什么是DCS分散控制系统?现代分布式工业自动运动控制系统

发布日期:2022-09-05 浏览次数:16


什么是DCS

 
分布式控制系统是基于1970年代中期开发的微处理器的分布式计算机系统。这是一种控制技术、计算机技术、通信技术、图形显示器的组合产品。该装置是一种以计算机过程为中心进行监视、运用、管理和分散的新的分布式计算机控制系统。
DCS总是将“分散”作为关键字集中在控制上。但是,现代的发展主要集中在整个系统的综合信息管理上。今后,“综合”将成为重要的关键词,向控制系统、运用系统、计划系统、管理系统的综合自动化发展。实现将从底部实时控制和优化控制上升到生产调度、操作管理和更高层的战略决策,形成灵活的高度自动集成管理系统。
 
DCS的特征
 
DCS是计算机技术、控制技术、网络技术高度集成的产品。DCS通常使用若干控制器(过程站)来控制生产过程的许多控制点。每个控制器可以经由网络连接并交换数据。操作通过网络与控制器连接,采用收集生产数据并传送操作指令的计算机操作站。因此,分布式控制和集中管理的一句话可以概括dcs的主要特征。
 
1、分级递阶控制系统 
 
这个垂直和水平方向倾斜。
最简单的DCS系统被划分为至少两个垂直方向,即操作管理水平和过程控制水平。在水平方向上,每个过程控制级别是协调级别。将数据向操作管理级别发送至上位,接受运用管理水平的指示。各级别的数据也相互交换。如果DCS方式变大,则垂直方向和水平方向的分类范围变宽。
分层控制系统的优点是各级别的劳动和协调之间有着相互分割。通常,该调整在上位完成。
 
 
2、分散控制 
 
分散是dcs的重要特征。
分布化不仅意味着分布式控制,还意味着其他的意义。分散的目的是分散,功能分散,设备分散,风险分散等。
 
3、自治与协调性
 
DCS的各构成要素是自主的系统,完成自身的功能,相互连接,与数据交换信息,在各种条件下相互限制,在系统的调整下动作。
分布式处理控制装置完成数据收集、信号处理、计算和数据输出的功能。操作管理装置结束数据的显示、动作监视和控制信号的传输功能。通信系统完成操作管理装置与分布式处理控制装置之间的通信。
色散的基本是自规律,色散系统的分层分类的基础是梯度系统的协调。
 
 
 
DCS的基本结构
DCS控制系统包括分散过程控制装置、操作管理装装置、数据通信系统。
 
1、分散过程控制装置
 
是分散控制系统和生产工程的接口。制造过程的各种变量通过分散控制装置变换为动作监视数据,通过分散控制装置将各种操作信息也传送给致动器。分布式控制站装置对模拟量和数字量进行转换,结束控制算法的各种运算,对输入量和输出量进行相关软件滤波等。
 
2、操作管理装置
 
这是运营商和分布式控制系统的接口。操作员通过操作管理装置掌握生产工序的运转状况,通过操作管理装置将生产指示发送给操作系统。在运算处理装置中显示制造工序的各种参数,便于操作员的监视和操作。
包括操作站和工程师站,完成系统的操作和配置。另外,工厂管理信息系统(mis)是dcs的高级应用程序。
 
3、数据通信系统 
 
在分散控制装置和运用管理装置之间完成数据的收发,作为整体进行连接。通信网有几个不同的构造线。巴士、戒指、明星等。巴士的形状也是有逻辑的环。Star只适用于小系统。环、巴士、广播型是否一般采用。使用了几个其他协议。通信网的速度约为10m、100m。
在一些分布式控制系统中,将现场级控制装置和现场总线通信系统添加到分布式控制装置的一些分布式控制系统在操作管理装置中添加集成控制装置和对应的通信系统。但是,从整体结构来看,由这三个部分构成。
 
DCS集散控制系统的硬件构成
 
1、控制站
控制站包括现场控制站和数据采集站等。有机柜、电源、控制计算机、其他部件。
 
现场控制单元的主要任务是进行数据采集及处理,对被控对象实施闭环反馈控制、顺序控制和批量控制。
 
用户可以根据不同的应用需求,选择配置不同的现场控制单元以构成现场控制站。以面向连续生产的过程控制为主,顺序逻辑控制为辅,构成一个可以实现多种复杂控制方案的现场控制站;以顺序控制、联锁控制功能为主的现场控制站;构成对大批量过程信号进行总体信息采集的现场控制站。 
 
2、操作站
DCS 操作站一般分为操作员站和工程师站两种。工程师站主要是技术人员与控制系统的人机接口,可以对应用系统进行监视。工程师站为用户提供了一个灵活的、功能齐全的工作平台,通过组态软件来实现用户所要求的各种控制策略。有些小型DCS的工程师站可以用一个操作员站代替。
 
操作站的主要设备有操作台、微处理机系统、外部存储设备、图形显示设备、操作键盘和鼠标、打印输出设备。
 
DCS的软件系统
包括组态软件、控制层软件和监控软件
 
(1)组态软件:
 
设置在工程师站。完成系统控制层软件和监视软件的构成功能。
根据实际生产过程控制的需要,dcs提供的硬件设备和软件功能模块被预先组织成完整的特定任务。硬件构成、数据库构成、控制算法构成、过程显示和操作画面构成、报告构成、编译和下载
 
(2)控制层软件:
 
这是在现场控制站的控制器上执行的软件,以完成控制目标的控制功能。
其基本功能:I/O数据获取、数据预处理、数据组织和管理、控制操作和输入输出数据输出。
 
 
(3)监控软件
指操作员站或工程师站上的软件,主要完成操作人员所发出的各个命令的执行、图形与画面的显示、报警信息的显示处理、对现场各类检测数据的集中处理。