第7讲计算机控制.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 第七讲 计算机控制系统 7.1 计算机控制系统 集散控制系统（DCS）系统 基于PLC的监督控制与采集（PLC-SCADA）系统 7.2 现场总线控制系统 * 7.1.1 计算机控制系统的特点 控制器采用控制计算机（包括数字调节器、IPC、PLC、DCS等），不再是模拟调节器。 与一般个人电脑PC相比，特点： 可靠性高； 对计算机速度和精度要求相对较低； 输入/输出等外围设备完善； 实时响应性好； 中断系统完善。 * 7.1.2 计算机过程控制系统的构成 * 7.1.3 计算机过程控制系统的应用型式 （一）巡回检测与数据处理 （二）直接数字控制（DDC） （三）监督控制（SCC） （四）集散控制系统（DCS） * （一）巡回检测与数据处理 * （二）直接数字控制（DDC） * （三）监督控制（SCC） * （四）集散控制系统（DCS） 1、DCS产生的背景 早期的集中式控制系统将所有功能集中于一台计算机，包括： 过程数据输入/出； 实时数据的处理与保存； 实时和历史数据库的管理及保存； 人机界面处理； 报警与日志记录； 报表； 系统本身的监督管理等。 集中式控制系统缺点： 软件系统相当庞大，运行效率、可靠性低； 经济性和可扩展性差； 计算机失效或故障对整个系统造成的危害性很大。 * （四）集散控制系统（DCS） 2、DCS设计思想 “控制分散、管理集中”。 与集中式计算机控制系统相比，控制系统的危险被分散，可靠性大大增加。 DCS已成为大中型流程工业企业过程控制系统的主流。 * 3、集散控制系统的典型结构 * （1）I/O控制站 现场I/O控制站包括模拟量输入/出、开关量输入/出和脉冲量输入/出等信号调理板。 采集现场各种过程量（温度、压力、流量、物位及各种开关状态等），通过网络发送到操作员站、工程师站及其它现场I/O控制站。 在本站实现局部自动控制功能。 * （2）操作员站 为系统的运行操作人员提供人机界面，使操作员可及时了解： 现场运行状态； 各种运行参数的当前值； 是否有异常情况发生，等等。 并可使操作员对工艺过程进行控制和调节，保证生产过程安全、高效。监控的方式： 生产过程的模拟流程图； 实时趋势及历史曲线显示； 报警窗口，等等。 * （3）工程师站 对DCS进行离线组态，在线系统监督、控制和维护。 在DCS在线运行时，实时监视DCS网络上各个节点的运行情况，使系统工程师可及时调整系统配置及一些系统参数的设定，以确保DCS随时处在最佳的工作状态。 * 4、典型DCS 代表厂家： 美国Honeywell公司的TDC3000； 日本横河（YAKOGAWA）的CENTUM； 西屋Westinghouse 的WDPF； 西门子（Siemens）PCS7，等等。 国产DCS代表厂家： 北京和利时； 浙大中控。 * 7.1.2 PLC-SCADA系统 监督控制与数据采集（SCADA）系统多以PLC作为现场控制站。 PLC-SCADA系统具有和DCS几乎相同的网络结构和控制性能。 * （一）PLC-SCADA与DCS的区别 1、起初，PLC主要面向数字量控制；DCS则面向模拟量控制。至今，两者都能控制数字量和模拟量。 2、DCS由处理器、I/O模块、运行界面和与之相匹配的软硬件组成的一个完整系统；PLC-SCADA则将整个系统分成不同部分，各部分之间需进行组合和通讯。 * （一）PLC-SCADA与DCS的区别 3、DCS只有一个全局数据库，一旦修改了这个数据库，它将影响整个系统的运行；PLC-SCADA至少有两个不同数据库，一个用于PLC，另一个用于SCADA应用程序。任何修改需在所有数据库中进行。 4、PLC-SCADA的硬件、软件和授权与DCS相比相对便宜。 5、PLC能以毫秒级速度扫描，扫描速度由I/O数量决定；DCS只能以固定的秒级速度扫描。 * （一）PLC-SCADA与DCS的区别 6、起初，DCS很封闭，与其它系统接口设计困难；SCADA系统基于PC设计，与其它系统接口通用。 7、DCS中通讯检测、系统性能管理和系统报警都使用标准函数，而PLC-SCADA中这些功能都需编程实现。 8、PLC-SCADA更适用于中小型工程，而DCS则适用于大中型工程。 * 7.1.3 组态软件 通常，软件功能由软件人员编程实现，工作量大，通用性差。针对不同对象，要修改或重新设计应用软件，可靠性低。 其实，对于不同对象，系统可执行程序代码一般固定不变，不同对象只需改变数据实体即可。采用组态软件，只需进行参数配置即可生成所需应用软件。 组态软件使从事自动控制开发的技术人员从复杂的软件编程中解放