《化工仪表及自动化》课件第15章.ppt
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- 化工仪表及自动化 化工 仪表 自动化 课件 15
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1、 第十五章第十五章 计算机控制系统计算机控制系统 内容提要内容提要n 计算机控制简述计算机控制简述n计算机控制系统的特点计算机控制系统的特点n计算机控制系统的组成计算机控制系统的组成n计算机控制系统的类型计算机控制系统的类型n计算机控制系统的发展计算机控制系统的发展n 集散控制系统概述集散控制系统概述n集散控制系统的基本构成集散控制系统的基本构成n集散控制系统的特点集散控制系统的特点1内容提要内容提要n CENTUM-CS集散控制系统集散控制系统nCENTUM-CSCENTUM-CS系统的构成系统的构成nICSICS的组成及功能的组成及功能nCRTCRT显示画面的显示格式显示画面的显示格式nC
2、ENTUM-CSCENTUM-CS系统中的字母代号系统中的字母代号n基本操作方法基本操作方法n显示画面及操作显示画面及操作n 现场总线控制系统现场总线控制系统n现场总线系统的产生和特征现场总线系统的产生和特征n现场总线国际标准化现场总线国际标准化n主要的现场总线系统简介主要的现场总线系统简介2 第一节第一节 计算机控制简介计算机控制简介定义定义 用模拟控制器等常规自动化工具实现的自动化系统称之为,也叫模拟式控制系统。以计算机为主要控制装置的自动化系统称之为。3 第一节第一节 计算机控制简介计算机控制简介n 一、计算机控制系统的特点一、计算机控制系统的特点n 随着生产规模的扩大,模拟控制盘越来越
3、长,这给集中监视和操作带来困难;而计算机采用分时操作,用一台计算机可以代替许多台常规仪表,在一台计算机上操作与监视则方便了许多。n 常规模拟式控制系统的功能实现和方案修改比较困难,常需要进行硬件重新配置调整和接线更改;而计算机控制系统,由于其所实现功能的软件化,复杂控制系统的实现或控制方案的修改可能只需修改程序、重新组态即可实现。4第一节第一节 计算机控制简介计算机控制简介n 常规模拟控制无法实现各系统之间的通讯,不便全面掌握和调度生产情况;计算机控制系统可以通过通信网络而互通信息,实现数据和信息共享,能使操作人员及时了解生产情况,改变生产控制和经营策略,使生产处于最优状态。n 计算机具有记忆
4、和判断功能,它能够综合生产中各方面的信息,在生产发生异常情况下,及时做出判断,采取适当措施,并提供故障原因的准确指导,缩短系统维修和排除故障时间,提高系统运行的安全性,提高生产效率,这是常规仪表所达不到的。5第一节第一节 计算机控制简介计算机控制简介n 二、计算机控制系统的组成二、计算机控制系统的组成图15-1 计算机控制系统组成框图6第一节第一节 计算机控制简介计算机控制简介n 三、计算机控制系统的类型三、计算机控制系统的类型生产过程测量变送输入通道执行器输出通道计算机显示打印报警图15-2 DDC系统框图7第一节第一节 计算机控制简介计算机控制简介 SCC系统有两种结构形式:一种结构是由上
5、、下位机构成,上位机起监控作用,下位机起DDC作用见图15-3(a);另一种结构是由监督计算机与模拟控制器构成 见图15-3(b)。SCC计算机 DDC计算机生产过程给定检测控制 SCC计算机 模拟控制器生产过程给定检测控制(a)(b)图15-3 SCC系统原理图8第一节第一节 计算机控制简介计算机控制简介 就其而言,有两种形式:一种是寻求控制手段的最优设定值,又称之为SPC控制系统,即根据工况的变化,计算出最优的控制指标作为DDC计算机或模拟控制器的设定值;另一种是设计一个最优控制器,以满足一个控制系统的最优指标,即根据工况来确定控制方式或控制器的控制规律。9第一节第一节 计算机控制简介计算
6、机控制简介 递阶控制系统中包含有若干台计算机,并分成几个层次。处于最基层的“工作计算机”直接控制生产过程,完成DDC控制。在它上层的“监督计算机”则根据数学模型按控制方案计算,指挥它下一级的“工作计算机”的工作,完成 SCC控制。再上一层的“经营管理计算机”则进行全局规划、管理和调度,向它下一级的“监督计算机”下达指令。这样就构成了一个金字塔形的计算机控制系统,即为,又叫做。10第一节第一节 计算机控制简介计算机控制简介 单机控制系统单机控制系统 多级计算机控制系统多级计算机控制系统 多级分布式计算机控制系统多级分布式计算机控制系统11第一节第一节 计算机控制简介计算机控制简介n 四、计算机控
7、制系统的发展四、计算机控制系统的发展n1946年第一台数字计算机问世 n1950年前后,为早期航天应用研制了一种专用数字计算机数字微分分析机(DDA)n1959年3月1日第一套计算机控制系统在美国德克萨斯州某炼油厂的聚合装置上正式投入运行n计算机控制系统发展迅猛,未来的几年内,计算机在控制领域里的应用将向集散化和综合化发展n在连续生产过程中,集散控制系统仍是生产过程控制的主选装置,但随着计算机技术的发展,现场总线控制系统将逐渐取代集散控制系统 12第二节第二节 集散控制系统概数集散控制系统概数n 一、集散控制系统的基本构成一、集散控制系统的基本构成13图15-4 集散控制系统基本构成图图15-
8、5 CENTUM-CS系统外观图第二节第二节 集散控制系统概述集散控制系统概述14图15-6 集散型控制系统的体系结构 操作站、工程师站和上操作站、工程师站和上位计算机构成集中管理部分;位计算机构成集中管理部分;现场监测站、现场控制站构现场监测站、现场控制站构成分散控制部分;通信网络成分散控制部分;通信网络是连接集散系统各部分的纽是连接集散系统各部分的纽带,是实现集中管理、分散带,是实现集中管理、分散控制的关键。控制的关键。第二节第二节 集散控制系统概述集散控制系统概述n 二、集散控制系统的特点二、集散控制系统的特点15 控制功能丰富 监视操作方便 信息和数据共享 系统扩展灵活 安装维护方便
9、系统可靠性高 第三节第三节 CENTUM-CS集散控制系统集散控制系统16n 一、一、CENTUM-CSCENTUM-CS系统的构成系统的构成图15-7 CENTUM-CS系统构成第三节第三节 CENTUM-CS集散控制系统集散控制系统n 二、二、ICS的组成及功能的组成及功能nICSICS由一个或两个由一个或两个CRTCRT显示器、操作键盘、鼠标、工程显示器、操作键盘、鼠标、工程师键盘及智能部件组成。师键盘及智能部件组成。图15-8 CENTUM-CS系统操作站外观图17表15-1 操作员键盘各键的功能18续表19续表20第三节第三节 CENTUM-CS集散控制系统集散控制系统图15-9 C
10、ENTUM-CS操作员键盘21第三节第三节 CENTUM-CS集散控制系统集散控制系统图15-10 操作员键盘的系统维护面板图22第三节第三节 CENTUM-CS集散控制系统集散控制系统n 三、三、CRT显示画面的显示格式显示画面的显示格式nDCSDCS系统利用系统利用CRTCRT显示器显示生产过程的信息显示器显示生产过程的信息,CENTUM-,CENTUM-CSCS系统的系统的CRTCRT显示画面主要由系统信息区、主面板区、显示画面主要由系统信息区、主面板区、窗口区、软键区及录入区组成。窗口区、软键区及录入区组成。n图图15-1115-11为流程图画面。为流程图画面。23第三节第三节 CEN
11、TUM-CS集散控制系统集散控制系统图15-11 显示画面格式24第三节第三节 CENTUM-CS集散控制系统集散控制系统n 四、四、CENTUM-CS系统中的字母代号系统中的字母代号n在在DCSDCS中用字母代号表示回路状态、报警状态、数据类中用字母代号表示回路状态、报警状态、数据类型等。认识字母代号型等。认识字母代号,才能正确认识才能正确认识DCSDCS系统的显示画系统的显示画面面,才能正确完成才能正确完成DCSDCS的工艺操作。的工艺操作。n常用字母代号见表常用字母代号见表15-215-2。25第三节第三节 CENTUM-CS集散控制系统集散控制系统类型字母代号意 义字母代号意 义仪表调
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