集散控制系统PPT学习教案.pptx

【集散控制系统(Distributed Control System, DCS)】是一种先进的自动化控制系统，它的出现极大地改进了传统过程工业的控制效率和安全性。集散控制系统的核心理念是将控制功能分散到多个独立的处理单元，同时通过中央监控系统实现整体的操作与管理。 **发展历程**： 20世纪50、60年代，主要使用模拟式仪表进行过程控制，随后出现了DDC（Direct Digital Control）和SCC（Supervisory Control and Data Acquisition）系统，它们虽具备更复杂的控制能力，但存在风险集中问题。1975年，Honeywell推出的TDC2000标志着DCS的诞生，实现了分散控制和集中操作的平衡。随着技术进步，90年代后，DCS与PLC（Programmable Logic Controller）和FCS（Fieldbus Control System）结合，形成了混合型分布式控制系统。 **DCS的特点**： 1. **功能齐全**：可实现多种控制策略，包括PID控制、顺序控制等。 2. **人机界面友好**：提供图形化操作界面，便于操作员监控和控制。 3. **高可靠性**：采用冗余设计，确保系统稳定运行。 4. **灵活性**：模块化设计，方便系统扩展和维护。 5. **安装调试简便**：标准化组件简化了现场安装和系统配置。 **DCS的结构**： DCS通常包括CRT操作站、管理计算机、过程控制单元、数据采集单元等部分。这些组件通过通信网络连接，实现集中操作管理和分散控制功能。通信系统在恶劣的工业环境中保证实时性和可靠性。 **DCS通信网络**： 1. **实时性强**：快速响应生产过程的变化。 2. **高可靠性**：设计考虑工业环境的恶劣条件。 3. **通信介质**：包括双绞线、同轴电缆和光缆，光缆因其抗干扰性被广泛应用。 4. **网络结构**：常见形式有星型、总线型、环型以及它们的混合型。 5. **网络通信协议**：基于OSI模型，如IEEE 802系列标准，确保不同设备间的有效通信。 **TPS（Total Plant Solution）集散控制系统**： 以西门子的TPS为例，系统包含不同类型的控制器、操作站、接口单元等，如BC（Basic Controller）、MC（Multifunctional Controller）、AM（Application Module）、US（Universal Station）等。通过不同的网络如LCN（Local Control Network）、UCN（Universal Control Network）、DHP（Data Highway Plus）等实现通信。过程管理器（Process Manager）负责I/O处理、控制和报警任务，其内部结构包括过程管理模件PMM、I/O链路接口处理器和控制处理器。 **输入输出处理**： I/O卡根据功能不同分为多种类型，如模拟输入处理器、模拟输出处理器、数字输入处理器等，支持与现场设备的高效交互，确保对过程变量的准确监控和控制。 集散控制系统是现代工业生产的重要组成部分，它结合了分散控制的优势和集中管理的便利，通过高效通信网络和多元化的硬件组件，为复杂过程提供了高度集成和可靠的自动化解决方案。