橫河PW302電源裝置PW302鋁電解電容器

總線變換器（ABC10S & ABC11D）的操作和監(jiān)視

通信門(mén)通道單元（ACG10S）的操作和監(jiān)視

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YNT511/YNT521 光總線適配器和 YNT512 總線適配器的操作和監(jiān)視

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PFCS/PFCD 現(xiàn)場(chǎng)控制站的操作和監(jiān)視

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第10章 分散型控制系統(tǒng)
10.1 分散型控制系統(tǒng)（DCS）
        分散型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)又名分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)分散型控制系統(tǒng)（Distributed Control System即DCS）。分散型控制系統(tǒng)綜合了計(jì)算機(jī)（Computer）技術(shù)、控制（Control）技術(shù)、通信（Communication）技術(shù)、CRT顯示技術(shù)，即4C技術(shù)，集中了連續(xù)控制、批量控制、邏輯順序控制、數(shù)據(jù)采集等功能。*的分散型控制系統(tǒng)將以計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）為目標(biāo)，以新的控制方法、現(xiàn)場(chǎng)總線智能化儀表、專(zhuān)家系統(tǒng)、局域網(wǎng)絡(luò)等新技術(shù)，為用戶實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制自動(dòng)化與信息管理自動(dòng)化相結(jié)合的管控一體化的綜合集成系統(tǒng)。
       分散型控制系統(tǒng)采用分散控制、集中控制、綜合管理和分而自治的設(shè)計(jì)原則。系統(tǒng)安全可靠、通用靈活性、*控制性能和綜合管理能力，為工業(yè)過(guò)程的計(jì)算機(jī)控制開(kāi)創(chuàng)了新方法。本章首先概述分散型控制系統(tǒng)、DCS的特點(diǎn)、DCS的體系結(jié)構(gòu)、典型的DCS，然后分別介紹DCS的分散過(guò)程控制級(jí)、集中操作監(jiān)控級(jí)、綜合信息管理級(jí)。
10.1.1 DCS概述
        自從美國(guó)的Honey Well公司于1975年成功地推出了世界上*套分散型控制系統(tǒng)以來(lái)，經(jīng)歷了20多年的時(shí)間，DCS已經(jīng)走向成熟并獲得了廣泛應(yīng)用。DCS的發(fā)展歷程也是不斷地由小到大規(guī)模的過(guò)程，從zui初的小規(guī)模控制系統(tǒng)發(fā)展到綜合控制管理系統(tǒng)，從而使工業(yè)控制系統(tǒng)進(jìn)入了信息管理與綜合控制的時(shí)代。本節(jié)主要介紹DCS的體系結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和典型形式。

l．DCS的體系結(jié)構(gòu)
        DCS的體系結(jié)構(gòu)通常為三級(jí)。*級(jí)為分散過(guò)
程控制級(jí)；第二級(jí)為集中操作監(jiān)控級(jí)；第三級(jí)為綜合信息管理級(jí)。各級(jí)之間由通信網(wǎng)絡(luò)連接，級(jí)內(nèi)各裝置之間由本級(jí)的通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。其典型的DCS體系結(jié)構(gòu)如圖10－l所示。
 1）分散過(guò)程控制級(jí)
        如圖10－1所示，此級(jí)是直接面向生產(chǎn)過(guò)程的，是  DCS的基礎(chǔ)，它直接完成生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)據(jù)采集、調(diào)節(jié)控制。順序控制等功能，其過(guò)程輸入信息是面向傳感器的信號(hào)，如熱電偶、熱電阻、變送器（溫度。壓力、液位）及開(kāi)關(guān)量等信號(hào)，其輸出是驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。構(gòu)成這一級(jí)的主要裝置有：
    ①現(xiàn)場(chǎng)控制站（工業(yè)控制機(jī)）；
    ②可編程序控制器（PLC）；    

③智能調(diào)節(jié)器；
④其它側(cè)控裝置。
（2）集中操作監(jiān)控級(jí)
        這一級(jí)以操作監(jiān)視為主要任務(wù)，兼有部分管理功能。這一級(jí)是面向操作員和控制系統(tǒng)工程師的，因而這一級(jí)配備有技術(shù)手段齊備、功能強(qiáng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及各類(lèi)外部裝置，特別是CRT顯示器和鍵盤(pán)，
以及需要較大存儲(chǔ)容量的硬盤(pán)或軟盤(pán)支持，另外還需要功能強(qiáng)的軟件支持，確保工程師和操作員對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)、監(jiān)視和操作，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)行高級(jí)控制策略、故障診斷、質(zhì)量評(píng)估。其具體組成包括：
    ①監(jiān)控計(jì)算機(jī)；
    ②工程師顯示操作站；
    ③操作員顯示操作站。    

（3）綜合信息管理級(jí)
        這一級(jí)由管理計(jì)算機(jī)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、工廠自動(dòng)化服務(wù)系統(tǒng)構(gòu)成，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)企業(yè)的綜合信息管理。綜合信息管理主要包括生產(chǎn)管理和經(jīng)營(yíng)管理。
（4）通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
         DCS各級(jí)之間的信息傳輸主要依靠通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來(lái)支持。根據(jù)各級(jí)的不同要求，通信網(wǎng)也分成低速、中速、高速通信網(wǎng)絡(luò)。低速網(wǎng)絡(luò)面向分散過(guò)程控制級(jí)；中速網(wǎng)絡(luò)面向集中操作監(jiān)控級(jí)；高速網(wǎng)絡(luò)面向管理級(jí)。
    2．DCS的特點(diǎn)
        對(duì)一個(gè)規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。功能全面的現(xiàn)代化生產(chǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)，首先按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行垂直方向分解成分散過(guò)程控制級(jí)。集中操作監(jiān)控級(jí)、綜合

信息管理級(jí)，各級(jí)相互獨(dú)立又相互；然后對(duì)每一級(jí)按功能進(jìn)行水平方向分成若干個(gè)子塊。與一般的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相比，DCS具有以下幾個(gè)特點(diǎn)。
      1）硬件積木化
         DCS采用積木化硬件組裝式結(jié)構(gòu)。由于硬件采用這種積木化組裝結(jié)構(gòu)，使得系統(tǒng)配置靈活，可以方便地構(gòu)成多級(jí)控制系統(tǒng)。如果要擴(kuò)大或縮小系統(tǒng)的規(guī)模，只需按要求在系統(tǒng)中增加或拆除部分單元，而系統(tǒng)不會(huì)受任何影響。這樣的組合方式，有利于企業(yè)分批投資，逐步形成一個(gè)在功能和結(jié)構(gòu)上從簡(jiǎn)單到復(fù)雜。從低級(jí)到高級(jí)的現(xiàn)代化管理系統(tǒng)。
      2）軟件模塊化
        DCS為用戶提供了豐富的功能軟件，用戶只需按要求選用即可，大大減少了用戶的開(kāi)發(fā)工作量。功能軟件主要包括控制軟件包。操作顯示軟件包和報(bào)表打印軟件包等，

并提供至少一種過(guò)程控制語(yǔ)言，供用戶開(kāi)發(fā)高級(jí)的應(yīng)用軟件。
        控制軟件包為用戶提供各種過(guò)程控制的功能，主要包括數(shù)據(jù)采集和處理、控制算法、常用運(yùn)算式和控制輸出等功能模塊。這些功能固化在現(xiàn)場(chǎng)控制站、PLC、智能調(diào)節(jié)器等裝置中。用戶可以通過(guò)組態(tài)方式自由選用這些功能模塊，以便構(gòu)成控制系統(tǒng)。
        操作顯示軟件包為用戶提供了豐富的人一機(jī)接口功能，在CRT和鍵盤(pán)組成的操作站上進(jìn)行集中操作和監(jiān)視?？梢赃x擇多種CRT顯示畫(huà)面，如總貌顯示、分組顯示、回路顯示。趨勢(shì)顯示。流程顯示、報(bào).警顯示和操作指導(dǎo)等畫(huà)面，并可以在CRT畫(huà)面上進(jìn)行各種操作，所以它可以*取代常規(guī)模擬儀表盤(pán)。

報(bào)表打印軟件包可以向用戶提供每小時(shí)、班、日、月工作報(bào)表，打印瞬時(shí)值、累計(jì)值、平均值、打印事件報(bào).警等。
        過(guò)程控制語(yǔ)言可供用戶開(kāi)發(fā)高級(jí)應(yīng)用程序，如*控制、自適應(yīng)控制、生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)管理等。如 TDCS－3000提供了 FORTRAN 77和 PASCAL語(yǔ)言。
（3）控制系統(tǒng)組態(tài)
        DCS設(shè)計(jì)了使用方便的面向問(wèn)題的語(yǔ)言POL（Problem Oriented Language），為用戶提供了數(shù)十種常用的運(yùn)算和控制模塊，控制工程師只需按照系統(tǒng)的控制方案，從中任意選擇模塊，并以填表的方式來(lái)定義這些軟功能模塊，進(jìn)行控制系統(tǒng)的組態(tài)。系統(tǒng)的控制組態(tài)一般是在操作站上進(jìn)行的。填表組態(tài)方式*地提高了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的效率，解除了用戶使用計(jì)算機(jī)必須編程序的困擾，這也是DCS能夠得到廣泛應(yīng)用的原因之一。

（4）通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用
         通信網(wǎng)絡(luò)是分散型控制系統(tǒng)的神經(jīng)中樞，它將物理上分散配置的多臺(tái)計(jì)算機(jī)有機(jī)地連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了相互協(xié)調(diào)、資源共享的集中管理。通過(guò)高速數(shù)據(jù)通信線，將現(xiàn)場(chǎng)控制站、局部操作站、監(jiān)控計(jì)算機(jī)。工程師操作站。管理計(jì)算機(jī)連接起來(lái)，構(gòu)成多級(jí)控制系統(tǒng)。
        DCS一般采用同軸電纜或光纖作為通信線，也使用雙絞線，通信距離可按用戶要求從十幾米到十幾公里，通信速率為l~10MbpS，而光纖高達(dá)100Mbp。由于通信距離長(zhǎng)和速度快，可滿足大型企業(yè)的數(shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制和管理的需要。
    （5）可靠性高
        DCS的可靠性高體現(xiàn)在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、冗余技術(shù)、自診斷功能、抗干擾措施和高性能元件。