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DCS控制系統(tǒng)的功能組成

  典型的DCS體系結(jié)構(gòu)分為三層，第一層為分散過程控制級；第二層為集中操作監(jiān)控級；第三層為綜合信息管理級。層間由高速數(shù)據(jù)通路HW和局域網(wǎng)絡(luò)LAN兩級通信線路相連，級內(nèi)各裝置之間由本級的通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信聯(lián)系。

  第一層：分散過程控制級

  分散過程控制級是DCS的基礎(chǔ)層,它向下直接面向工業(yè)對象，其輸入信號來自于生產(chǎn)過程現(xiàn)場的傳感器（如熱電偶、熱電阻等）、變送器（如溫度、壓力、液位、流量等）及電氣開關(guān)（輸入觸點）等，其輸出去驅(qū)動執(zhí)行器（如調(diào)節(jié)閥、電磁閥、電機等），完成生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)采集、閉環(huán)調(diào)節(jié)控制、順序控制等功能；其向上與集中操作監(jiān)控級進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，接收操作站下傳加載的參數(shù)和操作命令，以及將現(xiàn)場工作情況信息整理后向操作站報告。

  構(gòu)成這一級的主要裝置有：現(xiàn)場控制站，可編程控制器，智能調(diào)節(jié)器及其它測控裝置。

  1、.現(xiàn)場控制站

  現(xiàn)場控制站具有多種功能——集連續(xù)控制、順序控制、批量控制及數(shù)據(jù)采集功能為一身。（1）現(xiàn)場控制站的硬件構(gòu)成現(xiàn)場控制站一般是標(biāo)準(zhǔn)的機柜式機構(gòu)，柜內(nèi)由電源、總線、I/O模件、處理器模件、通信模件等部分組成。一般在機柜的頂部裝有風(fēng)扇組件，其目的是帶走機柜內(nèi)部電子部件所散發(fā)出來的熱量；機柜內(nèi)部設(shè)若干層模件安裝單元，上層安裝處理器模件和通信模件，中間安裝I/O模件，最下邊安裝電源組件。機柜內(nèi)還設(shè)有各種總線，如電源總線，接地總線，數(shù)據(jù)總線，地址總線，控制總線等等?，F(xiàn)場控制站的電源不僅要為柜內(nèi)提供電源，還要為現(xiàn)場檢測器件提供外供電源，這兩種電源必須互相隔離，不可共地，以免干擾信號通過電源回路耦合到I/O通道中去。

  一個現(xiàn)場控制站中的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包含一個或多個基本控制單元，基本控制單元是由一個完成控制或數(shù)據(jù)處理任務(wù)的處理器模件以及與其相連的若干個輸入／輸出模件所構(gòu)成的（有點類似于IPC）?；究刂茊卧g，通過控制網(wǎng)絡(luò)Cnet 連接在一起，Cnet 網(wǎng)絡(luò)上的上傳信息通過通信模件，送到監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)Snet，同理Snet 的下傳信息，也通過通信模件和Cnet 傳到各個基本控制單元。在每一個基本控制單元中，處理器模件與I/O模件之間的信息交換由內(nèi)部總線完成。內(nèi)部總線可能是并行總線，也可能是串行總線。近年來，多采用串行總線 。

  （2）現(xiàn)場控制站的軟件功能

  現(xiàn)場控制站的主要功能有6種，即數(shù)據(jù)采集功能、DDC控制功能、順序控制功能、信號報警功能、打印報表功能、數(shù)據(jù)通信功能：

  數(shù)據(jù)采集功能：對過程參數(shù)，主要是各類傳感變送器的模擬信號進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、變換、處理、顯示、存儲、趨勢曲線顯示、事故報警等。

  DDC控制功能：包括接受現(xiàn)場的測量信號，進(jìn)而求出設(shè)定值與測量值的偏差，并對偏差進(jìn)行PID控制運算，最后求出新的控制量，并將此控制量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電流送至執(zhí)行器驅(qū)動被控對象。

  順序控制功能：通過來自過程狀態(tài)輸入輸出信號和反饋控制功能等狀態(tài)信號，按預(yù)先設(shè)定的順序和條件，對控制的各階段進(jìn)行順序控制。

  信號報警功能：對過程參數(shù)設(shè)置上限值和下限值，若超過上限或下限則分別進(jìn)行越限報警；對非法的開關(guān)量狀態(tài)進(jìn)行報警；對出現(xiàn)的事故進(jìn)行報警。信號的報警是以聲音、光或CRT屏幕顯示顏色變化來表示。

  打印報表功能：定時打印報表；隨機打印過程參數(shù)；事故報表的自動記錄打印。

  數(shù)據(jù)通信功能：完成分散過程控制級與集中操作監(jiān)控之間的信息交換。