《第2章 集散系统基础知识 2.1体系2.2 硬件》.pptVIP

第2章　集散控制系统; ●2.1集散控制系统的体系结构 ●2.2集散控制系统的硬件系统 ●2.3集散控制系统的软件系统 ●2.4集散控制系统的基本功能 ;2.1 集散控制系统的体系结构;图2.1 集散控制系统的体系结构 ;1.现场控制级 ;2.过程控制级;②数据采集站 ●接收大量的非控制过程信息； ●不直接完成控制功能。 ③现场总线服务器 ●一台安装了现场总线接口卡与DCS监控网络接口卡的计算机。;3.过程管理级;（2）过程管理级设备的主要功能 ●对生产过程进行监测和控制； ●对DCS进行配置、组态、调试、维护 ； ●对各种设计文件进行归类和管理； ●实现对生产过程的监督控制，故障检测和数据存档。 ;4.经营管理级 ;（2）经营管理级设备的主要功能 ●监视企业各部门的运行情况 ； ●实时监控承担全厂性能监视、运行优化、全厂负荷分配和日常运行管理等任务 ； ●日常管理承担全厂的管理决策、计划管理、行政管理等任务。;2.2 集散控制系统的硬件系统;2.2.1 现场控制站;1.机柜 ;现场控制单元;2.电源;（2）增加直流电源系统的稳定性措施 ●给主机供电与给现场设备供电的电源要在电气上隔离，以减少相互间的干扰 。 ●采用冗余的双电源方式给各功能模块供电。 ●一般由统一的主电源单元将交流电变为 24V 直流电供给柜内的直流母线，然后通过 DC-DC 转换方式将 24V 直流电源变换为子电源所需的电压。 ●主电源一般采用 1:1 冗余配 置，而子电源一般采用 N:1 冗余配置。;新疆独山子石化目前使用的 P+F PS1550 容错型直流电源。;报警监视——所有关键部位均有自动报警监视，通过LED显示报警信息并可通过报警继电器触点输出。;1550/TB-IN 交流输入端子模块 带2路独立的相互隔离的电源输入端子和报警输出端子;;;;内置冷却风扇;所有模块均支持在线热插拔功能 容错性: 交流输入和直流24V输出都可配置成N+1模块冗余;3.控制计算机 ;?控制计算机一般是由 CPU、存储器、输入 / 输出通道等基本部分组成。 (1)CPU ●用以实现算术运算和逻辑运算。 ●可以执行复杂的先进控制算法，如自动整定、预测控制、模糊控制和自适应控制等。 ;(2)存储器 ●控制计算机的存储器分为RAM和ROM。 ●在控制计算机中 ROM 占有较大的比例。 ●由于控制计算机在正常工作时运行的是一套固定的程序，DCS中大都采用了程序固化的办法。 ●在冗余控制计算机系统中，还特别设有双端口随机存储器RAM ，其中存放有过程输入输出数据、设定值和PID参数等。;(3)总线 ●总线是将现场控制站内部各单元连接起来的通信介质。 (4)输入/输出通道 ●模拟量输入/输出(AI/AO) ●开关量输入/输出(SI/SO) ●脉冲量输入通道 (PI) ;①模拟量输入输出通道(AI/AO) ●模拟量输入通道(AI) ?模拟量输入通道(AI)将来自在线检测仪表和变送器的连续性模拟电信号转换成数字信号，送给CPU进行处理。 ●模拟量输出通道(AO) ?模拟量输出通道(AO)一般将计算机输出的数字信号转换为4~20mADC(或1~5VDC) 的连续直流信号，用于控制各种执行机构。;②开关量输入/输出通道(SI/SO) ●开关量输入通道(SI)主要用来采集各种限位开关、继电器或电磁阀连动触点的开、关状态，并输入至计算机。 ●开关量输出通道(SO)主要用于控制电磁阀、继电器、指示灯、声光报警器等只具有开、关两种状态的设备。;③脉冲输入通道(PI) 脉冲输入通道(PI)将现场仪表（如涡轮流量计等）输出的脉冲信号处理后送入计算机。 ;2.2.2 操作站; ●操作台 ●微处理机系统 ●外部存储设备 ●图形显示设备 ●操作键盘和鼠标 ●打印输出设备;办公桌式操作台;集成式 操作台;双屏操作台;处理机——高性能的工业控制机;DCS专用薄膜键盘系列 ;JX-300X 的操作员键盘;工程师站画面一;工程师站画面二;仪表面板显示画面 ;时间范围;报警显示画面 ;故障诊断画面 ;调整画面;典型DCS控制室布局;2.2.3 冗余技术;（1）多重化自动备用;①同步运转方式 ●让两台或两台以上的设备或部件同步运行，进行相同的处理，并将其输出进行核对。 ●两台设备同步运行，只有当它们的输出一致时，才作为正确的输出，这种系统称为“双重化系统”(Dual System)。 ●三台设备同步运行，将三台设备的输出信号进行比较，取两个相等的输出作为正确的输出值，这就是设备的三重化设置。;②待机运转方式 ●同时配备两台设备，使一台设备处于待机备用状态。 ●当工作设备发生故障时，启动待机