DCS控制系统 ppt课件
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《DCS系统概述》课件
操作站
01
02
03
04
操作站是DCS系统中的人机交 互界面。
操作站通常配备大屏幕显示器 、键盘、鼠标等设备，供操作
员进行监控和操作。
操作站可以显示设备的运行状 态、报警信息、实时数据等， 方便操作员对设备进行监控和
管理。
操作站还支持历史数据查询、 报表生成等功能，方便操作员
进行数据分析和管理。
通信网络
输入输出模块还支持多种 信号接口和控制输出，可 以与各种设备进行连接和 控制。
ABCD
输入输出模块可以采集各 种设备的状态信号和控制 信号，并将其传输到控制 器进行处理。
输入输出模块具有高可靠 性和稳定性，可以在各种 复杂环境下正常工作。
03
DCS系统的功能
数据采集与处理
数据采集
DCS系统能够实时采集各种传感器、 变送器等设备产生的信号，并将其转 化为数字或模拟量数据。
01
通信网络是DCS系统中 的信息传输系统。
02
通信网络采用高速数据 传输协议，确保数据传 输的实时性和准确性。
03
通信网络支持多种通信 接口，可以与各种设备 进行通信和控制。
04
通信网络还具有故障冗 余设计，可以在网络故 障时保证系统的稳定性 和可靠性。
输入输出模块
输入输出模块是DCS系统 中的信号采集和控制系统 。
详细描述
智能化DCS系统具备自学习和自我优化的能力，能够根据历史数据和实时运行情况，自动调整控制策略，提高系 统的稳定性和效率。
网络化
总结词
网络技术的发展使得DCS系统逐渐实现 网络化，提高了系统的可扩展性和远程 控制能力。
VS
详细描述
通过网络化DCS系统，可以实现远程监控 和控制，方便对大规模、分散的工业设施 进行集中管理。同时，通过网络技术，可 以实现数据共享和信息交互，提高生产效 率。
DCS系统基础教程ppt课件
5
1) 控制器(CPM) 2) 冗余模件 3) I/O 连接模件 4) 现场总线接口模件 5) 控制网接口模件 6) 冗余电缆
I/O Link
ppt课件
• HLAI • AO16 • STIMV • DI24V • DISOE • DO32 • LLMUX
16
PM I/O 特 点
所有输入/输出卡板均为智能型 数据采集与输出处理均在前端完成 丰富的在线诊断信息 卡件面板LED显示设备状态 可选1:1冗余配置,自动切换 均可带电插拔 可远程安装(冗余光纤连接, 可达8公里) 通用数字量IOP,减少系统备件 (24Vdc, 120Vac, 240Vac DI/DO等) 表层密封套装--额外的防腐蚀保护
内置的批量设备和相位逻辑
内置的配方处理用于单个装置内的通讯
完全与TotalPlant
Batch集成，与S88.01标准兼容
ppt课件
15
ControlNet
经过多年现场考验冗余 PM I/O 1234
冗余 I/O 智能变送器接口卡 全球已有8百万个通道在使用中 每个C200 可接多达64对冗余卡
可同时实现: 连续回路控制, 逻辑连锁控制, 和顺序 控制 两种运行环境： 50毫秒CEE: 50ms, 100ms, 200ms, 500ms, 1s, 2s 5毫秒CEE: 5ms, 10ms, 20ms, 50ms, 100ms, 200ms 每个控制回路可分别运行不同的周期 使用单一的工程师工具，用于组态和维护
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3
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。
dcs控制系统简介动画PPT课件
4
DCS的发展历史
DCS系统发展历史
6
DCS系统特点
通用性强、系统组态灵活、控制功能完善、数据处
理方便、显示操作集中、人机界面友好、安装简单规范化、
调试方便、运行安全可靠等
7
DCS系统结构实例
8
DCS系统结构
9
DCS系统结构组成
10
科盛化学DCS
我公司采用的是Honeywell的EPKS C300系统，EPKS是 (Experion TM Process Knowledge system） Honeywell最新一代的过程自动化系统，它将人员与过程 控制、经营和资产管理融合在一起。
dcs控制系统 简介
主讲： 李华军
目
录
1、DCS定义 2、DCS简介 3、DCS发展历史 4、DCS特点 5、DCS系统结构 6、DCS系统柜卡件介绍 7、DCS系统I/0卡件拓扑结构 8、小问题
DCS系统
DCS是分布式控制系统(Distributed Control System)的简 称。国内一般习惯称为集散控制系统。它是一个由过程控制 和过程监控组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综 合了计算机Computer、通讯Communication、显示Crt 和控 制Control等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、 分级管理、配置灵活、组态方便的特点。
11
DCS系统结构组成1
中心控制室
12
DCS系统结构组成2
机柜间
13
DCS系统结构组成3
现场设备
14
DCS系统柜卡件
机柜布置图
15
DCS系统硬件组成
C300控制器将调节 控制、快速逻辑控制、 顺序控制以及批量控 制集于一身的紧凑、 高效、低成本的控制 器。
DCS的发展历史
DCS系统发展历史
6
DCS系统特点
通用性强、系统组态灵活、控制功能完善、数据处
理方便、显示操作集中、人机界面友好、安装简单规范化、
调试方便、运行安全可靠等
7
DCS系统结构实例
8
DCS系统结构
9
DCS系统结构组成
10
科盛化学DCS
我公司采用的是Honeywell的EPKS C300系统，EPKS是 (Experion TM Process Knowledge system） Honeywell最新一代的过程自动化系统，它将人员与过程 控制、经营和资产管理融合在一起。
dcs控制系统 简介
主讲： 李华军
目
录
1、DCS定义 2、DCS简介 3、DCS发展历史 4、DCS特点 5、DCS系统结构 6、DCS系统柜卡件介绍 7、DCS系统I/0卡件拓扑结构 8、小问题
DCS系统
DCS是分布式控制系统(Distributed Control System)的简 称。国内一般习惯称为集散控制系统。它是一个由过程控制 和过程监控组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综 合了计算机Computer、通讯Communication、显示Crt 和控 制Control等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、 分级管理、配置灵活、组态方便的特点。
11
DCS系统结构组成1
中心控制室
12
DCS系统结构组成2
机柜间
13
DCS系统结构组成3
现场设备
14
DCS系统柜卡件
机柜布置图
15
DCS系统硬件组成
C300控制器将调节 控制、快速逻辑控制、 顺序控制以及批量控 制集于一身的紧凑、 高效、低成本的控制 器。
分布式控制系统DCS课件
数据采集
DCS能够实时采集各种传感器和测量 仪表的数据，如温度、压力、流量等， 并进行预处理，如数据滤波、去噪等。
数据处理
DCS对采集到的数据进行计算、分析 和处理，生成各种控制参数和运行状 态信息，如平均值、积分值、微分值 等。
监控与操作
监控功能
DCS能够实时监控生产设备的运行状 态和工艺流程，提供可视化的界面， 方便操作人员掌握系统运行情况。
优化控制与决策支持
优化控制
DCS采用先进的控制算法和优化技术，对生产过程进行优化控制，提高Biblioteka 产效率 和产品质量。决策支持
DCS能够根据生产数据和运行状态信息，提供决策支持功能，帮助企业做出科学 合理的决策。
04
DCS的关键技术
通信技 术
总结词
通信技术是分布式控制系统DCS中的关键技术之一，它负责各节点之间的数据传输和信 息共享。
实时数据库技术是分布式控制系统DCS中的重要技术之一，它负责存储和管理实时数据，支持系统的实时监控和 数据处理。
详细描述
实时数据库技术是分布式控制系统DCS的核心组成部分之一，它负责存储和管理系统的实时数据。实时数据库需 要具备高效的数据存储和检索能力，能够快速响应系统的实时监控和数据处理需求。此外，实时数据库还需要具 备数据备份和恢复功能，以确保数据的可靠性和安全性。
人机界面技 术
要点一
总结词
人机界面技术是分布式控制系统DCS中实现人机交互的关 键技术之一，它提供友好的用户界面和操作体验。
要点二
详细描述
人机界面技术是分布式控制系统DCS中不可或缺的一部分， 它提供了一个直观、易用的用户界面，使用户能够方便地 进行系统监控和操作。人机界面技术需要设计出符合用户 需求的界面风格和布局，提供丰富的图形、文字、声音等 多媒体信息，并支持多种交互方式，使用户能够快速获取 所需信息并进行操作。
(2024年)DCS系统PPT课件
4
结构与工作原理
2024/3/26
结构
DCS系统通常由过程控制级、控制管理级和生产管理级三级结 构组成。其中，过程控制级负责直接控制生产过程，控制管理 级负责监控和优化控制策略，生产管理级负责整个生产过程的 调度和管理。
工作原理
DCS系统通过分散在各个控制站上的控制器对生产过程进行实 时控制，同时通过通信网络将各个控制站连接起来，实现数据 的共享和交换。控制站之间可以相互独立工作，也可以协同完 成复杂的控制任务。
3
定义与发展历程
定义
DCS系统，全称为分布式控制系统，是一种基于微处理器技术的控制系统，具 有分散控制、集中管理、配置灵活等特点。
发展历程
DCS系统起源于20世纪70年代，随着计算机技术、通信技术和控制技术的不断 发展，DCS系统逐渐从集中式控制系统发展而来，成为工业自动化领域的重要 组成部分。
2024/3/26
加强系统集成
将DCS系统与上位机管理系统、先进过程控制软件等紧密集成， 实现全流程的自动化和智能化管理。
2024/3/26
25
面临挑战和未来发展机遇
网络安全挑战 随着DCS系统网络化程度的提高， 网络安全问题日益突出，需要加 强网络安全防护和应急响应机制。
与新兴技术的融合创新 随着5G、物联网、边缘计算等新 兴技术的发展，DCS系统将与之 融合创新，开拓新的应用场景和 市场机遇。
DCS系统PPT课 件
2024/3/26
1
目
录
2024/3/26
• DCS系统概述 • DCS系统硬件组成 • DCS系统软件设计 • DCS系统安装调试与运行维护 • DCS系统在工业领域应用案例分析 • DCS系统发展趋势及挑战
DCS控制系统及其应用资料PPT课件
甲醇装置DCS系统结构设计
(2) 计算机分布设计
在该项目中要求计算机放机柜室，键盘、鼠标、显示器放操 作室。
选用：视频音频长线驱动器LD-8B(40~100米)56套 USB延长器UE-1(50米)112套。
优势：采用普通以太网线充当延长线，取材方便，接口通用 将显示器、鼠标、键盘分别用3根不同的延长线有利
第15页/共87页
工程师站功能
对DCS进行应用组态，定义具体系统完成什么样的控制，控制的输入/输出量 是什么控制回路的算法如何，在控制计算中选取什么样的参数，在系统中设 置哪些人机界面来实现人对系统的管理与监控，还有诸如报警、报表及历史 数据记录等各个方面功能的定义。
第16页/共87页
DCS网络
第42页/共87页
甲醇装置DCS系统工程控制实
施
（3）空分分子筛时序控制
分子筛切换(纯化)系统：有两个分子筛
吸附器，交互通过空气和污氮，通过空气的
分 空
子 气
筛 中
处 的
于 杂
工质C作，O2
状 除
于故障分散 相比三线合一的延长线，故障更低，抗干扰性更好。
第28页/共87页
甲醇装置DCS系统结构设计
(3) 历史站服务器选择设计
选用带SAS硬盘的服务器记录趋势，需配置双 硬盘：一块装操作系统，另一块装趋势文件
服务器的网卡全选用千兆网卡，同时服务器配 备4网卡。两个用于操作员通信，另两个用于控 制站通信。
（8）热电联产
提供全装置所需蒸汽。
第21页/共87页
甲醇装置DCS系统结构设计
1.甲醇装置系统特点 2.DCS系统的网络规划设计 3.DCS系统的控制机柜设计 4.DCS系统的硬件结构设计 5.DCS系统的通信功能设计
dcs培训ppt课件
协议特点与适用场景
02
分析不同通信协议的特点和适用场景，帮助用户选择合适的通
信协议。
协议配置与调试
03
详细讲解通信协议的配置方法和调试技巧，确保DCS系统与其
他设备或系统之间的通信顺畅。
03
软件编程与组态设计
编程语言介绍及选型建议
常见编程语言
C/C、Python、Java等，以及专为工业自动化设计的语言如Ladder Logic、 Structured Text等。
结果展示
展示实现后的控制效果和数据曲线，与预期目标进行对比分析，总结实 现过程中的经验教训和改进措施。
04
系统调试与运行维护管 理
调试过程注意事项和技巧分享
01
02
03
调试前准备
熟悉系统架构、了解设备 性能参数、准备必要的测 试工具和软件。
调试步骤
按照设计文档和接线图逐 步检查硬件连接、配置软 件参数、进行功能测试。
网络安全防护手段介绍
01
02
03
04
防火墙配置
在DCS系统网络边界部署防火 墙，过滤非法访问和恶意攻击。
入侵检测与防御
采用入侵检测系统（IDS）和 入侵防御系统（IPS），实时监
测和防御网络攻击。
加密传输
对DCS系统与外部网络之间的 数据传输进行加密处理，防止
数据泄露。
安全审计
对DCS系统的网络访问和操作 进行记录和审计，以便追踪和
调试技巧
利用仿真软件进行前期验 证、采用分块调试策略、 善于利用日志信息进行问 题定位。
常见故障排查方法总结
故障现象识别
通过观察指示灯、听取报 警声、查看日志信息等方 式识别故障现象。
2024版中控DCS基础知识PPT课件
通过仿真验证控制系统设计的正 确性和有效性。
01
控制系统需求分析
明确控制对象、控制精度、响应 时间等关键指标。
02
03
控制算法选择
根据控制对象特性选择合适的控 制算法，如PID、模糊控制等。
04
2024/1/28
18
关键参数设置和调整技巧分享
1 PID参数整定
通过经验法、试凑法或自动整定法确定PID控制器的比例、 积分、微分参数。
22
故障诊断方法和工具推荐
01
02
03
04
观察法
通过直接观察设备运行状态， 判断是否存在异常。
2024/1/28
测量法
使用万用表、示波器等工具测 量电压、电流、波形等参数，
进一步分析故障。
替换法
将疑似故障部件替换为正常部 件，观察设备是否恢复正常运
行。
专用诊断工具
采用厂家提供的专用诊断软件 或硬件工具，进行更深入的故
工业互联网
借助工业互联网平台，实现DCS系统与其他工业设备的互联互通， 构建数字化工厂和工业物联网。
工业大数据
运用工业大数据技术，对DCS系统采集的数据进行深度挖掘和分析， 发现潜在问题和优化空间，推动工业生产的持续改进和创新。
2024/1/28
28
感谢您的观看
THANKS
2024/1/28
29
3
I/O模块配置方法 根据实际需求选择合适的I/O模块类型和数量， 并进行相应的地址设置和参数配置。
2024/1/28
11
通讯网络架构及协议解析
01
DCS通讯网络的作用和架构
DCS通讯网络是实现各部件之间数据传输和信息交换的重要通道，通常
01
控制系统需求分析
明确控制对象、控制精度、响应 时间等关键指标。
02
03
控制算法选择
根据控制对象特性选择合适的控 制算法，如PID、模糊控制等。
04
2024/1/28
18
关键参数设置和调整技巧分享
1 PID参数整定
通过经验法、试凑法或自动整定法确定PID控制器的比例、 积分、微分参数。
22
故障诊断方法和工具推荐
01
02
03
04
观察法
通过直接观察设备运行状态， 判断是否存在异常。
2024/1/28
测量法
使用万用表、示波器等工具测 量电压、电流、波形等参数，
进一步分析故障。
替换法
将疑似故障部件替换为正常部 件，观察设备是否恢复正常运
行。
专用诊断工具
采用厂家提供的专用诊断软件 或硬件工具，进行更深入的故
工业互联网
借助工业互联网平台，实现DCS系统与其他工业设备的互联互通， 构建数字化工厂和工业物联网。
工业大数据
运用工业大数据技术，对DCS系统采集的数据进行深度挖掘和分析， 发现潜在问题和优化空间，推动工业生产的持续改进和创新。
2024/1/28
28
感谢您的观看
THANKS
2024/1/28
29
3
I/O模块配置方法 根据实际需求选择合适的I/O模块类型和数量， 并进行相应的地址设置和参数配置。
2024/1/28
11
通讯网络架构及协议解析
01
DCS通讯网络的作用和架构
DCS通讯网络是实现各部件之间数据传输和信息交换的重要通道，通常
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DCS控制系统
反馈控制功能
反馈控制功能的实现--由内部仪表完成，用功能自程序模块实现 单回路控制仪表的功能。
名词解释：内部仪表—能够完成不同标准功能的程序模块
顺序控制功能
用于断续处理，根据控制要求，对时间、状态等条件进行逻辑判 断，分步骤完成一系列操作控制。
注：复杂控制中可能在连续控制中含有断续控制，断续控制的某 一操作需要加入连续控制。
上上
PI D上 上 上 上
3上 1上 上 上 上
8上 8上 上 上 上 上上上
P124 RF- TAB 3- 2 CFCD2
上上上上上上上上
反馈控制功能应用实例
DCS控制系统
V001 V002
TA01 温度下限接点ON
PB01(启动按钮）
上限时开关ON LA01
下限时开关ON LA02
V003
去下一道工序
响所控制的回路。 集散控制可能涉及的问题 CPU控制回路的数量与实际要求的关系---生产装置中联系紧密的控制
回路数目约为8~40个，状态量约为100~500个，集中在一个站内可省 去通信过程，实时性好。
DCS控制系统
配有YEWCOM 7000小型机作为上 位机，包括现场控制站CFCD2、操 作站COPSV／COPCV、数据通讯 母线HF-BUS等构成。 上位机可以连接数个终端和其它外 设。现场控制站CFCD2用作直接控 制，操作站COPSV／COPCV完成 操作和现场监视，现场控制站和操 作站通过HF-BUS相连接。
DCS控制系统
（1）插件可包含多路输入输出，例：MAC2有8路 1~5V输入，8路4~20mA输出。
（2）必要时需加接隔离电路，例：光隔输入、磁隔输 出。
（3）插件实际运算工作在计算机（控制部分RF-FIG3-2）内完成，插件与计算机之间采用站内通信总线交 换数据。
DCS控制系统
变送器 执行器
DCS控制系统
4~20mA输出
检测读回
-
+
数据输出
开关控制信号
开关控制信号1# 开关控制信号2#
V+ 工作状态指示1#
双重化控制1#
V+ 工作状态指示2#
双重化控制2#
双重化控制执行电路原理简图
DCS控制系统
+24V1
1#板
VD1
2#板
+24V2
I
VD2
V1'
K1 V1
VT1
R1
VT2
V2'
K2 V2
DCS控制系统
第3章 第1部分
第3章 集散控制系统与现场总线系统
3.1 集散控制系统（DCS）发展及其组成 了解DCS的基本概念及组成
3.2 DCS现场控制站的功能
现场操作站的组成及主要模块原理
3.3 DCS操作站的功能
功能简述及操作界面
3.4 DCS控制系统的通信及现场总线
CENTUM系统的HF及其它现场总线
顺序控制功能应用实例
STEP1 STEP2 STEP3 STEP4 STEP5
START
启动按钮(PB01 ON）
NO 冷却罐空？
YES
光电隔离 电磁隔离
RC滤波 No1
RC滤波 No2
多路开关 No1
多路开关 No2
A/D No1
输出电路 No1
输出电路 No2
A/D No2
数据库 No1
数据库 No2
站内总线接口 No1
经
总
线
与
双重化控制
计
算
机
相
连
站内总线接口 No2
多路模拟量输入输出卡结构示意框图
运算控制工作流程（以其中某一通道为例说明）
DCS控制系统
上
上上上上
上
上上
上
上上上上
上
上上上上
上上上上上上
上 1上 上 上 上 上 上 上上 2上 上 上来自上 上 上上 上 上 上
上上上上上上 上上上上上上上上上上 上上上上上上上上上上
上 5上 上 上 上 上 上 上
数字调节器单元内涵
上 3上 上 上 上 上
上上上上上上上 上上上上上上上
上
站内集中控制危险的防范措施
1、控制站内关键部件都采用双重化冗余； 2、冗余备用设备始终处于热备用待机方式； 3、设备自诊断监视，发现故障无间断平滑切换。
运算控制器1
SC
SC
运算控制器2
双重化措施示意图
双重化（热备用）详细原理 P120 RF-FIG3-2、3-3 核心问题：主要部件采用双配置。 双配置部件包括：（1）运算控制部件、（2）供电电源、（3）总线 及通信耦合器等。 双重化切换原理：两个运算控制插件并联相接，某一运算控制插件有 故障时相互切换，同时保证切换时无扰动。
单 元
总线 集中监视操作站
CPU
现场控制站的功能框图
DCS控制系统
概述：控制站支持多回路控制，在加强单回路控制器的基础 上增加了顺序控制功能。
特点：反馈控制与顺序控制由同一CPU操纵，容易完成生产 现场的工艺组合，能够实现生产全过程的自动化。
说明：补充资料—具有相同功能的技术手段--PLC现场控制 站原理示意图（配电炉控制彩图）
3.5 现场总线系统的管理
组态管理软件的应用及FCS知识更新
DCS控制系统
发展过程
分散控制方式：仪表间相距过远、仪表盘尺寸过大、无法全面了解信息 及操作；
集中控制方式：危险过于集中，计算机出现故障时整个生产装置瘫痪； 集散控制方式：控制功能分散、操作管理集中---DCS。 集散控制中危险分散的方法：将控制功能分散到多台计算机上，采取双
重化冗余措施。
DCS控制系统
监控操作站( 上 上 上 上 通信总线
网关
现场控制站
现场控制站
现场控制站
DCS控制系统
（以日本横河CENTUM集散控制系统为例） 1、站内一个微处理器控制8~40个回路； 2、自带程序存储器和数据库，能脱离操作站（上位机）独立控制生产
过程； 3、可以多个现场操作站组合控制一个大型生产过程，某站故障时只影
R2
基准1 +5V
10K K1
A1 VD1
+
-
基准2 +5V
A2
VD2
+
-
10K K2
10K -7.5V
R1
R1
Vi
I Rt
10K -7.5V
a.电流双重化输入
b.电压双重化输入
DCS控制系统
输 入 输 出 接 口 卡
反馈控制单元 报警输出单元 顺序控制单元
运
通
算
信
显示操作面板
功
接
能
口
单 元
HART
PI D上 上
上
上上上上上上上
上
上
上 4上 上 上 上 上 上
DCS控制系统
PI C 101
IN
OUT
7DC- D5
I N1
PI C 102
OUT
IN
7DC- D5
I N2
7SL 103
7SS- AL OUT
MAC2 M- 2- 1- 04- 0
上上
MAC2 M- 2- 1- 04- 0
MAC2 M- 2- 1- 04- 0