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计算机集散型控制系统 点击：1783 | 回复：34



磐石123

    
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发表于：2006-12-12 13:18:00
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          主要内容

集散型控制系统总貌 
工程师站
现场I/O控制站
DCS的基础硬件
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磐石123

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发表于：2006-12-12 13:18:00
1楼
           集散型控制系统（DCS）也就是所说的分布式控制系统，是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统。
          DCS是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的，我们根据现有的，应用比较广泛的若干种DCS的结构的总结，来说明、分析和比较DCS的结构。 
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2楼
一般情况下，一个DCS只需配备一个工程师站，而现场I/O控制站和操作员站的数目则需根据实际需要配置，这三种节点通过系统网络进行联接并互相交换信息，协调各方面的工作，共同完成DCS的整体功能。 
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3楼
一、 “三点一线”式结构
DCS自70年代问世以来，很多公司推出了多种不同设计、风格各异的DCS，即是同一厂家，早期的产品与近期的产品也有不少的差异，但是仅管种种DCS千差万别，其核心结构却基本上一致，可将其归纳为“三点一线”式结构。

“一线”是指DCS的骨架计算机网络；
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4楼

系统的拓扑结构。大致可分为星型，总线型和环型三种。目前应用最广泛的是环网和总线网。 
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5楼
“三点”是指联接在网络上的三种不同的类型的节点，分别是：面向被控过程现场的现场I/O控制站；面向操作人员的操作站；面向DCS监督管理人员的工程师站。

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6楼
DCS的计算机网络在很多方面的要求 

实时性网络。网络需要根据现场通讯实时性的要求，在确定的时限内完成信息的传送。“确定的时限”是指无论在何种情况下，信息传送度能在这个时限内完成，而这个时限则是根据被空过程的实时性要求确定的。 
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7楼
各种网络解决碰撞的技术 :   一种是TOKEN RING（对于环型网）或TOKEN PASSING（对于总线型网）方式 ;
   另一种解决碰撞的技术是载波侦听与碰撞检测技术，即CSMA/CD方式.
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8楼
一、工程师站提供的组态功能
     工程师站的最主要功能是对DCS进行离线的配制和组态工作。
      我们知道在DCS进行配制和组态之前，只是一个硬件、软件的集合体。它对于实际应用来说是毫无意义的，只有在经过对应用过程进行详细透彻的分析，设计并按设计要求正确地完成组态工作之后DCS才真正成为一个适于某个生产过程的使用的应用控制系统。 
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9楼
           工程师站是对DCS进行离线的配置，组态工作和在线的系统监督，控制，维护的网络节点。
          主要功能是提供对DCS进行组态，配制工作的工具软件，并在DCS在线运行时实时地监视DCS网络上各个节点的运行情况，使系统工程师可以通过工程师站及时调整系统配制及一些系统参数的设定，使DCS随时处在最佳的工作状态下。
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10楼
控制算法语言的组态：
      工程师站应具有控制算法的处理程序，以便进行算法语言定义。算法语言的主要方法是用一些语言的语句组合来描述一个控制过程以实现预定的控制功能。
操作员站显示画面的生成：
      使用在CRT屏幕上以人机交互方式直接作图的方法生成显示画面。这种方式的优越性在于其工作效果济高，全部定义工作直观具体，实现了“所见即所得”的定义方法。 
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11楼
控制回路组态功能：
      该功能定义各个控制回路的控制算法；调节周期及调节参数，某些系数等，进行控制回路的组态，最常用的功能快图组态语言。

逻辑控制及批控制组态：
      这种组态定义的处理过程，一般使用梯形图语言进行定义，该语言可以使用图形表示各种处理条件及各个处理互相之间的联接关系。
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12楼
报表生成组态：
      类似于显示画面的生成利用CRT屏幕以人机交互方式直接生成报表，利用CRT设计的报表基本上可以和实际打印出的报表格式一致，工作效率很高，灵活性极大。
组态数据的编译和下装：
     将文本文件的定义项先通过一些专用的程序编译成为二进制文件，在以后运行中，只需要直接使用就可以了。所有定义数据编译完成后，将被下装到对应的操作员站和现场I/O控制站中，以在实际运行中使用。 
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13楼
操作安全保护组态：
      操作员站必须有口令字保护，以确保操作安全性，并要对操作员所有操作命令进行口令字复核和操作复核。功能就是定义每个操作员的口令字，操作权限及操作范围，以便在运行时进行检查和记录。

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14楼
工程师站必须对DCS本身的运行状态进行监视，一旦发现异常，系统工程师必须及时采用措施，进行维修和调整，以使DCS能保证长时间连续运行，不会因对生产过程的失控造成损失。
另外有些对组态的线性修改，如上下限的设定值的改变，控制参数的调节，对某个检测点或若干个检测点，甚至对某个现场I/O站的离线直接操作。
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15楼
硬件配制组态功能：
      其中包括定义各个现场I/O控制站的站号，网络节点号等网络参数，站内的I/O配制，如各个点I/O信号的性质，信号调理类型。
数据库组态功能：
      定义系统中数据库的各个参数，系统的数据库包括实时数据库和历史数据库，实时数据库组态主要对各数据库点逐点定义其名称，工程量转换系数，上下限值，线性化处理，报警特性，报警条件等，历史数据库组态需要定义各个进入历史库的点的保存周期。 
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16楼
      由于各种物理量的检测元件和执行元件的使用原理和方法不同，数字化后的物理量往往存在非线性，这就需要通过非线性补偿算法对其进行修正，以得到正确的物理量。
          实际示例：
      温度测量元件使用热电偶，温度的变化引起热电偶两端电压的变化，通过对其电压的测量即可得到温度。但是由于热电偶两端电压的变化并不是随温度呈线性变化的，因此必须对其进行非线性补偿（或称为线性化）
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17楼
     实现上述三种功能首先要实现现场过程量的数字处理，这是实现其它功能的基础。
      对于状态量数字化的过程比较简单，一般都是用电汽节点表示各个状态，通过数字量的输入和输出，即可实现数字量和状态量之间的转换。
     而对于其它的物理量，就需要一些特别的转换方法，从总体上看，物理量基本上可分为两种。
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18楼
           DCS由三种节点组成：现场I/O控制站、操作员站、和工程师站，通过局域网络互联在一起形成一个系统。
      对于局域网来说，所有的节点都没有什么本质的和原则的区别，它们都是具有自己特定的网络地址，都可以通过局域网接收和发送数据。
      因此所有节点度必须有一个中央处理器CPU和一个局域网接口。但是由于它们的功能不同，每种节点的硬件配置还存在有很大的差别。
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19楼
一种是物理量的瞬时值。瞬时值可以通过模拟数字变换（A/D或D/A），实现数字化，这种变换是通过检测元件和执行文件，将物理量用电信号变成数字量或由D/A变换器将数字量变成电信号。
另一种是累计值。（流量的累计，电流的累计等）累计量可以用两种方法实现变换：

利用瞬时值，通过计算机内部的积分运算计算出量值，如流量的累计，可利用孔板式流量计取得流量的瞬时值，分时段进行积分，变成立方值。时段分的越细，其结果精度越高。
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20楼
一、现场I/O控制站主要功能：
将各种现场发生的过程量（流量、压力、电流、、功率及各种状态等）进行数字化后，存储在存储器中，形成一个与现场过程量一致的，能一一对应的，并且实际运行情况实时地改变和更新的现场过程量的实时映象；
将本站采集到的实时数据通过网络传送到操作员站、工程师站以及其它现场I/O控制站，以便实现全系统范围内的监督和控制，同时现场I/O控制站还可接收由操作员站、工程师站下发的信息，以实现对现场的人工控制或对本站的参数设定；
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