车间级(中层、监控层)包括过程控制和过程管理,用于控制室、现场控制设备和各现场控制装置间的连接。通信网采用中速、载带工业过程数据公路的形式(ProwayC或IEEE802.4)。这是DCS的实时工业控制网络,应具有高可靠性、高使用性、实时性强、有自诊断功能、有自组态功能、容易接入新站等。现场级(低层)用于连接过程控制中的传感器、执行器、智能仪表等。现场以标准的现场总线为发展目标,现已有了两个国际组织的现场总线产品,现场总线将是DCS 发展的一个重要方向。在能源管理中,DCS控制系统通过实时监测优化能源使用,降低生产成本。江苏电厂DCS控制系统电路图
控制总线,把完成不同任务的三种控制器连在一条总线上,实现控制器之间的通讯,称为控制总线。在控制总线上的不同控制器的数量不受限制,在这一条总线上除三种不同的控制器模件以外,还有DCS网络的接口模件。在控制总线上,控制器之间可以调用数据,使得模拟量和开关量之间的结合很好。控制总线不是DCS系统都具有,可以把各种控制器分别连到DCS网络上,控制器之间的数据调用通过DCS网络。控制总线的传输速率与I/O总线的传输速率相类似。通常是几十K到几兆之间。当CPU和存储器的能力比较强时,把开关量的逻辑运算和模拟量的采集功能都在一个控制器中完成,这样在控制总线上就只有一种形式的控制器。其通讯协议类似以太网,采用载波监控,令牌广播发送。分布式DCS控制系统DCS的实时控制能力与数据记录功能,为生产过程提供了强有力的技术支撑。
DCS控制系统的几大常见系统:1. 超驰控制系统,超驰控制系统是一种自动选择多个调节器的输出信号,然后控制过程。在保证燃烧器低燃油压力的情况下,在流量控制回路中,自动选择压力调节器和流量调节器控制输出较大的一个来控制调节阀。这种控制回路也称为自动选择控制。2. 批量控制系统。批量控制系统主要用于装载设备,如将汽油或煤油等设备装载到油罐车上。主要功能是当灌装量达到设定值时自动停止。高性能间歇调节器具有初速度设定、预量设定等功能。
DCS和PLC控制器的差别,DCS和PLC控制器的主要差别是在开关量和模拟量的运算上,即使后来两者相互有些渗透,但是仍然有区别。80年代以后,PLC除逻辑运算外,也增加了一些控制回路算法,但要完成一些复杂运算还是比较困难,PLC用梯形图编程,模拟量的运算在编程时不太直观,编程比较麻烦。但在解算逻辑方面,表现出快速的优点。而DCS使用功能块封装模拟运算和逻辑运算,无论是逻辑运算还是复杂模拟运算的表达形式都非常清晰,但相对PLC来说逻辑运算的表达效率较低。系统支持远程调试和优化,降低运维成本。
那上下位机又是什么呢?举个例子:设想自己开发一个控制系统。首先要做的是告诉计算机自己想干什么,然后由计算机通知控制器,然后控制器再告诉执行器具体该怎么做。这里面我其实只跟计算机发生对话,这里的计算机就是上位机,接受计算机指令的控制器就是下位机。其实计算机和控制器本质上说都是计算机,只是外在表现形式,应用环境和编程方式的差异,导致我们必须采取一些便于理解的命名方式。上位机要跟人互动,所以偏重GUI,有显示器或触摸屏、鼠标和键盘灯外设等人机交互设备。下位机要跟执行机构互动,所以偏重算法,人们要把需求编写成可执行的程序下载到下位机,上位机给出的指令触发下位机程序执行,下位机更像是一个黑盒子,执行过程中人们无法直观的看到每一个过程和步骤,只能对结果进行分析,对不对?准不准?好不好?DCS的作用是实现对生产过程的实时监测、控制和管理,提高生产效率。江苏电厂DCS控制系统电路图
DCS(分布式控制系统)是一种用于过程控制的自动化系统,通过分布的控制单元来管理工业过程。江苏电厂DCS控制系统电路图
DCS的通讯网络:发展历程,随着计算机技术、网络技术和控制技术的不断发展,DCS自20世纪70年代问世以来,先后经历了四个发展时期,具体划分为:(1)1975—1980 初创期。此时的DCS通讯系统只是一种初级局部网络,全系统由一个通讯指挥器指挥,对各单元的访问是轮流询问方式。如TDC-2000、MOD-3等。(2)1980—1985 成熟期。采用局域网络,由主从式星型网络转变成对等式的总线网络通信或环网通信,扩大了通信范围,提高了传输速率。如TDC-3000、MOD-300等。江苏电厂DCS控制系统电路图