DCS集散控制系统的原理、特点及基本构成知识

2012-04-16 09:23:25 来源: 编辑:中国煤化工网人评论

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从集散控制系统的来源,特点和控制原理,以及基本构成四个方面概括总结了DCS集散控制系统知识,对于煤化工工艺人员以及仪表人员加深对DCS的了解有非常大的帮助。
1、 什么是集散控制系统
集散控制系统也叫分布式控制系统,即Distributed Control System,缩写为DCS,是集计算机技术(Computer)、控制技术(Control)、通讯技术(Communication)和显示技术(CRT)为一体的综合性高技术产品。DCS通过操作站对整个工艺过程进行集中监视、操作、管理,通过控制站对工艺过程各部分进行分散控制,既不同于常规的仪表控制系统,也不同于集中式的计算机控制系统,而是集中了两者的优点,克服了它们各自的不足。DCS以其可靠性、灵活性,人机界面的友好性以及通讯的方便性等特点日益被广泛应用。最早是美国霍尼威尔(HONEYWELL)公司推出的TDC-2000。
2、 DCS的特点
1) 2.1控制功能多样化。一般都有几十种运算控制算法或其他数学和逻辑功能,如四则运算、逻辑运算、前馈、PID控制、顺序控制,以及各种联锁报警功能并可根据控制对象的不同要求,将这些功能有机地组合运用,能方便地满足系统的要求。
2) 2.2操作简便。配备了灵活而功能强大的人机接口,如CRT、键盘(系统也提供专用的功能键)、打印机(打印需要的信息及报表)等。
3) 2.3系统便于扩展。DCS的部件设计采用积木式的结构,可模板、模块、卡件、控制柜和站为单位逐步增加,形成更大规模的控制系统。
4) 2.4维护方便。DCS配有智能的自动故障诊断功能,内部设计是按照标准化、积木化、系列化进行的,便于装配和更换。
5) 2.5可靠性高。DCS是监视集中,而控制分散,并且在设计中已经考虑到有联锁保护功能、诊断功能、冗余措施等,使系统的可靠性大大提高。
6) 2.6便于与其他计算机联网。DCS配有高、中、低不同速率和不同模式的通讯接口,可方便地与个人计算机或其他大型计算机联网,组成工厂自动化综合控制和管理系统。
3、 DCS控制原理:DCS控制系统是将控制回路集中在控制机柜内,在操作站上进行集中的控制和管理。测量信号通过信号电缆接至DCS输入卡件,经过DCS卡件转换为数字信号送至控制器,在控制器中与给定值进行比较(如果是仅显示,在控制器中进行量程转换、与报警值比较等运算后直接显示在操作站上),根据设定的正反作用、PID参数计算出输出信号,然后此输出信号送给输出卡件,经过输出卡件转换为模拟信号四4~20mA标准信号,通过信号电缆送至调节阀进行调节。也可以输出开关量信号,用于控制两位式阀门或其他工艺设备。
4、 DCS的基本构成
基本可以分为四个部分:
1) 过程I/O接口单元,如接线端子、I/O卡件等。
2) 过程控制单元,即控制站,如控制器。
3) CRT操作单元,即操作站。
4) 网络通讯单元,负责信息数据的传输。

DCS集散控制系统基本结构示意图
             DCS集散控制系统基本结构示意图

 

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