DCS课程总结

DCS上水箱液位控制总结

在DCS上水箱液位控制考核项目中,虽然我们组能够顺

利完成,但也暴露了我们团队和自身存在的大量问题。

首先,全部队员对整个上水箱液位控制流程不熟悉,一遇到问题和疑问都

无从下手、都我看看你、你看看我,不知道该干什么。上水箱液位控制是最简单的项目,

如果上到岗位,比这复杂的乃至成千上万倍,到那时候我们跟会傻傻的望着,动都不敢动

了。所以,做项目之前应该对整个项目有个整体的了解,熟悉整个项目,以致遇到疑问有

所应策。

其次,我们组全部组员各个水平不一,很多基本知识都不知道。比如连基

本的控制站是否连接上都看不出来,还有最后系统停电都不会。这些个最基本也是最简单

的可以看出上课人在心不在。还有知识迁移也不够,比如在自动化控制课中学到的PID参

数设臵与调整,换了外壳,在DCS中就不会动了。完全的死学知识,不知灵活运用,跟没

学也差不了多少。这也跟说明只是学完了,没有学好了。学完了没有认真理解、思考,那

只是浏览了书本一样。

最后,虽然我们遇到了很多问题,但队中也有几个思维比较清晰的,在很

多小问题上能够指出问题所在并且帮助队友完成。

在这次项目考核中,我们认识了自身很多地方的不足,希望在今后可以改

正并且不断努力提高自己。

自我感觉此次实习给了我很大的收获,使我的理论知识和实践的能力有了很到的提高,在这

次实习当中,我对于每一个环节都比较重视,追求完美。

通过这次岗位实习使我几年来所学到的知识得到了综合全面的运用,也是对我所学知识进行

全面的、系统的能力检验;既培养了我的操作能力又考验了我独立发现问题、思考问题、解

决问题的能力。在这次实习中让我认识到仪表技术的高速发展。且DCS在现代工业中的广

泛运用实现了工业自动化水平得到提高,达到了安全、质量高的目的。

新的路程即将开始,我必须全面武装自己,提高自己的理论知识和实践能力为下一个目标打

下坚实基础。

 

第二篇:dcs总结

DCS与PLC的关系:1、区别:逻辑层次不同,DCS是系统的概念,PLC是装置的概念 联系:由PLC也可搭建DCS系统

集散控制系统的含义

计算机过程控制系统的一种

DCS -------Distribute Control System(分布式控制系统)

集中管理分散控制系统 简称:集散控制系统

采用危险分散、控制分散、而操作和管理集中的基本设计思想,多层分级、合作自治的结构形式,适应现代化的生产过程控制要求。

DCS的发展背景

4C:DCS是计算机(Computer)、通信(Communication)

CRT显示、控制( Control)技术(简称4C技术)发展的产物。它解决了原有集中控制系统(CCS)危险集中和常规仪表控制功能单一的局限性

过程控制系统:以表征生产过程的参量为被控制量使之接近给定值或保持在给定范围内的自动控制系统。

控制系统的分类:

1、控制算法:逻辑控制、过程控制、混合控制

2、控制方式:开环控制、闭环控制、监督控制

3、控制对象:连续过程、离散过程、批次过程

4、系统结构:集中结构(CCS)、分散结构(DCS)

控制系统发展阶段:计算机在xx年代出现,在xx年代中后期开始被应用于过程控制 SPC------DDC------CCS------DCS (-----FCS)

常规模拟调节仪表仪表与计算机控制系统相结合(SPC)直接数字控制系统(DDC) 集中式控制系统(CCS)集散控制系统(DCS)

CCS优点:结构简单、清晰,集中式的数据库容易管理,并容易保证数据的一致性。 缺点:

(1)软件系统庞大,多种同时进行任务,计算机运行效率低。

(2)软件可靠性下降。70%故障由于设计不良或存在缺陷的软件造成。

(3)系统的可扩性差。

(4)危险高度集中。

DCS设计的基本原则

危险分散、控制分散、操作和管理集中的基本设计思想.多层分级、合作自治的结构形式.

(1)使用多台计算机共同完成所有过程量的输入、输出。

(2)用不同的计算机完成不同的功能,提高每台计算机的运行效率,而且单一化的处理在软件结构上简单,提高了软件的可靠性。

(3) 用计算机网络解决系统的扩充与升级问题。

(4)网络中的每台计算机处于平等地位,在运行中互相之间不存在依赖关系,以保证任一计算机失效只影响本身。

(DCS的关键是计算机网络技术,DCS的结构实质就是一个网络结构。如何充分利用网络资源,如何通过网络协调DCS中各台计算机的运行,如何在多台计算机共同完成系统功能的过程中保证所处理信息的实时性、完整性和一致性,成为DCS设计的关键问题。)

DCS系统特点

(1 )松耦合的多处理机系统,可实现硬件积木化

( 2 )软件模块化,控制系统采用组态方法生成

( 3 )通信网络的应用:1KM-15KM,1-10M更高

( 4 )可靠性高:系统结构、冗余技术、自诊断技术

三点一线

一线:DCS骨架计算机网络

三点:面向过程的现场站(PS),面向操作人员的操作站(OS),面向DCS监督管理人员的工程师站(ES)

DCS的系统网络:网络结构:可分为星形、总线形、环形、树形等结构形式。DCS应用最为广泛的网络结构是环形网和总线形网

传输介质:细同轴电缆(细缆)、粗同轴电缆(粗缆)、光缆

实时性:用于DCS的计算机网络在很多方面不同于通用的计算机网络。它是一个实时网络,即网络需要现场通讯实时性的要求,在确定的时限内完成信息的传送。这里所说的“确定”的时限是指,无论在何种情况下,信息传送都能在这个时限内完成,而这个时限则是根据被控制过程的实时性要求确定的

PS的主要组成部分:控制器(CPU单元):又分CPU(程序运行与运算)与存储器(数据及程序的存放)两部分;I/O单元(信号模块):信号检测与控制;通信接口与总线:数据传输; 电源:提供能源;其他

数字量(开关量)输入单元作用是把现场各种开关信号变成DCS内部处理的标准信号。开关量输入单元按照输入端的电源类型不同,分为直流输入单元和交流输入单元

数字量输出单元作用是把DCS的内部信号转换成现场执行机构的各种开关信号。按照现场执行机构使用的电源类型的不同,开关量输出单元可分为直流输出单元(晶体管输出方式或继电器触点输出方式)和交流输出单元(晶闸管输出方式或继电器触点输出方式)。 数字量输入单元连线方式:汇点式、分组式、分隔式

过程现场站:是处理生产现场一切过程控制功能的网络节点主要功能:(一)将各种现场发生的过程量(流量、压力、温度、电流、功率及各种状态等)进行数字化,并将这些数字量存在存储器中,形成一个与需现场一致的、能一一对应的、并按实际运行情况实时的改变和更新的现场过程量的实时映象。(二)将本站采集到的实时数据通过网络送到操作站、工程师站及其它现场站以便实现全系统范围内的监督和控制,同时现场站还可接受由操作员站、工程师站下发的信息,以实现对现场的控制或对本站的参数设定。(三)在本站实现局部控制、回路的计算及闭环控制、顺序控制等。

PS的软件:PS除了硬件系统外,还需要软件系统的支持,它们相辅相成,缺一不可。PS的软件系统由系统程序(又称系统软件)和用户程序(又称应用软件)两大部分组成。 操作员站OPERATOR STATION

(一)及时了解现场运行状态、各种运行参数的当前值、是否有异常情况等。

(二)对工艺过程进行控制和调节,以保证生产过程的安全、可靠、高效、高质。 显示内容为:

(一)生产过程的模拟流程图,包括关键数据、控制参数及设备运行状态等

( 二)报警窗口:以倒排时间顺序的方式列出所有生产过程的异常情况(异常状态、数值越限等

(三)最关键数据的常驻显示

(四)实时趋势显示

(五)检测及控制仪表的模拟显示

(六)多窗口显示功能

(七)灵活方便的画面调用方法

(八)音响报警装置

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:提供对DCS进行组态、配置工作的组态软件,并在DCS在线运行时实时地监视DCS网络上个节点的运行情况,使系统工程师可以通过工程师站及时调整系统配置及一些系统参数的设定,使DCS随时处在最佳工作状态

DCS正向FCS发展

DCS的进一步开放:从工程实践的角度而言,开放性就是软、硬件系统本身所具有的互连互通的能力,一般表现在具有一些公开发表的标准性能或技术,这些标准性能和技术无需许可证就可以自由获得 ,并由许多供应商所支持 ,虽然不一定获得官方认可,但已被普遍接受,成为事实上的工业标准。

开放性要求各个厂家的产品具有互操作性、互换性、可替代性、可扩充性(即可增值性)和多平台支持(可移植性)。

传统仪表缺陷:1)每台仪表都占用单独的信号传输线路,电缆用量很大。

2)现场一次仪表(内嵌微处理器)将信号进行D/A转换,中控室二次仪表又对信号进行A/D转换,2次转换造成2次损失。3)仪表系统的安装、维护、矫正费用和难度都较大,费时费力。4)仪表信号易受到干扰,可靠性差。5)仪表型号的互换性差。

现场总线定义:是用于现场仪表与控制系统和控制室之间的一种全分散、全数字化、智能、双向、互联、多变量、多点、多站的通信网络。

“组态”(Configure,Configuration)的概念:使用软件工具对计算机及软件的各种资源进行配置,达到使计算机活软件按照预先设置,自动执行特定任务,满足使用者要求的目的。

DCS工程师站的组态功能几部分:硬件配置组态功能,数据库组态功能,控制回路组态功能,逻辑控制及批控制组态,控制算法语言的组态,操作员站显示画面的生成,报表生成组态,组态数据的编译和下载

DCS项目组态及示例:软件:工程师站软件CBF操作员站软件DIGIVIS仿真软件EMULATOR

计算机网络定义;凡将地理位置不同且具有独立功能的多个计算机系统,通过通信设备和线路将它们连接起来,有功能完善的网络软件(网络协议、信息交换 方式、控制程序和网络操作系统)实现网络资源(硬件、软件、信息)的共享,这样的系统称为计算机网络。 计算机网络构成

主机(HOST,可带终端)

节点

通信链路

节点与通信链路统称为通信子网

主机、终端等统称为资源子网

广域网(远程网):数公里以上

局域网(局部网):几米至几千米

通信的目的是传输信息(如语言、文字、图像等),我们把信息的实体定义为数据,分为数字数据(离散值)和模拟数据(连续值)两种。

举例:

(1)模拟数据的模拟信号传送:声音在普通电话线中传送

(2)模拟数据的数字信号传送:声音或图象通过脉冲编码器(PCM)调制在DCS 中通过A/D转换,经网络传送数字信号。

(3)数字数据的模拟信号传送:数字信息对载波信号的调制:调幅、调频、调相。MODEM。宽带网

(4)数字数据的数字信号传送:以一定编码的形式(帧)经并行或串行总线传送。基带网

噪声:1白噪声:分子热运动引起,随机错误,2冲击噪声:电磁干扰引起,突发错误 差错控制的基本方式:自动纠错

数据通信:通过计算机与通信线路相结合,完成编码信息的传输、转换、存储和处理的通信技术。

数据通讯系统是指以计算机为中心,用通讯线路连接分布在远地的数据终端设备,并能执行数据通讯的系统。由数据传输系统和数据处理系统组成。

信道:信号从发送端到接收端之间进行传输的通路。

在数据通信中,为了使接收端能够从接收到的信号中正确的获取发送端发送的数据,要接收端能了解数据发送的起始时间、持续时间和重复频率,也就是信息的同步问题。

单工通信:数据只能沿单一方向进行发送或接收。为了保证数据正确接收提供是否重发的信息,还要有一个反向的应答信号。

双工通信: 半双工通信:数据可沿两个方向交替传送,但同一时刻只能沿一个方向传送,两个方向的应答信号使用同一信道,因此要有控制信号流向的设备。(RS485) 全双工通信:在两个方向上的数据和应答信号均可同时传输,有四条独 立的信道(RS422,RS232) 白噪声:分子热运动引起,随机错误冲击噪声:电磁干扰引起,突发错误

差错控制的基本方式:(1)自动纠错(2)检错重发(3)自动纠错与检错重发结合的混合纠错方式HRC

传输介质是通信网络传输信息的物理媒介,也称为“通信媒体”。

单个双绞线的两个导线绞扭,可 减少双绞线之间的电磁干扰。RJ45接口。单段最大传输距离100米 同轴电缆接口:细缆,T型头;粗缆,AUI

多路复用技术:利用一个物理信道同时传输多个信号,提高信道利用率。

1频分多路复用(FDM),使用几种不同的载波频率调制多个信号 形成每条信道上占有一定带宽且互不重叠、有一定频段间隔的多条信道。

2时分多路复用(TDM),将传输线的使用时间划分为若干周期,每一周期再划分为与信道数n相对应的n个时间片,每一时间片中传输对应序号的信号。

信息交换技术:什么是交换呢:交换就是按某种方式动态地分配传输线路资源。 为什么要采用交换技术:提高线路利用率,节省线路投资

实现交换的方法主要有:电路交换,报文交换,分组交换

电路交换:线路(电路)交换(Circuit Switching)方式,就是通过网络中的节点在两个站之间建立一条专用的通信线路.

线路交换方式的通信包括三种状态:

(1)线路建立:在传输任何数据前,必须建立端到端的物理连接.

(2)数据传送

(3)线路拆除:某个数据传送结束后,要结束连接.

报文交换:不需要在两站之间建立专用的物理信道,而是把待发送的信息分割成一份份的报文,在报文的头尾加上源地址、目的地址、报文序号以及校验码等。然后将整个报文(Message)作为一个整体一起发送,.从网络上的一个节点传送到另一个节点,直到目的地。在交换过程中,交换设备将接收到的报文先存储,实施差错校验和路由选择(即路径选择),然后在信道空闲时转发出去。

分组交换又叫包交换,将报文划分为若干个大小相等,长度更短的信息包或分组(Packet),以此为单位进行,进行存储转发.数据传输前不需要建立一条端到端的通路——也是"无连接的"。

网络访问的存取控制技术:常用的方法有:轮询(Poll)、令牌传送(Token Passing)、带有

碰撞检测的载波侦听多重访问(CSMA/CD)。

ISO:开放系统互连参考模型OSI

PROWAY (Process Data Highway):过程数据高速公路

MAP (Manufacturing Automation Protocol):制造自动化协议

协议组成:句法:即数据和控制信息的结构

语法:即一组要发送的控制信息,要执行的动作,或要返回的响应;

时标:即时间执行次序的规约

协议分层:将复杂协议分解成一些简单成分,再逐步复合或扩展。

优点:简化协议软件的描述、开发和调试过程;允许对某一层进行修改,但不影响其他各层;使协议管理简化,并可逐步扩展;

OSI为七层结构:物理层、链路层、网络层、传送层、会话层、表示层、应用层。 分层原则:

根据不同层次的抽象分层

必须有不同层的抽象时,才设立一个层次

每一层的功能要恰当定义,适于国际标准化

每两层间接口的确定,以通过该接口的信息流量最少为原则。

层次应该足够多,以避免不同的功能混杂在同一层中,但也不能太多。

物理层:它是通信网上各设备之间的物理接口,直接把数据位信息从一台设备传 送到另一台设备。目前常用串行通信接口有RS-232C、RS-422A,RS-485。

数据链路层:数据链路层负责将传送的数据按帧结构格式化,组织成帧,实现差错控制和介质访问控制,实现对物理层的管理。

网络层:是信息包的路径选择和链路的协调管理,防止链路的死锁和堵塞

现场总线:是用于现场仪表与控制系统和控制室之间的一种全分散、全数字化、智能、双向、互联、多变量、多点、多站的通信网络。

现场总线的种类:Bit Bus总线HART、Profibus总线FF总线、Modbus、CAN总线、Lon Works总线

DCS的分散化结构:松耦合多处理机系统。各子系统相对独立。

1、组织上的分散:分层递阶

2、功能和区域的分散:水平的分散,合作自洽

3、负荷分散

4、数据库分散:重复型、分割性

DCS的冗余化结构

1、多重化构成的自动备用方式:对设备或部件加以双重化、三重化设置,发生故障时,用备用装置实施监控。

1)同步运转:几台设备或部件同步运转,两设备值一致时输出,或三设备中取二接近值输出。

2)待机运转:备用装置平时处于待机状态,发生故障时,启用备机。

3)后退运转:多台设备分担不同功能,其一损坏时,其他设备牺牲自身性能或者不重要功能,进行分担。

DigiVis的功能包括图形显示、数据监视、系统状态显示、趋势归档、记录、过程及系 统报警、控制操作、系统诊断等。

过程控制站(PS)节点有两类:常规过程控制站、现场(总线)控制器

AC800F是基于开放的现场总线技术标准的工业控制器,现场过程仪表可直接或借助于Fieldbus远程I/O经由现场总线与AC800F进行数字通迅,从而节省电缆和施工费用。

S800I/O 由三部分原件构成:FCI、I/O Module、MTU

(1)DCS工程师站的离线组态功能

? 硬件配置组态功能: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配置,如各个I/O点信号性质,信号条理类型。

? 数据库组态功能:定义数据库的各个参数,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。 所组态的程序以项目树形式存在

项目树建立操作步骤:(1) 插入组态级(2) 插入各类站资源(过程站、操作员站、网关等)

(3) 硬件组态(4)资源分配(5)具体功能组态

变量与常数举例

REAL 实型:32位DINT 双整型:32位INT 整型:16位UDINT 双字无符号整型:32位UINT 无符号整型:16位DWORD 双字:32位WORD 字:16位BYTE 字节:8位BOOL 布尔型:1,0 TIME 时间类型:32位STR 字符型

集散控制系统的设计步骤:一、系统功能及性能指标的确定二、系统结构及I/O测点确定(电气原理、自动化、特殊设备)三、系统选型1、可靠性原则2、实用性原则3、先进性原则4、经济性原则5、系统的开放性四、 系统设计与生成

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