第一篇：課題學(xué)習(xí)論文DCS

課題學(xué)習(xí)論文

論文題目：浙大中控ESC-100 DCS系統(tǒng)的

硬件應(yīng)用及網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成

姓 名： 余 海 洪 部 門： 電 控 部 單 位： 重慶宜化化工有限公司 時(shí) 間： 2017年第三季度

一、緒論

DCS是集散控制系統(tǒng)的簡稱，是一個(gè)由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，綜合了計(jì)算機(jī)，通信、顯示和控制等4C技術(shù)，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活以及組態(tài)方便。DCS通過操作站對整個(gè)工藝過程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理，通過控制站對工藝過程各部分進(jìn)行分散控制，既不同于常規(guī)儀表控制系統(tǒng)，又不同于集中式的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，而是集中了兩者的優(yōu)點(diǎn)，克服了它們各自的不足。DCS以其可靠性、靈活性、人機(jī)界面友好性及通訊的方便性等特點(diǎn)日益被廣泛應(yīng)用。

重慶宜化化工有限公司主要用的DCS廠家為浙大中控、和利時(shí)、西門子，下面我將主要介紹本人學(xué)習(xí)的浙大中控ESC-100系統(tǒng)。

二、硬件應(yīng)用

ESC-100系統(tǒng)的主要硬件組成為機(jī)柜、機(jī)籠、卡件和端子板。下面將逐個(gè)介紹它們的功能。

1、機(jī)柜

機(jī)柜主要將設(shè)備的各類電器、元部件、線纜等集中組合并裝載，便于設(shè)備美觀和安裝。如圖1所示。

圖

12、機(jī)籠

機(jī)籠用于安裝系統(tǒng)卡件與各類I/O卡件。機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)符合硬件模塊化的總線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，采用方便的插拔卡件，容易擴(kuò)展的帶導(dǎo)軌的機(jī)籠框架結(jié)構(gòu)。I/O機(jī)籠可與主控制機(jī)籠放置在同一個(gè)機(jī)柜中，也可以放置在不同機(jī)柜中。如圖2所示。

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圖 2

3、卡件和端子板

中控ESC-100系統(tǒng)主要運(yùn)用的卡件有FW247，F(xiàn)W235，F(xiàn)W351，F(xiàn)W352，F(xiàn)W353，F(xiàn)W372，F(xiàn)W366，F(xiàn)W367。

① 主控制卡FW247是ESC-100系統(tǒng)的核心單元，在系統(tǒng)中完成數(shù)據(jù)采集、信息處理、控制輸出等功能。主控制卡通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡FW235實(shí)現(xiàn)與I/O卡件的信息交換。利用信號輸入卡周期性地采集現(xiàn)場實(shí)時(shí)過程信息，在主控制卡內(nèi)執(zhí)行綜合運(yùn)算處理后，通過信號輸出卡輸出控制信號，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場控制對象的實(shí)時(shí)控制。

② 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡FW235是系統(tǒng)卡件機(jī)籠的核心單元，是主控制卡連接I/O卡件的中間環(huán)節(jié)，它一方面和主控制卡進(jìn)行通信，另一方面管理本機(jī)籠的I/O卡件。通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡，一塊主控制卡可擴(kuò)展1到8個(gè)卡件機(jī)籠，即可以擴(kuò)展最多128塊不同功能的I/O卡件。同時(shí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡支持卡件冗余，任意時(shí)刻有工作卡進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信，備用卡通過監(jiān)聽保證實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的同步。

③ 標(biāo)準(zhǔn)信號輸入卡FW351為標(biāo)準(zhǔn)信號輸入卡，該卡件可按1：1冗余配置使用。與之配套使用的端子板為TB351.④ 熱電偶信號輸入卡FW352是一塊智能型、帶有模擬量信號調(diào)整的信號采集卡。可與之配合使用的端子板TB352完成冷端溫度補(bǔ)償功能。

⑤ 熱電阻信號輸入卡FW353是專用于采集熱電阻信號的輸入卡，可單卡方式工作也可以冗余方式工作。每一路分別可接收Pt100、Cu50兩種熱電阻信號，將信號調(diào)理后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后送給主控制卡進(jìn)行處理。與之配套使用的端子板

第 2 頁 為TB353。

⑥ 模擬量信號輸出卡FW372是點(diǎn)點(diǎn)隔離型電流信號輸出卡。作為帶CPU的高精度智能化卡件，它具有實(shí)時(shí)檢測輸出狀況功能，并允許主控制卡監(jiān)控正常的輸出電流。當(dāng)卡件與主控制卡通信中斷時(shí)，可保持原輸出狀態(tài)。與之配套使用的端子板為TB372。

⑦ 數(shù)字信號輸入卡FW366能夠快速響應(yīng)干觸電信號和電平信號的輸入，實(shí)現(xiàn)數(shù)字量信號的準(zhǔn)確采集。與之配套使用的端子板為TB366。

⑧ 數(shù)字信號輸出卡FW367可用過中間繼電器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)控制裝置，也可以直接驅(qū)動(dòng)電流較小的電磁閥?？o源通道每點(diǎn)負(fù)載電流5A，有源通道每點(diǎn)負(fù)載電流1A。與之配套使用的端子板為TB367。

三、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成

DCS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成主要分為SCnet II網(wǎng)絡(luò)和SBUS-S2網(wǎng)絡(luò)。

1、SCnet II網(wǎng)絡(luò)通信連接

在主控制卡的前面板上有兩個(gè)互為冗余的SCnet II網(wǎng)絡(luò)端口，分別為SCnet IIA和SCnet IIB。

SCnet IIA：SCnet II通信端口A，與冗余網(wǎng)絡(luò)SCnet II的A網(wǎng)絡(luò)相連； SCnet IIB：SCnet II通信端口B，與冗余網(wǎng)絡(luò)SCnet II的B網(wǎng)絡(luò)相連。主控制卡的SCnet II網(wǎng)絡(luò)端口通過網(wǎng)線直接連接到機(jī)柜中的相應(yīng)交換機(jī)上，而此交換機(jī)則和操縱室的操作電腦連接進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場的監(jiān)控。如圖3所示。

圖 3

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2、SBUS-S2網(wǎng)絡(luò)通信連接

在主控制卡的背面有兩個(gè)互為冗余的SBUS-S2網(wǎng)絡(luò)端口，分別為SBUS A和SBUS B。

SBUS A：SBUS通信端口A，與冗余網(wǎng)絡(luò)SBUS的A網(wǎng)相連； SBUS B：SBUS通信端口B，與冗余網(wǎng)絡(luò)SBUS的B網(wǎng)相連。

主控制卡的SBUS-S2網(wǎng)絡(luò)端口通過網(wǎng)線直接連接到相應(yīng)的交換機(jī)上，而此交換機(jī)則和相應(yīng)機(jī)籠的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡網(wǎng)絡(luò)接口相連進(jìn)行通信。如圖4所示。

圖 4

四、總結(jié)

通過這次的課題學(xué)習(xí)，讓我對ESC-100系統(tǒng)又有了更深一步的了解。首先我要向我的師傅致以最衷心的感謝，在這段日子里是他不辭辛勞的給我講解困惑，傳授許多的經(jīng)驗(yàn)，讓我少走了很多的彎路。從他身上學(xué)到了做事要認(rèn)真仔細(xì)，最重要的是要細(xì)心，在處理DCS系統(tǒng)故障的時(shí)候需要一顆冷靜的心，不是少出錯(cuò)，而是不允許出錯(cuò)，因?yàn)橐坏┏鲥e(cuò)就有可能發(fā)生無法挽回的事故。在這整個(gè)過程中，讓我學(xué)到了許多新的知識(shí)，增長了許多的見識(shí)，同時(shí)也感受到了很多小小的成就感，增強(qiáng)了我的信心。尤其是獨(dú)立思考判斷和研究的能力，有了很大的進(jìn)步，在很多時(shí)候我已能夠獨(dú)立處理許多故障。當(dāng)然也還有許多的不足，DCS系統(tǒng)聯(lián)系到

第 4 頁 很多現(xiàn)場的儀表問題，因此我還需要學(xué)習(xí)很多關(guān)于儀表方面的知識(shí)。在今后的日子里，我還需要多查詢資料和買相關(guān)的書籍來不斷地充實(shí)自己，提高自己，爭取在所學(xué)的領(lǐng)域有所作為。

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第二篇：DCS學(xué)習(xí)總結(jié)

OVATION-3.0.4系統(tǒng)介紹

聆聽中，期盼已久的培訓(xùn)學(xué)習(xí)不情愿的敲響了結(jié)尾的鐘聲。這二十幾天的DCS培訓(xùn)課程，我想我只能用收益頗豐，受益匪淺這八個(gè)字來形容了。老師的博文廣識(shí)、生動(dòng)講解無不在我的腦海里留下了深刻的印象，但恨自己才疏學(xué)淺，不能夠?qū)⑺鶎W(xué)、所感通顯文字于紙上。但是我還是盡最大努力，以將培訓(xùn)心中所想所獲表達(dá)出來。

此次OVATION系統(tǒng)培訓(xùn)學(xué)習(xí)主要總結(jié)主要有以下幾個(gè)方面：

一、從整體概念上了解了OVATION系統(tǒng)，了解OVATION系統(tǒng)的控制過程，想來自己真的應(yīng)該感到慚愧，在電廠工作兩年多了，卻還真的不是很了解OVATION系統(tǒng)。對OVATION系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，功能，控制過程，發(fā)展歷程等我都是一知半解。通過這次的培訓(xùn)學(xué)習(xí)，終于知道了OVATION系統(tǒng)竟是如此的強(qiáng)大、先進(jìn)、智能。OVATION系統(tǒng)是一種分散集中控制系統(tǒng)（DCS），由艾默生上海西屋控制系統(tǒng)控制有限公司生產(chǎn)，主要用于電廠的熱工自動(dòng)控制，是非常關(guān)鍵的系統(tǒng)。OVATION系統(tǒng)是集過程控制及企業(yè)管理信息技術(shù)為一體的融合了當(dāng)今世界最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)與通訊技術(shù)與一身的典范。其采用了高速度、高可靠性、高開放性的通訊網(wǎng)絡(luò)，具有多任務(wù)、多數(shù)據(jù)采集及潛在的控制能力。OVATION系統(tǒng)利用當(dāng)前最新的分布式、全局型的相關(guān)數(shù)據(jù)庫完成對系統(tǒng)的組態(tài)。全局分布式數(shù)據(jù)庫將功能分散到多個(gè)可并行運(yùn)行的獨(dú)立站點(diǎn)，而非集中到一個(gè)中央處理器上，不因其他事件的干擾而影響系統(tǒng)性能。OVATION系統(tǒng)在電廠的最小配置數(shù)字化儀控系統(tǒng)組成包括：I／O卡件、控制器、高速數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)服務(wù)器、操縱員控制臺(tái)、工程師站、顯示器、鍵盤、微機(jī)等。知道了OVATION系統(tǒng)有著比較復(fù)雜的組織結(jié)構(gòu)，讓我一時(shí)一下消化不了，不過我想這個(gè)在我們以后的工作中很快會(huì)清楚的，為了我能更好的學(xué)習(xí)發(fā)展，我想我們也應(yīng)該主動(dòng)的去了解這些。

二、了解OVATION系統(tǒng)的模型和組成結(jié)構(gòu)。

第三篇：DCS學(xué)習(xí)總結(jié)

DCS學(xué)習(xí)總結(jié)

首先感謝各位領(lǐng)導(dǎo)對我們的信任，派我們?nèi)ノ靼矙M河DCS系統(tǒng)學(xué)習(xí)，在這個(gè)短短十四天的時(shí)間里，我們保持較高的學(xué)習(xí)熱情，帶著使命，想著在以后的工作中更加熟練的操作，爭取更好的為我站裝置順利開車做準(zhǔn)備。

DCS是分布式控制系統(tǒng)的英文縮寫（Distributed Control System）,在國內(nèi)自控行業(yè)又稱之為集散控制系統(tǒng)。是相對于集中式控制系統(tǒng)而言的一種新型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，它是在集中式控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展、演變而來的，他是一個(gè)由過程控制和過程監(jiān)控級組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，綜合了計(jì)算機(jī)，通信、顯示和控制等4種技術(shù)，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活以及組態(tài)方便。

工程師站是對DCS進(jìn)行離線的配置、組態(tài)工作和在線的系統(tǒng)監(jiān)督、控制、維護(hù)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其主要功能是提供對DCS進(jìn)行組態(tài)，配置工作的工具軟件（即組態(tài)軟件），并在DCS在線運(yùn)行時(shí)地監(jiān)視DCS網(wǎng)絡(luò)上各個(gè)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行情況，使系統(tǒng)工程師可以通過工程師站及時(shí)調(diào)整系統(tǒng)配置及一些系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定，使DCS隨時(shí)處在最佳的工作狀態(tài)之下。與集中式控制系統(tǒng)不同，所有的DCS都要求有系統(tǒng)組態(tài)功能，可以說，沒有系統(tǒng)組態(tài)功能的系統(tǒng)就不能稱其為DCS.通過這十幾天的學(xué)習(xí)，主要學(xué)習(xí)DCS內(nèi)容為：系統(tǒng)概述、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、人機(jī)接口操作站、操作員操作，系統(tǒng)生成及工程軟件制作等，反饋控制和計(jì)算功能的組態(tài)。順序控制功能的組態(tài)；流程圖的制作；報(bào)表制作與打印等；以及CS3000系統(tǒng)的運(yùn)行及維護(hù)常識(shí)等內(nèi)容。

在這十幾天里，大家都覺得這次學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)很難得，所以只要是老師講的內(nèi)容，大家都認(rèn)認(rèn)真真的聽，有聽的不太懂得地方課后大家互相學(xué)習(xí)直到弄懂了才罷休，并做了詳細(xì)的筆記，生怕一下就忘記了！通過大家不斷努力學(xué)習(xí)，對DCS的操作也基本掌握，由于有些學(xué)員是第一次接觸、DCS課程大部分是英文，學(xué)起來還是比較吃力，但大家還是很努力，希望在以后的實(shí)際操作中理論與實(shí)踐相結(jié)合，不斷提高自己的技能，為我站的發(fā)展壯大貢獻(xiàn)一份力量。

第四篇：信號DCS系統(tǒng)學(xué)習(xí)總結(jié)

本周主要學(xué)習(xí)DCS 系統(tǒng)，包括組成及維護(hù)。DCS 由有線部分、無線部分和管理部分組成。有線部分是指軌旁設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信即骨干網(wǎng)，骨干網(wǎng)由核心網(wǎng)絡(luò)和邊緣網(wǎng)絡(luò)組成。核心網(wǎng)絡(luò)是指 SDH 節(jié)點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn) OCC、車輛段及設(shè)備集**之間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)。邊緣網(wǎng)絡(luò)是指由以太交換機(jī)和路由器組成，接入到核心網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)。核心網(wǎng)絡(luò)由光纖和節(jié)點(diǎn)機(jī)組成。節(jié)點(diǎn)機(jī)由兩種，一種是 OSN1500 一種是 OSN2500，兩者的區(qū)別一是在于接口的多少，前者接口少，后者接口多；另一個(gè)是 OSN2500 具有路由器功能，而 OSN1500 沒有。直觀上，OSN1500 是橫著放，所有版塊均橫著插入，而 OSN2500 是立著，所有版塊都立著插入。邊緣網(wǎng)絡(luò)由光口交換機(jī)、電口交換機(jī)、EMC 與其連接到這些設(shè)備上的子系統(tǒng)組成。光口交換機(jī)用于連接 SDH 核心網(wǎng)絡(luò)與軌旁設(shè)備 TRE 的通信 , 完成列車防護(hù)。電口交換機(jī)用于連接車站 ATS、ZLC、ZC、LC、MSS、SDM 等設(shè)備與 SDH 核心網(wǎng)絡(luò)的通信。形成信號子網(wǎng)和 ATS 子網(wǎng)。在 SDH 核心骨干網(wǎng)中，信號子網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)中使用

2*VC3=2*45M 帶寬；

ATS 子網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)中使用 2*10VC12=2*10*2M 的帶寬；另外維護(hù)系統(tǒng)還使用 2*VC12=2*2M 的帶寬。除此之外，還有部分剩余為以后的系統(tǒng)升級做準(zhǔn)備。無線部分是指車地之間的數(shù)據(jù)通信。

第五篇：DCS基礎(chǔ)知識(shí)

DCS基礎(chǔ)知識(shí).txt有誰會(huì)對著自己的褲襠傻笑。不敢跟他說話 卻一遍一遍打開他的資料又關(guān)上。用了心旳感情，真旳能讓人懂得很多事。╮如果有一天,我的簽名不再頻繁更新,那便證明我過的很好。本文由jyz13121貢獻(xiàn)

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大唐多倫煤化工

電儀維護(hù)車間 池常青

DCS概述 DCS概述

DCS 的 發(fā) 展 歷 史 DCS 的 應(yīng) 用 領(lǐng) 域 DCS 的 概念 DCS 的 組 成 及 特 點(diǎn) DCS和PLC的區(qū)別 DCS和PLC的區(qū)別 DCS 的 發(fā) 展 歷 史

DCS從1975年問世以來，大約有三次比較大的 DCS從1975年問世以來，大約有三次比較大的 變革，七十年代操作站的硬件、操作系統(tǒng)、監(jiān)視 軟件都是專用的，由各DCS廠家自己開發(fā)的，也 軟件都是專用的，由各DCS廠家自己開發(fā)的，也 沒有動(dòng)態(tài)流程圖，通訊網(wǎng)絡(luò)基本上都是輪詢方式 的；八十年代就不一樣了，通訊網(wǎng)絡(luò)較多使用令 牌方式；九十年代操作站出現(xiàn)了通用系統(tǒng)，九十 年代末通訊網(wǎng)絡(luò)有部份遵守TCP/IP協(xié)議，有的開 年代末通訊網(wǎng)絡(luò)有部份遵守TCP/IP協(xié)議，有的開 始采用以太網(wǎng)?？偟膩砜矗兓饕w現(xiàn)在Ｉ／ Ｏ板、操作站和通訊網(wǎng)絡(luò)。控制器相對來講變化 要小一些。操作站主要表現(xiàn)在由專用機(jī)變化到通 用機(jī)，如PC機(jī)和小型機(jī)的應(yīng)用。但是目前它的操 用機(jī)，如PC機(jī)和小型機(jī)的應(yīng)用。但是目前它的操 作系統(tǒng)一般采用UNIX，也有小系統(tǒng)采用NT，相 作系統(tǒng)一般采用UNIX，也有小系統(tǒng)采用NT，相 比較來看UNIX的穩(wěn)定性要好一些，NT則有死機(jī) 比較來看UNIX的穩(wěn)定性要好一些，NT則有死機(jī) 現(xiàn)象。I/O板主要體現(xiàn)在現(xiàn)場總線的引入DCS系 現(xiàn)象。I/O板主要體現(xiàn)在現(xiàn)場總線的引入DCS系 統(tǒng)。

從理論上講，一個(gè)DCS系統(tǒng)可以應(yīng)用于各種行業(yè)，從理論上講，一個(gè)DCS系統(tǒng)可以應(yīng)用于各種行業(yè)，但是各行業(yè)有它的特殊性，所以DCS也就出現(xiàn)了 但是各行業(yè)有它的特殊性，所以DCS也就出現(xiàn)了 不同的分支，有時(shí)也由于DCS廠家技術(shù)人員工藝 不同的分支，有時(shí)也由于DCS廠家技術(shù)人員工藝 知識(shí)的局限性而引起，如HONEYWELL公司對石 知識(shí)的局限性而引起，如HONEYWELL公司對石 化比較熟悉，其產(chǎn)品在石化行業(yè)應(yīng)用較多，而Ｂ AILEY的產(chǎn)品則在電力行業(yè)應(yīng)用比較普遍。用戶 AILEY的產(chǎn)品則在電力行業(yè)應(yīng)用比較普遍。用戶 在選擇DCS的時(shí)候主要是要注意其技術(shù)人員是否 在選擇DCS的時(shí)候主要是要注意其技術(shù)人員是否 對該生產(chǎn)工藝比較熟悉；然后要看該系統(tǒng)適用于 多大規(guī)模，比如NT操作系統(tǒng)的就適應(yīng)于較小規(guī)模 多大規(guī)模，比如NT操作系統(tǒng)的就適應(yīng)于較小規(guī)模 的系統(tǒng)；最后是價(jià)格，不同的組合價(jià)格會(huì)有較大 的差異，而國產(chǎn)的DCS系統(tǒng)價(jià)格比進(jìn)口的DCS至 的差異，而國產(chǎn)的DCS系統(tǒng)價(jià)格比進(jìn)口的DCS至 少要低一半，算上備品備件則要低得更多。

第一套DCS系統(tǒng)是美國HONEYWELL公司 第一套DCS系統(tǒng)是美國HONEYWELL公司 1975年推出的TDC2000至今三十多年的 1975年推出的TDC2000至今三十多年的 歷史，它幾經(jīng)更新?lián)Q代，技術(shù)性能日趨完 善。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)現(xiàn)在集散控制系統(tǒng)的類 型有2000-3000種，廠家也不計(jì)其數(shù)如： 型有2000-3000種，廠家也不計(jì)其數(shù)如： 橫河公司的 CENTUM CS、ABB公司的 ABB公司的 FREELANCE、FOXBORO公司的I/AS以 FREELANCE、FOXBORO公司的I/AS以 及國產(chǎn)的浙大中控公司的ECS、和利時(shí)公 及國產(chǎn)的浙大中控公司的ECS、和利時(shí)公 司的DCS系統(tǒng)等。司的DCS系統(tǒng)等。

TPS系統(tǒng)是霍尼韋爾1996年推出的控制系 TPS系統(tǒng)是霍尼韋爾1996年推出的控制系 統(tǒng), 在近十年的成長中不斷升級和完善，在 保持系統(tǒng)可靠性, 穩(wěn)定性的同時(shí), 保持系統(tǒng)可靠性, 穩(wěn)定性的同時(shí), 又吸收了 最新的人機(jī)界面技術(shù), 最新的人機(jī)界面技術(shù), 通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及將 我們的先進(jìn)控制（APC）及操作員培訓(xùn)系 我們的先進(jìn)控制（APC）及操作員培訓(xùn)系 統(tǒng)（OTS）與系統(tǒng)無縫的聯(lián)系連接，可以 統(tǒng)（OTS）與系統(tǒng)無縫的聯(lián)系連接，可以 說TPS系統(tǒng)是最先進(jìn)、穩(wěn)定和全面的系統(tǒng)。TPS系統(tǒng)是最先進(jìn)、穩(wěn)定和全面的系統(tǒng)。DCS 的 應(yīng) 用 領(lǐng) 域

水 和 污 水 發(fā) 電 紙 漿、紙 張 和 連 續(xù) 式 網(wǎng) 塑 采 礦、礦 石 和 冶 金 化 工 與 塑 料 制 品 烴 加 工 石 油 和 天 然 氣 DCS 的 概念

DCS全稱：Distributed DCS全稱：Distributed Control System 它的中文意思是集散控制系統(tǒng) 思想：集中管理分散控制（危險(xiǎn)分散、控 制分散、而操作和管理集中的基本設(shè)計(jì)思 想。四C技術(shù)：計(jì)算機(jī)（computer)、通信 技術(shù)：計(jì)算機(jī)（computer)、通信（communication)、顯示（CRT)、控制 communication)、顯示（CRT)、控制（control)。control)。

什么是組態(tài)？ 什么是組態(tài)？

在使用工控軟件中，我們經(jīng)常提到組態(tài)一 詞，組態(tài)英文是“Configuration” 詞，組態(tài)英文是“Configuration”,其意義 究竟是什么呢？簡單的講，組態(tài)就是用應(yīng) 用軟件中提供的工具、方法、完成工程中 某一具體任務(wù)的過程。

與硬件生產(chǎn)相對照，組態(tài)與組裝類似。如要組裝 一臺(tái)電腦，事先提供了各種型號的主板、機(jī)箱、電源、CPU、顯示器、硬盤、光驅(qū)等，我們的工 電源、CPU、顯示器、硬盤、光驅(qū)等，我們的工 作就是用這些部件拼湊成自己需要的電腦。當(dāng)然 軟件中的組態(tài)要比硬件的組裝有更大的發(fā)揮空間，因?yàn)樗话阋扔布械摹安考?因?yàn)樗话阋扔布械摹安考备啵颐?個(gè) “部件” 都很靈活，因?yàn)檐洸考加袃?nèi)部屬 部件” 性，通過改變屬性可以改變其規(guī)格（如大小、性 狀、顏色等）。

在組態(tài)概念出現(xiàn)之前，要實(shí)現(xiàn)某一任務(wù)，都是通過編寫程序（如使用 BASIC,C,FORTRAN等）來實(shí)現(xiàn)的。編寫 BASIC,C,FORTRAN等）來實(shí)現(xiàn)的。編寫 程序不但工作量大、周期長，而且容易犯 錯(cuò)誤，不能保證工期。組態(tài)軟件的出現(xiàn)，解決了這個(gè)問題。對于過去需要幾個(gè)月的 工作，通過組態(tài)幾天就可以完成。

組態(tài)軟件是有專業(yè)性的。一種組態(tài)軟件只能適合某種領(lǐng)域 的應(yīng)用。組態(tài)的概念最早出現(xiàn)在工業(yè)計(jì)算機(jī)控制中。如 DCS(集散控制系統(tǒng))組態(tài)，PLC（可編程控制器）梯形圖 DCS(集散控制系統(tǒng))組態(tài)，PLC（可編程控制器）梯形圖 組態(tài)。人機(jī)界面生成軟件就叫工控組態(tài)軟件。其實(shí)在其他 行業(yè)也有組態(tài)的概念，人們只是不這么叫而已。如 AutoCAD，PhotoShop，辦公軟件(PowerPoint)都存 AutoCAD，PhotoShop，辦公軟件(PowerPoint)都存 在相似的操作，即用軟件提供的工具來形成自己的作品，并以數(shù)據(jù)文件保存作品，而不是執(zhí)行程序。組態(tài)形成的數(shù) 據(jù)只有其制造工具或其他專用工具才能識(shí)別。但是不同之 處在于，工業(yè)控制中形成的組態(tài)結(jié)果是用在實(shí)時(shí)監(jiān)控的。組態(tài)工具的解釋引擎，要根據(jù)這些組態(tài)結(jié)果實(shí)時(shí)運(yùn)行。從 表面上看，組態(tài)工具的運(yùn)行程序就是執(zhí)行自己特定的任務(wù)。

雖然說組態(tài)就是不需要編寫程序就能完成 特定的應(yīng)用。但是為了提供一些靈活性，組態(tài)軟件也提供了編程手段，一般都是內(nèi) 置編譯系統(tǒng)，提供類BASIC語言，有的甚 置編譯系統(tǒng)，提供類BASIC語言，有的甚 至支持VB。至支持VB。DCS 的 組 成 及 特 點(diǎn)

構(gòu)成： 集散控制系統(tǒng)通常由過程控制單元、電源、I/O卡件、機(jī) 集散控制系統(tǒng)通常由過程控制單元、電源、I/O卡件、機(jī) 柜、卡籠、通訊網(wǎng)絡(luò)、操作站、工程師站、軟件等組成。特點(diǎn)： 1.完善的控制功能（PID控制、順序控制、邏輯控制、完善的控制功能（PID控制、順序控制、邏輯控制、批量控制等。）2.豐富的監(jiān)控功能（可以監(jiān)控生產(chǎn)裝置的生產(chǎn)情況）3.簡便的安裝調(diào)試 4.良好的性能和價(jià)格比 5.可靠性好（有完善的自診斷功能、MTBF達(dá)105天）可靠性好（有完善的自診斷功能、MTBF達(dá)

過程控制站高性能過程管理站 過程控制站高性能過程管理站HPM 高性能過程管理站HPM HPM硬件介紹 HPM硬件介紹

HPM從設(shè)計(jì)上就提供了靈活和功能強(qiáng)大 HPM從設(shè)計(jì)上就提供了靈活和功能強(qiáng)大 的數(shù)據(jù)采集和控制功能。的數(shù)據(jù)采集和控制功能。它采用的多處理器 結(jié)構(gòu)，用不同的處理器完成不同的任務(wù)。結(jié)構(gòu)，用不同的處理器完成不同的任務(wù)。HPM包括先進(jìn)過程管理站模件 HPM包括先進(jìn)過程管理站模件(HPMM)和 包括先進(jìn)過程管理站模件(HPMM)和 I/O子系統(tǒng) HPMM由高性能的通信處理器 I/O子系統(tǒng)。HPMM由高性能的通信處理器 子系統(tǒng)?？ê驼{(diào)制解調(diào)器卡、I/O鏈路接口處理器卡 鏈路接口處理器卡、卡和調(diào)制解調(diào)器卡、I/O鏈路接口處理器卡、控制處理器卡所組成，CPU采用兩個(gè) 控制處理器卡所組成，其CPU采用兩個(gè) MOTOROLA公司的 MOTOROLA公司的68040芯片。公司的68040芯片 芯片。

經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的先進(jìn)通信處理器卡，具有高性能網(wǎng)絡(luò)通信能力，完成如網(wǎng)絡(luò)數(shù) 據(jù)存取、對等通信等功能。它同時(shí)對現(xiàn)場控制器產(chǎn)生的報(bào)警進(jìn)行精確的時(shí)間 標(biāo)記。高性能的控制處理器卡完成常規(guī)、邏輯、順序控制功能，同時(shí)執(zhí)行用戶的 CL/HPM程序。因通信和輸入輸出處理分別由不同的處理器完成，控制處理 CL/HPM程序。因通信和輸入輸出處理分別由不同的處理器完成，控制處理 器可以發(fā)揮它強(qiáng)大的功能，專門完成控制策略。先進(jìn)的I/O鏈路處理器是 器可以發(fā)揮它強(qiáng)大的功能，專門完成控制策略。先進(jìn)的I/O鏈路處理器是 HPMM與I/O子系統(tǒng)的接口。HPMM與I/O子系統(tǒng)的接口。I/O子系統(tǒng)包括冗余的輸入輸出鏈路和多達(dá)40對冗余的I/O處理器卡。這些 I/O子系統(tǒng)包括冗余的輸入輸出鏈路和多達(dá)40對冗余的I/O處理器卡。這些 I/O處理器卡完成所有現(xiàn)場I/O信號的數(shù)據(jù)采集和控制功能。比如：I/O卡直 I/O處理器卡完成所有現(xiàn)場I/O信號的數(shù)據(jù)采集和控制功能。比如：I/O卡直 接完成工程單位轉(zhuǎn)換和報(bào)警處理，不需要HPMM的介入。采用冗余的光纖電 接完成工程單位轉(zhuǎn)換和報(bào)警處理，不需要HPMM的介入。采用冗余的光纖電 纜I/O鏈路擴(kuò)展器，可以將I/O處理器卡安裝在遠(yuǎn)離HPM機(jī)柜8公里外的地方，I/O鏈路擴(kuò)展器，可以將I/O處理器卡安裝在遠(yuǎn)離HPM機(jī)柜8 I/O HPM 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程輸入輸出。其特點(diǎn)歸類如下： 多處理器并行處理結(jié)構(gòu) 主控制器雙板結(jié)構(gòu)，通信處理器和控制處理器并行工作，雙68040處理器，主控制器雙板結(jié)構(gòu)，通信處理器和控制處理器并行工作，雙68040處理器，32位結(jié)構(gòu)，專門設(shè)計(jì)的大規(guī)模集成電路ASIC，最大限度減少元器件，800 32位結(jié)構(gòu)，專門設(shè)計(jì)的大規(guī)模集成電路ASIC，最大限度減少元器件，800 PUs(5X PM/APM)處理單元 PM/APM)處理單元 I/O鏈路接口卡 I/O鏈路接口卡 通過串行接口與Modbus兼容子系統(tǒng)進(jìn)行雙向通訊 通過串行接口與Modbus兼容子系統(tǒng)進(jìn)行雙向通訊 支持LCN的AM和上位機(jī)實(shí)現(xiàn)更高層次的優(yōu)化控制策略，許多高性能的軟件包 支持LCN的AM和上位機(jī)實(shí)現(xiàn)更高層次的優(yōu)化控制策略，許多高性能的軟件包 也可以優(yōu)化控制性能 APM/PM進(jìn)一步改進(jìn)，更大的內(nèi)存（比PM大 APM/PM進(jìn)一步改進(jìn)，更大的內(nèi)存（比PM大4倍）HPM冗余配置 HPM冗余配置 HPMM采用1 HPMM采用1：1冗余，并配置在不同的卡籠箱，確保安全。HPMM需要進(jìn)行切換時(shí)對過程控制沒有任何影響。HPMM需要進(jìn)行切換時(shí)對過程控制沒有任何影響。HPM采用了大量的自診斷功能，隨時(shí)診斷運(yùn)行狀 HPM采用了大量的自診斷功能，隨時(shí)診斷運(yùn)行狀 況和任何故障。故障又分為硬故障和軟故障，HPM的狀態(tài)不但在面板上有LED顯示，又在GUS HPM的狀態(tài)不但在面板上有LED顯示，又在GUS 上的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)顯示畫面中可以看到。HPM的任何電路板均可帶電插拔，大大方便維修。HPM的任何電路板均可帶電插拔，大大方便維修。更換AO或DO時(shí)，手操器可維持輸出。更換AO或DO時(shí)，手操器可維持輸出。因?yàn)樵诋a(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)就特別考慮了冗余選擇，因此 完全支持主模件到備份模件的自動(dòng)切換，不需要 用戶編程。在線診斷功能確保主付模件均正常運(yùn) 行。1:1的冗余最大限度發(fā)揮了系統(tǒng)的可得到性，行。1:1的冗余最大限度發(fā)揮了系統(tǒng)的可得到性，而且簡化了系統(tǒng)的電纜連接和組態(tài)。HPM功能介紹 HPM功能介紹

所有的控制功能都是在HPMM內(nèi)完成的，所有的控制功能都是在HPMM內(nèi)完成的，而數(shù)據(jù)采集，信號調(diào)制報(bào)警處理均在I/O處 而數(shù)據(jù)采集，信號調(diào)制報(bào)警處理均在I/O處 理器板完成?？刂乒δ馨◤?fù)雜的常規(guī)控 制方案、連鎖邏輯功能和面向過程工程師 的高級控制語言(CL/ HPM)。的高級控制語言(CL/ HPM)。PID控制(手動(dòng)、自動(dòng)、串級、比率)PID控制(手動(dòng)、自動(dòng)、串級、比率)基本邏輯算法 采樣和保持 計(jì)數(shù) 高/中/低選擇 用戶自定義功能塊 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳送 送高/ 送高/低限制 乘方/ 乘方/開方 帶跟蹤的PID邏輯控制 帶跟蹤的PID邏輯控制

HPM的控制功能組態(tài)都可以在線 HPM的控制功能組態(tài)都可以在線完成和下 在線完成和下 裝，且對其它功能沒有任何影響。

系統(tǒng)提供PID回路自整定軟件RAIP TUNE，系統(tǒng)提供PID回路自整定軟件RAIP TUNE，可以實(shí)現(xiàn)對每個(gè)PID回路的PID參數(shù)實(shí)現(xiàn)自 可以實(shí)現(xiàn)對每個(gè)PID回路的PID參數(shù)實(shí)現(xiàn)自 動(dòng)整定。動(dòng)整定。

HPM提供的過程控制語言 HPM提供的過程控制語言 CL/HPM是Honeywell在過程管理站(HPM)CL/HPM是Honeywell在過程管理站(HPM)上運(yùn)行的面向過程的控制語言。它的語言 采用順序結(jié)構(gòu)的方式，適合于批量或綜合 應(yīng)用的需要；計(jì)算功能適合連續(xù)控制任務(wù) 的需要。這種控制語言最關(guān)鍵的特點(diǎn)是與本地HPM 這種控制語言最關(guān)鍵的特點(diǎn)是與本地HPM 的所有數(shù)據(jù)點(diǎn)共享數(shù)據(jù)，并且與UCN上的 的所有數(shù)據(jù)點(diǎn)共享數(shù)據(jù)，并且與UCN上的 其它設(shè)備共享數(shù)據(jù)。HPM的順序控制功能由HPM/CL語言完成，每個(gè) HPM的順序控制功能由HPM/CL語言完成，每個(gè) 順控模塊有多個(gè)Phase構(gòu)成，每個(gè)Phase由多個(gè) 順控模塊有多個(gè)Phase構(gòu)成，每個(gè)Phase由多個(gè) Step構(gòu)成，每步由多條命令構(gòu)成，這些命令可以 Step構(gòu)成，每步由多條命令構(gòu)成，這些命令可以 開關(guān)現(xiàn)場泵和閥，也可以接受操作員命令或執(zhí)行 連續(xù)控制模塊的輸出。

系統(tǒng)最大可以執(zhí)行250個(gè)過程模件點(diǎn)，每個(gè)過程 系統(tǒng)最大可以執(zhí)行250個(gè)過程模件點(diǎn)，每個(gè)過程 模件點(diǎn)可以嵌套一個(gè)或多個(gè)CL順控程序。由于 模件點(diǎn)可以嵌套一個(gè)或多個(gè)CL順控程序。由于 HPM采用確定性控制，所以每個(gè)過程模件點(diǎn)可以 HPM采用確定性控制，所以每個(gè)過程模件點(diǎn)可以 按照組態(tài)設(shè)定的執(zhí)行周期完成順序控制。

工藝流程如圖所示，順序控制要求是將TANK 33的原料加入REACTOR 30。工藝流程如圖所示，順序控制要求是將TANK 33的原料加入REACTOR 30。其順控程序如下, 該段程序執(zhí)行了Phase3_ch_R30段中加料步驟 其順控程序如下, 該段程序執(zhí)行了Phase3_ch_R30段中加料步驟

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phase 3_ch_R30 step chrg_mon open VL3301, VL3003 1 AG3001 on ? Set flow to 5DGPM set FIC301.SP=50 2 PU3001 on wait off close WT3301.PV =0 AG3301, PU3001 VL3301, VL3003 3 ? Put loop in Manual and close valve set FIC301.MODE = MAN 4 FIC301.OP = 0 set Display message for operator ? send(wait): “Monomer charge complete” 5 ①打開VL3301和VL3303兩個(gè) 打開VL3301和VL3303兩個(gè) 電動(dòng)閥，同時(shí)開啟反應(yīng)器中的 攪拌器AG3001。攪拌器AG3001。②將流量控制回路FIC301的給 ②將流量控制回路FIC301的給 定設(shè)定為50%，將泵PU3001 定設(shè)定為50%，將泵PU3001 啟動(dòng)。等待直到TANK33的料 啟動(dòng)。等待直到TANK33的料 排空。③停止攪拌器AG3301和泵 ③停止攪拌器AG3301和泵 PU3001，關(guān)電動(dòng)閥VL3301和 PU3001，關(guān)電動(dòng)閥VL3301和 VL3303。VL3303。④將流量控制回路FIC301切換 ④將流量控制回路FIC301切換 到手動(dòng)，將調(diào)節(jié)閥關(guān)死。⑤送信息給操作員，加料完成。？表示程序解釋，不影響順序 控制。

操作站--全方位用戶操作站 操作站--全方位用戶操作站GUS 全方位用戶操作站GUS 全方位用戶操作站（Global 全方位用戶操作站（Global Users Station，GUS）是 Station，GUS）是 LCN上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，是以Windows 2000作為操作系統(tǒng)，LCN上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，是以Windows 2000作為操作系統(tǒng)，具有兩個(gè)處理器的高性能操作站。GUS能滿足操作人員，管理人員，系統(tǒng)工程師及維護(hù)人員 GUS能滿足操作人員，管理人員，系統(tǒng)工程師及維護(hù)人員 的各種要求，并可以為各級人員設(shè)置權(quán)限，用戶名和密碼。GUS操作站可以配置操作員鍵盤，實(shí)現(xiàn)以下功能： GUS操作站可以配置操作員鍵盤，實(shí)現(xiàn)以下功能： 選擇畫面；選擇控制方式(MAN/AUTO/CAS)；設(shè)定值/ 選擇畫面；選擇控制方式(MAN/AUTO/CAS)；設(shè)定值/ 輸出值的升/ 用光標(biāo)或數(shù)字鍵)；順序起動(dòng)/ 輸出值的升/降(用光標(biāo)或數(shù)字鍵)；順序起動(dòng)/停止；選擇 報(bào)警組；報(bào)警確認(rèn)/ 報(bào)警組；報(bào)警確認(rèn)/復(fù)位；打印屏幕；選擇趨勢記錄和報(bào) 表?？蓪ΤＲ?guī)控制的參數(shù)進(jìn)行顯示和修改。

歷史記錄功能-歷史模件HM 歷史記錄功能-歷史模件HM 歷史模件（History Module，HM）是一個(gè)具有大存貯量的模件，可 歷史模件（History Module，HM）是一個(gè)具有大存貯量的模件，可 被LCN網(wǎng)上所有的模件所使用。如其名所表示的，它是TPS統(tǒng)的儲(chǔ)存 LCN網(wǎng)上所有的模件所使用。如其名所表示的，它是TPS統(tǒng)的儲(chǔ)存 單元，容量巨大。歷史模件具有強(qiáng)大的處理能力，可用來建立大量易 于檢索的數(shù)據(jù)供工程師和操作員使用。歷史模件存貯系統(tǒng)的點(diǎn)的歷史數(shù)據(jù)?？捎?jì)算和存貯每小時(shí)、工作班、日、月的平均值以及每段時(shí)間的最高和最低值。歷史模件還可存貯系統(tǒng)所有的歷史事件，如過程報(bào)警、系統(tǒng)狀態(tài)改變、操作過程和系統(tǒng)變化，以及錯(cuò)誤信息。此外，歷史模件還存貯顯示文件、裝載文件、順序文件、控制語言、邏輯管理站梯形邏輯程序和組態(tài)源文件等系統(tǒng)文件，確認(rèn)點(diǎn)(CHECKPOINT)文件及在線維護(hù)信息等。(CHECKPOINT)文件及在線維護(hù)信息等。斷點(diǎn)保護(hù)（CHECKPOINT）功能是HM自動(dòng)定時(shí)或手動(dòng)存儲(chǔ)整個(gè)系統(tǒng) 斷點(diǎn)保護(hù)（CHECKPOINT）功能是HM自動(dòng)定時(shí)或手動(dòng)存儲(chǔ)整個(gè)系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)上的所有信息，在停電或系統(tǒng)故障后可以迅速，準(zhǔn)確地恢復(fù)整個(gè) 系統(tǒng)，對生產(chǎn)過程不造成任何影響。這對于工業(yè)生產(chǎn)來講是非常重要 和必須的。HM支持盤冗余配置。HM支持盤冗余配置。

工程師站

TPS系統(tǒng)的每臺(tái)GUS都具有工程師站的組態(tài)功 TPS系統(tǒng)的每臺(tái)GUS都具有工程師站的組態(tài)功 能，包括控制回路組態(tài)，編程，畫面生成，報(bào) 表生成，過程趨勢和參數(shù)整定等

組態(tài)軟件

TPS系統(tǒng)組態(tài)可以分為網(wǎng)絡(luò)組態(tài)，數(shù)據(jù)庫組態(tài)，TPS系統(tǒng)組態(tài)可以分為網(wǎng)絡(luò)組態(tài)，數(shù)據(jù)庫組態(tài)，控制功能組態(tài)和流程圖組態(tài)幾個(gè)部分。網(wǎng)絡(luò)組態(tài)分別對LCN和UCN網(wǎng)上的各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn) 網(wǎng)絡(luò)組態(tài)分別對LCN和UCN網(wǎng)上的各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn) 行功能分配和資源配置，使他們能有效地實(shí)現(xiàn) 通信和數(shù)據(jù)交換

數(shù)據(jù)庫組態(tài)可以分別完成實(shí)時(shí)區(qū)域數(shù)據(jù)庫的組態(tài)和歷史組 的分配。同時(shí)也可以生成固定格式報(bào)表和自由格式報(bào)表。控制方案的組態(tài)通過填表的方式完成，可產(chǎn)生一個(gè)模板點(diǎn)，再利用模板建點(diǎn)法（Exception Build），可以建立大量 再利用模板建點(diǎn)法（Exception Build），可以建立大量 的同類型點(diǎn)。大大節(jié)約組態(tài)時(shí)間。GUS 操作站中的畫面制作工具軟件Display Builder 可 操作站中的畫面制作工具軟件Display 以幫助工程技術(shù)人員，快速創(chuàng)建視覺良好、容易操作的流 程圖顯示畫面，這些畫面既可在GUS上也可在個(gè)人電腦上 程圖顯示畫面，這些畫面既可在GUS上也可在個(gè)人電腦上 生成。Display Builder提供了顯示元素和腳本語言程序 生成。Display Builder提供了顯示元素和腳本語言程序 段的可重用能力，不僅大大降低了創(chuàng)作畫面的工程時(shí)間，而且提高了準(zhǔn)確性。強(qiáng)大的腳本語言功能使得顯示隨過程 數(shù)據(jù)變化的動(dòng)態(tài)效果變得簡單?？刂茢?shù)據(jù)以及工廠網(wǎng)絡(luò)上 的OPC數(shù)據(jù)同樣也能方便地顯示在過程流程圖畫面上。OPC數(shù)據(jù)同樣也能方便地顯示在過程流程圖畫面上。

過程趨勢和參數(shù)整定

GUS工程師站可以實(shí)時(shí)監(jiān)視過程趨勢點(diǎn)，GUS工程師站可以實(shí)時(shí)監(jiān)視過程趨勢點(diǎn)，組趨勢顯示包括八條趨勢點(diǎn)，顯示時(shí)間周 期從二分鐘到八小時(shí)可以在畫面上實(shí)時(shí)選 擇，新數(shù)據(jù)將舊數(shù)據(jù)向左推移(polling 擇，新數(shù)據(jù)將舊數(shù)據(jù)向左推移(polling scheme)。工程師站可以同時(shí)進(jìn)行參數(shù)整 scheme)。工程師站可以同時(shí)進(jìn)行參數(shù)整 定，修改控制常數(shù)和濾波常數(shù)。

通訊系統(tǒng)

TPS的通訊系統(tǒng)采用全冗余的工業(yè)化數(shù)字通 TPS的通訊系統(tǒng)采用全冗余的工業(yè)化數(shù)字通 訊系統(tǒng)?？刂茖硬捎脝为?dú)的UCN控制網(wǎng)絡(luò)，訊系統(tǒng)。控制層采用單獨(dú)的UCN控制網(wǎng)絡(luò)，操作監(jiān)視層則采用LCN網(wǎng)絡(luò)將多個(gè)UCN網(wǎng) 操作監(jiān)視層則采用LCN網(wǎng)絡(luò)將多個(gè)UCN網(wǎng) 絡(luò)連接在一起實(shí)現(xiàn)中央監(jiān)控。LCN可以通 絡(luò)連接在一起實(shí)現(xiàn)中央監(jiān)控。LCN可以通 過光線擴(kuò)展器LCNE實(shí)現(xiàn)中央控制室和現(xiàn)場 過光線擴(kuò)展器LCNE實(shí)現(xiàn)中央控制室和現(xiàn)場 機(jī)柜室的光纖連接，每段光纜可達(dá)2 機(jī)柜室的光纖連接，每段光纜可達(dá)2公里(無中繼設(shè)備)。無中繼設(shè)備)冗余

UCN和LCN及網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備NIM采用全冗余配置，在正常進(jìn)行狀態(tài) UCN和LCN及網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備NIM采用全冗余配置，在正常進(jìn)行狀態(tài) 下定時(shí)自動(dòng)切換，不會(huì)有數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象發(fā)生。當(dāng)某一路通訊發(fā)生故 障時(shí)，系統(tǒng)在操作站上有系統(tǒng)報(bào)警提示。LCN網(wǎng)連接的節(jié)點(diǎn)最多可達(dá)96個(gè)。在系統(tǒng)正常工作時(shí)，可以很方 LCN網(wǎng)連接的節(jié)點(diǎn)最多可達(dá)96個(gè)。在系統(tǒng)正常工作時(shí)，可以很方 便地掛上或卸掉它們，而不影響系統(tǒng)的其它節(jié)點(diǎn)的正常工作。LCN 便地掛上或卸掉它們，而不影響系統(tǒng)的其它節(jié)點(diǎn)的正常工作。LCN 為兩條冗余的同軸電纜，分為主電纜和備份電纜，當(dāng)主纜損壞或出 現(xiàn)通訊錯(cuò)誤時(shí)，備份電纜自動(dòng)接替工作，成為主纜。電纜和節(jié)點(diǎn)間 的連接是通過節(jié)點(diǎn)上的傳輸電路板，這樣設(shè)計(jì)的最大優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)某一 節(jié)點(diǎn)損壞時(shí)，LCN網(wǎng)上的其它節(jié)點(diǎn)的通訊不受影響。此外，LCN還 節(jié)點(diǎn)損壞時(shí)，LCN網(wǎng)上的其它節(jié)點(diǎn)的通訊不受影響。此外，LCN還 為所有的節(jié)點(diǎn)提供同步時(shí) UCN采用冗余同軸連接各個(gè)控制器和網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備，采用32位 UCN采用冗余同軸連接各個(gè)控制器和網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備，采用32位 CRC幀檢測順序（FCS）確認(rèn)接受的每一個(gè)幀，使用軟件檢查傳送 CRC幀檢測順序（FCS）確認(rèn)接受的每一個(gè)幀，使用軟件檢查傳送 信息的長度確保網(wǎng)絡(luò)的可靠性。檢測到任何錯(cuò)誤馬上通知發(fā)送設(shè)備 重新發(fā)送。UCN上各個(gè)節(jié)點(diǎn)與UCN連接的接口的發(fā)送和接受電路是獨(dú)立的，UCN上各個(gè)節(jié)點(diǎn)與UCN連接的接口的發(fā)送和接受電路是獨(dú)立的，使得網(wǎng)絡(luò)上各節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)電氣隔離，任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生電路故障時(shí)不 會(huì)影響通信。主干電纜和分枝電纜設(shè)計(jì)進(jìn)一步起到故障隔離作用。

第二層的安全保護(hù)體現(xiàn)在軟件對UCN網(wǎng)絡(luò)上所有節(jié)點(diǎn) 第二層的安全保護(hù)體現(xiàn)在軟件對UCN網(wǎng)絡(luò)上所有節(jié)點(diǎn) 進(jìn)行診斷和統(tǒng)計(jì)，監(jiān)視和報(bào)告各節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)的通信狀 況，統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤超過預(yù)設(shè)值時(shí)有報(bào)警提示，這種檢查可 以確?？刂茟?yīng)用高度實(shí)時(shí)性的要求。為了確保UCN網(wǎng)的通訊能力，每個(gè)節(jié)點(diǎn)會(huì)自我檢測連 為了確保UCN網(wǎng)的通訊能力，每個(gè)節(jié)點(diǎn)會(huì)自我檢測連 續(xù)傳送狀況，如果發(fā)現(xiàn)連續(xù)占用傳送超過1/2秒，將 續(xù)傳送狀況，如果發(fā)現(xiàn)連續(xù)占用傳送超過1/2秒，將 關(guān)閉該節(jié)點(diǎn)的傳送口。萬一多個(gè)電纜故障出現(xiàn)，通訊 軟件會(huì)試圖在UCN網(wǎng)上重新建立連接，該方式被稱為 軟件會(huì)試圖在UCN網(wǎng)上重新建立連接，該方式被稱為 “Auto-Reconnect”。Auto-Reconnect” 網(wǎng)絡(luò)接口模件（Network 網(wǎng)絡(luò)接口模件（Network Interface Module，Module，NIM）是連接LCN網(wǎng)和UCN網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)接口模件，它 NIM）是連接LCN網(wǎng)和UCN網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)接口模件，它 完成從LCN傳輸和通信協(xié)議向UCN傳輸和通信協(xié)議的 完成從LCN傳輸和通信協(xié)議向UCN傳輸和通信協(xié)議的 轉(zhuǎn)換，而且向整個(gè)網(wǎng)絡(luò)廣播時(shí)鐘，使網(wǎng)絡(luò)上所有模件 的時(shí)鐘保持一致。NIM為冗余配置，備用NIM總是從 的時(shí)鐘保持一致。NIM為冗余配置，備用NIM總是從 主NIM保持更新相關(guān)信息，這樣可以隨時(shí)切換而不影 NIM保持更新相關(guān)信息，這樣可以隨時(shí)切換而不影 響通訊。這樣的切換可以是自動(dòng)的，也可以是操作員 手動(dòng)完成。

接口設(shè)備

LCN主要技術(shù)參數(shù)如下： LCN主要技術(shù)參數(shù)如下： 光纖擴(kuò)展可達(dá)20kM； 光纖擴(kuò)展可達(dá)20kM； 每條LCN最多支持96節(jié)點(diǎn)； 每條LCN最多支持96節(jié)點(diǎn)； 每條LCN最多可連10條UCN； 每條LCN最多可連10條UCN； 連接到LCN上的主要設(shè)備包括：GUS全方位用戶站； 連接到LCN上的主要設(shè)備包括：GUS全方位用戶站； HM歷史模件；NIM網(wǎng)絡(luò)接口模件；EPLCG增強(qiáng)型PLC HM歷史模件；NIM網(wǎng)絡(luò)接口模件；EPLCG增強(qiáng)型PLC 網(wǎng)絡(luò)接口模件；APP應(yīng)用處理平臺(tái)等。網(wǎng)絡(luò)接口模件；APP應(yīng)用處理平臺(tái)等。UCN主要技術(shù)參數(shù)如下： UCN主要技術(shù)參數(shù)如下： UCN網(wǎng)長度最長2公里；每條UCN最多支持32對節(jié)點(diǎn).UCN網(wǎng)長度最長2公里；每條UCN最多支持32對節(jié)點(diǎn).連接到UCN上的主要設(shè)備包括：高性能過程管理站 連接到UCN上的主要設(shè)備包括：高性能過程管理站(HPM)；高級過程管理站(APM)；過程管理站(PM)；(HPM)；高級過程管理站(APM)；過程管理站(PM)； 邏輯管理站(LM)；故障安全系統(tǒng)(FSC)等。邏輯管理站(LM)；故障安全系統(tǒng)(FSC)等。

系統(tǒng)內(nèi)通訊方法說明

局域控制網(wǎng)絡(luò)（Local 局域控制網(wǎng)絡(luò)（Local Control Network，LCN）是一 Network，LCN）是一 條通訊速率很高、冗余的通訊總線，連接著中央控制室內(nèi) 的所有控制設(shè)備。LCN電纜的通訊速率為5Mb/s，采用國 的所有控制設(shè)備。LCN電纜的通訊速率為5Mb/s，采用國 際標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.4令牌總線協(xié)議，帶有傳輸數(shù)據(jù)錯(cuò)誤檢查 際標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.4令牌總線協(xié)議，帶有傳輸數(shù)據(jù)錯(cuò)誤檢查 功能。LCN采用總線方式連接各個(gè)節(jié)點(diǎn)。功能。LCN采用總線方式連接各個(gè)節(jié)點(diǎn)。UCN網(wǎng)絡(luò)的通信采用IEEE 802.4協(xié)議令牌傳送方式，通 UCN網(wǎng)絡(luò)的通信采用IEEE 802.4協(xié)議令牌傳送方式，通 訊速率為5MB/s，網(wǎng)絡(luò)上的模件可以進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)通訊 訊速率為5MB/s，網(wǎng)絡(luò)上的模件可以進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)通訊(Peer To Peer)，所有模件共享網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，使這些設(shè)備 Peer)，所有模件共享網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，使這些設(shè)備 可以互享信息、相互協(xié)調(diào)、實(shí)現(xiàn)先進(jìn)、復(fù)雜的控制策略。UCN也是采用總線方式連接各個(gè)節(jié)點(diǎn)。UCN網(wǎng)通過NIM UCN也是采用總線方式連接各個(gè)節(jié)點(diǎn)。UCN網(wǎng)通過NIM 和LCN網(wǎng)相連并進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通訊。LCN網(wǎng)相連并進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通訊。

系統(tǒng)柜內(nèi)供電

DCS機(jī)柜供電系統(tǒng)，冗余配置。一對 DCS機(jī)柜供電系統(tǒng)，冗余配置。一對 220VAC電源通過電源背板分別向各個(gè)卡 220VAC電源通過電源背板分別向各個(gè)卡 件箱供電。一對電源最多可以帶兩個(gè)系統(tǒng) 柜.機(jī) 柜 正 面

機(jī)柜、卡件箱

機(jī)柜（2100×800×800）采用前后開門式標(biāo)準(zhǔn) 機(jī)柜（2100×800×800）采用前后開門式標(biāo)準(zhǔn) 機(jī)柜，前面裝有各種卡件和電源，背面裝有FTA。機(jī)柜，前面裝有各種卡件和電源，背面裝有FTA。（LCN）卡件箱分為：雙節(jié)點(diǎn)卡件箱和5槽卡件箱； LCN）卡件箱分為：雙節(jié)點(diǎn)卡件箱和5 雙節(jié)點(diǎn)卡件箱上2 雙節(jié)點(diǎn)卡件箱上2下3中間是兩個(gè)電源。5槽卡件 中間是兩個(gè)電源。5 箱只有一個(gè)電源和5 箱只有一個(gè)電源和5個(gè)插槽。（UCN）IOP卡件箱：每個(gè)系統(tǒng)柜有3個(gè)IOP卡件 UCN）IOP卡件箱：每個(gè)系統(tǒng)柜有3 IOP卡件 箱每個(gè)卡件箱里有15個(gè)槽位，可以分別安裝各種 箱每個(gè)卡件箱里有15個(gè)槽位，可以分別安裝各種 I/O卡件。I/O卡件。還有一種7 IOP卡件箱這里不做說明 還有一種7槽IOP卡件箱這里不做說明

網(wǎng)絡(luò)通訊介質(zhì)

網(wǎng)絡(luò)通訊介質(zhì)可以分為三類： A：同軸電纜 B：雙絞線 C：光纖

同軸電纜 分有50 分有50、75 兩種。TPS（LCN）采用 兩種。TPS（LCN）采用 的是同軸電纜通訊介質(zhì)。50 同軸電纜傳輸數(shù)字信號，傳輸速率為 10Mbps，它的抗干擾能力強(qiáng)，多站適應(yīng)性 10Mbps，它的抗干擾能力強(qiáng)，多站適應(yīng)性 較好，在集散系統(tǒng)中應(yīng)用較多。75 同軸電纜一般傳輸模擬信號，也可傳 輸數(shù)字信號，傳輸速率為50Mbps，常用于 輸數(shù)字信號，傳輸速率為50Mbps，常用于 電視系統(tǒng)。

雙絞線、光纖

雙絞線：可以傳輸數(shù)字信號和模擬信號，有價(jià)格低廉、數(shù)據(jù)傳輸率低為1 2Mbps，有價(jià)格低廉、數(shù)據(jù)傳輸率低為1-2Mbps，可連接的設(shè)備少等特點(diǎn)，使用廣泛，現(xiàn)場 總線常采用雙絞線。光纖：不受電磁干擾影響，數(shù)據(jù)傳輸速率 高達(dá)幾百兆波特率，可以支持的設(shè)備多，但價(jià)格貴，集散系統(tǒng)遠(yuǎn)程通信采用光纜。I/O卡件性能 I/O卡件性能 I/O卡件類型 I/O卡件類型

I/O卡件的常用類型有以下幾種： I/O卡件的常用類型有以下幾種： 模擬信號輸入AI（5V電壓或4 模擬信號輸入AI（1-5V電壓或4-20mA)模擬信號輸出AO（模擬信號輸出AO（4-20mA)數(shù)字信號輸入DI 數(shù)字信號輸入DI 數(shù)字信號輸出DO 數(shù)字信號輸出DO 熱電阻信號輸入RTD 熱電阻信號輸入RTD 脈沖輸入卡PI 脈沖輸入卡PI AI卡件 AI卡件

功能： 接收現(xiàn)場變送器采集的信號（溫度、壓 力、物位、流量、密度等）。信號類型： 接收1 5V、20mA、電阻信號 接收1-5V、4-20mA、電阻信號 毫伏信號 FTA接線方式： FTA接線方式： 兩線制、三線制、四線制 AO卡件 AO卡件

功能： 發(fā)送信號到現(xiàn)場驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作（氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、變頻器等）信號類型： 4-20mA FTA接線方式： FTA接線方式： 兩線制 DI卡件 DI卡件

DI功能： DI功能： 接收現(xiàn)場回來的干接點(diǎn)信號（電機(jī) 的運(yùn)行狀態(tài)信號、閥門的開關(guān)狀態(tài)、泵的 運(yùn)行狀態(tài)等)運(yùn)行狀態(tài)等)信號類型： 干接點(diǎn)信號 FTA接線方式： FTA接線方式： 兩線制

DO卡件 DO卡件

DO功能： DO功能： 發(fā)出信號驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場的設(shè)備如（開關(guān) 閥的開/關(guān)、電機(jī)的停/啟、泵的停/ 閥的開/關(guān)、電機(jī)的停/啟、泵的停/啟）信號類型： 干接點(diǎn)信號 接線方式： 二線制

當(dāng)DI/DO接收或發(fā)出有源信號時(shí)要加繼電器隔離 DI/DO接收或發(fā)出有源信號時(shí)要加繼電器隔離

FTA FTA：TPS系統(tǒng)的接線端子板。不同的卡件有其 FTA：TPS系統(tǒng)的接線端子板。不同的卡件有其 相應(yīng)的FTA 相應(yīng)的FTA 功能特點(diǎn) 支持冗余接線方式 支持配電與不配電接線方式 實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場與中控接線隔離 節(jié)省中間接線 節(jié)省安裝空間 TPS的網(wǎng)絡(luò)類型 TPS的網(wǎng)絡(luò)類型

TPS系統(tǒng)分為以下三種網(wǎng)絡(luò)類型： TPS系統(tǒng)分為以下三種網(wǎng)絡(luò)類型： A.PIN：（工廠控制網(wǎng)絡(luò)）可以訪問過程絡(luò)網(wǎng)中的 PIN：（工廠控制網(wǎng)絡(luò)）可以訪問過程絡(luò)網(wǎng)中的 數(shù)據(jù) B.LCN：過程控制網(wǎng)絡(luò)(GUS位于這一層）LCN：過程控制網(wǎng)絡(luò)(GUS位于這一層）

C.UCN：萬能控制絡(luò)（與現(xiàn)場的設(shè)備和儀表相連）UCN：萬能控制絡(luò)（與現(xiàn)場的設(shè)備和儀表相連）

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

本廠DCS系統(tǒng)的概況 本廠DCS系統(tǒng)的概況

一、中央控制室 名 稱 數(shù)量 單位 操作站(雙屏)操作站(雙屏)61 臺(tái) 包括： 彩色LCD(22”)彩色LCD(22” 122 臺(tái) 操作鍵盤 61 臺(tái) 鼠 標(biāo) 61 臺(tái) 輔助操作臺(tái) 20 套 每臺(tái)包括： 開關(guān)按鈕 約20 只 彩色噴墨打印機(jī) 12 臺(tái) 光纖通訊系統(tǒng) 5 套 包括:網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(冗余）網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī), 網(wǎng)絡(luò)接口, 交換機(jī)(冗余)包括:網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(冗余）網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī), 網(wǎng)絡(luò)接口, 交換機(jī)(冗余)、光電轉(zhuǎn)換器、光纖等 大屏幕監(jiān)視系統(tǒng) 1 套(6臺(tái)大屏幕監(jiān)視器)(6臺(tái)大屏幕監(jiān)視器)生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng) 1 套 包括:監(jiān)視終端設(shè)備、OPC服務(wù)器(冗余)交換機(jī)(冗余)包括:監(jiān)視終端設(shè)備、OPC服務(wù)器(冗余)、交換機(jī)(冗余)、光電轉(zhuǎn)換器、網(wǎng)絡(luò) 接口, 接口, 光纜、打印機(jī)等。（具體數(shù)量待定）

二、煤氣化裝置控制室 名 稱 1.過程接口和控制器 2.端子柜/安全柵柜 3.繼電器柜 4.操作站(雙屏)包括： 彩色LCD(22”)操作鍵盤 鼠 標(biāo) 5.工程師站 包括： 彩色LCD(22”)操作鍵盤 鼠 標(biāo) 6.通訊系統(tǒng) 7.彩色噴墨打印機(jī) 8.輔助操作臺(tái) 每臺(tái)包括： 開關(guān)按鈕 9.歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元 10.通訊接口(通訊協(xié)議為MODBUS RTU)11． GPS 數(shù)量 供貨商確定 供貨商確定 供貨商確定 6 12 6 6 2 2 2 2 1 1 1 約 20 1 約200 3 單位

臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 套 臺(tái) 套 只 套 個(gè) 套

三、甲醇裝置控制室 名 稱 1.過程接口和控制器 2.端子柜/安全柵柜 端子柜/ 3.繼電器柜 4.操作站(雙屏)操作站(雙屏)包括： 彩色LCD(22”)彩色LCD(22” 操作鍵盤 鼠 標(biāo) 5.工程師站 包括： 彩色LCD(22”)彩色LCD(22” 操作鍵盤 鼠 標(biāo) 6.通訊系統(tǒng) 7.彩色噴墨打印機(jī) 8.輔助操作臺(tái) 每臺(tái)包括： 開關(guān)按鈕 9.歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元 10.通訊接口RS485 通訊接口RS485(通訊協(xié)議為MODBUS RTU)通訊協(xié)議為MODBUS 11． GPS 11．

數(shù)量 供貨商確定 供貨商確定 供貨商確定 5 10 5 5 1 1 1 1 1 1 1 約20 1 約25 1 單位

臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 套 臺(tái) 套 只 套 個(gè) 套

四、MTP裝置控制室 MTP裝置控制室 名 稱 1.過程接口和控制器 2.端子柜/安全柵柜 端子柜/ 3.繼電器柜 4.操作站(雙屏)操作站(雙屏)包括： 彩色LCD(22”)彩色LCD(22” 操作鍵盤 鼠 標(biāo) 5.工程師站 包括： 彩色LCD(22”)彩色LCD(22” 操作鍵盤 鼠 標(biāo) 6.通訊系統(tǒng) 7.彩色噴墨打印機(jī) 8.輔助操作臺(tái) 每臺(tái)包括： 開關(guān)按鈕 9.歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元 10.通訊接口RS485 通訊接口RS485(通訊協(xié)議為MODBUS RTU)通訊協(xié)議為MODBUS 11． GPS 11．

數(shù)量 供貨商確定 供貨商確定 供貨商確定 5 10 5 5 1 1 1 1 1 1 6 約20 1 約20 1 單位

臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 套 臺(tái) 套 只 套 個(gè) 套

五、PP裝置控制室 PP裝置控制室 名 稱 1.過程接口和控制器 2.端子柜/安全柵柜 端子柜/ 3.繼電器柜 4.操作站(雙屏)操作站(雙屏)包括： 彩色LCD(22”)彩色LCD(22” 操作鍵盤 鼠 標(biāo) 5.工程師站 包括： 彩色LCD(22”)彩色LCD(22” 操作鍵盤 鼠 標(biāo) 6.通訊系統(tǒng) 7.彩色噴墨打印機(jī) 8.輔助操作臺(tái) 每臺(tái)包括： 開關(guān)按鈕 9.歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元 10.通訊接口RS485 通訊接口RS485(通訊協(xié)議為MODBUS RTU)通訊協(xié)議為MODBUS 11． GPS 11．

數(shù)量 供貨商確定 供貨商確定 供貨商確定 5 10 5 5 1 1 1 1 1 1 6 約20 1 約44 1 單位

臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 套 臺(tái) 套 只 套 個(gè) 套

空分現(xiàn)場操作室布置圖

空分DCS系統(tǒng)圖 空分DCS系統(tǒng)圖

DCS和PLC的區(qū)別 DCS和PLC的區(qū)別

DCS和PLC是兩個(gè)完全不同而又有著千絲萬縷聯(lián)系的概念。DCS和PLC是兩個(gè)完全不同而又有著千絲萬縷聯(lián)系的概念。DCS和PLC都是計(jì)算機(jī)技術(shù)與工業(yè)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，DCS和PLC都是計(jì)算機(jī)技術(shù)與工業(yè)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，主控制系統(tǒng)用的是DCS，而PLC主要應(yīng)用在輔助車間。主控制系統(tǒng)用的是DCS，而PLC主要應(yīng)用在輔助車間。DCS和PLC都有操作員站提供人機(jī)交互的手段、都依靠基 DCS和PLC都有操作員站提供人機(jī)交互的手段、都依靠基 于計(jì)算機(jī)技術(shù)的控制器完成控制運(yùn)算、都通過I/O卡件完 于計(jì)算機(jī)技術(shù)的控制器完成控制運(yùn)算、都通過I/O卡件完 成與一次元件和執(zhí)行裝置的數(shù)據(jù)交換、都具備稱之為網(wǎng)絡(luò) 的通信系統(tǒng)。DCS和PLC如此相似，為什么會(huì)有完全不同 的通信系統(tǒng)。DCS和PLC如此相似，為什么會(huì)有完全不同 的概念，我們在工程實(shí)踐中如何進(jìn)行選擇？我們從歷史沿 革、技術(shù)特點(diǎn)、發(fā)展方向等幾個(gè)方面作一綜述

DCS和PLC的歷史沿革及核心概念 DCS和PLC的歷史沿革及核心概念 DCS為分散控制系統(tǒng)的英文（TOTAL DCS為分散控制系統(tǒng)的英文（TOTAL DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM）簡稱。SYSTEM）簡稱。指的是危險(xiǎn)分散、數(shù)據(jù)集中。70年代中期進(jìn)入市 指的是危險(xiǎn)分散、數(shù)據(jù)集中。70年代中期進(jìn)入市 場，完成模擬量控制，代替以PID運(yùn)算為主的模 場，完成模擬量控制，代替以PID運(yùn)算為主的模 擬控制儀表。首先提出DCS這樣一種思想的是儀 擬控制儀表。首先提出DCS這樣一種思想的是儀 表制造廠商，當(dāng)時(shí)主要應(yīng)用于化工行業(yè)。而PLC 表制造廠商，當(dāng)時(shí)主要應(yīng)用于化工行業(yè)。而PLC 于60年代末研制成功，稱作邏輯運(yùn)算的可編程序 60年代末研制成功，稱作邏輯運(yùn)算的可編程序 控制器（Programmable 控制器（Programmable Logic Controller），Controller），簡稱PLC。主要應(yīng)用于汽車制造業(yè)。簡稱PLC。主要應(yīng)用于汽車制造業(yè)。

DCS和PLC的設(shè)計(jì)原理區(qū)別較大，PLC是從摸仿 DCS和PLC的設(shè)計(jì)原理區(qū)別較大，PLC是從摸仿 原繼電器控制原理發(fā)展起來的，70年代的PLC只 原繼電器控制原理發(fā)展起來的，70年代的PLC只 有開關(guān)量邏輯控制。它以存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順 序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和運(yùn)算等操作的指令；并通 過數(shù)字輸入和輸出操作，來控制各類機(jī)械或生產(chǎn) 過程。用戶編制的控制程序表達(dá)了生產(chǎn)過程的工 藝要求。將其存入PLC的用戶程序存儲(chǔ)器，運(yùn)行 藝要求。將其存入PLC的用戶程序存儲(chǔ)器，運(yùn)行 時(shí)按存儲(chǔ)程序的內(nèi)容逐條執(zhí)行，以完成工藝流程 要求的操作。DCS是在運(yùn)算放大器的基礎(chǔ)上得以發(fā)展的。把所 DCS是在運(yùn)算放大器的基礎(chǔ)上得以發(fā)展的。把所 有的函數(shù)、各過程變量之間的關(guān)系都設(shè)計(jì)成功能 塊。70年代中期的DCS只有模擬量控制。塊。70年代中期的DCS只有模擬量控制。

DCS和PLC控制器的主要差別是在開關(guān)量和模擬 DCS和PLC控制器的主要差別是在開關(guān)量和模擬 量的運(yùn)算上，即使后來兩者相互有些滲透，但是 仍然有區(qū)別。80年代以后，PLC除邏輯運(yùn)算外，仍然有區(qū)別。80年代以后，PLC除邏輯運(yùn)算外，也增加了一些控制回路算法，但要完成一些復(fù)雜 運(yùn)算還是比較困難，PLC用梯形圖編程，模擬量 運(yùn)算還是比較困難，PLC用梯形圖編程，模擬量 的運(yùn)算在編程時(shí)不太直觀，編程比較麻煩。但在 解算邏輯方面，表現(xiàn)出快速的優(yōu)點(diǎn)。而DCS使用 解算邏輯方面，表現(xiàn)出快速的優(yōu)點(diǎn)。而DCS使用 功能塊封裝模擬運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，無論是邏輯運(yùn) 算還是復(fù)雜模擬運(yùn)算的表達(dá)形式都非常清晰，但 相對PLC來說邏輯運(yùn)算的表達(dá)效率較低。相對PLC來說邏輯運(yùn)算的表達(dá)效率較低。

DCS和PLC在歷史沿革上的差異是明顯的，對它 DCS和PLC在歷史沿革上的差異是明顯的，對它 們后續(xù)的發(fā)展產(chǎn)生了重大影響。然而，對后續(xù)發(fā) 展影響最大的，并不是起源技術(shù)上的差別，而是 其起源概念的差別。DCS的核心概念是危險(xiǎn)分散，其起源概念的差別。DCS的核心概念是危險(xiǎn)分散，數(shù)據(jù)集中的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，因此DCS的發(fā)展過 數(shù)據(jù)集中的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，因此DCS的發(fā)展過 程，就是在不斷的運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)和 控制技術(shù)的最新成果，來構(gòu)建一個(gè)完整的集散控 制體系，DCS給用戶提供的是一個(gè)完整的面向工 制體系，DCS給用戶提供的是一個(gè)完整的面向工 業(yè)控制的安全可靠高效靈活的解決方案。而PLC 業(yè)控制的安全可靠高效靈活的解決方案。而PLC 的核心概念是可編程序控制器，目的是用來取代 繼電器，執(zhí)行邏輯、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，建立柔性程序控制裝置。所以，PLC不斷發(fā)展的 建立柔性程序控制裝置。所以，PLC不斷發(fā)展的 主線是在不斷地提高各項(xiàng)能力指標(biāo)，給用戶提供 一個(gè)完善的功能靈活的控制裝置。DCS和PLC的技術(shù)特點(diǎn)與相互滲透

不同的概念基礎(chǔ)、不同的發(fā)展道路使得DCS和 PLC有著各自不同的技術(shù)特點(diǎn)，而技術(shù)的發(fā)展 也不是封閉的，相互學(xué)習(xí)相互滲透也始終貫穿 在發(fā)展過程之中。

我們知道，一個(gè)PLC的控制器，往往能夠處理幾 我們知道，一個(gè)PLC的控制器，往往能夠處理幾 千個(gè)I/O點(diǎn)（最多可達(dá)8000多個(gè)I/O）。而DCS 千個(gè)I/O點(diǎn)（最多可達(dá)8000多個(gè)I/O）。而DCS 的控制器，一般只能處理幾百個(gè)I/O點(diǎn)（不超過 的控制器，一般只能處理幾百個(gè)I/O點(diǎn)（不超過 500個(gè)I/O）。難道是DCS開發(fā)人員技術(shù)水平太 500個(gè)I/O）。難道是DCS開發(fā)人員技術(shù)水平太 差了嗎？恐怕不是。從集散體系的要求來說，不 允許有控制集中的情況出現(xiàn)，太多點(diǎn)數(shù)的控制器 在實(shí)際應(yīng)用中是毫無用處的，DCS開發(fā)人員根本 在實(shí)際應(yīng)用中是毫無用處的，DCS開發(fā)人員根本 就沒有開發(fā)帶很多I/O點(diǎn)數(shù)控制器的需要驅(qū)動(dòng)，就沒有開發(fā)帶很多I/O點(diǎn)數(shù)控制器的需要驅(qū)動(dòng)，他們的主要精力在于提供體系的可靠性和靈活性。而PLC不一樣，作為一個(gè)獨(dú)立的柔性控制裝置，PLC不一樣，作為一個(gè)獨(dú)立的柔性控制裝置，帶點(diǎn)能力越強(qiáng)當(dāng)然也就代表其技術(shù)水平越高了，至于整個(gè)控制體系的應(yīng)用水平呢，這主要是工程 商和用戶的事情，而不是PLC制造商的核心目標(biāo)。商和用戶的事情，而不是PLC制造商的核心目標(biāo)。

控制處理能力

控制處理能力的另一個(gè)指標(biāo)，運(yùn)算速度，在人們印象當(dāng) 中PLC也比DCS要快很多。從某一個(gè)角度來看，情況也 PLC也比DCS要快很多。從某一個(gè)角度來看，情況也 的確如此，PLC執(zhí)行邏輯運(yùn)算的效率很高，執(zhí)行1K邏輯 的確如此，PLC執(zhí)行邏輯運(yùn)算的效率很高，執(zhí)行1K邏輯 程序不到1毫秒，其控制周期(DI輸入直接送DO輸出為 程序不到1毫秒，其控制周期(以DI輸入直接送DO輸出為 例)可以控制在50ms以內(nèi)；而DCS在處理邏輯運(yùn)算和模 可以控制在50ms以內(nèi)；而DCS在處理邏輯運(yùn)算和模 擬運(yùn)算時(shí)采用相同的方式，其控制周期往往在100ms以 擬運(yùn)算時(shí)采用相同的方式，其控制周期往往在100ms以 上。我們用PID算法來比較時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)PLC執(zhí)行一個(gè) 上。我們用PID算法來比較時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)PLC執(zhí)行一個(gè) PID運(yùn)算在幾個(gè)毫秒，而DCS的控制器解算一個(gè)PID也需 PID運(yùn)算在幾個(gè)毫秒，而DCS的控制器解算一個(gè)PID也需 要1個(gè)毫秒，這說明PLC和DCS和實(shí)際運(yùn)算能力是相當(dāng)?shù)? 個(gè)毫秒，這說明PLC和DCS和實(shí)際運(yùn)算能力是相當(dāng)?shù)? 某此型號的DCS控制器甚至更強(qiáng)。而控制周期上的差異 某此型號的DCS控制器甚至更強(qiáng)。而控制周期上的差異 主要與控制器的調(diào)度設(shè)計(jì)有關(guān)。大型PLC往往使用副CPU 主要與控制器的調(diào)度設(shè)計(jì)有關(guān)。大型PLC往往使用副CPU 來完成模擬量的運(yùn)算，主CPU高速地完成開關(guān)量運(yùn)算，來完成模擬量的運(yùn)算，主CPU高速地完成開關(guān)量運(yùn)算，所以即使模擬運(yùn)算速度一般，在開關(guān)量控制方面的速度 表現(xiàn)還是非常優(yōu)秀的。而DCS以同樣的速度來處理開關(guān) 表現(xiàn)還是非常優(yōu)秀的。而DCS以同樣的速度來處理開關(guān) 量和模擬量運(yùn)算，控制周期的指標(biāo)確實(shí)不理想。新型的 DCS控制器學(xué)習(xí)了大型PLC的設(shè)計(jì)，在控制周期方面的 DCS控制器學(xué)習(xí)了大型PLC的設(shè)計(jì)，在控制周期方面的 表現(xiàn)獲得了大幅度的提高。

數(shù)據(jù)通訊交換

數(shù)據(jù)通訊交換主要是指控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)及其數(shù)據(jù)交 換形式。在這個(gè)方面DCS有著先天的優(yōu)勢。集散 換形式。在這個(gè)方面DCS有著先天的優(yōu)勢。集散 系統(tǒng)的“分散” 系統(tǒng)的“分散”主要體現(xiàn)在獨(dú)立的控制器上，“集中”主要體現(xiàn)在具有完整數(shù)據(jù)的人機(jī)交互裝 集中” 置上，而將分散和集中連接成集散系統(tǒng)的正是網(wǎng) 絡(luò)。因此，從DCS發(fā)展的早期，網(wǎng)絡(luò)就成為了 絡(luò)。因此，從DCS發(fā)展的早期，網(wǎng)絡(luò)就成為了 DCS生產(chǎn)廠家的核心技術(shù)方向，冗余技術(shù)、窄帶 DCS生產(chǎn)廠家的核心技術(shù)方向，冗余技術(shù)、窄帶 傳輸技術(shù)都是DCS廠家最早研發(fā)或應(yīng)用成功的。傳輸技術(shù)都是DCS廠家最早研發(fā)或應(yīng)用成功的。PLC主要是按照獨(dú)立裝置來設(shè)計(jì)的，其 網(wǎng)絡(luò)” PLC主要是按照獨(dú)立裝置來設(shè)計(jì)的，其 “網(wǎng)絡(luò)” 實(shí)際上是串行通訊。

工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，從形式上拉平了DCS和PLC網(wǎng)絡(luò)方面的差距。從表面上看很平了DCS和PLC網(wǎng)絡(luò)方面的差距。從表面上看很 多DCS和PLC都應(yīng)用了工業(yè)以太網(wǎng)，但是其實(shí)質(zhì) DCS和PLC都應(yīng)用了工業(yè)以太網(wǎng)，但是其實(shí)質(zhì) 上的差距卻依然存在。以很多PLC采用的 上的差距卻依然存在。以很多PLC采用的 MODBUS-TCP以例。MODBUS是串行通訊協(xié)議，MODBUS-TCP以例。MODBUS是串行通訊協(xié)議，不是網(wǎng)絡(luò)，大家都沒有疑問；MODBUS-TCP是 不是網(wǎng)絡(luò)，大家都沒有疑問；MODBUS-TCP是 網(wǎng)絡(luò)嗎？很多人就有疑問了。仔細(xì)分析，MODBUS-TCP是將MODBUS通訊協(xié)議加載到以 MODBUS-TCP是將MODBUS通訊協(xié)議加載到以 太網(wǎng)的TCP協(xié)議之上的一種通訊方式，它雖然具 太網(wǎng)的TCP協(xié)議之上的一種通訊方式，它雖然具 有了網(wǎng)絡(luò)的外形，但依然是一主多從的管理方式，數(shù)據(jù)表的傳輸結(jié)構(gòu)。

組態(tài)維護(hù)功能

組態(tài)維護(hù)功能包括邏輯組態(tài)、下載修改、運(yùn)行調(diào) 試、遠(yuǎn)程診斷等。早期，PLC以梯形圖為主，DCS以模塊功能圖為 早期，PLC以梯形圖為主，DCS以模塊功能圖為 主。經(jīng)過多年的發(fā)展，國際電工委員會(huì)通過 IEC1131-標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了五種編程語言, IEC1131-3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了五種編程語言,目前主流 的DCS和PLC都表示符合這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，支持其中的 DCS和PLC都表示符合這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，支持其中的 幾種或全部編程語言。從開發(fā)效率和程序可讀性 來考慮，模塊功能圖和順序功能圖越來越成為主 要的編程方式，梯形邏輯和結(jié)構(gòu)化文本成為了自 定義模塊的開發(fā)工具。大型PLC在組態(tài)方式上越 定義模塊的開發(fā)工具。大型PLC在組態(tài)方式上越 來越像DCS，差距在逐漸縮小，而小型PLC仍然 來越像DCS，差距在逐漸縮小，而小型PLC仍然 以梯形圖為主。

硬件封裝結(jié)構(gòu)

PLC一般為大底版式機(jī)架，封閉式I/O模件，封閉式結(jié)構(gòu) PLC一般為大底版式機(jī)架，封閉式I/O模件，封閉式結(jié)構(gòu) 有利與提高I/O模件的可靠性，抗射頻、抗靜電、抗損傷。有利與提高I/O模件的可靠性，抗射頻、抗靜電、抗損傷。PLC模件的I/O點(diǎn)數(shù)有8點(diǎn)、16點(diǎn)、32點(diǎn)。PLC模件的I/O點(diǎn)數(shù)有8點(diǎn)、16點(diǎn)、32點(diǎn)。DCS大部分為19英寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱加插件式I/O模件，I/O模 DCS大部分為19英寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱加插件式I/O模件，I/O模 件為裸露式結(jié)構(gòu)。每個(gè)模件的I/O點(diǎn)數(shù)有8點(diǎn)和16點(diǎn)，很 件為裸露式結(jié)構(gòu)。每個(gè)模件的I/O點(diǎn)數(shù)有8點(diǎn)和16點(diǎn)，很 少使用32點(diǎn)模件。少使用32點(diǎn)模件。DCS的這種結(jié)構(gòu)源于其使用領(lǐng)域主要在大型控制對象，DCS的這種結(jié)構(gòu)源于其使用領(lǐng)域主要在大型控制對象，19英寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱便于密集布置，較少的I/O點(diǎn)數(shù)則是由于 19英寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱便于密集布置，較少的I/O點(diǎn)數(shù)則是由于 對分散度的要求。PLC的大底版式機(jī)架，封閉式模件結(jié)構(gòu) 對分散度的要求。PLC的大底版式機(jī)架，封閉式模件結(jié)構(gòu) 在管理和配置上更加靈活，單個(gè)設(shè)備的可靠性更高。因此，不少DCS也吸收了PLC在結(jié)構(gòu)上的優(yōu)點(diǎn)，采用了和PLC相 不少DCS也吸收了PLC在結(jié)構(gòu)上的優(yōu)點(diǎn)，采用了和PLC相 似的封裝結(jié)構(gòu)

人機(jī)交互裝置

在早期，DCS作為一個(gè)系統(tǒng)，其人機(jī)交互裝置是DCS廠 在早期，DCS作為一個(gè)系統(tǒng)，其人機(jī)交互裝置是DCS廠 家提供的專用裝置。而PLC廠家一般不提供人機(jī)交互裝置，家提供的專用裝置。而PLC廠家一般不提供人機(jī)交互裝置，往往由工程商自主采用通用的監(jiān)控軟件來完成(ifix、往往由工程商自主采用通用的監(jiān)控軟件來完成(如ifix、intouch、組態(tài)王)DCS集成的人機(jī)交互裝置往往有著 intouch、組態(tài)王)。DCS集成的人機(jī)交互裝置往往有著 功能較專業(yè)、穩(wěn)定性較好的特點(diǎn)，但是其價(jià)格也很高。隨 著PC技術(shù)的快速發(fā)展，一些通用監(jiān)控軟件發(fā)展很快，功 PC技術(shù)的快速發(fā)展，一些通用監(jiān)控軟件發(fā)展很快，功 能和性能逐漸超過了DCS廠家提供的專用裝置。因此不少 能和性能逐漸超過了DCS廠家提供的專用裝置。因此不少 DCS廠家逐步放棄了專用的人機(jī)交互裝置，轉(zhuǎn)而和PLC一 DCS廠家逐步放棄了專用的人機(jī)交互裝置，轉(zhuǎn)而和PLC一 樣也使用了通用的監(jiān)控軟件。DCS廠家使用通用監(jiān)控軟件 樣也使用了通用的監(jiān)控軟件。DCS廠家使用通用監(jiān)控軟件 并不是簡單地拼裝，而是在通用監(jiān)控軟件的基礎(chǔ)上，通過 合作開發(fā)，將自已多年積累的網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、系統(tǒng)自診斷 技術(shù)以專用軟件包的形式保留和繼承下來了。

DCS和PLC作為計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)結(jié) DCS和PLC作為計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)結(jié) 合的產(chǎn)物，為自動(dòng)化水平的提高都作出了 各自的貢獻(xiàn)。由于兩者在應(yīng)用上有較大的 相通性，在不同的時(shí)期，其各自的技術(shù)或 價(jià)格優(yōu)勢，都會(huì)直接影響到其市場地位。而市場的反應(yīng)也會(huì)或快或慢地反映到各自 的技術(shù)發(fā)展和價(jià)格調(diào)整上。從總的趨勢來 看，DCS和PLC在技術(shù)上的融合和促進(jìn)將 看，DCS和PLC在技術(shù)上的融合和促進(jìn)將 會(huì)是競爭的主流，而在性價(jià)比方面，你來 我往地不斷攀升，也將是發(fā)展的主旋律。

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大唐多倫煤化工

電儀維護(hù)車間 池常青 DCS概述 DCS概述

DCS 的 發(fā) 展 歷 史 DCS 的 應(yīng) 用 領(lǐng) 域 DCS 的 概念 DCS 的 組 成 及 特 點(diǎn) DCS和PLC的區(qū)別 DCS和PLC的區(qū)別 DCS 的 發(fā) 展 歷 史

DCS從1975年問世以來，大約有三次比較大的 DCS從1975年問世以來，大約有三次比較大的 變革，七十年代操作站的硬件、操作系統(tǒng)、監(jiān)視 軟件都是專用的，由各DCS廠家自己開發(fā)的，也 軟件都是專用的，由各DCS廠家自己開發(fā)的，也 沒有動(dòng)態(tài)流程圖，通訊網(wǎng)絡(luò)基本上都是輪詢方式 的；八十年代就不一樣了，通訊網(wǎng)絡(luò)較多使用令 牌方式；九十年代操作站出現(xiàn)了通用系統(tǒng)，九十 年代末通訊網(wǎng)絡(luò)有部份遵守TCP/IP協(xié)議，有的開 年代末通訊網(wǎng)絡(luò)有部份遵守TCP/IP協(xié)議，有的開 始采用以太網(wǎng)?？偟膩砜?，變化主要體現(xiàn)在Ｉ／ Ｏ板、操作站和通訊網(wǎng)絡(luò)。控制器相對來講變化 要小一些。操作站主要表現(xiàn)在由專用機(jī)變化到通 用機(jī)，如PC機(jī)和小型機(jī)的應(yīng)用。但是目前它的操 用機(jī)，如PC機(jī)和小型機(jī)的應(yīng)用。但是目前它的操 作系統(tǒng)一般采用UNIX，也有小系統(tǒng)采用NT，相 作系統(tǒng)一般采用UNIX，也有小系統(tǒng)采用NT，相 比較來看UNIX的穩(wěn)定性要好一些，NT則有死機(jī) 比較來看UNIX的穩(wěn)定性要好一些，NT則有死機(jī) 現(xiàn)象。I/O板主要體現(xiàn)在現(xiàn)場總線的引入DCS系 現(xiàn)象。I/O板主要體現(xiàn)在現(xiàn)場總線的引入DCS系 統(tǒng)。

從理論上講，一個(gè)DCS系統(tǒng)可以應(yīng)用于各種行業(yè)，從理論上講，一個(gè)DCS系統(tǒng)可以應(yīng)用于各種行業(yè)，但是各行業(yè)有它的特殊性，所以DCS也就出現(xiàn)了 但是各行業(yè)有它的特殊性，所以DCS也就出現(xiàn)了 不同的分支，有時(shí)也由于DCS廠家技術(shù)人員工藝 不同的分支，有時(shí)也由于DCS廠家技術(shù)人員工藝 知識(shí)的局限性而引起，如HONEYWELL公司對石 知識(shí)的局限性而引起，如HONEYWELL公司對石 化比較熟悉，其產(chǎn)品在石化行業(yè)應(yīng)用較多，而Ｂ AILEY的產(chǎn)品則在電力行業(yè)應(yīng)用比較普遍。用戶 AILEY的產(chǎn)品則在電力行業(yè)應(yīng)用比較普遍。用戶 在選擇DCS的時(shí)候主要是要注意其技術(shù)人員是否 在選擇DCS的時(shí)候主要是要注意其技術(shù)人員是否 對該生產(chǎn)工藝比較熟悉；然后要看該系統(tǒng)適用于 多大規(guī)模，比如NT操作系統(tǒng)的就適應(yīng)于較小規(guī)模 多大規(guī)模，比如NT操作系統(tǒng)的就適應(yīng)于較小規(guī)模 的系統(tǒng)；最后是價(jià)格，不同的組合價(jià)格會(huì)有較大 的差異，而國產(chǎn)的DCS系統(tǒng)價(jià)格比進(jìn)口的DCS至 的差異，而國產(chǎn)的DCS系統(tǒng)價(jià)格比進(jìn)口的DCS至 少要低一半，算上備品備件則要低得更多。第一套DCS系統(tǒng)是美國HONEYWELL公司 第一套DCS系統(tǒng)是美國HONEYWELL公司 1975年推出的TDC2000至今三十多年的 1975年推出的TDC2000至今三十多年的 歷史，它幾經(jīng)更新?lián)Q代，技術(shù)性能日趨完 善。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)現(xiàn)在集散控制系統(tǒng)的類 型有2000-3000種，廠家也不計(jì)其數(shù)如： 型有2000-3000種，廠家也不計(jì)其數(shù)如： 橫河公司的 CENTUM CS、ABB公司的 ABB公司的 FREELANCE、FOXBORO公司的I/AS以 FREELANCE、FOXBORO公司的I/AS以 及國產(chǎn)的浙大中控公司的ECS、和利時(shí)公 及國產(chǎn)的浙大中控公司的ECS、和利時(shí)公 司的DCS系統(tǒng)等。司的DCS系統(tǒng)等。

TPS系統(tǒng)是霍尼韋爾1996年推出的控制系 TPS系統(tǒng)是霍尼韋爾1996年推出的控制系 統(tǒng), 在近十年的成長中不斷升級和完善，在 保持系統(tǒng)可靠性, 穩(wěn)定性的同時(shí), 保持系統(tǒng)可靠性, 穩(wěn)定性的同時(shí), 又吸收了 最新的人機(jī)界面技術(shù), 最新的人機(jī)界面技術(shù), 通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及將 我們的先進(jìn)控制（APC）及操作員培訓(xùn)系 我們的先進(jìn)控制（APC）及操作員培訓(xùn)系 統(tǒng)（OTS）與系統(tǒng)無縫的聯(lián)系連接，可以 統(tǒng)（OTS）與系統(tǒng)無縫的聯(lián)系連接，可以 說TPS系統(tǒng)是最先進(jìn)、穩(wěn)定和全面的系統(tǒng)。TPS系統(tǒng)是最先進(jìn)、穩(wěn)定和全面的系統(tǒng)。DCS 的 應(yīng) 用 領(lǐng) 域

水 和 污 水 發(fā) 電 紙 漿、紙 張 和 連 續(xù) 式 網(wǎng) 塑 采 礦、礦 石 和 冶 金 化 工 與 塑 料 制 品 烴 加 工 石 油 和 天 然 氣

DCS 的 概念

DCS全稱：Distributed DCS全稱：Distributed Control System 它的中文意思是集散控制系統(tǒng) 思想：集中管理分散控制（危險(xiǎn)分散、控 制分散、而操作和管理集中的基本設(shè)計(jì)思 想。四C技術(shù)：計(jì)算機(jī)（computer)、通信 技術(shù)：計(jì)算機(jī)（computer)、通信（communication)、顯示（CRT)、控制 communication)、顯示（CRT)、控制（control)。control)。

什么是組態(tài)？ 什么是組態(tài)？

在使用工控軟件中，我們經(jīng)常提到組態(tài)一 詞，組態(tài)英文是“Configuration” 詞，組態(tài)英文是“Configuration”,其意義 究竟是什么呢？簡單的講，組態(tài)就是用應(yīng) 用軟件中提供的工具、方法、完成工程中 某一具體任務(wù)的過程。

與硬件生產(chǎn)相對照，組態(tài)與組裝類似。如要組裝 一臺(tái)電腦，事先提供了各種型號的主板、機(jī)箱、電源、CPU、顯示器、硬盤、光驅(qū)等，我們的工 電源、CPU、顯示器、硬盤、光驅(qū)等，我們的工 作就是用這些部件拼湊成自己需要的電腦。當(dāng)然 軟件中的組態(tài)要比硬件的組裝有更大的發(fā)揮空間，因?yàn)樗话阋扔布械摹安考?因?yàn)樗话阋扔布械摹安考备?，而且?個(gè) “部件” 都很靈活，因?yàn)檐洸考加袃?nèi)部屬 部件” 性，通過改變屬性可以改變其規(guī)格（如大小、性 狀、顏色等）。

在組態(tài)概念出現(xiàn)之前，要實(shí)現(xiàn)某一任務(wù)，都是通過編寫程序（如使用 BASIC,C,FORTRAN等）來實(shí)現(xiàn)的。編寫 BASIC,C,FORTRAN等）來實(shí)現(xiàn)的。編寫 程序不但工作量大、周期長，而且容易犯 錯(cuò)誤，不能保證工期。組態(tài)軟件的出現(xiàn)，解決了這個(gè)問題。對于過去需要幾個(gè)月的 工作，通過組態(tài)幾天就可以完成。

組態(tài)軟件是有專業(yè)性的。一種組態(tài)軟件只能適合某種領(lǐng)域 的應(yīng)用。組態(tài)的概念最早出現(xiàn)在工業(yè)計(jì)算機(jī)控制中。如 DCS(集散控制系統(tǒng))組態(tài)，PLC（可編程控制器）梯形圖 DCS(集散控制系統(tǒng))組態(tài)，PLC（可編程控制器）梯形圖 組態(tài)。人機(jī)界面生成軟件就叫工控組態(tài)軟件。其實(shí)在其他 行業(yè)也有組態(tài)的概念，人們只是不這么叫而已。如 AutoCAD，PhotoShop，辦公軟件(PowerPoint)都存 AutoCAD，PhotoShop，辦公軟件(PowerPoint)都存 在相似的操作，即用軟件提供的工具來形成自己的作品，并以數(shù)據(jù)文件保存作品，而不是執(zhí)行程序。組態(tài)形成的數(shù) 據(jù)只有其制造工具或其他專用工具才能識(shí)別。但是不同之 處在于，工業(yè)控制中形成的組態(tài)結(jié)果是用在實(shí)時(shí)監(jiān)控的。組態(tài)工具的解釋引擎，要根據(jù)這些組態(tài)結(jié)果實(shí)時(shí)運(yùn)行。從 表面上看，組態(tài)工具的運(yùn)行程序就是執(zhí)行自己特定的任務(wù)。

雖然說組態(tài)就是不需要編寫程序就能完成 特定的應(yīng)用。但是為了提供一些靈活性，組態(tài)軟件也提供了編程手段，一般都是內(nèi) 置編譯系統(tǒng)，提供類BASIC語言，有的甚 置編譯系統(tǒng)，提供類BASIC語言，有的甚 至支持VB。至支持VB。DCS 的 組 成 及 特 點(diǎn)

構(gòu)成： 集散控制系統(tǒng)通常由過程控制單元、電源、I/O卡件、機(jī) 集散控制系統(tǒng)通常由過程控制單元、電源、I/O卡件、機(jī) 柜、卡籠、通訊網(wǎng)絡(luò)、操作站、工程師站、軟件等組成。特點(diǎn)： 1.完善的控制功能（PID控制、順序控制、邏輯控制、完善的控制功能（PID控制、順序控制、邏輯控制、批量控制等。）2.豐富的監(jiān)控功能（可以監(jiān)控生產(chǎn)裝置的生產(chǎn)情況）3.簡便的安裝調(diào)試 4.良好的性能和價(jià)格比 5.可靠性好（有完善的自診斷功能、MTBF達(dá)105天）可靠性好（有完善的自診斷功能、MTBF達(dá)

過程控制站高性能過程管理站 過程控制站高性能過程管理站HPM 高性能過程管理站HPM HPM硬件介紹 HPM硬件介紹

HPM從設(shè)計(jì)上就提供了靈活和功能強(qiáng)大 HPM從設(shè)計(jì)上就提供了靈活和功能強(qiáng)大 的數(shù)據(jù)采集和控制功能。的數(shù)據(jù)采集和控制功能。它采用的多處理器 結(jié)構(gòu)，用不同的處理器完成不同的任務(wù)。結(jié)構(gòu)，用不同的處理器完成不同的任務(wù)。HPM包括先進(jìn)過程管理站模件 HPM包括先進(jìn)過程管理站模件(HPMM)和 包括先進(jìn)過程管理站模件(HPMM)和 I/O子系統(tǒng) HPMM由高性能的通信處理器 I/O子系統(tǒng)。HPMM由高性能的通信處理器 子系統(tǒng)?？ê驼{(diào)制解調(diào)器卡、I/O鏈路接口處理器卡 鏈路接口處理器卡、卡和調(diào)制解調(diào)器卡、I/O鏈路接口處理器卡、控制處理器卡所組成，CPU采用兩個(gè) 控制處理器卡所組成，其CPU采用兩個(gè) MOTOROLA公司的 MOTOROLA公司的68040芯片。公司的68040芯片 芯片。

經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的先進(jìn)通信處理器卡，具有高性能網(wǎng)絡(luò)通信能力，完成如網(wǎng)絡(luò)數(shù) 據(jù)存取、對等通信等功能。它同時(shí)對現(xiàn)場控制器產(chǎn)生的報(bào)警進(jìn)行精確的時(shí)間 標(biāo)記。高性能的控制處理器卡完成常規(guī)、邏輯、順序控制功能，同時(shí)執(zhí)行用戶的 CL/HPM程序。因通信和輸入輸出處理分別由不同的處理器完成，控制處理 CL/HPM程序。因通信和輸入輸出處理分別由不同的處理器完成，控制處理 器可以發(fā)揮它強(qiáng)大的功能，專門完成控制策略。先進(jìn)的I/O鏈路處理器是 器可以發(fā)揮它強(qiáng)大的功能，專門完成控制策略。先進(jìn)的I/O鏈路處理器是 HPMM與I/O子系統(tǒng)的接口。HPMM與I/O子系統(tǒng)的接口。I/O子系統(tǒng)包括冗余的輸入輸出鏈路和多達(dá)40對冗余的I/O處理器卡。這些 I/O子系統(tǒng)包括冗余的輸入輸出鏈路和多達(dá)40對冗余的I/O處理器卡。這些 I/O處理器卡完成所有現(xiàn)場I/O信號的數(shù)據(jù)采集和控制功能。比如：I/O卡直 I/O處理器卡完成所有現(xiàn)場I/O信號的數(shù)據(jù)采集和控制功能。比如：I/O卡直 接完成工程單位轉(zhuǎn)換和報(bào)警處理，不需要HPMM的介入。采用冗余的光纖電 接完成工程單位轉(zhuǎn)換和報(bào)警處理，不需要HPMM的介入。采用冗余的光纖電 纜I/O鏈路擴(kuò)展器，可以將I/O處理器卡安裝在遠(yuǎn)離HPM機(jī)柜8公里外的地方，I/O鏈路擴(kuò)展器，可以將I/O處理器卡安裝在遠(yuǎn)離HPM機(jī)柜8 I/O HPM 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程輸入輸出。其特點(diǎn)歸類如下： 多處理器并行處理結(jié)構(gòu) 主控制器雙板結(jié)構(gòu)，通信處理器和控制處理器并行工作，雙68040處理器，主控制器雙板結(jié)構(gòu)，通信處理器和控制處理器并行工作，雙68040處理器，32位結(jié)構(gòu)，專門設(shè)計(jì)的大規(guī)模集成電路ASIC，最大限度減少元器件，800 32位結(jié)構(gòu)，專門設(shè)計(jì)的大規(guī)模集成電路ASIC，最大限度減少元器件，800 PUs(5X PM/APM)處理單元 PM/APM)處理單元 I/O鏈路接口卡 I/O鏈路接口卡 通過串行接口與Modbus兼容子系統(tǒng)進(jìn)行雙向通訊 通過串行接口與Modbus兼容子系統(tǒng)進(jìn)行雙向通訊 支持LCN的AM和上位機(jī)實(shí)現(xiàn)更高層次的優(yōu)化控制策略，許多高性能的軟件包 支持LCN的AM和上位機(jī)實(shí)現(xiàn)更高層次的優(yōu)化控制策略，許多高性能的軟件包 也可以優(yōu)化控制性能 APM/PM進(jìn)一步改進(jìn)，更大的內(nèi)存（比PM大 APM/PM進(jìn)一步改進(jìn)，更大的內(nèi)存（比PM大4倍）HPM冗余配置 HPM冗余配置

HPMM采用1 HPMM采用1：1冗余，并配置在不同的卡籠箱，確保安全。HPMM需要進(jìn)行切換時(shí)對過程控制沒有任何影響。HPMM需要進(jìn)行切換時(shí)對過程控制沒有任何影響。HPM采用了大量的自診斷功能，隨時(shí)診斷運(yùn)行狀 HPM采用了大量的自診斷功能，隨時(shí)診斷運(yùn)行狀 況和任何故障。故障又分為硬故障和軟故障，HPM的狀態(tài)不但在面板上有LED顯示，又在GUS HPM的狀態(tài)不但在面板上有LED顯示，又在GUS 上的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)顯示畫面中可以看到。HPM的任何電路板均可帶電插拔，大大方便維修。HPM的任何電路板均可帶電插拔，大大方便維修。更換AO或DO時(shí)，手操器可維持輸出。更換AO或DO時(shí)，手操器可維持輸出。因?yàn)樵诋a(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)就特別考慮了冗余選擇，因此 完全支持主模件到備份模件的自動(dòng)切換，不需要 用戶編程。在線診斷功能確保主付模件均正常運(yùn) 行。1:1的冗余最大限度發(fā)揮了系統(tǒng)的可得到性，行。1:1的冗余最大限度發(fā)揮了系統(tǒng)的可得到性，而且簡化了系統(tǒng)的電纜連接和組態(tài)。HPM功能介紹 HPM功能介紹

所有的控制功能都是在HPMM內(nèi)完成的，所有的控制功能都是在HPMM內(nèi)完成的，而數(shù)據(jù)采集，信號調(diào)制報(bào)警處理均在I/O處 而數(shù)據(jù)采集，信號調(diào)制報(bào)警處理均在I/O處 理器板完成。控制功能包括復(fù)雜的常規(guī)控 制方案、連鎖邏輯功能和面向過程工程師 的高級控制語言(CL/ HPM)。的高級控制語言(CL/ HPM)。

PID控制(手動(dòng)、自動(dòng)、串級、比率)PID控制(手動(dòng)、自動(dòng)、串級、比率)基本邏輯算法 采樣和保持 計(jì)數(shù) 高/中/低選擇 用戶自定義功能塊 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳送 送高/ 送高/低限制 乘方/ 乘方/開方 帶跟蹤的PID邏輯控制 帶跟蹤的PID邏輯控制

HPM的控制功能組態(tài)都可以在線 HPM的控制功能組態(tài)都可以在線完成和下 在線完成和下 裝，且對其它功能沒有任何影響。

系統(tǒng)提供PID回路自整定軟件RAIP TUNE，系統(tǒng)提供PID回路自整定軟件RAIP TUNE，可以實(shí)現(xiàn)對每個(gè)PID回路的PID參數(shù)實(shí)現(xiàn)自 可以實(shí)現(xiàn)對每個(gè)PID回路的PID參數(shù)實(shí)現(xiàn)自 動(dòng)整定。動(dòng)整定。

HPM提供的過程控制語言 HPM提供的過程控制語言

CL/HPM是Honeywell在過程管理站(HPM)CL/HPM是Honeywell在過程管理站(HPM)上運(yùn)行的面向過程的控制語言。它的語言 采用順序結(jié)構(gòu)的方式，適合于批量或綜合 應(yīng)用的需要；計(jì)算功能適合連續(xù)控制任務(wù) 的需要。這種控制語言最關(guān)鍵的特點(diǎn)是與本地HPM 這種控制語言最關(guān)鍵的特點(diǎn)是與本地HPM 的所有數(shù)據(jù)點(diǎn)共享數(shù)據(jù)，并且與UCN上的 的所有數(shù)據(jù)點(diǎn)共享數(shù)據(jù)，并且與UCN上的 其它設(shè)備共享數(shù)據(jù)。

HPM的順序控制功能由HPM/CL語言完成，每個(gè) HPM的順序控制功能由HPM/CL語言完成，每個(gè) 順控模塊有多個(gè)Phase構(gòu)成，每個(gè)Phase由多個(gè) 順控模塊有多個(gè)Phase構(gòu)成，每個(gè)Phase由多個(gè) Step構(gòu)成，每步由多條命令構(gòu)成，這些命令可以 Step構(gòu)成，每步由多條命令構(gòu)成，這些命令可以 開關(guān)現(xiàn)場泵和閥，也可以接受操作員命令或執(zhí)行 連續(xù)控制模塊的輸出。

系統(tǒng)最大可以執(zhí)行250個(gè)過程模件點(diǎn)，每個(gè)過程 系統(tǒng)最大可以執(zhí)行250個(gè)過程模件點(diǎn)，每個(gè)過程 模件點(diǎn)可以嵌套一個(gè)或多個(gè)CL順控程序。由于 模件點(diǎn)可以嵌套一個(gè)或多個(gè)CL順控程序。由于 HPM采用確定性控制，所以每個(gè)過程模件點(diǎn)可以 HPM采用確定性控制，所以每個(gè)過程模件點(diǎn)可以 按照組態(tài)設(shè)定的執(zhí)行周期完成順序控制。

工藝流程如圖所示，順序控制要求是將TANK 33的原料加入REACTOR 30。工藝流程如圖所示，順序控制要求是將TANK 33的原料加入REACTOR 30。其順控程序如下, 該段程序執(zhí)行了Phase3_ch_R30段中加料步驟 其順控程序如下, 該段程序執(zhí)行了Phase3_ch_R30段中加料步驟

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phase 3_ch_R30 step chrg_mon open VL3301, VL3003 1 AG3001 on ? Set flow to 5DGPM set FIC301.SP=50 2 PU3001 on wait off close WT3301.PV =0 AG3301, PU3001 VL3301, VL3003 3 ? Put loop in Manual and close valve set FIC301.MODE = MAN 4 FIC301.OP = 0 set Display message for operator ? send(wait): “Monomer charge complete” 5 ①打開VL3301和VL3303兩個(gè) 打開VL3301和VL3303兩個(gè) 電動(dòng)閥，同時(shí)開啟反應(yīng)器中的 攪拌器AG3001。攪拌器AG3001。②將流量控制回路FIC301的給 ②將流量控制回路FIC301的給 定設(shè)定為50%，將泵PU3001 定設(shè)定為50%，將泵PU3001 啟動(dòng)。等待直到TANK33的料 啟動(dòng)。等待直到TANK33的料 排空。③停止攪拌器AG3301和泵 ③停止攪拌器AG3301和泵 PU3001，關(guān)電動(dòng)閥VL3301和 PU3001，關(guān)電動(dòng)閥VL3301和 VL3303。VL3303。④將流量控制回路FIC301切換 ④將流量控制回路FIC301切換 到手動(dòng)，將調(diào)節(jié)閥關(guān)死。⑤送信息給操作員，加料完成。？表示程序解釋，不影響順序 控制。

操作站--全方位用戶操作站 操作站--全方位用戶操作站GUS 全方位用戶操作站GUS 全方位用戶操作站（Global 全方位用戶操作站（Global Users Station，GUS）是 Station，GUS）是 LCN上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，是以Windows 2000作為操作系統(tǒng)，LCN上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，是以Windows 2000作為操作系統(tǒng)，具有兩個(gè)處理器的高性能操作站。GUS能滿足操作人員，管理人員，系統(tǒng)工程師及維護(hù)人員 GUS能滿足操作人員，管理人員，系統(tǒng)工程師及維護(hù)人員 的各種要求，并可以為各級人員設(shè)置權(quán)限，用戶名和密碼。GUS操作站可以配置操作員鍵盤，實(shí)現(xiàn)以下功能： GUS操作站可以配置操作員鍵盤，實(shí)現(xiàn)以下功能： 選擇畫面；選擇控制方式(MAN/AUTO/CAS)；設(shè)定值/ 選擇畫面；選擇控制方式(MAN/AUTO/CAS)；設(shè)定值/ 輸出值的升/ 用光標(biāo)或數(shù)字鍵)；順序起動(dòng)/ 輸出值的升/降(用光標(biāo)或數(shù)字鍵)；順序起動(dòng)/停止；選擇 報(bào)警組；報(bào)警確認(rèn)/ 報(bào)警組；報(bào)警確認(rèn)/復(fù)位；打印屏幕；選擇趨勢記錄和報(bào) 表?？蓪ΤＲ?guī)控制的參數(shù)進(jìn)行顯示和修改。

歷史記錄功能-歷史模件HM 歷史記錄功能-歷史模件HM 歷史模件（History Module，HM）是一個(gè)具有大存貯量的模件，可 歷史模件（History Module，HM）是一個(gè)具有大存貯量的模件，可 被LCN網(wǎng)上所有的模件所使用。如其名所表示的，它是TPS統(tǒng)的儲(chǔ)存 LCN網(wǎng)上所有的模件所使用。如其名所表示的，它是TPS統(tǒng)的儲(chǔ)存 單元，容量巨大。歷史模件具有強(qiáng)大的處理能力，可用來建立大量易 于檢索的數(shù)據(jù)供工程師和操作員使用。歷史模件存貯系統(tǒng)的點(diǎn)的歷史數(shù)據(jù)?？捎?jì)算和存貯每小時(shí)、工作班、日、月的平均值以及每段時(shí)間的最高和最低值。歷史模件還可存貯系統(tǒng)所有的歷史事件，如過程報(bào)警、系統(tǒng)狀態(tài)改變、操作過程和系統(tǒng)變化，以及錯(cuò)誤信息。此外，歷史模件還存貯顯示文件、裝載文件、順序文件、控制語言、邏輯管理站梯形邏輯程序和組態(tài)源文件等系統(tǒng)文件，確認(rèn)點(diǎn)(CHECKPOINT)文件及在線維護(hù)信息等。(CHECKPOINT)文件及在線維護(hù)信息等。斷點(diǎn)保護(hù)（CHECKPOINT）功能是HM自動(dòng)定時(shí)或手動(dòng)存儲(chǔ)整個(gè)系統(tǒng) 斷點(diǎn)保護(hù)（CHECKPOINT）功能是HM自動(dòng)定時(shí)或手動(dòng)存儲(chǔ)整個(gè)系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)上的所有信息，在停電或系統(tǒng)故障后可以迅速，準(zhǔn)確地恢復(fù)整個(gè) 系統(tǒng)，對生產(chǎn)過程不造成任何影響。這對于工業(yè)生產(chǎn)來講是非常重要 和必須的。HM支持盤冗余配置。HM支持盤冗余配置。

工程師站

TPS系統(tǒng)的每臺(tái)GUS都具有工程師站的組態(tài)功 TPS系統(tǒng)的每臺(tái)GUS都具有工程師站的組態(tài)功 能，包括控制回路組態(tài)，編程，畫面生成，報(bào) 表生成，過程趨勢和參數(shù)整定等

組態(tài)軟件

TPS系統(tǒng)組態(tài)可以分為網(wǎng)絡(luò)組態(tài)，數(shù)據(jù)庫組態(tài)，TPS系統(tǒng)組態(tài)可以分為網(wǎng)絡(luò)組態(tài)，數(shù)據(jù)庫組態(tài)，控制功能組態(tài)和流程圖組態(tài)幾個(gè)部分。網(wǎng)絡(luò)組態(tài)分別對LCN和UCN網(wǎng)上的各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn) 網(wǎng)絡(luò)組態(tài)分別對LCN和UCN網(wǎng)上的各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn) 行功能分配和資源配置，使他們能有效地實(shí)現(xiàn) 通信和數(shù)據(jù)交換

數(shù)據(jù)庫組態(tài)可以分別完成實(shí)時(shí)區(qū)域數(shù)據(jù)庫的組態(tài)和歷史組 的分配。同時(shí)也可以生成固定格式報(bào)表和自由格式報(bào)表?？刂品桨傅慕M態(tài)通過填表的方式完成，可產(chǎn)生一個(gè)模板點(diǎn)，再利用模板建點(diǎn)法（Exception Build），可以建立大量 再利用模板建點(diǎn)法（Exception Build），可以建立大量 的同類型點(diǎn)。大大節(jié)約組態(tài)時(shí)間。GUS 操作站中的畫面制作工具軟件Display Builder 可 操作站中的畫面制作工具軟件Display 以幫助工程技術(shù)人員，快速創(chuàng)建視覺良好、容易操作的流 程圖顯示畫面，這些畫面既可在GUS上也可在個(gè)人電腦上 程圖顯示畫面，這些畫面既可在GUS上也可在個(gè)人電腦上 生成。Display Builder提供了顯示元素和腳本語言程序 生成。Display Builder提供了顯示元素和腳本語言程序 段的可重用能力，不僅大大降低了創(chuàng)作畫面的工程時(shí)間，而且提高了準(zhǔn)確性。強(qiáng)大的腳本語言功能使得顯示隨過程 數(shù)據(jù)變化的動(dòng)態(tài)效果變得簡單。控制數(shù)據(jù)以及工廠網(wǎng)絡(luò)上 的OPC數(shù)據(jù)同樣也能方便地顯示在過程流程圖畫面上。OPC數(shù)據(jù)同樣也能方便地顯示在過程流程圖畫面上。

過程趨勢和參數(shù)整定

GUS工程師站可以實(shí)時(shí)監(jiān)視過程趨勢點(diǎn)，GUS工程師站可以實(shí)時(shí)監(jiān)視過程趨勢點(diǎn)，組趨勢顯示包括八條趨勢點(diǎn)，顯示時(shí)間周 期從二分鐘到八小時(shí)可以在畫面上實(shí)時(shí)選 擇，新數(shù)據(jù)將舊數(shù)據(jù)向左推移(polling 擇，新數(shù)據(jù)將舊數(shù)據(jù)向左推移(polling scheme)。工程師站可以同時(shí)進(jìn)行參數(shù)整 scheme)。工程師站可以同時(shí)進(jìn)行參數(shù)整 定，修改控制常數(shù)和濾波常數(shù)。

通訊系統(tǒng)

TPS的通訊系統(tǒng)采用全冗余的工業(yè)化數(shù)字通 TPS的通訊系統(tǒng)采用全冗余的工業(yè)化數(shù)字通 訊系統(tǒng)?？刂茖硬捎脝为?dú)的UCN控制網(wǎng)絡(luò)，訊系統(tǒng)?？刂茖硬捎脝为?dú)的UCN控制網(wǎng)絡(luò)，操作監(jiān)視層則采用LCN網(wǎng)絡(luò)將多個(gè)UCN網(wǎng) 操作監(jiān)視層則采用LCN網(wǎng)絡(luò)將多個(gè)UCN網(wǎng) 絡(luò)連接在一起實(shí)現(xiàn)中央監(jiān)控。LCN可以通 絡(luò)連接在一起實(shí)現(xiàn)中央監(jiān)控。LCN可以通 過光線擴(kuò)展器LCNE實(shí)現(xiàn)中央控制室和現(xiàn)場 過光線擴(kuò)展器LCNE實(shí)現(xiàn)中央控制室和現(xiàn)場 機(jī)柜室的光纖連接，每段光纜可達(dá)2 機(jī)柜室的光纖連接，每段光纜可達(dá)2公里(無中繼設(shè)備)。無中繼設(shè)備)冗余

UCN和LCN及網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備NIM采用全冗余配置，在正常進(jìn)行狀態(tài) UCN和LCN及網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備NIM采用全冗余配置，在正常進(jìn)行狀態(tài) 下定時(shí)自動(dòng)切換，不會(huì)有數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象發(fā)生。當(dāng)某一路通訊發(fā)生故 障時(shí)，系統(tǒng)在操作站上有系統(tǒng)報(bào)警提示。LCN網(wǎng)連接的節(jié)點(diǎn)最多可達(dá)96個(gè)。在系統(tǒng)正常工作時(shí)，可以很方 LCN網(wǎng)連接的節(jié)點(diǎn)最多可達(dá)96個(gè)。在系統(tǒng)正常工作時(shí)，可以很方 便地掛上或卸掉它們，而不影響系統(tǒng)的其它節(jié)點(diǎn)的正常工作。LCN 便地掛上或卸掉它們，而不影響系統(tǒng)的其它節(jié)點(diǎn)的正常工作。LCN 為兩條冗余的同軸電纜，分為主電纜和備份電纜，當(dāng)主纜損壞或出 現(xiàn)通訊錯(cuò)誤時(shí)，備份電纜自動(dòng)接替工作，成為主纜。電纜和節(jié)點(diǎn)間 的連接是通過節(jié)點(diǎn)上的傳輸電路板，這樣設(shè)計(jì)的最大優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)某一 節(jié)點(diǎn)損壞時(shí)，LCN網(wǎng)上的其它節(jié)點(diǎn)的通訊不受影響。此外，LCN還 節(jié)點(diǎn)損壞時(shí)，LCN網(wǎng)上的其它節(jié)點(diǎn)的通訊不受影響。此外，LCN還 為所有的節(jié)點(diǎn)提供同步時(shí) UCN采用冗余同軸連接各個(gè)控制器和網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備，采用32位 UCN采用冗余同軸連接各個(gè)控制器和網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備，采用32位 CRC幀檢測順序（FCS）確認(rèn)接受的每一個(gè)幀，使用軟件檢查傳送 CRC幀檢測順序（FCS）確認(rèn)接受的每一個(gè)幀，使用軟件檢查傳送 信息的長度確保網(wǎng)絡(luò)的可靠性。檢測到任何錯(cuò)誤馬上通知發(fā)送設(shè)備 重新發(fā)送。UCN上各個(gè)節(jié)點(diǎn)與UCN連接的接口的發(fā)送和接受電路是獨(dú)立的，UCN上各個(gè)節(jié)點(diǎn)與UCN連接的接口的發(fā)送和接受電路是獨(dú)立的，使得網(wǎng)絡(luò)上各節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)電氣隔離，任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生電路故障時(shí)不 會(huì)影響通信。主干電纜和分枝電纜設(shè)計(jì)進(jìn)一步起到故障隔離作用。

第二層的安全保護(hù)體現(xiàn)在軟件對UCN網(wǎng)絡(luò)上所有節(jié)點(diǎn) 第二層的安全保護(hù)體現(xiàn)在軟件對UCN網(wǎng)絡(luò)上所有節(jié)點(diǎn) 進(jìn)行診斷和統(tǒng)計(jì)，監(jiān)視和報(bào)告各節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)的通信狀 況，統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤超過預(yù)設(shè)值時(shí)有報(bào)警提示，這種檢查可 以確?？刂茟?yīng)用高度實(shí)時(shí)性的要求。為了確保UCN網(wǎng)的通訊能力，每個(gè)節(jié)點(diǎn)會(huì)自我檢測連 為了確保UCN網(wǎng)的通訊能力，每個(gè)節(jié)點(diǎn)會(huì)自我檢測連 續(xù)傳送狀況，如果發(fā)現(xiàn)連續(xù)占用傳送超過1/2秒，將 續(xù)傳送狀況，如果發(fā)現(xiàn)連續(xù)占用傳送超過1/2秒，將 關(guān)閉該節(jié)點(diǎn)的傳送口。萬一多個(gè)電纜故障出現(xiàn)，通訊 軟件會(huì)試圖在UCN網(wǎng)上重新建立連接，該方式被稱為 軟件會(huì)試圖在UCN網(wǎng)上重新建立連接，該方式被稱為 “Auto-Reconnect”。Auto-Reconnect” 網(wǎng)絡(luò)接口模件（Network 網(wǎng)絡(luò)接口模件（Network Interface Module，Module，NIM）是連接LCN網(wǎng)和UCN網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)接口模件，它 NIM）是連接LCN網(wǎng)和UCN網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)接口模件，它 完成從LCN傳輸和通信協(xié)議向UCN傳輸和通信協(xié)議的 完成從LCN傳輸和通信協(xié)議向UCN傳輸和通信協(xié)議的 轉(zhuǎn)換，而且向整個(gè)網(wǎng)絡(luò)廣播時(shí)鐘，使網(wǎng)絡(luò)上所有模件 的時(shí)鐘保持一致。NIM為冗余配置，備用NIM總是從 的時(shí)鐘保持一致。NIM為冗余配置，備用NIM總是從 主NIM保持更新相關(guān)信息，這樣可以隨時(shí)切換而不影 NIM保持更新相關(guān)信息，這樣可以隨時(shí)切換而不影 響通訊。這樣的切換可以是自動(dòng)的，也可以是操作員 手動(dòng)完成。

接口設(shè)備

LCN主要技術(shù)參數(shù)如下： LCN主要技術(shù)參數(shù)如下： 光纖擴(kuò)展可達(dá)20kM； 光纖擴(kuò)展可達(dá)20kM； 每條LCN最多支持96節(jié)點(diǎn)； 每條LCN最多支持96節(jié)點(diǎn)； 每條LCN最多可連10條UCN； 每條LCN最多可連10條UCN； 連接到LCN上的主要設(shè)備包括：GUS全方位用戶站； 連接到LCN上的主要設(shè)備包括：GUS全方位用戶站； HM歷史模件；NIM網(wǎng)絡(luò)接口模件；EPLCG增強(qiáng)型PLC HM歷史模件；NIM網(wǎng)絡(luò)接口模件；EPLCG增強(qiáng)型PLC 網(wǎng)絡(luò)接口模件；APP應(yīng)用處理平臺(tái)等。網(wǎng)絡(luò)接口模件；APP應(yīng)用處理平臺(tái)等。UCN主要技術(shù)參數(shù)如下： UCN主要技術(shù)參數(shù)如下： UCN網(wǎng)長度最長2公里；每條UCN最多支持32對節(jié)點(diǎn).UCN網(wǎng)長度最長2公里；每條UCN最多支持32對節(jié)點(diǎn).連接到UCN上的主要設(shè)備包括：高性能過程管理站 連接到UCN上的主要設(shè)備包括：高性能過程管理站(HPM)；高級過程管理站(APM)；過程管理站(PM)；(HPM)；高級過程管理站(APM)；過程管理站(PM)； 邏輯管理站(LM)；故障安全系統(tǒng)(FSC)等。邏輯管理站(LM)；故障安全系統(tǒng)(FSC)等。

系統(tǒng)內(nèi)通訊方法說明

局域控制網(wǎng)絡(luò)（Local 局域控制網(wǎng)絡(luò)（Local Control Network，LCN）是一 Network，LCN）是一 條通訊速率很高、冗余的通訊總線，連接著中央控制室內(nèi) 的所有控制設(shè)備。LCN電纜的通訊速率為5Mb/s，采用國 的所有控制設(shè)備。LCN電纜的通訊速率為5Mb/s，采用國 際標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.4令牌總線協(xié)議，帶有傳輸數(shù)據(jù)錯(cuò)誤檢查 際標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.4令牌總線協(xié)議，帶有傳輸數(shù)據(jù)錯(cuò)誤檢查 功能。LCN采用總線方式連接各個(gè)節(jié)點(diǎn)。功能。LCN采用總線方式連接各個(gè)節(jié)點(diǎn)。UCN網(wǎng)絡(luò)的通信采用IEEE 802.4協(xié)議令牌傳送方式，通 UCN網(wǎng)絡(luò)的通信采用IEEE 802.4協(xié)議令牌傳送方式，通 訊速率為5MB/s，網(wǎng)絡(luò)上的模件可以進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)通訊 訊速率為5MB/s，網(wǎng)絡(luò)上的模件可以進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)通訊(Peer To Peer)，所有模件共享網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，使這些設(shè)備 Peer)，所有模件共享網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，使這些設(shè)備 可以互享信息、相互協(xié)調(diào)、實(shí)現(xiàn)先進(jìn)、復(fù)雜的控制策略。UCN也是采用總線方式連接各個(gè)節(jié)點(diǎn)。UCN網(wǎng)通過NIM UCN也是采用總線方式連接各個(gè)節(jié)點(diǎn)。UCN網(wǎng)通過NIM 和LCN網(wǎng)相連并進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通訊。LCN網(wǎng)相連并進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通訊。

系統(tǒng)柜內(nèi)供電

DCS機(jī)柜供電系統(tǒng)，冗余配置。一對 DCS機(jī)柜供電系統(tǒng)，冗余配置。一對 220VAC電源通過電源背板分別向各個(gè)卡 220VAC電源通過電源背板分別向各個(gè)卡 件箱供電。一對電源最多可以帶兩個(gè)系統(tǒng) 柜.機(jī) 柜 正 面

機(jī)柜、卡件箱

機(jī)柜（2100×800×800）采用前后開門式標(biāo)準(zhǔn) 機(jī)柜（2100×800×800）采用前后開門式標(biāo)準(zhǔn) 機(jī)柜，前面裝有各種卡件和電源，背面裝有FTA。機(jī)柜，前面裝有各種卡件和電源，背面裝有FTA。（LCN）卡件箱分為：雙節(jié)點(diǎn)卡件箱和5槽卡件箱； LCN）卡件箱分為：雙節(jié)點(diǎn)卡件箱和5 雙節(jié)點(diǎn)卡件箱上2 雙節(jié)點(diǎn)卡件箱上2下3中間是兩個(gè)電源。5槽卡件 中間是兩個(gè)電源。5 箱只有一個(gè)電源和5 箱只有一個(gè)電源和5個(gè)插槽。（UCN）IOP卡件箱：每個(gè)系統(tǒng)柜有3個(gè)IOP卡件 UCN）IOP卡件箱：每個(gè)系統(tǒng)柜有3 IOP卡件 箱每個(gè)卡件箱里有15個(gè)槽位，可以分別安裝各種 箱每個(gè)卡件箱里有15個(gè)槽位，可以分別安裝各種 I/O卡件。I/O卡件。還有一種7 IOP卡件箱這里不做說明 還有一種7槽IOP卡件箱這里不做說明

網(wǎng)絡(luò)通訊介質(zhì)

網(wǎng)絡(luò)通訊介質(zhì)可以分為三類： A：同軸電纜 B：雙絞線 C：光纖

同軸電纜

分有50 分有50、75 兩種。TPS（LCN）采用 兩種。TPS（LCN）采用 的是同軸電纜通訊介質(zhì)。50 同軸電纜傳輸數(shù)字信號，傳輸速率為 10Mbps，它的抗干擾能力強(qiáng)，多站適應(yīng)性 10Mbps，它的抗干擾能力強(qiáng)，多站適應(yīng)性 較好，在集散系統(tǒng)中應(yīng)用較多。75 同軸電纜一般傳輸模擬信號，也可傳 輸數(shù)字信號，傳輸速率為50Mbps，常用于 輸數(shù)字信號，傳輸速率為50Mbps，常用于 電視系統(tǒng)。

雙絞線、光纖

雙絞線：可以傳輸數(shù)字信號和模擬信號，有價(jià)格低廉、數(shù)據(jù)傳輸率低為1 2Mbps，有價(jià)格低廉、數(shù)據(jù)傳輸率低為1-2Mbps，可連接的設(shè)備少等特點(diǎn)，使用廣泛，現(xiàn)場 總線常采用雙絞線。光纖：不受電磁干擾影響，數(shù)據(jù)傳輸速率 高達(dá)幾百兆波特率，可以支持的設(shè)備多，但價(jià)格貴，集散系統(tǒng)遠(yuǎn)程通信采用光纜。I/O卡件性能 I/O卡件性能

I/O卡件類型 I/O卡件類型

I/O卡件的常用類型有以下幾種： I/O卡件的常用類型有以下幾種： 模擬信號輸入AI（5V電壓或4 模擬信號輸入AI（1-5V電壓或4-20mA)模擬信號輸出AO（模擬信號輸出AO（4-20mA)數(shù)字信號輸入DI 數(shù)字信號輸入DI 數(shù)字信號輸出DO 數(shù)字信號輸出DO 熱電阻信號輸入RTD 熱電阻信號輸入RTD 脈沖輸入卡PI 脈沖輸入卡PI AI卡件 AI卡件

功能： 接收現(xiàn)場變送器采集的信號（溫度、壓 力、物位、流量、密度等）。信號類型： 接收1 5V、20mA、電阻信號 接收1-5V、4-20mA、電阻信號 毫伏信號 FTA接線方式： FTA接線方式： 兩線制、三線制、四線制

AO卡件 AO卡件

功能： 發(fā)送信號到現(xiàn)場驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作（氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、變頻器等）信號類型： 4-20mA FTA接線方式： FTA接線方式： 兩線制 DI卡件 DI卡件

DI功能： DI功能： 接收現(xiàn)場回來的干接點(diǎn)信號（電機(jī) 的運(yùn)行狀態(tài)信號、閥門的開關(guān)狀態(tài)、泵的 運(yùn)行狀態(tài)等)運(yùn)行狀態(tài)等)信號類型： 干接點(diǎn)信號 FTA接線方式： FTA接線方式： 兩線制

DO卡件 DO卡件

DO功能： DO功能： 發(fā)出信號驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場的設(shè)備如（開關(guān) 閥的開/關(guān)、電機(jī)的停/啟、泵的停/ 閥的開/關(guān)、電機(jī)的停/啟、泵的停/啟）信號類型： 干接點(diǎn)信號 接線方式： 二線制

當(dāng)DI/DO接收或發(fā)出有源信號時(shí)要加繼電器隔離 DI/DO接收或發(fā)出有源信號時(shí)要加繼電器隔離 FTA FTA：TPS系統(tǒng)的接線端子板。不同的卡件有其 FTA：TPS系統(tǒng)的接線端子板。不同的卡件有其 相應(yīng)的FTA 相應(yīng)的FTA 功能特點(diǎn) 支持冗余接線方式 支持配電與不配電接線方式 實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場與中控接線隔離 節(jié)省中間接線 節(jié)省安裝空間 TPS的網(wǎng)絡(luò)類型 TPS的網(wǎng)絡(luò)類型

TPS系統(tǒng)分為以下三種網(wǎng)絡(luò)類型： TPS系統(tǒng)分為以下三種網(wǎng)絡(luò)類型： A.PIN：（工廠控制網(wǎng)絡(luò)）可以訪問過程絡(luò)網(wǎng)中的 PIN：（工廠控制網(wǎng)絡(luò)）可以訪問過程絡(luò)網(wǎng)中的 數(shù)據(jù) B.LCN：過程控制網(wǎng)絡(luò)(GUS位于這一層）LCN：過程控制網(wǎng)絡(luò)(GUS位于這一層）

C.UCN：萬能控制絡(luò)（與現(xiàn)場的設(shè)備和儀表相連）UCN：萬能控制絡(luò)（與現(xiàn)場的設(shè)備和儀表相連）

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

本廠DCS系統(tǒng)的概況 本廠DCS系統(tǒng)的概況

一、中央控制室 名 稱 數(shù)量 單位 操作站(雙屏)操作站(雙屏)61 臺(tái) 包括： 彩色LCD(22”)彩色LCD(22” 122 臺(tái) 操作鍵盤 61 臺(tái) 鼠 標(biāo) 61 臺(tái) 輔助操作臺(tái) 20 套 每臺(tái)包括： 開關(guān)按鈕 約20 只 彩色噴墨打印機(jī) 12 臺(tái) 光纖通訊系統(tǒng) 5 套 包括:網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(冗余）網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī), 網(wǎng)絡(luò)接口, 交換機(jī)(冗余)包括:網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(冗余）網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī), 網(wǎng)絡(luò)接口, 交換機(jī)(冗余)、光電轉(zhuǎn)換器、光纖等 大屏幕監(jiān)視系統(tǒng) 1 套(6臺(tái)大屏幕監(jiān)視器)(6臺(tái)大屏幕監(jiān)視器)生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng) 1 套 包括:監(jiān)視終端設(shè)備、OPC服務(wù)器(冗余)交換機(jī)(冗余)包括:監(jiān)視終端設(shè)備、OPC服務(wù)器(冗余)、交換機(jī)(冗余)、光電轉(zhuǎn)換器、網(wǎng)絡(luò) 接口, 接口, 光纜、打印機(jī)等。（具體數(shù)量待定）

二、煤氣化裝置控制室 名 稱 1.過程接口和控制器 2.端子柜/安全柵柜 3.繼電器柜 4.操作站(雙屏)包括： 彩色LCD(22”)操作鍵盤 鼠 標(biāo) 5.工程師站 包括： 彩色LCD(22”)操作鍵盤 鼠 標(biāo) 6.通訊系統(tǒng) 7.彩色噴墨打印機(jī) 8.輔助操作臺(tái) 每臺(tái)包括： 開關(guān)按鈕 9.歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元 10.通訊接口(通訊協(xié)議為MODBUS RTU)11． GPS 數(shù)量 供貨商確定 供貨商確定 供貨商確定 6 12 6 6 2 2 2 2 1 1 1 約 20 1 約200 3 單位

臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 套 臺(tái) 套 只 套 個(gè) 套

三、甲醇裝置控制室 名 稱 1.過程接口和控制器 2.端子柜/安全柵柜 端子柜/ 3.繼電器柜 4.操作站(雙屏)操作站(雙屏)包括： 彩色LCD(22”)彩色LCD(22” 操作鍵盤 鼠 標(biāo) 5.工程師站 包括： 彩色LCD(22”)彩色LCD(22” 操作鍵盤 鼠 標(biāo) 6.通訊系統(tǒng) 7.彩色噴墨打印機(jī) 8.輔助操作臺(tái) 每臺(tái)包括： 開關(guān)按鈕 9.歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元 10.通訊接口RS485 通訊接口RS485(通訊協(xié)議為MODBUS RTU)通訊協(xié)議為MODBUS 11． GPS 11．

數(shù)量 供貨商確定 供貨商確定 供貨商確定 5 10 5 5 1 1 1 1 1 1 1 約20 1 約25 1 單位

臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 套 臺(tái) 套 只 套 個(gè) 套

四、MTP裝置控制室 MTP裝置控制室 名 稱 1.過程接口和控制器 2.端子柜/安全柵柜 端子柜/ 3.繼電器柜 4.操作站(雙屏)操作站(雙屏)包括： 彩色LCD(22”)彩色LCD(22” 操作鍵盤 鼠 標(biāo) 5.工程師站 包括： 彩色LCD(22”)彩色LCD(22” 操作鍵盤 鼠 標(biāo) 6.通訊系統(tǒng) 7.彩色噴墨打印機(jī) 8.輔助操作臺(tái) 每臺(tái)包括： 開關(guān)按鈕 9.歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元 10.通訊接口RS485 通訊接口RS485(通訊協(xié)議為MODBUS RTU)通訊協(xié)議為MODBUS 11． GPS 11．

數(shù)量 供貨商確定 供貨商確定 供貨商確定 5 10 5 5 1 1 1 1 1 1 6 約20 1 約20 1 單位

臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 套 臺(tái) 套 只 套 個(gè) 套

五、PP裝置控制室 PP裝置控制室 名 稱 1.過程接口和控制器 2.端子柜/安全柵柜 端子柜/ 3.繼電器柜 4.操作站(雙屏)操作站(雙屏)包括： 彩色LCD(22”)彩色LCD(22” 操作鍵盤 鼠 標(biāo) 5.工程師站 包括： 彩色LCD(22”)彩色LCD(22” 操作鍵盤 鼠 標(biāo) 6.通訊系統(tǒng) 7.彩色噴墨打印機(jī) 8.輔助操作臺(tái) 每臺(tái)包括： 開關(guān)按鈕 9.歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元 10.通訊接口RS485 通訊接口RS485(通訊協(xié)議為MODBUS RTU)通訊協(xié)議為MODBUS 11． GPS 11．

數(shù)量 供貨商確定 供貨商確定 供貨商確定 5 10 5 5 1 1 1 1 1 1 6 約20 1 約44 1 單位

臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 套 臺(tái) 套 只 套 個(gè) 套

空分現(xiàn)場操作室布置圖

空分DCS系統(tǒng)圖 空分DCS系統(tǒng)圖

DCS和PLC的區(qū)別 DCS和PLC的區(qū)別

DCS和PLC是兩個(gè)完全不同而又有著千絲萬縷聯(lián)系的概念。DCS和PLC是兩個(gè)完全不同而又有著千絲萬縷聯(lián)系的概念。DCS和PLC都是計(jì)算機(jī)技術(shù)與工業(yè)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，DCS和PLC都是計(jì)算機(jī)技術(shù)與工業(yè)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，主控制系統(tǒng)用的是DCS，而PLC主要應(yīng)用在輔助車間。主控制系統(tǒng)用的是DCS，而PLC主要應(yīng)用在輔助車間。DCS和PLC都有操作員站提供人機(jī)交互的手段、都依靠基 DCS和PLC都有操作員站提供人機(jī)交互的手段、都依靠基 于計(jì)算機(jī)技術(shù)的控制器完成控制運(yùn)算、都通過I/O卡件完 于計(jì)算機(jī)技術(shù)的控制器完成控制運(yùn)算、都通過I/O卡件完 成與一次元件和執(zhí)行裝置的數(shù)據(jù)交換、都具備稱之為網(wǎng)絡(luò) 的通信系統(tǒng)。DCS和PLC如此相似，為什么會(huì)有完全不同 的通信系統(tǒng)。DCS和PLC如此相似，為什么會(huì)有完全不同 的概念，我們在工程實(shí)踐中如何進(jìn)行選擇？我們從歷史沿 革、技術(shù)特點(diǎn)、發(fā)展方向等幾個(gè)方面作一綜述

DCS和PLC的歷史沿革及核心概念 DCS和PLC的歷史沿革及核心概念 DCS為分散控制系統(tǒng)的英文（TOTAL DCS為分散控制系統(tǒng)的英文（TOTAL DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM）簡稱。SYSTEM）簡稱。指的是危險(xiǎn)分散、數(shù)據(jù)集中。70年代中期進(jìn)入市 指的是危險(xiǎn)分散、數(shù)據(jù)集中。70年代中期進(jìn)入市 場，完成模擬量控制，代替以PID運(yùn)算為主的模 場，完成模擬量控制，代替以PID運(yùn)算為主的模 擬控制儀表。首先提出DCS這樣一種思想的是儀 擬控制儀表。首先提出DCS這樣一種思想的是儀 表制造廠商，當(dāng)時(shí)主要應(yīng)用于化工行業(yè)。而PLC 表制造廠商，當(dāng)時(shí)主要應(yīng)用于化工行業(yè)。而PLC 于60年代末研制成功，稱作邏輯運(yùn)算的可編程序 60年代末研制成功，稱作邏輯運(yùn)算的可編程序 控制器（Programmable 控制器（Programmable Logic Controller），Controller），簡稱PLC。主要應(yīng)用于汽車制造業(yè)。簡稱PLC。主要應(yīng)用于汽車制造業(yè)。

DCS和PLC的設(shè)計(jì)原理區(qū)別較大，PLC是從摸仿 DCS和PLC的設(shè)計(jì)原理區(qū)別較大，PLC是從摸仿 原繼電器控制原理發(fā)展起來的，70年代的PLC只 原繼電器控制原理發(fā)展起來的，70年代的PLC只 有開關(guān)量邏輯控制。它以存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順 序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和運(yùn)算等操作的指令；并通 過數(shù)字輸入和輸出操作，來控制各類機(jī)械或生產(chǎn) 過程。用戶編制的控制程序表達(dá)了生產(chǎn)過程的工 藝要求。將其存入PLC的用戶程序存儲(chǔ)器，運(yùn)行 藝要求。將其存入PLC的用戶程序存儲(chǔ)器，運(yùn)行 時(shí)按存儲(chǔ)程序的內(nèi)容逐條執(zhí)行，以完成工藝流程 要求的操作。DCS是在運(yùn)算放大器的基礎(chǔ)上得以發(fā)展的。把所 DCS是在運(yùn)算放大器的基礎(chǔ)上得以發(fā)展的。把所 有的函數(shù)、各過程變量之間的關(guān)系都設(shè)計(jì)成功能 塊。70年代中期的DCS只有模擬量控制。塊。70年代中期的DCS只有模擬量控制。

DCS和PLC控制器的主要差別是在開關(guān)量和模擬 DCS和PLC控制器的主要差別是在開關(guān)量和模擬 量的運(yùn)算上，即使后來兩者相互有些滲透，但是 仍然有區(qū)別。80年代以后，PLC除邏輯運(yùn)算外，仍然有區(qū)別。80年代以后，PLC除邏輯運(yùn)算外，也增加了一些控制回路算法，但要完成一些復(fù)雜 運(yùn)算還是比較困難，PLC用梯形圖編程，模擬量 運(yùn)算還是比較困難，PLC用梯形圖編程，模擬量 的運(yùn)算在編程時(shí)不太直觀，編程比較麻煩。但在 解算邏輯方面，表現(xiàn)出快速的優(yōu)點(diǎn)。而DCS使用 解算邏輯方面，表現(xiàn)出快速的優(yōu)點(diǎn)。而DCS使用 功能塊封裝模擬運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，無論是邏輯運(yùn) 算還是復(fù)雜模擬運(yùn)算的表達(dá)形式都非常清晰，但 相對PLC來說邏輯運(yùn)算的表達(dá)效率較低。相對PLC來說邏輯運(yùn)算的表達(dá)效率較低。

DCS和PLC在歷史沿革上的差異是明顯的，對它 DCS和PLC在歷史沿革上的差異是明顯的，對它 們后續(xù)的發(fā)展產(chǎn)生了重大影響。然而，對后續(xù)發(fā) 展影響最大的，并不是起源技術(shù)上的差別，而是 其起源概念的差別。DCS的核心概念是危險(xiǎn)分散，其起源概念的差別。DCS的核心概念是危險(xiǎn)分散，數(shù)據(jù)集中的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，因此DCS的發(fā)展過 數(shù)據(jù)集中的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，因此DCS的發(fā)展過 程，就是在不斷的運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)和 控制技術(shù)的最新成果，來構(gòu)建一個(gè)完整的集散控 制體系，DCS給用戶提供的是一個(gè)完整的面向工 制體系，DCS給用戶提供的是一個(gè)完整的面向工 業(yè)控制的安全可靠高效靈活的解決方案。而PLC 業(yè)控制的安全可靠高效靈活的解決方案。而PLC 的核心概念是可編程序控制器，目的是用來取代 繼電器，執(zhí)行邏輯、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，建立柔性程序控制裝置。所以，PLC不斷發(fā)展的 建立柔性程序控制裝置。所以，PLC不斷發(fā)展的 主線是在不斷地提高各項(xiàng)能力指標(biāo)，給用戶提供 一個(gè)完善的功能靈活的控制裝置。

DCS和PLC的技術(shù)特點(diǎn)與相互滲透

不同的概念基礎(chǔ)、不同的發(fā)展道路使得DCS和 PLC有著各自不同的技術(shù)特點(diǎn)，而技術(shù)的發(fā)展 也不是封閉的，相互學(xué)習(xí)相互滲透也始終貫穿 在發(fā)展過程之中。

我們知道，一個(gè)PLC的控制器，往往能夠處理幾 我們知道，一個(gè)PLC的控制器，往往能夠處理幾 千個(gè)I/O點(diǎn)（最多可達(dá)8000多個(gè)I/O）。而DCS 千個(gè)I/O點(diǎn)（最多可達(dá)8000多個(gè)I/O）。而DCS 的控制器，一般只能處理幾百個(gè)I/O點(diǎn)（不超過 的控制器，一般只能處理幾百個(gè)I/O點(diǎn)（不超過 500個(gè)I/O）。難道是DCS開發(fā)人員技術(shù)水平太 500個(gè)I/O）。難道是DCS開發(fā)人員技術(shù)水平太 差了嗎？恐怕不是。從集散體系的要求來說，不 允許有控制集中的情況出現(xiàn)，太多點(diǎn)數(shù)的控制器 在實(shí)際應(yīng)用中是毫無用處的，DCS開發(fā)人員根本 在實(shí)際應(yīng)用中是毫無用處的，DCS開發(fā)人員根本 就沒有開發(fā)帶很多I/O點(diǎn)數(shù)控制器的需要驅(qū)動(dòng)，就沒有開發(fā)帶很多I/O點(diǎn)數(shù)控制器的需要驅(qū)動(dòng)，他們的主要精力在于提供體系的可靠性和靈活性。而PLC不一樣，作為一個(gè)獨(dú)立的柔性控制裝置，PLC不一樣，作為一個(gè)獨(dú)立的柔性控制裝置，帶點(diǎn)能力越強(qiáng)當(dāng)然也就代表其技術(shù)水平越高了，至于整個(gè)控制體系的應(yīng)用水平呢，這主要是工程 商和用戶的事情，而不是PLC制造商的核心目標(biāo)。商和用戶的事情，而不是PLC制造商的核心目標(biāo)。

控制處理能力

控制處理能力的另一個(gè)指標(biāo)，運(yùn)算速度，在人們印象當(dāng) 中PLC也比DCS要快很多。從某一個(gè)角度來看，情況也 PLC也比DCS要快很多。從某一個(gè)角度來看，情況也 的確如此，PLC執(zhí)行邏輯運(yùn)算的效率很高，執(zhí)行1K邏輯 的確如此，PLC執(zhí)行邏輯運(yùn)算的效率很高，執(zhí)行1K邏輯 程序不到1毫秒，其控制周期(DI輸入直接送DO輸出為 程序不到1毫秒，其控制周期(以DI輸入直接送DO輸出為 例)可以控制在50ms以內(nèi)；而DCS在處理邏輯運(yùn)算和模 可以控制在50ms以內(nèi)；而DCS在處理邏輯運(yùn)算和模 擬運(yùn)算時(shí)采用相同的方式，其控制周期往往在100ms以 擬運(yùn)算時(shí)采用相同的方式，其控制周期往往在100ms以 上。我們用PID算法來比較時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)PLC執(zhí)行一個(gè) 上。我們用PID算法來比較時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)PLC執(zhí)行一個(gè) PID運(yùn)算在幾個(gè)毫秒，而DCS的控制器解算一個(gè)PID也需 PID運(yùn)算在幾個(gè)毫秒，而DCS的控制器解算一個(gè)PID也需 要1個(gè)毫秒，這說明PLC和DCS和實(shí)際運(yùn)算能力是相當(dāng)?shù)? 個(gè)毫秒，這說明PLC和DCS和實(shí)際運(yùn)算能力是相當(dāng)?shù)? 某此型號的DCS控制器甚至更強(qiáng)。而控制周期上的差異 某此型號的DCS控制器甚至更強(qiáng)。而控制周期上的差異 主要與控制器的調(diào)度設(shè)計(jì)有關(guān)。大型PLC往往使用副CPU 主要與控制器的調(diào)度設(shè)計(jì)有關(guān)。大型PLC往往使用副CPU 來完成模擬量的運(yùn)算，主CPU高速地完成開關(guān)量運(yùn)算，來完成模擬量的運(yùn)算，主CPU高速地完成開關(guān)量運(yùn)算，所以即使模擬運(yùn)算速度一般，在開關(guān)量控制方面的速度 表現(xiàn)還是非常優(yōu)秀的。而DCS以同樣的速度來處理開關(guān) 表現(xiàn)還是非常優(yōu)秀的。而DCS以同樣的速度來處理開關(guān) 量和模擬量運(yùn)算，控制周期的指標(biāo)確實(shí)不理想。新型的 DCS控制器學(xué)習(xí)了大型PLC的設(shè)計(jì)，在控制周期方面的 DCS控制器學(xué)習(xí)了大型PLC的設(shè)計(jì)，在控制周期方面的 表現(xiàn)獲得了大幅度的提高。

數(shù)據(jù)通訊交換

數(shù)據(jù)通訊交換主要是指控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)及其數(shù)據(jù)交 換形式。在這個(gè)方面DCS有著先天的優(yōu)勢。集散 換形式。在這個(gè)方面DCS有著先天的優(yōu)勢。集散 系統(tǒng)的“分散” 系統(tǒng)的“分散”主要體現(xiàn)在獨(dú)立的控制器上，“集中”主要體現(xiàn)在具有完整數(shù)據(jù)的人機(jī)交互裝 集中” 置上，而將分散和集中連接成集散系統(tǒng)的正是網(wǎng) 絡(luò)。因此，從DCS發(fā)展的早期，網(wǎng)絡(luò)就成為了 絡(luò)。因此，從DCS發(fā)展的早期，網(wǎng)絡(luò)就成為了 DCS生產(chǎn)廠家的核心技術(shù)方向，冗余技術(shù)、窄帶 DCS生產(chǎn)廠家的核心技術(shù)方向，冗余技術(shù)、窄帶 傳輸技術(shù)都是DCS廠家最早研發(fā)或應(yīng)用成功的。傳輸技術(shù)都是DCS廠家最早研發(fā)或應(yīng)用成功的。PLC主要是按照獨(dú)立裝置來設(shè)計(jì)的，其 網(wǎng)絡(luò)” PLC主要是按照獨(dú)立裝置來設(shè)計(jì)的，其 “網(wǎng)絡(luò)” 實(shí)際上是串行通訊。

工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，從形式上拉平了DCS和PLC網(wǎng)絡(luò)方面的差距。從表面上看很平了DCS和PLC網(wǎng)絡(luò)方面的差距。從表面上看很 多DCS和PLC都應(yīng)用了工業(yè)以太網(wǎng)，但是其實(shí)質(zhì) DCS和PLC都應(yīng)用了工業(yè)以太網(wǎng)，但是其實(shí)質(zhì) 上的差距卻依然存在。以很多PLC采用的 上的差距卻依然存在。以很多PLC采用的 MODBUS-TCP以例。MODBUS是串行通訊協(xié)議，MODBUS-TCP以例。MODBUS是串行通訊協(xié)議，不是網(wǎng)絡(luò)，大家都沒有疑問；MODBUS-TCP是 不是網(wǎng)絡(luò)，大家都沒有疑問；MODBUS-TCP是 網(wǎng)絡(luò)嗎？很多人就有疑問了。仔細(xì)分析，MODBUS-TCP是將MODBUS通訊協(xié)議加載到以 MODBUS-TCP是將MODBUS通訊協(xié)議加載到以 太網(wǎng)的TCP協(xié)議之上的一種通訊方式，它雖然具 太網(wǎng)的TCP協(xié)議之上的一種通訊方式，它雖然具 有了網(wǎng)絡(luò)的外形，但依然是一主多從的管理方式，數(shù)據(jù)表的傳輸結(jié)構(gòu)。

組態(tài)維護(hù)功能

組態(tài)維護(hù)功能包括邏輯組態(tài)、下載修改、運(yùn)行調(diào) 試、遠(yuǎn)程診斷等。早期，PLC以梯形圖為主，DCS以模塊功能圖為 早期，PLC以梯形圖為主，DCS以模塊功能圖為 主。經(jīng)過多年的發(fā)展，國際電工委員會(huì)通過 IEC1131-標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了五種編程語言, IEC1131-3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了五種編程語言,目前主流 的DCS和PLC都表示符合這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，支持其中的 DCS和PLC都表示符合這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，支持其中的 幾種或全部編程語言。從開發(fā)效率和程序可讀性 來考慮，模塊功能圖和順序功能圖越來越成為主 要的編程方式，梯形邏輯和結(jié)構(gòu)化文本成為了自 定義模塊的開發(fā)工具。大型PLC在組態(tài)方式上越 定義模塊的開發(fā)工具。大型PLC在組態(tài)方式上越 來越像DCS，差距在逐漸縮小，而小型PLC仍然 來越像DCS，差距在逐漸縮小，而小型PLC仍然 以梯形圖為主。

硬件封裝結(jié)構(gòu)

PLC一般為大底版式機(jī)架，封閉式I/O模件，封閉式結(jié)構(gòu) PLC一般為大底版式機(jī)架，封閉式I/O模件，封閉式結(jié)構(gòu) 有利與提高I/O模件的可靠性，抗射頻、抗靜電、抗損傷。有利與提高I/O模件的可靠性，抗射頻、抗靜電、抗損傷。PLC模件的I/O點(diǎn)數(shù)有8點(diǎn)、16點(diǎn)、32點(diǎn)。PLC模件的I/O點(diǎn)數(shù)有8點(diǎn)、16點(diǎn)、32點(diǎn)。DCS大部分為19英寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱加插件式I/O模件，I/O模 DCS大部分為19英寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱加插件式I/O模件，I/O模 件為裸露式結(jié)構(gòu)。每個(gè)模件的I/O點(diǎn)數(shù)有8點(diǎn)和16點(diǎn)，很 件為裸露式結(jié)構(gòu)。每個(gè)模件的I/O點(diǎn)數(shù)有8點(diǎn)和16點(diǎn)，很 少使用32點(diǎn)模件。少使用32點(diǎn)模件。DCS的這種結(jié)構(gòu)源于其使用領(lǐng)域主要在大型控制對象，DCS的這種結(jié)構(gòu)源于其使用領(lǐng)域主要在大型控制對象，19英寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱便于密集布置，較少的I/O點(diǎn)數(shù)則是由于 19英寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱便于密集布置，較少的I/O點(diǎn)數(shù)則是由于 對分散度的要求。PLC的大底版式機(jī)架，封閉式模件結(jié)構(gòu) 對分散度的要求。PLC的大底版式機(jī)架，封閉式模件結(jié)構(gòu) 在管理和配置上更加靈活，單個(gè)設(shè)備的可靠性更高。因此，不少DCS也吸收了PLC在結(jié)構(gòu)上的優(yōu)點(diǎn)，采用了和PLC相 不少DCS也吸收了PLC在結(jié)構(gòu)上的優(yōu)點(diǎn)，采用了和PLC相 似的封裝結(jié)構(gòu)

人機(jī)交互裝置

在早期，DCS作為一個(gè)系統(tǒng)，其人機(jī)交互裝置是DCS廠 在早期，DCS作為一個(gè)系統(tǒng)，其人機(jī)交互裝置是DCS廠 家提供的專用裝置。而PLC廠家一般不提供人機(jī)交互裝置，家提供的專用裝置。而PLC廠家一般不提供人機(jī)交互裝置，往往由工程商自主采用通用的監(jiān)控軟件來完成(ifix、往往由工程商自主采用通用的監(jiān)控軟件來完成(如ifix、intouch、組態(tài)王)DCS集成的人機(jī)交互裝置往往有著 intouch、組態(tài)王)。DCS集成的人機(jī)交互裝置往往有著 功能較專業(yè)、穩(wěn)定性較好的特點(diǎn)，但是其價(jià)格也很高。隨 著PC技術(shù)的快速發(fā)展，一些通用監(jiān)控軟件發(fā)展很快，功 PC技術(shù)的快速發(fā)展，一些通用監(jiān)控軟件發(fā)展很快，功 能和性能逐漸超過了DCS廠家提供的專用裝置。因此不少 能和性能逐漸超過了DCS廠家提供的專用裝置。因此不少 DCS廠家逐步放棄了專用的人機(jī)交互裝置，轉(zhuǎn)而和PLC一 DCS廠家逐步放棄了專用的人機(jī)交互裝置，轉(zhuǎn)而和PLC一 樣也使用了通用的監(jiān)控軟件。DCS廠家使用通用監(jiān)控軟件 樣也使用了通用的監(jiān)控軟件。DCS廠家使用通用監(jiān)控軟件 并不是簡單地拼裝，而是在通用監(jiān)控軟件的基礎(chǔ)上，通過 合作開發(fā)，將自已多年積累的網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、系統(tǒng)自診斷 技術(shù)以專用軟件包的形式保留和繼承下來了。

DCS和PLC作為計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)結(jié) DCS和PLC作為計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)結(jié) 合的產(chǎn)物，為自動(dòng)化水平的提高都作出了 各自的貢獻(xiàn)。由于兩者在應(yīng)用上有較大的 相通性，在不同的時(shí)期，其各自的技術(shù)或 價(jià)格優(yōu)勢，都會(huì)直接影響到其市場地位。而市場的反應(yīng)也會(huì)或快或慢地反映到各自 的技術(shù)發(fā)展和價(jià)格調(diào)整上。從總的趨勢來 看，DCS和PLC在技術(shù)上的融合和促進(jìn)將 看，DCS和PLC在技術(shù)上的融合和促進(jìn)將 會(huì)是競爭的主流，而在性價(jià)比方面，你來 我往地不斷攀升，也將是發(fā)展的主旋律。

謝謝！