控制仪表及装置第七章.ppt

控制仪表及装置
第七章集散控制系统
第一节概述
第二节集散控制系统通信网络
第三节 TPS集散控制系统
第四节 PCS7过程控制系统
第五节集散控制系统可靠性
集散控
制系统
第一节概述
> 集散控制系统的发展历程
20世纪50、60年代,过程工业主要使用模拟式仪表,它们功能单一、控制精度不高。以后的集中型计算机控制系统能进行复杂控制, 但存在危险集中的问题。
1975年Honeywell推出了世界上第一套集散控制系统– TDC2000, 实现了分散控制和集中操作与管理的功能, 以后十年DCS不断完善。
20世纪 90年代以来推出了以管控一体化为主要特征的DCS, 随着PLC和FCS技术的发展, DCS与PLC和FCS相融合的混合型分布式控制系统也已出现。
> 集散控制系统的特点
功能齐全
人机联系完善
可靠性高
系统拓展灵活
安装调试简单
集散控制系统的性能比常规仪表控制系统和集中型计算机控制系统更为优越,它的主要特点如下:
CRT
操作站
管理
计算机
过程
控制单元
过程
控制单元
数据
采集单元
…
集中操作与管理装置
分散控制装置
通信系统
> 集散控制系统的结构
与一般的局域网不同,集散控制系统中采用的通信网络是用于生产过程的控制和管理,它具有下列特点:
第二节集散控制系统通信网络
> 通信网络的特点
1. 实时性好,动态响应快
2. 可靠性高
3. 适应恶劣的工业现场环境
> 通信介质
1. 双绞线–最常用的通信介质。
2. 同轴电缆–用于较高速率的数据传输。
3. 光缆–不受电磁波干扰,广泛应用于集散系统。
> 网络结构
从站
从站
从站
从站
主站
星型网络结构
站
站
站
站
站
总线型网络结构
环型网络结构
站
站
站
站
站
站
通常有星型、总线型和环型及混合型:
> 网络通信协议
通信协议以开放系统互连(OSI) 参考模型为基础,常基于物理层和数据链路层而制定。数据链路层分为介质访问控制层(MAC)和逻辑链路控制层(LLC)。应用最广泛的通信协议是IEEE 802系列,常用通信协议有:
IEEE 局域网概述、体系结构;
IEEE 逻辑链路控制;
IEEE 总线网的MAC与物理层标准;
IEEE 令牌总线网的MAC与物理层标准;
IEEE 令牌环网的MAC与物理层标准;
IEEE 无线局域网标准;
IEEE 短距离无线网络技术标准等。
第三节 TPS集散控制系统
万能工作站UWS
万能操作站US
新型万能操作站UXS
应用模件AM
新型应用模件AXM
连接器CG、PLCG
网络连接器NG
全方位万能操作站GUS
高速通路连接器HG
网络接口模件NIM
基本控制器
BC
多功能控制器MC
先进多功能控制器AMC
数据高速通路口DHP
扩展控制器EC
增强型操作EOS
基本操作站BOS
过程接口单元PIU
通用计算机接口GPCI
逻辑管理器LM
先进过程管理器APM
故障安全控制管理器FSC
过程管理器PM
高性能过程管理器HPM
DEC VAX计算机
AXP
计算机
管理
计算机
历史模件
HM
工厂信息网(PIN)
局域控制网(LCN)
万能控制网(UCN)
基本系统(BASIC)
高速通路指挥器HTD
数据高速通路DH
TPS系统基本构成图
>系统构成
> 分散过程控制装置
分散过程控制装置包括连接在 DH 上的BC、EC、MC、AMC 和连接在 UCN 上的 PM、APM、HPM、LM 和FSC。
过程管理器PM
基本构成:由过程管理模件PMM和IO 子系统组成。
PMM包括通信处理器和调制解调器、I/O链路接口处理器以及控制处理器三部分。
I/O 子系统由双重冗余的 I/O链路和最多40个I/O处理器组成。
完成 I/O处理、各种控制和报警任务