集散控制系统.ppt
74页
集散控制系统 （DCS） 南华大学电气工程学院 集散控制系统 Distributed Control System李兰君南华大学电气工程学院，湖南衡阳 421001集散控制系统 （DCS） 南华大学电气工程学院 授课内容及课时分配：课程目标：掌握和利时公司MACS系列产品结构，独立完成 工程项目组态任务授课对象：要求学生具备一定的计算机基础知识，有一定 过程控制经验集散控制系统• •DCSDCS的基本概念及发展史的基本概念及发展史 2 2 课时课时 • •MACSMACS系统系统 2 2 课时课时 • •MACSMACS系统硬件系统硬件 6 6 课时课时 • •MACSMACS系统软件系统软件 1010课时课时 • •MACSMACS系统的现场应用系统的现场应用 3 3 课时课时 • •集散控制系统经济效益分析集散控制系统经济效益分析 1 1 课时课时集散控制系统 （DCS） 南华大学电气工程学院 DCS的基本概念及发展史• 企业需要解决的问题及解决方案• DCS的基本概念• DCS的设计思想• DCS的特点• DCS的发展概况集散控制系统 （DCS） 南华大学电气工程学院 1、企业的上层管理者不能及时、直观的了解生产现场的运行情况2、控制系统与管理系统分离，无法实现数据共享3、多个控制系统各自独立，无法进行综合分析，统一规划全厂资源4、控制系统无法进行更深层次的数据挖掘，造成数据资源浪费DCS的基本概念及发展史——企业需要解决的的问 题:集散控制系统 （DCS） 南华大学电气工程学院 集散控制系统 — DCS集散控制系统厂长调度其他管理着DCS的基本概念及发展史——解决上述问题的一个快捷 方案：集散控制系统 （DCS） 南华大学电气工程学院 集散型计算机控制系统又名分布式计算机控制系统， 其实质是利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作 、管理和分散控制的一种新型控制技术，满足了管理的集 中性和控制的分散性这一实际需要。
DCS集成了4C技术，即：ComputerControlCommunicationsCRTDCS的基本概念及发展史——基本概念集散控制系统 （DCS） 南华大学电气工程学院 DCS的基本概念及发展史——设计思想•采用标准化、模块化和系列化设计•由过程控制级、控制管理级和生产管理级组成的多级计算机 网络系统结构•集中显示操作管理，控制相对分散•灵活配置、组态方便集散控制系统 （DCS） 南华大学电气工程学院 DCS的基本概念及发展史——特点● 开放的、友好的客户端接口，使用户可以最大限度地访问重要 的过程数据，方便地访问全部的实时数据及历史数据● 灵活、简便的组态功能，包括实时模拟图、报表和分析曲线组态● 快速的实施周期，明显的实施效果，用户可以很快地从应用中 获得投资的回报，同时Windows NT的平台也使系统的安装与维 护更加容易。
● 丰富的设备数据接口可以和多种PLC及仪表进行通讯● 适用于大型的连续化生产的行业，如石化、电厂、制药、纸浆 和造纸、食品和饮料、冶金等集散控制系统 （DCS） 南华大学电气工程学院 DCS的基本概念及发展史——发展概况 •开创期（70年代中期）1975年 Honeywell公司 TDC2000 相继出现 Foxboro公司 Spectrum，日本横河 CENTUM等技术上有明显的局限性 •不断成长和完善时期（80年代中后期）出现了第二代和第三代DCS产品，其代表有：Honeywell公司 TDC3000/PM， Foxboro公司 I/A Series •发展趋势（90年代）DCS向综合化、开放化发展大型DCS进一步提高和完善的同时，发展小型DCS采用人工智能技术集散控制系统 （DCS） 南华大学电气工程学院 MACS系统•MACS的寓意 •MACS系统的几个概 念 •MACS系统结构图 •MACS系统概述 •MACS系统特点集散控制系统 （DCS） 南华大学电气工程学院 MACS系统——寓意MACS是Meet all customer‘s satisfaction的缩写，寓意该产 品将使所有用户满意。
MACS系统是北京和利时公司的DCS的 第三代升级产品，是可以容纳上万个点的大型系统但又很灵 活，可以裁减为中型系统，以满足不同层次用户的需要同时 ，MACS更全面加强了面向客户特性，能大大降低工程实施、 运行、维护等方面费用分支产品包括MACSII：与MACS SMART- PRO硬件相同，软件更强大MACS SMART-PRO：适于小型化工集散控制系统 （DCS） 南华大学电气工程学院 MACS系统——几个概念 站：网络上一个节点，物理上一立的控制设备，系统结构上一个控制 单元，功能上完成一类处理任务 点：一个数据采集单元或一个内部数据处理单元，数据库的一条记录 项：“点”的一条属性，数据库的一个字段（列） ：通常与操作员站连接 离线：组态、学习集散控制系统 （DCS） 南华大学电气工程学院 MACS系统——系统结构图 集散控制系统 （DCS） 南华大学电气工程学院 MACS系统——系统概述基本组成包括：工程师站（ES）、操作站（OS）、控制站（CS）和通讯网络SCnet 。
通过通讯网络可实现与企业管理计算机网的信息交换，实现企业网络（ Intranet）环境下的实时数据采集、实时流程查看、实时趋势浏览、报警记录 与查看、开关量变位记录与查看、报表数据存贮、历史趋势存贮与查看、生 产过程报表生成与输出等功能，从而实现整个企业生产过程的管理、控制全 集成综合自动化控制站以先进的微控制器（30MHZ Philips P51XA）为核心，提高了系 统的实时性和控制品质，系统能完成各种先进的控制算法：过程管理级采用 高性能CPU的主机和WINDOWS95/NT的多任务操作系统，以适合集散控制 系统良好的操作环境和管理任务的多样化；过程控制网络采用双重化的 Ethernet网技术，使过程控制级能高速安全的协调工作，做到真正的分散和 集中 集散控制系统 （DCS） 南华大学电气工程学院 高速、可靠、开放的通讯网络SCnet 系统控制网络SCnet 连接工程师站、操作站、控制站和通讯 处理单元。
通讯网络采用总线形或星形拓扑结构，曼彻斯特编码 方式，遵循开放的TCP/IP协议和IEEE802.3标准SCnet 采用1∶1冗余的工业以太网，TCP/IP的传输协议辅以 实时的网络故障诊断其特点是可靠性高、纠错能力强、通信效 率高通讯速率为10MbpsSCnet 真正实现了控制系统的开放性和互连性通过配置交 换器(SWITCH)，操作站之间的网络速度能提升至100Mbps，而 且可以接多个SCnet Ⅱ子网，形成一种组合结构每个SCnet 网理论上最多可带1024个节点，最远可达10,000 米目前已实现的网络可带载15个控制站和32个其它站 MACS系统——系统特点集散控制系统 （DCS） 南华大学电气工程学院 分散、独立、功能强大的控制站通过主控制卡、数据转发卡和多功能智能I/O卡件实现现场过程信号的采集、 处理、控制等根据现场要求的不同，系统配置规模可以从几个回路、几十个信 息量到1024个控制回路，6144信息量。
在一个控制站内，通过SBUS总线可以挂接6个本地IO或远程IO单元，一个IO 单元可以带16个I/O卡件I/O卡件可对现场信号进行预处理主控制卡可以冗余 配置，保证实时过程控制的完整性，尤其是主控制卡的高度模件。
