化工仪表及自动化 化工、食品、制药、环境、轻工、生物等工艺类专业适用 教学课件 作者 林德杰 第8章 计算机控制系统.pptVIP

2.基于企业网的现场总线控制系统 1)水位控制系统采用FF现场总线系统，对水位进行自动控制。2)电动机控制系统采用传统结构的电动机控制系统。3)运动、力学方面的控制采用了Profibus现场总线控制系统。4)热工参数(如温度、压力、流量、pH、成分等)的控制采用ASI(Actuator-Sensor Interface)执行器/控制器、传感器接口总线，该总线可通过其主站的网关与多种现场总线(如FF、Profibus和CAN等)连接。 图8-14　某基于企业网的现场总线控制系统原理框图 第8章　计算机控制系统 8.1　计算机控制系统的组成与特点8.2　直接数字控制系统8.3　集散控制系统8.4　现场总线控制系统8.5　控制系统实例分析 8.1　计算机控制系统的组成与特点 8.1.1　计算机控制系统的组成8.1.2　计算机控制系统的特点及用途 8.1.1　计算机控制系统的组成 图8-1　计算机控制系统框图 8.1.2　计算机控制系统的特点及用途 特点：计算机控制系统通常具有准确度高，速度快，存储容量大和有逻辑判断功能等特点 用途：可以实现高级复杂的控制算法，获得快速精确的控制效果 8.2　直接数字控制系统 1.在线实时控制2.分时方式控制3.灵活和多功能控制 图8-2　直接数字控制系统基本组成 8.3　集散控制系统 1.分散控制，集中管理2.采用局域网通信技术3.完善的控制功能4.采用模块化和开放性结构，系统扩展方便5.管理能力强6.安全可靠性高7.高性价比 图8-3　集散控制系统原理框图 图8-4　集散控制系统功能框图 8.4　现场总线控制系统 8.4.1　现场总线的组成8.4.2　现场总线控制系统的结构8.4.3　现场总线控制系统的特点 8.4.1　现场总线的组成 1.现场测量系统2.现场控制系统3.设备管理系统 8.4.2　现场总线控制系统的结构 图8-5　现场总线控制系统的一般结构 8.4.3　现场总线控制系统的特点 1.实时性强2.具有互操作性3.具有高可靠性4.节省投资5.系统的开放性6.准确度高7.现场环境适应性强8.互用性和功能自治性9.维护方便 8.5　控制系统实例分析 8.5.1　工业水处理pH值的智能控制8.5.2　集散控制系统在火力发电厂中的应用实例8.5.3　现场总线控制系统的应用实例 8.5.1　工业水处理pH值的智能控制 1.工业水处理的pH值控制系统的特点2.智能控制器的设计3. pH值专家智能控制系统的构成 1.工业水处理的pH值控制系统的特点 (1)酸碱中和的非线性特性(2)pH值响应的时滞特性 图8-6　酸洗废水处理系统 图8-7　NaOH中和弱酸特性图 图8-8　pH值响应的时滞特性 2.智能控制器的设计 (1)非灵敏区的当量控制(2)过渡区的限速控制 (3)灵敏区的间隙微量控制 3. pH值专家智能控制系统的构成 (1)信号转换单元(2)中央处理单元(3)输出驱动单元(4)人机界面 (1)信号转换单元 图8-9　智能控制系统框图 8.5.2　集散控制系统在火力发电厂中的应用实例 热电厂需检测和控制的参数如下： 1)自动检测反映生产过程及生产设备的各种过程参数和工作状态参数。2)对锅炉、汽轮机、发电机等热力发电设备及辅助设备(除氧器、凝汽器、减温器、加热器等)进行自动控制。3)对设备(如辅机等)进行顺序控制。4)实现自动保护，如汽轮机的超速保护，锅炉的超压力保护等。 由双层通信网络连接起来的四级控制系统： 1)单元机组级：该级主要由主协调控制器、工程师操作台、操作员操作台和信息管理计算机组成。2)系统控制级：由三台M/L控制器分别对锅炉燃烧系统、水蒸汽系统、汽轮机—发电机组系统进行控制，并连接到总线上。 3)机器群控制级：主要由HISEC-04M/F单元组成，每一个系统内可有若干个子系统，一个子系统又可控制若干个被控装置，并由一台M/L控制器进行控制与管理。4)驱动控制级：一台HISEC通过DCM模块完成对若干执行器的控制，可对一台被控装置的若干闭环回路进行控制，从而实现分散控制。 图8-10　发电厂四级集散控制系统框图 图8-11　采用HIDCS—3000型集散控制系统的总体结构 8.5.3　现场总线控制系统的应用实例 1.化工生产过程现场总线控制系统2.基于企业网的现场总线控制系统 1.化工生产过程现场总线控制系统 1)PCI为过程控制接口，所有现场总线仪表通过现场总线和该接口与操作站和工程师站连接。2)SB302为总线安全栅。3)TT302为现场总线温度变送器，内嵌PID控制规律，安装于现场，就地实现对温度的自动控制，并把温度信号通过现场总线传送给运行员操作站和工程师操作站。4)LD302