140DAO85300

140DAO85300 施耐德

1，集散控制系统DCS由4部分组成

　　集散控制系统DCS由4部分组成：I/O板、控制器、操作站（人机界面（EMI））、通信网络。I／O板和控制器国际上各DCS厂家的技术水平都相差不远，如果说有些差别的话是控制器内的算法有多有少，算法的组合有些不一样，I／O板的差别在于有的有智能，有的没有，但是控制器读取所有LO数据必须在Is内完成一个循环；操作站差别比较大，主要差别是选用PC机还是选用小型机、采用UNIX还是采用Windows操作系统、采用专用的还是通用的监视软件，操作系统和监视软件配合比较好时可以减少死机现象；差别***大的是通信网络，***差的是轮询方式，***好的是例外报告方式，其速率相差较大。

　　I／O板通过端子板直接与生产过程相连，读取传感器传来的信号。20板有几种不同的类型，每一种I／O板都有相应的端子板。如模拟量输人，4～20mA的标准信号板和用以读取热电偶的毫伏信号板；4～16个通道不等；模拟量输出，通常都是4～20mA的标准信号，一般它的通道比较少，4～8个通道；开关量输人，16～／1／1JL个通道；开关量输出，开关量输入和输出还分不同电压等级的板，如直流24V， 125V；交流220V或115V等，8～16个通道不等；脉冲量输人，用于采集速率的信号，4～8通道不等；快速中断输入；HART协议输入板；现场总线LO板。

　　每一块LO板都接在I/O总线上。为了信号的安全和完整，信号在进人LO板以前要进行整修，如上下限的检查、温度补偿、滤波，这些工作可以在端子板完成，也可以分开完成，完成信号整修的板称为信号调理板。I／O总线和控制器相连。

　　作为一个DCS控制器，必须具各的功能块有：与硬件连接的功能块通常是4块，这与输人板的类型有关；包括模拟量输入功能块、模拟量输出功能块、开关量输入功能块、开关量输出功能块。每一个功能块必须与特定的端子板连接在一起。如果有接收现场总线的信号，还需要接收现场总线信号的功能块。另外有4块与网络相连的功能块，它们分别是：模拟量网络输入、模拟量网络输出、开关量网络输入、开关量网络输出。其次是PID功能块、站功能块，再其次是算术运算（加、减、乘、除），然后才是函数运算（一次滤波、超前一滞后、二维曲线等）、三角几何运算（正弦、余弦、正切、余切等）和三维矩阵运算。一些***运算，如模糊逻辑，模型控制等是可多可少的，但它们是判断DOS系统功能强弱的标准。

　　为了增加控制器的不I/O点数和增加控制器到现场的距离，可以把现场总线和控制器连接，如LonvJorks总线，这时控制器内应该有连接Lonworks时的功能块。Lonworks总线上的模块有***的输入输出板和运算板，在运算板中还有少量的功能块。

　　控制器是DCS的核心部件，它相当于一台PC机。有的Das的控制器本身就是PC机。它主要有CPU、RAM、F2PROM和ROM等芯片，还有两个接口，一个向下接收I／O总线来的信号，另一个接口是向上把信号送到网络上与人机界面相连。ROM用来存贮完成各种运算功能的控制算法（有的Das称为功能块库）。在库中存功能块，如控制算法PID、带死区PID，积分分离PID算术运算加、减、乘、除、平方、开方、函数运算一次滤波、正弦、余弦、X－Y函数发生器、超前－滞后；比较***的算法有***ith预估、C语言接口、矩阵加、矩阵乘；逻辑运算有逻辑与、逻辑或、逻辑非、逻辑与非等。通常用站功能块不仅把模拟量和开关量结合起来，还与人联系起来。功能块越多，用户编写应用程序（即组态）越方便。组态按照工艺要求，把功能块连接起来形成控制方案。把控制方案存在E2PROM中。因为E2PROM可以擦写，组态要随工艺改变而改变，所以把组态存在E2PROM中。不同用户有不同组态。组态时，用户从功能块库中选择要的功能块，填上参数，把功能块连接起来。形成控制方案存到E2PROM中。这时控制器在组态方式投人运行后就成为运行方式，控制器中安装有操作系统，功能块组态软件和通信软件。为了系统安全运行，闭环控制器一定是冗余运行的，一用一各，并且是热备。

　　通信网络把过程站和人机界面连成一个系统。通信网络有几种不同的结构形式，如总线型、环型和星型。总线型在逻辑上也是环型的。星型的只适用于小系统。不论是环型还是总线型，一般都采用广播式。其他一些协议方式已用得较少。通信网络的速率在10M的和100Mb／s左右。

　　闭环控制器、模拟量数据***和逻辑运算器可以和人机界面直接连在通信网络上，在网络上的每一个不同的控制器作为网络上的一个***结点。每一个结点完成不同的功能。它们都应有网络接口。有的DOS为了节省网络接口，把所有的过程控制用的设备即闭环控制器、模拟量数据***和逻辑运算器预先连在控制总线上，称为过程控制站。这既可以增加过程控制站所能接收的LO点数，又能节省接口。然后再通过接口连到网络上，与人机界面相连。

　　人机界面有4种不同形式的结点，它们是操作站、工程师工作站、历史趋势站和动态数据服务器。操作站安装有操作系统、***和控制器的驱动软件，显示系统的标签、动态流程图和报警信息。一个Das系统可以有好几台操作站，每一台操作站可以显示一样的内容，也可以是不一样的内容。DOS厂家可以配专用操作站或通用操作站。工程师工作站给控制器组态（CAD），也可以给操作站组态（作动态流程图）。如果***作图能力很强，作图工作可以由******完成。工程师站的另外一个功能是读控制器的组态，用于控制器升级，查找故障。我们称之为逆向工程师站。历史趋势站用于存储历史数据。动态数据服务器是Das和MIS系统的接口，也是Das和Web的隔离设各。

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