控制系统
14
3．互操作性
现场设备种类繁多，没有任何一家制造厂可以 提供一个工厂所需的全部现场设备。所以，不 同厂商产品的交互操作与互换是不可避免的。 用户不希望为选用不同的产品而在硬件或软件 上花力气，而希望选用各厂商性能价格比最优 的产品集成在一起，实现“即接即用”，能对 不同品牌的现场设备统一组态，构成所需要的 控制回路。