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实验二 DCS认识实验
DCS是分布式控制系统的英文缩写(Distributed Control System),在国内自控行业又称之为集散控制系统。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统,综合了计算机,通信、显示和控制等4C技术,其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。
DCS包括过程级、操作级和管理级。过程级主要由过程控制站、I/O单元和现场仪表组成,是系统控制功能的主要实施部分。操作级包括:操作员站和工程师站,完成系统的操作和组态。管理级主要是指工厂管理信息系统(MIS系统),作为DCS更高层次的应用,目前国内行业应用到这一层的系统较少。
DCS的过程控制站是一个完整的计算机系统,主要由电源、CPU(中央处理器)、网络接口、I/O和控制程序组成。DCS中设置多个现场I/O控制站,用以分担整个系统的I/O和控制功能。这样既可以避免由于一个站点失效造成整个系统的失效,提高系统可靠性,也可以使各站点分担数据采集和控制功能,有利于提高整个系统的性能。这是一种完全对现场I/O处理并实现直接数字控制(DDC)功能的网络节点。
DCS的操作员站是处理一切与运行操作有关的人机界面(HMI-Human Machine Interface或operator interface)功能的网络节点。
工程师站是对DCS进行离线的配置、组态工作和在线的系统监督、控制、维护的网络节点,其主要功能是提供对DCS进行组态,配置工作的工具软件(即组态软件),并在DCS在线运行时实时地监视DCS网络上各个节点的运行情况,使系统工程师可以通过工程师站及时调整系统配置及一些系统参数的设定,使DCS随时处在最佳的工作状态之下。
DCS的骨架—系统网络,它是DCS的基础和核心。系统网络应该具有很强在线网络重构功能。
与集中式控制系统不同,所有的DCS都要求有系统组态功能,可以说,没有系统组态功能的系统就不能称其为DCS。
作为生产过程自动化领域的计算机控制系统,传统的DCS仅仅是一个狭义的概念。如果以为DCS只是生产过程的自动化系统,那就会引出错误的结论,因为现在的计算机控制系统的含义已被大大扩展了,它不仅包括过去DCS中所包含的各种内容,还向下深入到了现场的每台测量设备、执行机构,向上发展到了生产管理,企业经营的方方面面。传统意义上的DCS现在仅仅是指生产过程控制这一部分的自动化,而工业自动化系统的概念,则应定位到企业全面解决方案,即total solution 的层次。只有从这个角度上提出问题并解决问题,才能使计算机自动化真正起到其应有的作用。
实验要求
进行本实验要求学生已学****了《S7-200可编程序控制》、《工业组态软件》和《计算机网络》等相关课程。具备S7-200的程序编制和组网、工业组态软件MCGS的程序编程和计算机组网的能力。
二、实验目的
1、熟悉DCS现场控制层和监督管理层的基本概念;
2、巩固S7-200可编程序控制器的使用方法;
3、熟悉S7-200的各种联网方法及应用;
4、熟练掌握工业组态软件的编程与应用。
三、实验设备
1、S7-200()可编程序控制器1台;装有编程软件的计算机1台、PPI通讯电缆。
2、、以太网交换机2台、多台S7-200()可编程序控制器,MPI通讯电缆或CP243-1以太网通讯模块和网线等。
四、实验内容
1、各组利用可编程序控制器对实验对象的检测控制,实现DDC——直接数字控制(计算机控制)。利用工业组态软件在计算机编制上位机监督管理软件实现简单的DCS。
2、通过多组合作,建立过程控制站(各组DDC)之间的组网。并由主控机(工程师站)实现对各过程控制站的控制(更新控制程序)。
3、通过多组合作,利用各上位计算机,通过连网实现以一台上位机为主机,,对主机的连网访问,来完成对各控制站的控制。

一、建立过程控制站
采用S7-200PLC构建DDC控制,控制对象选用天塔之光的实验面板。
1、实验连线
连接实验面板和PLC控制电源。根据下表进行输入输出的接线。
输入/输出接线列表
输入
接线
SD
ST
输出
接线
L1
L2
L3
L4
L5
L6
L7









确认计算机和PLC都在关机状态,用PC/PPI电缆将PC与PLC连接。
2、编制控制程序
打开计算机电源,进入Step7 microWIn 可编程序控制器编程软件,编制天塔之光控制程序。(学生在预****报告中已自编程序,经教师检查签字后方可使用)。
3、将控制程序装载到PLC中
在microWIn软件中,