集散控制系统_毕业论文_英文翻译4.pdfVIP

集散控制系统 一个典型的DCS 控制系统 集散控制系统（Distributed control system ）是以微处理器为基础的对生产过 程进行集中监视、操作、管理和分散控制的集中分散控制系统，简称DCS 系统。 该系统将若干台微机分散应用于过程控制，全部信息通过通信网络由上位管理计 算机监控，实现最优化控制，整个装置继承了常规仪表分散控制和计算机集中控 制的优点，克服了常规仪表功能单一，人-机联系差以及单台微型计算机控制系 统危险性高度集中的缺点，既实现了在管理、操作和显示三方面集中，又实现了 在功能、负荷和危险性三方面的分散。DCS 系统在现代化生产过程控制中起着 重要的作用。 集散控制系统一般有以下四部分组成： 现场控制级 又称数据采集装置，主要是将过程非控变量进行数据采集和预处理，而且对 实时数据进一步加工处理，供CRT 操作站显示和打印，从而实现开环监视，并 将采集到的数据传输到监控计算机。输出装置在有上位机的情况下，能以开关量 或者模拟量信号的方式，向终端元件输出计算机控制命令。 这一个级别直接面对现场，跟现场过程相连。比如阀门、电机、各类传感器、 变送器、执行机构等等。它们都是工业现场的基础设备、同样也是DCS 的基础。 在DCS 系统中，这一级别的功能就是服从上位机发来的命令，同时向上位机反 馈执行的情况。拿军队来举例的话，可以形容为最底层的士兵。它们只要能准确 地服从命令，并且准确地向上级汇报情况即完成使命。至于它与上位机交流，就 是通过模拟信号或者现场总线的数字信号。由于模拟信号在传递的过程或多或少 存在一些失真或者受到干扰，所以目前流行的是通过现场总线来进行DCS 信号 的传递。 过程控制级 又称现场控制单元或基本控制器，是DCS 系统中的核心部分。生产工艺的 调节都是靠它来实现。比如阀门的开闭调节、顺序控制、连续控制等等。 上面说到现场控制级是“士兵” ，那么给它发号施令的就是过程控制级了。它 接受现场控制级传来的信号，按照工艺要求进行控制规律运算，然后将结果作为 控制信号发给现场控制级的设备。所以，过程控制级要具备聪明的大脑，能将“士 兵”反馈的军情进行分析，然后做出命令，以使“士兵”能打赢“战争” 。 这个级别不是最高的，相当于军队里的“中尉” 。它也一样必须将现场的情况 反馈给更高级别的“上校”也就是下面讲的过程管理级。 过程管理级 DCS 的人机接口装置，普遍配有高分辨率、大屏幕的色彩CRT、操作者键 盘、打印机、大容量存储器等。操作员通过操作站选择各种操作和监视生产情况、 这个级别是操作人员跟 DCS 交换信息的平台。是DCS 的核心显示、操作 跟管理装置。操作人员通过操作站来监视和控制生产过程，可以通过屏幕了解到 生产运行情况，了解每个过程变量的数字跟状态。这一级别在军队中算是很高的 “上校” 了。它所掌握的“大权”可以根据需要随时进行手动自动切换、修改设定值， 调整控制信号、操纵现场设备，以实现对生产过程的控制。 经营管理级 又称上位机，功能强、速度快、容量大。通过专门的通信接口与高速数据通 路相连，综合监视系统各单元，管理全系统的所有信息。 这是全厂自动化系统的最高一层。只有大规模的集散控制系统才具备这一 级。相当于军队中的“元帅” ，他们所面向的使用者是厂长、经理、总工程师等行 政管理或运行管理人员。 它的权限很大，可以监视各部门的运行情况，利用历史数据和实时数据预测 可能发生的各种情况，从企业全局利益出发，帮助企业管理人员进行决策，帮助 企业实现其计划目标。 DCS 系统的产生背景 上世纪30 年代40 年代，工业自动化装置采用的是分散性控制系统。也就是 所有设备都是独立运行，不联网控制。操作员根据生产需求进行计算后，将独立 设备的特性调节到适合的程度，然后就开始工作。之后采用了气动、电动模拟仪 表组成过程控制系统，实现了一定程度上的集中监视、操作和分散控制。较好的 适应了工业生产的需求。可是，随着生产规模和复杂程度的不断提高，原有的控 制系统显得滞后、笨重、繁冗、因为一台仪表只有一种控制规律，要实现某些复 杂的控制就很困难。另外，控制仪表数量越来越多，用原来落后的仪表盘控制的 话，控制盘越来越长，看得人眼睛都会花掉。最致命的就是老系统之间不便于实 现通信，很难分级控制和综合管理。再一个就是它的系统变更比较麻烦，只有通 过更换仪表和变更仪表连线才能实现。