课程设计说明书
名称DCS与现场总线技术典型工程应用案例分析
——DCS在锅炉系统中的应用2012年6月11日至2012年6月15日共1 周
院系电子信息工程系
班级10电气2
姓名
学号
系主任张红兵
教研室主任邓建平
指导教师
目录
第一章绪论 (2)
1.1 DCS与现场总线技术 (2)
1.1.1 集散控制系统（DCS）及其应用 (2)
1.1.2现场总线控制系统（FCS）及其应用 (5)
1.2 典型工程应用案例介绍 (6)
第二章 DCS在锅炉系统中的应用案例分析 (8)
2.1方案的总体设计分析 (8)
2.2案例的系统结构和硬件配置分析 (8)
2.2.1 系统硬件配置 (8)
2.2.2 现场控制站设备配置 (10)
2.3案例的可靠性设计及组态分析 (12)
2.3.1 DCS系统的可靠性原理 (12)
2.3.2 锅炉系统中DCS组态 (13)
2.4案例的抗干扰措施 (13)
2.4.1电源系统的干扰及应采取的措施 (14)
2.4.2电磁干扰及应采取的措施 (14)
2.4.3信号线的传送干扰及应采取的措施 (14)
2.4.4防止静电干扰的措施 (14)
第三章总结 (16)
3.1对上述系统分析 (16)
3.2 心得体会 (16)
参考文献 (17)
附录 (18)
第一章绪论
1.1 DCS与现场总线技术
DCS及现场总线技术是由计算机、信号处理、测量控制、网络通信和人机接口等技术综合产生的一门应用技术。
1.1.1 集散控制系统（DCS）及其应用
集散型控制系统(DCS)的实质是利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和现场前端分散控制相统一的新型控制技术。它的出现是工业控制的一个里程碑。工业过程控制的发展逐步从单机监控、直接数字控制发展到集散控制，也必将由集散控制进展到拥有更广阔应用前景的计算机集成制造，近几年的计算机集成制造(CIMS)技术的成就足以证明这一点。
1、集散控制系统
集散控制系统（Distributed control system）是以微处理器为基础的对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的集中分散控制系统，简称DCS系统。该系统将若干台微机分散应用于过程控制，全部信息通过通信网络由上位管理计算机监控，实现最优化控制，整个装置继承了常规仪表分散控制和计算机集中控制的优点，克服了常规仪表功能单一，人-机联系差以及单台微型计算机控制系统危险性高度集中的缺点，既实现了在管理、操作和显示三方面集中，又实现了在功能、负荷和危险性三方面的分散。DCS系统在现代化生产过程控制中起着重要的作用。
集散控制系统一般有以下四部分组成：
一、现场控制级
又称数据采集装置，主要是将过程非控变量进行数据采集和预处理，而且对实时数据进一步加工处理，供CRT操作站显示和打印，从而实现开环监视，并将采集到的数据传输到监控计算机。输出装置在有上位机的情况下，能以开关量或者模拟量信号的方式，向终端元件输出计算机控制命令。
二、过程控制级
又称现场控制单元或基本控制器，是DCS系统中的核心部分。生产工艺的调节都是靠
它来实现。比如阀门的开闭调节、顺序控制、连续控制等等。
三、过程管理级
DCS的人机接口装置，普遍配有高分辨率、大屏幕的色彩CRT、操作者键盘、打印机、大容量存储器等。操作员通过操作站选择各种操作和监视生产情况。
四、经营管理级
又称上位机，功能强、速度快、容量大。通过专门的通信接口与高速数据通路相连，综合监视系统各单元，管理全系统的所有信息。
集散控制系统的特点
DCS控制系统与常规模拟仪表及集中型计算机控制系统相比，具有很显著的特点：
1、系统构成灵活。从总体上看，DCS就是由各个工作站通过网络通信系统组网而成的。你可以把他现象成“因特网”。根据生产需求，你可以随时加入或者撤去工作站，系统组态很灵活。
2、操作管理便捷。DCS的人机反馈都是通过CRT跟键盘、鼠标等实现的。你可以想象成在因特网冲浪一样，你可以监视生产装置乃至整个工厂的运行情况。
3、控制功能丰富。原先用模拟控制回路实现的复杂运算，通过高精度的微处理器来实现。
4、信息资源共享。你可以把工作站想象成因特网上的各个网站，只要你在DCS系统中，并且权限够大，你就能了解到你要的任何参数。
5、安装与调试方便。相比原先的模拟控制系统，那么多的飞线头，一大堆类似头发丝的电线。DCS系统算是很方便了。
6、安全可靠性高。难道现在还有什么东西的可靠性比电脑更高吗！
DCS系统的硬件结构
DCS的硬件系统主要由集中操作管理装置、分散过程控制装置和通信接口设备等组成。通过通信网络将这些硬件设备连接起来，共同实现数据采集、分散控制和集中监视、操作及管理等功能。
现场控制站
现场控制站中的主要设备是现场控制单元。现场控制单元式DCS直接与生产过程进行信息交互的IO处理系统，它的主要任务是进行数据采集及处理，对被控对象实施闭环反馈控制、顺序控制和批量控制。用户可以根据不同的应用需求，选择配置不同的现场控制单元构成现场控制站。它可以是以面向连续生产的过程控制为主，辅以顺序逻辑控制，构成
的一个可以实现多种复杂控制方案的现场控制站；也可以是以顺序控制、连锁控制功能为主的现场控制站；还可以是一个对大批量过程信号进行总体信息采集的现场控制站。
现场控制站是一个可以独立运行的计算机检测控制系统。由于它是专为过程检测、控制而设计的通用型设备，所以其机柜、电源、输入输出通道和控制计算机等，与一般的计算机系统有所不同。
操作站
运行在PC硬件平台、NT操作系统下的通用操作站的出现，给DCS用户带来了许多方便。由于通用操作站的适用面广，相对生产量大，成本下降，因而可以节省用户的经费，维护费用也比较少。
为了实现监视和管理等功能，操作站必须配置以下设备：1、操作台，也就是高档电脑桌；2、微处理机系统，就是高档电脑；3、外部存储设备，简单说就是大容量硬盘；4、图形显示设备，就是电脑显示器；5、操作键盘跟鼠标；6打印输出设备。
2、DCS在工业过程控制中的应用
集散型控制系统（DCS）作为新一代的工业自动化过程控制和管理设备，至今虽然只有二十多年的历史，但已在石化、冶金、电力等工业领域得到了广泛的应用。我国在八十年代初期开始引进集散控制设备，从此开始了集散型控制系统在我国工业控制领域的应用。
石油化工行业新建的大中型石化设备均采用集散控制系统（DCS），石化企业的第一套DCS是1982年上海高桥石化公司炼油厂引进的美国Foxboro公司的Spectrum系统，用于常减压装置生产控制。
在冶金行业，集散控制系统（DCS）的应用集中在宝钢这样的新建企业和首钢、鞍钢、武钢、重钢、马钢等扩建的分厂。冶金系统的第一套集散控制系统是首钢公司购进的美国Bailey公司的Network-90系统，用于其烧结厂自动控制系统。
电力系统的第一套集散控制系统（DCS）是1985年辽宁朝阳电厂采用的瑞士BBC公司的Procontrol－P系统，用于改造200MW机组的顺序控制系统和燃烧器管理系统。目前集散系统（DCS）在火电厂的应用泛围主要包括：模拟量控制、数据采集和处理、锅炉炉膛安全监控、顺序控制、汽轮机数字电液控制等五方面。
与此同时，在八十年代末期至九十年代初期，国家组织了精悍的科研力量联合攻关，相继研制出我国自己的集散型控制系统。这一时期涌现出的代表产品有DJK－7500（重庆自动化所），HS-DCS-1000（电子部六所）、STAR－2000（阿继电器股份有限公司）、DCS-100（清华大学自动化系）、DJK－2000（上海自动化所）、友力－2000（石化总公司、航天部二
院）等。阿继电器股份有限公司研制的STAR-2000集散控制系统，1989年自第一套应用系统（电站锅炉灭火保护MHB－Ⅲ/B）在河南新乡电厂投运以来，相继在哈尔滨第三发电厂200MW机组的模拟调节系统、石家庄阳逻300MW机组的灭火保护系统等数十个电厂的生产过程控制中得到应用。在此基础上，其第二代产品Star－3000近年来在工业领域得到了更广泛的应用，在技术上更是得到了长足发展。
集散型控制系统今后的发展方向：
集散型控制系统的发展方向是基本调节器向少回路或单回路方向发展；基本调节器除了PID和其他算法外，还将逐步采用更为有效的新的算法，使之具有新的功能（如增益自适应功能）；采用光导纤维代替高速数据通道，并统一通讯规程；力求灵活地运用现代控制理论，以得到更为通用的控制算法。
1.1.2现场总线控制系统（FCS）及其应用
1、现场总线控制系统
现场总线控制系统是目前最新型的控制系统，它是一种全计算机、全数字、双向通信的新型控制系统。现场总线技术给自动化领域带来了一场革命，代表了自动化的发展方向。数字通信是一种趋势，也是技术发发展的必然。从理论上讲，双向数字通信现场总线信号制技术必将会给火电厂安全经济运行及提高管理水平带来实实在在的效益。这是过去在电站中使用过的任何控制系统所无法与之相比拟的。
作为现场总线控制系统的核心部分——总线协议，已经在火电厂控制系统的通信网络中成功运行，这不仅消除了人们以前存有的许多疑团，也为现场总线控制系统在火电厂推广应用打下了良好的基础。
2、FCS在工业过程控制中的应用
现场总线控制系统，在以顺序控制为主，以PLC（可编程逻辑控制器）为硬件的火电厂辅助车间控制系统联网控制中，可以发挥最大效益。PLC作为一个站挂在高速总线上，充分发挥PLC在处理开关量方向的优势。现场总线在该领域的应用已经取得成功，这将是今后一段时间内火电厂辅助车间适度集中控制方针得以实现的一种优选方案。
由于目前能满足火电厂控制要求的数字式智能现场装置的品种还很少，理论上的现场总线效益还不能充分发挥。因此，在大型机组上全面采用典型的现场总线控制系统的时机尚未成熟。
目前，某些控制系统不失是一种向FCS过渡性的控制系统，它既保留了DCS系统中功能很强的控制器及I/O模件，同时在通信网络又遵循现场总线协议。我们将该系统称之为在通信和数据传输方向遵循现场总线协议的数字式分散控制系统，暂称该系统为FDCS。
1.2 典型工程应用案例介绍
DCS在锅炉系统中的应用
在社会经济高速发展的今天，企业对产品的质量要求越来越高，对安全性的重视程度也越来越高。这就要求必须进一步提高自动控制系统的准确性和安全性，以便满足市场需要。锅炉系统作为经济发展的重要保障，其正常的工作运转有其重要意义。
1、系统规模和要求
以6～20t/h的小型锅炉为例，其特点是蒸发量小，大多为低压饱和蒸汽，压力为0.4～106 Mpa，燃烧方式为链条炉排，往往几台锅炉共用一根母管供应水，用一根母管向外汽，或供热水取暖用。
整个锅炉微机控制系统的结构可归结为“三点一线”式的结构。“三点”系指连接在网络上的三种不同的类型节点。这三种不同的类型节点是：(1)面向被控过程现场的I/O 控制站；(2)面向操作员的操作站；(3)面向监督管理人员的工程师站。“一线”系指系统的骨架计算机网络。
2、控制任务
锅炉是一个多输入、多输出、多回路、非线性的相互关联的复杂的控制系统，调节参数与被调节参数之间，存在着许多交叉的影响，调节难度非常大。我们采用将系统控制分散成一个一个的闭环控制：给煤控制，送风控制，汽包液位控制，炉膛负压控制等。
（1）给煤控制锅炉燃烧系统自动调节的基本任务，是使燃料燃烧所产生的热量，适应蒸汽负荷的需要，同时还要保持经济燃烧和锅炉的安全运行。目前，中小型煤粉炉控制系统效果不佳主要体现在送风和给煤控制上。送风控制系统应与给煤控制相协调，控制在一定的风煤比，维持燃烧处在最佳经济状态。
（2）送风控制送风调节是通过负荷规则调节器实现“加负荷时，先加风后加煤；减负荷时，先减煤后减风的控制规则。
（3）炉膛负压控制炉膛负压反映了送风量与引风量之间的平衡关系，目标就是要保证锅炉在运行过程中，始终保持在微负压的稳定状态，以保证其安全有效运行。
（4）汽包液位控制锅炉给水自动调节的任务是使给水量跟踪锅炉的蒸发量,并使汽包液位保持在工艺允许的范围内。液位控制是有以下三种：①单冲量控制，即以水位为唯一调节信号的单参数、单回路控制系统；②双冲量控制，即以蒸汽流量作为补充信号的双参数控制系统；③三冲量控制，即以给水流量、主蒸汽流量作为补充信号的三参数控制系统。其中三冲量调节系统还可分为三冲量单级调节和三冲量串级调节。
第二章DCS在锅炉系统中的应用案例分析
2.1方案的总体设计分析
以6～20t/h的小型锅炉为例，其特点是蒸发量小，大多为低压饱和蒸汽，压力为0.4～106 Mpa，燃烧方式为链条炉排，往往几台锅炉共用一根母管供应水，用一根母管向外汽，或供热水取暖用。
锅炉结构主要由以下几部分构成：
1、汽锅：由上下锅桶和沸水管组成。水在管内受外部烟气加热管内发生自然的循环流动，并逐渐汽化，产生饱和的蒸汽聚集在锅筒里面；下锅筒起着连接沸水管的作用，同时储水和水垢。
2、炉膛：是使燃料充分燃烧并放出热能的设备。燃料由燃烧火嘴进入炉内燃烧。所需的空气由鼓风机送入。
3、过热器：是将锅炉所产生的饱和的蒸汽继续加热为过热蒸汽的换热器。
整个锅炉微机控制系统的结构可归结为“三点一线”式的结构。“三点”系指连接在网络上的三种不同的类型节点。这三种不同的类型节点是：(1)面向被控过程现场的I/O 控制站；(2)面向操作员的操作站；(3)面向监督管理人员的工程师站。“一线”系指系统的骨架计算机网络。
锅炉控制系统是基于DCS系统结构的微机控制系统，它必须遵循DCS系统设置过程中可靠性原理和抗干扰措施。作为工业生产过程自动化工具的计算机控制装置，可靠性是最重要的指标，DCS所固有的分散体系设置，就使DCS的可靠性比集中DDC控制方式前进了一大步,而锅炉计算机控制系统是基于DCS系统结构的基础上开发的控制系统，也必须认真考虑系统的可靠性和抗干扰措施。
2.2案例的系统结构和硬件配置分析
2.2.1 系统硬件配置
锅炉DCS系统是一个专用于锅炉自动化控制的分布式集散控制系统。
锅炉DCS系统以锅炉监控自动化为目标，节能增效，保护环境，改善工作条件，提高劳动效率。
锅炉DCS系统包括调度室管理层、工业Ethernet层、现场监控上位机、锅炉控制终端设备。实际系统结构可根据具体情况灵活配置。
1、锅炉控制终端设备
针对各种工业、民用、燃煤、燃气、燃油、水暖、蒸汽锅炉，山东三木自动化公司开发了一系列锅炉终端设备，以适应不同类型锅炉的具体控制要求。
（图2-1 DCS在锅炉系统中的系统配置图）
锅炉控制终端设备完成实时燃烧控制、风量调节、汽包水位调节、水管压力控制、补水控制、水电煤耗累计、故障报警等。
分布式系统结构:一台锅炉配置一套锅炉控制终端设备，真正实现了分布式控制。
集成度高:集成了数字显示、报警、手/自动控制等传统仪表的功能，可简化仪表配置和布线。
功能强大，性能可靠:采用高性能的主控制器和I/O模块，能适应恶劣的工作环境。
强有力的编程工具:可以利用梯形图组态完成逻辑和顺序控制、数据运算、PID调节等，也可利用高级语言编程完成特殊的控制要求和复杂的数据计算。
2、锅炉监控上位机
一个供热车间的多个锅炉控制终端设备可以通过总线网络或工业以太网络，与现场监控上位机及热备机通信。
操作人员在上位机监视各个锅炉的运行状态、报警显示、曲线报表等，以及进行参数设定。
对锅炉运行的重要参数，如压力、温度、压差、流量等进行统计处理和保存，进行曲线显示、历史数据查询、报表打印等等。
上位机采用高性能工控机或工作站，可使用双机热备份。
3、工业Ethernet层
现场监控上位机加装网卡后，可以连接成工业Ethernet网络。在Ethernet网络层可以设置多锅炉监控站、维护站，以及网络打印机等。
根据对系统可靠性、安全性的要求，可选用不同程度的网络、服务器冗余设计。
4、调度室管理层
锅炉DCS系统提供MODEM专线、拨号网络或无线方式，使中央调度室的管理人员能够和几公里或十几公里之外分散的多个锅炉房通信，了解各个锅炉房的运行情况、仪表完好情况、锅炉炉况等。拨号网络方式可充分利用原有的电话线路，通过公用电话网将中央调度室和各个锅炉房连接起来，节省建设费用和周期，很适于对各个锅炉房每天的例行巡检。
2.2.2 现场控制站设备配置
1、监控中心的监视、管理功能
（1）实时检测锅炉的运行参数
为全面掌握整个系统的运行工况，监控系统将实时监测并采集锅炉有关的工艺参数、电气参数、以及设备的运行状态等。系统具有丰富的图形库，通过组态可将锅炉的设备图形连同相关的运行参数显示在画面上；除此之外，还能将参数以列表或分组等形式显示出来。（2）综合分析及发出控制指令
监控系统根据监测到的锅炉运行数据，按照设定好的控制策略，发出控制指令，调节锅炉系统设备的运行，从而保证锅炉高效、可靠运行。
（3）诊断故障与报警管理
主控中心可以显示、管理、传送锅炉运行的各种报警信号，从而使锅炉的安全防爆、安全运行等级大大的提高。为保证锅炉系统安全、可靠地运行，监控系统将根据所监测的参数进行故障诊断，一旦发生故障，监控系统将及时在操作员屏幕上显示报警点。报警相关的显示功能使用户定义的显示画面与每个点联系起来，这样，当报警发生时，操作员可立即访问该报警点的详细信息和按照所推荐采取的应急措施进行处理。所有报警和回路状态都
记录在报警、事件日报中，以便于日后检索。各个测点的测量值偏离正常值到一定的程度都应视为异常，系统将发出报警。
（图2-2 DC锅炉系统中监控系统）
（4）历史记录运行参数
监控系统的实时数据库将维护锅炉运行参数的历史记录，另外监控系统还设有专门的报警事件日志，用以记录报警／事件信息和操作员的变化等。
历史记录的数据根据操作人员的要求，系统可以显示为瞬时值，也可以为某一段时间内的平均值。历史记录的数据可有多种显示方式，例如曲线、特定图形、报表等显示方式；此外历史记录的数据还可以由以网络为基础的多种应用软件所应用。历史数据可归档保存或在光盘和磁盘中保存，归档后的历史数据可以由监控系统的软件很方便地调入。
（5）计算运行参数
锅炉运行的某些运行参数不能够直接测量，如年运行负荷量、蒸汽耗量、补水量、冷凝水返回量、设备的累积运行时间等。监控系统提供了丰富的标准处理算法，根据所测得的运行参数，将这些导出量计算出来
2、数据、流程图显示画面
流程图主要包括：汽水系统画面、燃烧烟气系统画面、点火系统、除氧公用系统、
MFT保护系统。
根据工艺要求将系统的工艺流程在DCS系统操作员站屏幕上形象逼真地反映出来，将所有
能动的设备在运行时，让其产生动态，使操作人员易于识别哪些设备运行，哪些设备停止，如引风机运行时，风机由绿色变成红色，并运用隐藏显示功能，便可转动。给煤机运行时皮带显示会转动，且炉膛火焰上下跳动，所有调节阀随阀门开度变化而产生阀位的变化，液位亦随实际液位实时变化。
DCS对采集到的数据进行实时保存，操作人员可在趋势一览里查询需要的参数。可以准确地反映当时的工况，趋势保存时间与操作站电脑硬盘的容量有关。较以前的二次表显示体现出很大的优势。
3、操作画面
系统组态提供了风机启停/风阀调节、给水阀、减温水阀、给煤机启停/频率调节、电动阀开关等操作画面，每一幅画面均将该回路调节所需参数完整提供。风机启停、电动阀开关画面采用窗口形式，窗口类似于正常电机控制使用的控制箱，它显示出远程/就地、故障、运行状态。调节画面采用PID窗口形式，有自动、手动转换功能，可随意修改设定值，由PID自动输出给现场执行机构，完成自动调节的功能。
2.3案例的可靠性设计及组态分析
2.3.1 DCS系统的可靠性原理
DCS是松耦合的多处理机系统，它区别于共享内存方式的紧耦合多处理系统，每个子系统都应具有较强的独立处理能力。一个子系统故障，对系统其它部分不应该有影响。DCS 的分散方式具有以下显著的特点：
1、组织上的分散：这是阶层式的分散结构，管理计算机等位于阶层的上层，对实时性要求较低，控制功能和现场I/O 接口等位于阶层的下层。
2、功能和地域的分散：这是水平分散，从适应性，经济性考虑，控制功能和现场I/O 接口分散配置。
3、负荷分散：主要是使危险分散，使用单回路调节管或单回路的控制技术，使危险分散到单个回路。对于顺序控制，简单的按回路分散，导致相互时间上耦合变紧，反而不能使危险分散，这时要采用与装置对应的功能分散。
4、数据库的分散：DCS采用分散性的数据库，以保证危险分散。它有分割型和复制型两种方式。对于重复性方式是指数据库中相当一部分重复设置。为使两个数据库的内容经
常保持一致，必须相互交换信息主机的冗余。
控制系统中电子元气件随时都有发生故障的可能，但是可以设法使系统中的元件即便故障也不会影响系统的运行，这就是冗余机构的目的，目前已成为产品设计的标准。
一般说来，主机冗余实现的原理是(以双机为例)，通过硬件电路，软件判断使双机保持同步运行，无论何时两机均处于统一环境，其中一台为主机，另一台为从机。这种方法牵涉到复杂硬件电路，仲裁机构同步运行的问题，投资十分庞大中小型用户难以承担。
在锅炉设计中，可以摆脱硬件的复杂控制，通过软件对网络控制系统的判断即可实现网络中采样主机一旦故障就退出网络，其它主机中一台马上替换它采样的功能。系统在运行时程序定期检测输入信号，一旦发现超过一定次数的信号不变，及断定主机故障，这时程序自动把另一台的从机升级为主机，替代系统采样，并发出主机故障报警。
2.3.2 锅炉系统中DCS组态
1、设备启停的组态
现场设备的启停主要是通过图形编程来实现DCS对设备的启停，组态时需考虑现场设备的电气控制原理和设备的功率。根据电气设计资料，在其接触器控制电路加入中间继电器(其中间继电器受控于DCS系统I/O站开出端子板上的继电器)，以满足开出信号端子板上继电器所能承受的电流，此类设计一般考虑为大功率电机启动时使用。当电机功率不大时，可直接用I/O端子板上的续电器进行直接控制。
2、调节回路的组态
现场执行机构多为角行程调节执行机构，在组态中运用BSCX模块进行控制。将测量值，设定值、连接至相应的引脚，输出控制连接至执行机构。并可构成一个简单的调节回路。在操作画面上可调节PID参数，正反作用。每个调节回路都有独立的PID参数。
2.4案例的抗干扰措施
系统生产过程中，各种设备复杂，各种等级的电缆较多。常常会出现干扰现象，产生干扰的原因主要有电磁感应、静电感应、雷击等。接地电位的不同，感应负载也不同，由此给电源、信号线、接地线、I/0设备以及计算机带来干扰，如果DCS系统抗干扰问题解决不好，系统就无法正常运行。
2.4.1电源系统的干扰及应采取的措施
在供电回路中采用隔离变压器使DCS系统接地与动力强电系统独立开来，由于强电接地点与DCS系统接地点所处的电位不一定相等，易产生共模电源干扰，所以从抗共模干扰角度来看DCS接地系统应为独立接地系统采用电源低通滤波器系统能有效地消除电网一L 存在地高次谐波，采用UPS电源可作为DCS系统的备用电源，以免计算机系统数据丢失或控制系统失灵引起的事故发生，而且还可以防止生产现场的纹波和尖峰干扰，以及断电影响。DCS供电系统一般接在负荷变化较小的电网上，以避免供电负荷的波动。采用上述措施后，可以抵抗来自电源系统的各种干扰，保证控制系统稳定可靠的工作。
2.4.2电磁干扰及应采取的措施
电磁感应产生的电磁场干扰，会造成变速器不能正常工作，也会造成显示器画面摆动，色斑颜色纯度变化，甚至破坏计算机内存存储的内容，造成DCS系统瘫痪不能运行。解决电磁干扰的措施是：DCS系统设备应远离产生磁场的设备，要与磁场相隔离。一般DCS系统的输入输出转换组件、通讯组件、控制站微处理器组件等要安装在带通风装置的铁皮柜内，铁皮柜的屏蔽作用增强了控制系统的抗干扰能力。
2.4.3信号线的传送干扰及应采取的措施
DCS控制系统的控制对象是工业生产中的温度、压力、流量等参数，这些参数的检测都是通过热电阻、热电偶、变速器等转换后进入DCS系统的，为了防止在线路传输过程中产生干扰，一般用屏蔽电缆并应远离大功率变压器等感性负载。
2.4.4防止静电干扰的措施
DCS系统接地是消除静电、电子噪音等干扰最有效的措施。对于不同的设备应采用不同的接地方式：微机接地的电线必须单独接地，接地电阻应小于4欧姆，微机接地点应离开电器线5M以上，接地点一般应采用角钢埋在深2～3M的地下，角钢周围加降阻剂。微机柜，主机箱、通道箱、报警盒的外壳都应与机柜及计算机地线进行可靠连接，连接电阻不应大于0.1欧姆。信号转接板上的地线须用1.5mm以上的导线并联统一接到计算机地上。各变送器、执行器、热电阻等仪表和检测单元的信号均采用屏蔽线。屏蔽线的屏蔽金属网
在仪表或检测单元一端不可与它们的外壳等相连而接地，只允许在微机柜内用一根裸露的铜线将所有的屏蔽层金属网统一焊好接计算机地；热电偶，热电阻输出信号端不可按地；传感器部分也不可按地。只允许微机控制柜一端的屏蔽线金属网接计算机地，不可两端都接地。电缆桥架与电器的地线相接，但不可与计算机相接。更不允许与电器地相接，又与计算机相接。
第三章总结
3.1对上述系统分析
DCS锅炉系统中，分散型控制系统的选用有效地保障了整个工程的设计、施工、调试、运行等阶段的顺利完成，并最大限度地缩短了整个控制系统的调试时间，确保了工程的按时投产运行。试运过程中，热工系统给水自动、汽温自动投入运行，调节控制系统投入稳定，调节品质优良，得到了肯定与好评。为了进一步增强国家的实力和与发达国家竞争，我们还必须进一步加强自动化技术的基础研究和深化应用程度。
锅炉控制系统是基于DCS系统结构的微机控制系统，它必须遵循DCS系统设置过程中可靠性原理和抗干扰措施。作为工业生产过程自动化工具的计算机控制装置，可靠性是最重要的指标，DCS所固有的分散体系设置，就使DCS的可靠性比集中DDC控制方式前进了一大步,而锅炉计算机控制系统是基于DCS系统结构的基础上开发的控制系统，也必须认真考虑系统的可靠性和抗干扰措施。
3.2 心得体会
在这为期一周的课程设计当中，我学到了很多关于DCS与现场总线的知识，积累了许多宝贵的经验，锻炼了自己的独立思考能力和实践动手能力。进一步加深了解了DCS在实践当中的应用。
完成了整个系统的构思，基本上达到了预期的设计要求，在整个设计过程中，要考虑到硬件和软件的分配，锅炉处理系统中，主要的硬件问题包括机械结构、硬件选型。
通过在图书馆、网上查找资料，我们也了解到很多关于这方面的信息，加深了对它们的认识。
参考文献
[1]常晓玲.《电气控制系统与可编程控制器》
[2]孙振强，王晖，孙玉峰.《可编程控制原理及应用教程》
[3]刘国海等.《集散控制与现场总线》
[4]周明.《现场总线控制》
[5]王常力.《集散型控制系统选型与应用》
[6]王晓明.《现场总线控制系统在燃气热电厂中的应用》
附录
案例原文：
DCS在锅炉系统中的应用
文刘伟 (华北石油第八综合服务处四矿站供暖队)
摘要：随着信息技术和控制技术的飞速发展，集散控制系统(DCS)已走向成熟，并广泛应用于能源、交通、环境等各个领域。
关键词：主机冗余；抗干扰；电磁干扰
一引言
在社会经济高速发展的今天，企业对产品的质量要求越来越高，对安全性的重视程度也越来越高。这就要求必须进一步提高自动控制系统的准确性和安全性，以便满足市场需要。锅炉系统作为经济发展的重要保障，其正常的工作运转有其重要意义。
二，锅炉设备的工艺流程及DCS控制系统的基本结构
( 一)以6—20 t /h的小型锅炉为例，其特点是蒸发量小，大多为低压饱和蒸汽，压力为0.4～106 Mpa，燃烧方式为链条炉排，往往几台锅炉共用一根母管供应水，用一根母管向外汽，或供热水取暖用。
锅炉结构主要由以下几部分构成：
1、汽锅：由上下锅桶和沸水管组成。水在管内受外部烟气加热管内发生自然的循环流动，并逐渐汽化，产生饱和的蒸汽聚集在锅筒里面；下锅筒起着连接沸水管的作用，同时储水和水垢。
2、炉膛：是使燃料充分燃烧并放出热能的设备。燃料由燃烧火嘴进入炉内燃烧。所需的空气由鼓风机送入。
3、过热器：是将锅炉所产生的饱和的蒸汽继续加热为过热蒸汽的换热器。
( 二 )整个锅炉微机控制系统的结构可归结为“三点一线”式的结构。“三点”系指连接在网络上的三种不同的类型节点。这三种不同的类型节点是：(1)面向被控过程现场的I/O 控制站；(2)面向操作员的操作站；(3)面向监督管理人员的工程师站。“一线”系指系统的骨架计算机网络。
锅炉控制系统是基于DCS系统结构的微机控制系统，它必须遵循DCS系统设置过程中
可靠性原理和抗干扰措施。作为工业生产过程自动化工具的计算机控制装置，可靠性是最重要的指标，DCS所固有的分散体系设置，就使DCS的可靠性比集中DDC控制方式前进了一大步,而锅炉计算机控制系统是基于DCS系统结构的基础上开发的控制系统，也必须认真考虑系统的可靠性和抗干扰措施。
三、DCS的可靠性设计
DCS系统的可靠性原理：
DCS是松耦合的多处理机系统，它区别于共享内存方式的紧耦合多处理系统，每个子系统都应具有较强的独立处理能力。一个子系统故障，对系统其它部分不应该有影响。DCS 的分散方式具有以下显著的特点：
1、组织上的分散：这是阶层式的分散结构，管理计算机等位于阶层的上层，对实时性要求较低，控制功能和现场I/O 接口等位于阶层的下层。
2、功能和地域的分散：这是水平分散，从适应性，经济性考虑，控制功能和现场I/O 接口分散配置。
3、负荷分散：主要是使危险分散，使用单回路调节管或单回路的控制技术，使危险分散到单个回路。对于顺序控制，简单的按回路分散，导致相互时间上耦合变紧，反而不能使危险分散，这时要采用与装置对应的功能分散。
4、数据库的分散：DCS采用分散性的数据库，以保证危险分散。它有分割型和复制型两种方式。对于重复性方式是指数据库中相当一部分重复设置。为使两个数据库的内容经常保持一致，必须相互交换信息主机的冗余。
控制系统中电子元气件随时都有发生故障的可能，但是可以设法使系统中的元件即便故障也不会影响系统的运行，这就是冗余机构的目的，目前已成为产品设计的标准。
一般说来，主机冗余实现的原理是(以双机为例)，通过硬件电路，软件判断使双机保持同步运行，无论何时两机均处于统一环境，其中一台为主机，另一台为从机。这种方法牵涉到复杂硬件电路，仲裁机构同步运行的问题，投资十分庞大中小型用户难以承担。
在锅炉设计中，可以摆脱硬件的复杂控制，通过软件对网络控制系统的判断即可实现网络中采样主机一旦故障就退出网络，其它主机中一台马上替换它采样的功能。系统在运行时程序定期检测输入信号，一旦发现超过一定次数的信号不变，及断定主机故障，这时程序自动把另一台的从机升级为主机，替代系统采样，并发出主机故障报警。
四、DCS系统的抗干扰措施
系统生产过程中，各种设备复杂，各种等级的电缆较多。常常会出现干扰现象，产生
几种现场总线技术的介绍比较 ---- [编者按]: 现场总线技术是自动化领域计算机、通讯和网络技术的发展而发展起来的新兴技术，它是先进的电子技术、仪表技术、计算机技术和网络技术的集成体。现场总线（Filedbus）是在生产现场用于连接智能现场设备的数字式、双向传输、多分支结构的通讯网络，现场总线控制系统FCS（Filedbus control system）则是基于现场总线的自动控制系统，即以现场总线作为工厂底层网络，通过网络集成而构成的自动控制系统网络，按照公开、规范的通讯协议在智能设备之间、智能设备与远程计算机之间实现数据传输和信息交换，从而实现控制与管理一体化的综合自动控制系统。纵观控制系统的发展过程，任何一种新的控制系统的出现都是针对旧的控制系统存在的缺陷而给出的解决方案，并在用户需求和市场竞争等外部因素的推动下占据主导地位，现场总线和现场总线控制系统的产生和发展也经历了同样的过程。[FCS的发展与历史] 现场总线技术(FCS)简介 现场总线（Fieldbus）是80年代末、90年代初国际上发展形成的，用于过程自动化、 制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互连通讯网络。它作为工厂数字通信网络的 基础，沟通了生产过程现场及控制设备之间及其与更高控制管理层次之间的联系。它不仅是 一个基层网络，而且还是一种开放式、新型全分布控制系统。这项以智能传感、控制、计算 机、数字通讯等技术为主要内容的综合技术，已经受到世界范围的关注，成为自动化技术发 展的热点，并将导致自动化系统结构与设备的深刻变革。国际上许多实力、有影响的公司都 先后在不同程度上进行了现场总线技术与产品的开发。现场总线设备的工作环境处于过程设 备的底层，作为工厂设备级基础通讯网络，要求具有协议简单、容错能力强、安全性好、成 本低的特点 :具有一定的时间确定性和较高的实时性要求,还具有网络负载稳定，多数为短 帧传送、信息交换频繁等特点。 由于上述特点，现场总线系统从网络结构到通讯技术，都具有不同上层高速数据通信网 的特色。所谓PAC，ARC咨询公司率先提出这一概念，他们提出，“目前自动化技术领域出 现了一种新的发展趋势，即高端PLC的功能正在接近小型DCS和SCADA系统的功能，而同时 一种新兴的技术——可编程自动化控制器（PAC）的出现，开始改变PLC市场格局。相比PLC， 这种PAC产品具有更强的通讯能力，更大的存储容量和更快的CPU速度，使PLC成为一种通 用的自动化平台组件。”同时，他们还对PAC的概念进行了详细定义：诸如在一种平台上实 现逻辑控制、传动控制、运动控制和过程控制等多种功能；具有公用对象标记和统一数据库 的多学科开发平台；控制软件允许用户根据多个设备或多个过程单元之间的过程流进行控制 设计具有开放和模块化的结构，无论是工厂的机械设计还是过程行业的单元运行，都能满足 其生产过程特点；网络接口和编程语言等都采用事实上的工业标准，能够实现不同供应商的
《现场总线技术》实验指导书
RS-485串行通信网络安装技术实验一实验目的一、 PPI通信网络的安装和配置。1、理解 PROFIBUS-DP网络的配置。2、理解 D形连接器的安装。、掌握PROFIBUS电缆和3 4、熟悉线路的故障分析及排除故障的方法。二、实验器材及工具表1 实验所需器材及工具 数序数序名称型号型号名称量号号量CPU226 1 3 改刀S7-200 一字、十字 5 7 2 尖嘴钳A10m 8 SIEMENS DP 型普通紫色 2 3 CPU315-2DP 1 SIEMENS DP 9 S7-300 2 电缆剥线器 DP从站4 EM277 2 DP通信测试仪 BT200 1 10 通信模块1 11 DT2025 C5611/5613(1 可选) DP通信卡万用表5 远程分布式SIEMENS 12 DP总线连接器1 ET200M 3 6 I/O模块 9针D形三、实验内容和步骤1、电缆剥线器的使用和PROFIBUS DP电缆、D形连接器的连装 （1）用电缆剥线器按图1-1所示方法剥制DP电缆。 （2）用DP连接器把剥制好的电缆连接起来。 2、PPI通信网络组建 （1）按图1-2所示，用制作好的带D形连接器的DP电缆把三个CPU226连接成PPI通信网络。通信端口用PORT0。 （2）按图1-2所示，设置D形连接器上的终端电阻。 3、PROFIBUS-DP总线网络组建 （1）按图1-3所示，用制作好的带D形连接器的DP电缆把CPU315-2DP、EM277、CPU226、ET200M连接成PROFIBUS-DP总线网络。 形连接器上的终端电阻。D所示，设置1-3图按）2 （．
电气工程学院 通信与现场总线课程设计
目录 一：设计任务 (4) 理想模型： (4) 实验中用到的任务模型 (5) 二：力控软件平台建立的实验模型 (5) 三、实验设备与仪器 (6) 四、设计思路与过程 (6) 五、调试和功能 (13) 六、联机调试：C/S方式的远程控制 (26) 七、课设总结与心得 (29)
（一）本次课程设计题目： 通过三维力控组态软件实现对搅拌罐的网络控制 （二）主要容及要求 在组态软件Forecontrol V6.1平台上，通过工业以太网，分别以C/S方式(客户端/服务器)及B/S方式（浏览器/服务器）完成对SIEMENS的可编程序控制器通过工业现场总线PROFIBUS方式与2台SIEMENS MM440变频器控制的三相异步电机的实际工程平台，实现对搅拌罐PLC控制系统（含本地控制和远程控制）的网络控制。 独立完成，承担系统设计、系统分析、组态软件的学习与编程、网络系统调试等任务，要求提供最终的解决程序（验收）和相关文件，并以报告论文方式说明实现的思路及工程应用前景。 （三）进度安排： （1）在第一次课堂上了解并知道了Forecontrol V6.1软件的初步使用。 （2）根据相关资料，熟悉并设计并完成客户端组态软件的实际工艺流程界面界面的绘制。 （3）对搅拌罐工程相关控制进行了编程。 （4）熟悉服务器端通信参数的要求，完成C/S的网络控制。 （4）3月30日在实验室完成整个系统的软件调试及最后联机调试。 （5）撰写设计报告。
通过三维力控组态软件实现 对搅拌罐的网络控制 一：设计任务 在组态软件Forecontrol V6.1平台上，通过工业以太网，分别以C/S方式(客户端/服务器)及B/S方式（浏览器/服务器）完成对SIEMENS的可编程序控制器通过工业现场总线PROFIBUS方式与2台SIEMENS MM440变频器控制的三相异步电机的实际工程平台，实现对搅拌罐PLC控制系统（含本地控制和远程控制）的网络控制。 本次课程设计中，我们主要运用了C/S（客户端/服务器）方式，实现对搅拌罐PLC控制系统（含本地控制和远程控制）的网络控制。 理想模型：
几种常见的现场总线简介从1984年IEC开始制订现场总线国际标准至今，经过16年的努力和有关各方的协商妥协，最终，采用包括8种类型现场总线的IEC6lI58标准，并于1999年底的投票中得以通过。 2.1 Type l IEC技术报告（即FF H1）FF H1现场总线的网络协议是按照ISOOSI参考模型建立的，它由物理层、数据链路层、应用层，以及考虑到现场装置的控制功能和具体应用而增加的用户层组成。基金会现场总线（FF）是Type1现场总线的一个子集（Subset）。 2.2 Type 2 ControlNet ControlNet现场总线得到美国Rockwell公司支持。它采用了一种新的通信模式：生产者/客户（Producer/Consumermodel）模式。这种模式允许网络上的所有节点，同时从单个数据源存取相同的数据。这种模式最主要的特点是增强了系统的功能，提高了效率和实现精确的同步。 2.3 Type 3 Profibus Profibus得到德国Siemens公司支持。Profibus数据链路层总线存取有两种方式，即令牌环（Token-Ring）方式和主站/从站（Master/Slave）方式。Profibus系列由3个兼容部分组成，即Profibus-DP、Profibus-FMS和Profibus-PA。Profibus-DP适用于设备级控制系统与分散I/O之间高速通信，它使用物理层、数据链路层以及用户接口。Profibus-FMS适用于车间级监控网络，是一个令牌结构、实时多主网络。Profibus-PA专为过程自动化设计，它能够将变送器和执行器连接到一根公共总线，符合IEC61158.2物理层规范，
课程设计说明书 名称DCS与现场总线技术典型工程应用案例分析 ——DCS在锅炉系统中的应用2012年6月11日至2012年6月15日共1 周 院系电子信息工程系 班级10电气2 姓名 学号 系主任张红兵 教研室主任邓建平 指导教师
目录 第一章绪论 (2) 1.1 DCS与现场总线技术 (2) 1.1.1 集散控制系统（DCS）及其应用 (2) 1.1.2现场总线控制系统（FCS）及其应用 (5) 1.2 典型工程应用案例介绍 (6) 第二章 DCS在锅炉系统中的应用案例分析 (8) 2.1方案的总体设计分析 (8) 2.2案例的系统结构和硬件配置分析 (8) 2.2.1 系统硬件配置 (8) 2.2.2 现场控制站设备配置 (10) 2.3案例的可靠性设计及组态分析 (12) 2.3.1 DCS系统的可靠性原理 (12) 2.3.2 锅炉系统中DCS组态 (13) 2.4案例的抗干扰措施 (13) 2.4.1电源系统的干扰及应采取的措施 (14) 2.4.2电磁干扰及应采取的措施 (14) 2.4.3信号线的传送干扰及应采取的措施 (14) 2.4.4防止静电干扰的措施 (14) 第三章总结 (16) 3.1对上述系统分析 (16) 3.2 心得体会 (16) 参考文献 (17) 附录 (18)
第一章绪论 1.1 DCS与现场总线技术 DCS及现场总线技术是由计算机、信号处理、测量控制、网络通信和人机接口等技术综合产生的一门应用技术。 1.1.1 集散控制系统（DCS）及其应用 集散型控制系统(DCS)的实质是利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和现场前端分散控制相统一的新型控制技术。它的出现是工业控制的一个里程碑。工业过程控制的发展逐步从单机监控、直接数字控制发展到集散控制，也必将由集散控制进展到拥有更广阔应用前景的计算机集成制造，近几年的计算机集成制造(CIMS)技术的成就足以证明这一点。 1、集散控制系统 集散控制系统（Distributed control system）是以微处理器为基础的对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的集中分散控制系统，简称DCS系统。该系统将若干台微机分散应用于过程控制，全部信息通过通信网络由上位管理计算机监控，实现最优化控制，整个装置继承了常规仪表分散控制和计算机集中控制的优点，克服了常规仪表功能单一，人-机联系差以及单台微型计算机控制系统危险性高度集中的缺点，既实现了在管理、操作和显示三方面集中，又实现了在功能、负荷和危险性三方面的分散。DCS系统在现代化生产过程控制中起着重要的作用。 集散控制系统一般有以下四部分组成： 一、现场控制级 又称数据采集装置，主要是将过程非控变量进行数据采集和预处理，而且对实时数据进一步加工处理，供CRT操作站显示和打印，从而实现开环监视，并将采集到的数据传输到监控计算机。输出装置在有上位机的情况下，能以开关量或者模拟量信号的方式，向终端元件输出计算机控制命令。 二、过程控制级 又称现场控制单元或基本控制器，是DCS系统中的核心部分。生产工艺的调节都是靠
电气控制与PLC 结课报告 学院：电信学院 专业：电子信息工程技术 学号： 姓名： 指导老师：
第一部分：常用低压电器 1.1低压电器的基本知识 低压电器：是指工作在交流200V、直流1500V及以下的电路中，以实现对电路或非电对象的控制、检测、保护、变换、调节等作用的电器。 1.1.1低压电器的分类 1.低压配电电器 用于供、配电系统中进行电能输送和分配的电器。如：刀开关、低压断路器、熔断器。 2.低压控制电器 用于各种控制电路和控制系统的电器。如：接触器、继电器、主令电器等。3.低压主令电器 用于发送控制指令的电器。如按钮、主令开关、行程开关、主令控制器、转换开关等。 4.低压保护电器 用于对电路及用电设备进行保护的电器。如熔断器、热继电器、电压继电器、电流继电器等。 5.低压执行电器 用于完成某种动作或传送功能的电器。如电磁铁、电磁离合器等。 1.1.2低压电器基本结构 电磁式电器是电气控制系统中最常见的低压电器，从其基本结构上看，大部分由电磁机构、触头系统和灭弧装置三个部分组成，如图所示。 电磁式低压电器的基本结构 1.电磁机构 （1）电磁机构的结构型式 电磁机构由吸引线圈、铁心、衔铁组成。 （2）电磁机构工作原理 吸力特性是指电磁吸力随衔铁与铁芯间气隙δ变化的关系曲线。 反力特性是指反作用力Fr（使衔铁释放的力）与气隙δ的关系曲线。
电磁机构反力特性与吸力特性 2.触头系统 （1）触头的接触形式 （a）点接触（b）线接触（c）面接触 （2）触头的分类 ◆按触头运动情况分为动触头和静触头。 ◆按触头控制的电路分为主触头和辅助触头。 ◆按触头的原始状态可分为常开触头和常闭触头。 ◆按触头的结构形式可分为桥式触头和指形触头。 （3）减小接触电阻的方法 触头材料选用电阻系数小的材料，使触头本身的电阻尽量减小； 增加触头的接触压力，一般在动触头上安装触头弹簧； 改善触头表面状况，尽量避免或减小表面氧化膜形成，在使用过程中尽量保持触头清洁。 3.电弧的产生和灭弧方法 （1）电弧的产生 电弧是在触头由闭合状态过渡到断开状态的过程中产生的，是触头间气体在强电场作用下产生的放电现象，是一种带电质子的急流。 （2）电弧的产生的原因 a强电场放射b撞击电离c热电子发射d高温游离 （3）灭弧的基本方法 1）拉长电弧，从而降低电场强度； 2）用电磁力使电弧在冷却介质中运动，降低弧柱周围的温度； 3）将电弧挤入绝缘壁组成的窄缝中以冷却电弧； 4）将电弧分成许多串联的短弧，增加维持电弧所需的临极电压降。 1.2 接触器 接触器是一种用于中远距离频繁地接通与断开交直流主电路及大容量控制电路的一种自动开关电器。
主流现场总线简介 下面就几种主流的现场总线做一简单介绍。 1、基金会现场总线（FoundationFieldbus 简称FF） 这是以美国Fisher-Rousemount公司为首的联合了横河、ABB、西门子、英维斯等80家公司制定的ISP协议和以Honeywell公司为首的联合欧洲等地150余家公司制定的WorldFIP协议于1994年9月合并的。该总线在过程自动化领域得到了广泛的应用，具有良好的发展前景。 基金会现场总线采用国际标准化组织ISO的开放化系统互联OSI的简化模型（1，2，7层），即物理层、数据链路层、应用层，另外增加了用户层。FF分低速H1和高速H2两种通信速率，前者传输速率为31.25Kbit/秒，通信距离可达1900m，可支持总线供电和本质安全防爆环境。后者传输速率为1Mbit/秒和2.5Mbit/秒，通信距离为750m和500m，支持双绞线、光缆和无线发射，协议符号IEC1158-2标准。FF的物理媒介的传输信号采用曼切斯特编码。 2、CAN（ControllerAreaNetwork 控制器局域网） 最早由德国BOSCH公司推出，它广泛用于离散控制领域，其总线规范已被ISO国际标准组织制定为国际标准，得到了Intel、Motorola、NEC等公司的支持。CAN协议分为二层：物理层和数据链路层。CAN的信号传输采用短帧结构，传输时间短，具有自动关闭功能，具有较强的抗干扰能力。CAN 支持多主工作方式，并采用了非破坏性总线仲裁技术，通过设置优先级来避免冲突，通讯距离最远可达10KM/5Kbps/s，通讯速率最高可达40M /1Mbp/s，网络节点数实际可达110个。目前已有多家公司开发了符合CAN协议的通信芯片。 3、Lonworks 它由美国Echelon公司推出，并由Motorola、Toshiba公司共同倡导。它采用ISO/OSI模型的全部7层通讯协议，采用面向对象的设计方法，通过网络变量把网络通信设计简化为参数设置。支持双绞线、同轴电缆、光缆和红外线等多种通信介质，通讯速率从300bit/s至1.5M/s不等，直接通信距离可达2700m（78Kbit/s），被誉为通用控制网络。Lonworks技术采用的LonTalk协议被封装到Neuron（神经元）的芯片中，并得以实现。采用Lonworks技术和神经元芯片的产品，被广泛应用在楼宇自动化、家庭自动化、保安系统、办公设备、交通运输、工业过程控制等行业。 4、DeviceNet DeviceNet是一种低成本的通信连接也是一种简单的网络解决方案，有着开放的网络标准。DeviceNet具有的直接互联性不仅改善了设备间的通信而且提供了相当重要的设备级阵地功能。DebiceNet基于CAN技术，传输率为125Kbit/s至500Kbit/s,每个网络的最大节点为64个，其通信模式为：生产者/客户（Producer/Consumer），采用多信道广播信息发送方式。位于DeviceNet网络上的设备可以自由连接或断开，不影响网上的其他设备，而且其设备的安装布线成本也较低。DeviceNet总线的组织结构是Open
大作业 题目Linux操作系统下的POWERLINK主站和从站通信 课程名称现场总线技术及应用 院（系、部、中心）自动化学院 专业自动化 班级 学生姓名 学号 设计地点 指导教师
目录 一、课程设计的目的 (3) 二、课程设计题目及要求 (3) 1、题目 (3) 2、设计要求 (3) 三、环境搭建 (3) 1、硬件环境： (3) 2、软件环境： (3) 3、源代码和安装文件： (4) 四、powerlink的原理 (4) 1、Powerlink是ICE国际标准，通信描述 (4) 2、Powerlink网络建构 (5) 3、通信过程 (5) 3、主站发送参数的配置过程 (8) 4、从站接收配置之通信参数配置 (8) 5、openCONFIGURATOR介绍 (9) 五、操作过程 (9) 1、主从站之间的通信 (9) 2、openCONFIGURATOR应用 (19) 六、实习体会 (28)
一、课程设计的目的 通过对Powerlink的理论学习和完成Powerlink的主站和从站通信的实践工作，将这门课程的理论知识尤其是Powerlink这种现场总线的理论和应用知识进一步巩固和完善，培养学生较强的工程实践能力，为进一步学习专业知识和从事相关专业工作打下坚实的基础。 二、课程设计题目及要求 1、题目 Linux操作系统下的POWERLINK主站和从站通信 2、设计要求 掌握Powerlink的工作原理，使用开源的openConfigurator对主站和从站进行配置，对开源的openPOWERLINK代码在Linux系统下进行编译实现主站和从站的通信功能，利用网络诊断工具wireshark检查和验证通信功能。 三、环境搭建 1、硬件环境： 一台PC机，安装两台虚拟机，一台作为主站，另一台作为从站 2、软件环境： a)安装虚拟机VMware player；
南京工程学院 课程设计说明书（论 文） 题目Linux操作系统下的POWERLINK主站和从站通信 课程名称现场总线技术及应用 院（系、部、中心）自动化学院 专业自动化 班级 学生姓名 学号 指导教师
目录 一课程设计的目的----------------------------------------------3二课程设计题目及要求----------------------------------------3 1题目----------------------------------------------3 2设计要求------------------------------------------3 三环境搭建-------------------------------------------------------3 四powerlink的原理--------------------------------------------4 五操作过程--------------------------------------------------------9 1 主从站之间的通信------------------------------------9 2openCONFIGURATOR应用------------------------------------------19六实习体会--------------------------------------------------------26
Powerlink课程设计报告 一、课程设计的目的 课程设计的目的是使学生能够将《现场总线技术及应用》课程的学习内容有机的联系起来，形成系统的概念，培养学生综合应用知识的能力，掌握现场总线系统设计的基本思想和方法。 二、课程设计题目及要求 1、题目 Linux操作系统下的POWERLINK主站和从站通信 2、设计要求 使用开源的openConfigurator对主站和从站进行配置，对开源的openPOWERLINK代码在Linux系统下进行编译实现主站和从站的通信功能，利用网络诊断工具wireshark检查和验证通信功能。 三、环境搭建 （1）硬件环境：一台PC机，安装两台虚拟机，一台作为主站，另一台作为从站 （2）软件环境： a)安装虚拟机VMware player； b)安装Linux操作系统Ubuntu； c)安装程序文件产生器Doxygen； d)安装编译安装工具CMake e)安装网路数据包捕获函数库libpcap作为网卡驱动
现场总线技术课程设计 课程设计要求及安全操作规程 一、设计前的准备 1.请查阅或借阅相关书籍，比如：西门子S7-300PLC、STEP7组态编程及WINCC组态方面的书籍或资料。 2.认真研读课程设计指导书，了解设计要求，明确设计过程中应注意的问题，并按照各项目要求准备记录等。 3.本次课设使用THPCAT-2型现场总线控制系统实验装置，该实验装置的总线控制柜由西门子S7-300 PLC组成。实验前应了解实验装置中的对象、水泵和所用控制组件的名称、作用及其所在位置, 以便于在实验中对它们进行操作和观察。熟悉实验装置面板图，要求做到由面板上的图形、文字符号能准确找到该设备的实际位置；熟悉工艺管道结构、每个手动阀门的位置及其作用。 二、设计过程的基本要求 1．明确设计任务； 2．提出设计方案； 3．运用STEP7组态软件对系统进行硬件组态设计； 4．编写LAD（梯形图）程序； 5. 运用WINCC组态软件对系统进行界面设计； 5．进行实验操作，做好观测和记录； 6．整理数据，得出结论，撰写课程设计报告。 三、课程设计报告要求 1.要求有封皮、目录； 2.课设内容分章节书写，每个项目包括设计要求、设计过程、结果或效果图及总结分析； 3.报告要求附页码。 四、安全操作规程 1．实验之前确保所有电源开关均处于“关”的位置，储水箱中是否有充足的水； 2．打开电源开关顺序：依次打开PLC控制柜中总电源开关、变频器开关（停大约10S后）、控制站开关、24VDC开关等。 3．关闭电源开关顺序：首先关闭控制站开关，再依次关闭其他电源开关，最后关闭总电源开关。 4. STEP7硬件组态下载程序时，请将PLC控制柜中CPU模块开关置于STOP状态，下载完毕时切换至RUN状态。 5．小心操作，切勿乱扳硬拧，严防损坏仪表及模块。 6．严格遵守实验室有关规定。
常用现场总线种类介绍公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]
常用现场总线种类介绍 1、PROFIBUS Profibus 作为一种快速总线，被广泛应用于分布式外围组件(PROFIBUS-DP)。除了 PROFIBUS-DP 和 FMS 以外，Beckhoff 还支持驱动器通讯标准 PROFIBUS MC。过程现场总线 2、EtherCAT EtherCAT(Ethernet for Control Automation Technology，用于控制和自动化技术的以太网)是一种用于工业自动化的实时以太网解决方案，性能优越，使用简便。 3、Lightbus 这种经过验证的 Beckhoff 光纤总线系统具有极为优秀的抗 EMI 性能，易于安装，数据流快速、循环且具有确定性。 4、Interbus Interbus 易于配置，通讯快速而可靠。主/从系统的移位寄存器协议可提供高效循环通讯。 5、CANopen 通过有效利用总线带宽，CANopen 可在即使相对较低的数据传输速率时也能实现较短的系统响应时间。秉承了 CAN 的传统优点，例如数据安全性高且具备多主站能力。 6、ControlNet ControlNet 是一种开放式标准现场总线系统。该总线协议允许循环数据和非循环数据通过总线同时进行交换，而两者之间互不影响。 7、SERCOS interface SERCOS 最初作为用于驱动器的快速光纤总线系统研发。采用 Beckhoff SERCOS 总线耦合器，I/O 设备可以实现高速率数据传输和较短的循环时间。 8、Ethernet
第一章实训装置说明 第一节系统概述 一、概述 “TH JDS-1A型过程自动化控制系统实训平台”是由对象系统实训平台、S7-200PLC控制系统、智能仪表及远程数据采集控制系统和上位监控PC机四部分组成。本装置是专门为高等院校、职业院校开设的自动化、过程控制装置及自动化、自动控制等专业而研制的，可满足各大高校所开设的《传感器检测与转换技术》、《过程控制》、《自动化仪表》、《自动控制理论》、《计算机控制》、《PLC可编程控制》等课程实训的教学要求。装置选用当前工业现场的典型的被控对象、被控参量和控制流程，可开展现场仪表的调校、被控对象流程的组建、控制系统线路连接、控制算法及组态软件的编程以及控制系统的分析等工作任务，适合职业学校、本科院校的技能训练和研究。 学生通过本实训装置进行综合实训后可掌握以下内容： 1．传感器特性的认识和零点迁移； 2．自动化仪表的初步使用； 3．变频器的基本原理和初步使用； 4．电动调节阀的调节特性和原理； 5．测定被控对象特性的方法； 6．单回路控制系统的参数整定； 7．串级控制系统的参数整定； 8．复杂控制回路系统的参数整定； 9．控制参数对控制系统的品质指标的要求； 10．控制系统的设计、计算、分析、接线、投运等综合能力培养； 11．各种控制方案的生成过程及控制算法程序的编制方法。 二、系统特点 ●真实性、直观性、综合性强，控制对象组件全部来源于工业现场。 ●被控参数全面，涵盖了连续性工业生产过程中的液位、压力、流量及温度等典型参数。 ●具有广泛的扩展性和后续开发功能，所有I/O信号全部采用国际标准IEC信号。 ●具有控制参数和控制方案的多样化。通过不同被控参数、动力源、控制器、执行器及工艺管路的组合可构成几十种过程控制系统实训项目。 ●各种控制算法和调节规律在开放的实训软件平台上都可以实现。实训数据及图表在上位机软件系统中很容易存储及调用，以便实训者进行实训后的比较和分析。 ●多种控制方式：可采用AI智能仪表控制、S7-200PLC控制、远程数据采集模块控制。 ●充分考虑了各大高校自动化专业的大纲要求，完全能满足教学实训、课程设计、毕业设计的需要，同时学生可自行设计实训方案，进行综合性、创造性过程控制系统实训的设计、调试、分析，培养学生的独立操作、独立分析问题和解决问题的能力。 三、实训装置的安全保护体系 1.三相四线制总电源输入经带漏电保护装置的三相四线制断路器进入系统电源后分为一个三相电源支路和一个单相支路，每一支路都带有各自三相、单相断路器。总电源设有三相通电指示灯和380V三相电压指示表。 2.各种电源及各种仪表均有可靠的自保护功能。 3.强电接线插头采用封闭式结构，以防止触电事故的发生。 4.强弱电连接线采用不同结构的插头、插座，防止强弱电混接。
计算机网络结课报告 专业：电子信息工程 班级：150406 姓名：尹子茹 学号：20152377
1 在社会不断发展，信息化日趋成熟的今天，计算机网络成为人类传输信息的重要手段之一。全球范围的计算机信息系统解除了人类交流的空间障碍，为人类生活提供了极大的便捷。网络的普及也为全球经济的发展带来了极大的契机，为越来越多的人们创造了巨大的财富。因此保障计算机网络信息传递的安全性，已成为当下最重要的研究课题之一。 计算机网络信息安全指的是保护计算机网络系统中的数据或者计算机软件和硬件不受到恶意的破坏、泄露，确保网络服务不问断，保证网络系统能够可靠连续的正常运行。网络安全根据安全主体的不同，可以分为两类：网络信息安全和网络设备安全。网络信息安全是是保障网络传输过程中信息的完整性和真实性。网络设备安全是网络传输数据的安全，避免网络设备因人为因素影响网络系统性能。计算机网络安全既包括管理控制网络的软件和硬件，也包括快捷的网络服务，共享的资源，因此定义网络安全应考虑涵盖计算机网络所涉及的全部内容。在保障网络安全传输的重要手段中，数据加密技术是最有效的方法之一。 计算机网络安全受到威胁的主要因素 计算机操作系统存在隐患对于一台电脑而言，操作系统是起着支撑作用的核心软件。操作系统不仅能够管理计算机系统的各种资源和扩充内部硬件，而且为广大用户在计算机使用过程中提供了方便，因此操作系统营造出一个健康有序的运行环境，起到了承上启下的重要作用。假设病毒侵犯到计算机操作系统中，它就有可能直接获得计算机的用户口令，并能够很随意的对整个计算机系统进行操作，窃取用户相关信息。此外，病毒还可以通过间谍程序对正在传输信息的用户进行监控;或者病毒利用操作系统中存在的漏洞，比如远程调用功能等漏洞，让整个服务器瘫痪，最终迫使计算机无法运行。出现上述安全隐患的原因往往是因为用户自认为了解所使用的安装软件，忽视了病毒的入侵，最终使得计算机处于危险状态。 数据库管理系统中的不安全隐患数据库管理系统的先天缺陷是由于分级管理的理念生成的。因此，用户身份证或者银行卡密码等相关涉及到个人隐私或者财产的安全问题，由于不安全隐患，一旦遭受病毒入侵，就会将上述私人重要信息公布于众。 网络中存在的不安全隐患计算机网络的普及和发展使得人们的生活变得更加丰富和便捷，大大促进了人类的发展。用户可以通过计算机任意获取自己想要的信息和发布各种信息，当然正是因为这种网络使用的任意性，带来了许多潜在的安全隐患。计算机网络的不安全隐患可能会对计算机内部软件和硬件造成威胁和侵犯，或者是简单的对传输线进行破坏，或是恶意攻击网络协议。在上述不安全因素中，尤为突出的是FTP、NFS、TCP/IP等协议。病毒利用上述协议中存在的漏洞，广泛搜索用户相关信息，进而破解计算机的口令密码，然后攻击计算机防火墙系统。 计算机数据加密技术的应用分析 网络安全是一门综合性学科，涉及到计算机科学、通讯网络技术和密码技术等多门学科。网络安全目的在于确保在网络传输过程中涉及个人隐私和商业利益的相关信息的完整性和真实性，不仅避免出现非法存取、病毒入侵等威胁，也避免竞争对手或者他人通过冒充、窃听等非法手段对自身相关隐私和权益进行入侵，更能有效地防治网络黑客的恶意进攻，避免了相关隐私泄露给用户带来的损失。计算机网络数据加密技术已经成为目前最有效的网络安全工具，它可以通过对信息重新编码，隐藏相关信息内容以便有效的防止相关信息的泄露。 数据加密数据加密有三种方式：节点、链路和端到端。节点加密是在节点处利用密
# 重庆科技学院 课程设计报告 院（系）:_电气与信息工程学院专业班级: 测控普2007-01 学生姓名: 黄亮学号: 99 设计地点（单位）__ I502________ __ ______ 设计题目:__基于WinCC和S7-300的温度测控系统__ * 完成日期：2010年 12 月 10 日 指导教师评语: _______________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ ________________________________ __________ _ 成绩（五级记分制）:______ __________ 指导教师（签字）:________ ________ <
目录
1课程设计任务书 设计题目：基于WinCC和S7-300的温度测控系统 教研室主任：指导教师：胡文金、刘显荣 2010 年 11月 26 日
2温度控制对象概述 温度是流程工业中极为常见的热工参数，对它的控制也是过程控制的一个重点。随着生产力的发展和对温度控制精度要求的不断提高，温控系统的控制技术得到了迅速发展，能否成功地将温度控制在所需范围内，关系到整个活动的成败，由于控制对象的多样性和复杂性，导致采用的温控手段的多样性，且控制对象普遍具有时间常数大、纯滞后时间长、时变性较明显等特点，给控制带来一定难度。 在本次设计中采用的是TKPLC-2型温度加热器。 功能特点与技术参数 TKPLC-2型温度加热器是包括三个模块，电压驱动模块、电阻丝加热模块以及电流输出模块，温度加热器功率为50W。电压输入为0-5V，电流采用标准的DDZⅢ型4-20mA输出信号，温度传感器采用Pt100，测温范围0-200℃，Pt100采用电桥连接。电阻丝温度变化大概为0-100℃，因此满足实验的要求。 控制手段 温度控制对象由于存在比较大的滞后，控制快速性以及控制精度较难权衡，因此控制比较复杂。针对各种温度控制对象，已经有了各种不同的温度控制方法，包括最经典的PID控制算法，模糊控制算法，神经网络控制，最优控制等等，这些控制算法各有各自的特点及优势。 由于实验的条件以及自身的知识水平，采用最经典的PID控制算法作为本次课程设计的核心温度控制算法。整个控制流程为：由温度加热器的自带的温度传感器Pt100实时测量温度，再由温度加热器内部调理电路，将温度信号转换为4-20mA的电流信号，电流信号通过电缆传送到S7300型号PLC的模拟量输入端，通过PLC内部自带的FB58温度控制PID模块控制，然后通过PLC的模拟量输出口采用0-10V（实际程序控制只需输出0-5V）方式电压输出控制温度加热器的加热电压，达到控制温度的目的。此外实验中还通过WinCC组态软件来实时监控温度控制过程，包括实时温度，PID三个参数（Kp、Ti、Td），以及输出控制流量，绘制实时曲线，棒图等。PLC通过DP总线与PC连接，WinCC组态软件通过配置PG接口与PLC连接，达到数据传输的目的。 以此，一个PID温度控制以及实施监控的控制的系统叙述完毕。
结课报告 这学期我们学习了《形势与政策》的课程。通过这门课程的学习，我对国内外的形势与政策有了更深刻的了解和认识。虽然学习的课时不多，可是为我们打开了真实全新的世界。帮助我们了解国内外的形势，掌握更多的国内外时事动态。以前的我们生活在两耳不闻窗外事的象牙塔中，在学习中系统地了解了党和国家的方阵政策，开拓了我的视野。 在课程学习之后，联想到我国现在日新月异的经济发展和变化，我便对我国的经济产生了浓厚的兴趣。中国经济到底是怎样的发展历程，将会走向怎样的发展方向。我不禁有种迫不及待想要了解的感觉。所以我选择了通过《读懂中国经济》这本书，通过它更好的理解我国的形势政策。 中国经济经历了漫长的发展过程。从改革开放到2011年期间，经历一段高速发展阶段。在2012年之后，经济发展速度放缓。在飞速的增长中人们是欣喜的，可是对于放慢速度的现状，有人就产生了悲观的情绪有了很多的质疑和担忧。在这本书里，我们揭开层层迷雾，看到了中国经济的本质。其实我国经济水平在大幅度提高之后经济增速放慢只不过是规律性的。我们现在需要的不是增长速度，而是增长内涵。在复杂的经济形势下，我国社会矛盾已经转变为人民日益增长的美好生活需要和不平衡、不充分的发展之间的矛盾。现在我们就是要解决这一矛盾，让中国经济以更快更稳的步伐走向平衡、协调和可持续的发展轨道。目前，我国人民已不用在温饱线上挣扎，人们的生活自改革开放以来发生了翻天覆地的变化，我们的社会正在奔向全面小康社会的道路上。现在我们已经进入一个社会主义的新时代，均衡充分的发展成为了主题。对于均衡发展，减少社会贫困人口尤其是落后地区农村贫困人口，是我们当前的当前的主要目标。通过实际生活的观察发现，当前我们政府精准扶贫的政策已经贯彻在国家角角落落。政府通过政策的扶持、帮助和照顾贫困地区贫困人口，根据贫困人口的实际情况实行精细准确的经济指导，使贫困人口在政策引导下走在脱贫致富的路上。到2020年我们的目标是实现贫困人口全部脱贫，全面迈进小康社会。区域性的不均衡，我国正在形成新的区域经济增长点，通过一带一路等区域战略性经济共同体，使地区经济发展更加平衡。经济增长新动能正在加速形成。传统行业在科学技术成果的依托下不断增长的同时，创造性的经济增长在互联网飞速发展的带动成为一个
常用现场总线种类介绍 1、PROFIBUS Profibus 作为一种快速总线，被广泛应用于分布式外围组件(PROFIBUS-DP)。除了PROFIBUS-DP 和FMS 以外，Beckhoff 还支持驱动器通讯标准PROFIBUS MC。过程现场总线 2、EtherCAT EtherCAT(Ethernet for Control Automation Technology，用于控制和自动化技术的以太网)是一种用于工业自动化的实时以太网解决方案，性能优越，使用简便。 3、Lightbus 这种经过验证的Beckhoff 光纤总线系统具有极为优秀的抗EMI 性能，易于安装，数据流快速、循环且具有确定性。 4、Interbus Interbus 易于配置，通讯快速而可靠。主/从系统的移位寄存器协议可提供高效循环通讯。 5、CANopen 通过有效利用总线带宽，CANopen 可在即使相对较低的数据传输速率时也能实现较短的系统响应时间。秉承了CAN 的传统优点，例如数据安全性高且具备多主站能力。 6、ControlNet ControlNet 是一种开放式标准现场总线系统。该总线协议允许循环数据和非循环数据通过总线同时进行交换，而两者之间互不影响。 7、SERCOS interface SERCOS 最初作为用于驱动器的快速光纤总线系统研发。采用Beckhoff SERCOS 总线耦合器，I/O 设备可以实现高速率数据传输和较短的循环时间。 8、Ethernet 以太网是办公环境中的主流标准。在Beckhoff 以太网产品中，也秉承并发扬了以太网的优点，例如数据传输速率高，与现有网络的简便集成以及广泛的服务和接口等。 9、PROFINET PROFINET 是一种由PNO(PROFIBUS 用户组织)针对开放式工业以太网制定的标准：国际上订立的一种针对通讯的IT 标准(如TCP/IP 协议)。 10、USB USB 已成为PC 技术的标准接口，具有传输速率高，拓扑结构灵活(通过集成集线器)等特点，加上Beckhoff USB 总线耦合器，在距离较短时，该系统可替代现场总线。 11、Modbus Modbus 是一种基于主/从结构的开放式串行通讯协议。可非常轻松地在所有类型的串行接口上实现，已被广泛接受。 12、RS232/RS485 RS232 和RS485 是精典的串行接口，一直被广泛使用。Beckhoff RS485/RS232 I/O模块采用的是易于实现的简单串行通讯协议。 13、CC-Link CC-Link(Control & Communication Link，控制与通信链路)是一种开放式总线系统，用于控制级和现场总线级之间的通讯。应用方面主要以亚洲地区为主。 14、AS-Interface AS interface 通过简单、经济的布线方法，连接传感器、执行器与上位控制层。AS interface 已通过EN 50295 和IEC 62026-2 标准，在国际上实现了标准化。 15、LON LON(Local Operating Network，局部操作网络)是一种能够进行多网络连接的通讯系统，用于分布式应用。 16、EIB EIB(European Installation Bus，欧洲安装总线)是一种用于楼宇布线的总线系统，主要在欧洲得到广泛应用。 17、SNMP 简单网络管理协议 18、QOS 服务质量，解决延时和阻塞的一种技术。 19、CAN 控制器局域网络
结课报告─恒星天文学 恒星天文学是研究恒星、星际物质和各种恒星集团的分布和运动特性的天文学分支学科。由于恒星为数众多，恒星天文学不能采用讨论单个恒星的办法，而 主要借助于统计分析和数学方法来进行研究。恒星天文学的资料取自天体测量学、天体物理学和射电天文学获得的各种数据，包括恒星的视差、位置、自行、星等、 色指数、光谱型、光度级和视向速度等。 恒星天文学作为一门学科是由老赫歇耳通过对恒星的大量观测和研究开始的。 1783年他首次通过分析恒星的自行发现了太阳在空间的运动，并定出了运动的速度和向点。小赫歇耳继承和发展了其父开创的事业，在恒星计数、双星观测 和编制星团和星云表方面进行了大量的工作。 1837年斯特鲁维等测定了恒星的三角视差，从此便开始了测定恒星距离的工作。1887年斯特鲁维从对恒星自行的分析中，估计了银河系自转的角速度。十九 世纪中叶天体物理学开始建立后，恒星光谱分析为恒星天文学提供了重要资料。 1907年史瓦西提出恒星本动速度椭球分布理论，开创了星系动力学。1912年，勒维特发现造父变星的周光关系，成为测定遥远星团的距离的有力武器。由此， 人们才对银河系的整体图像，以及太阳在银河系中的地位，有了比较正确的认识。 1905～1913年，赫茨普龙和罗素创制了赫罗图，对了解恒星的演化和推求其距离提供了有力的手段。1918年，沙普利分析了当时已知的100 个球状星团的视 分布，并用周光关系估算出它们的距离，得出了银河系是一个庞大的透镜形天体 系统和太阳不居于中心的正确结论。 1927年，荷兰的奥尔特根据观测到的运动数据证实了银河系自转。此外，银河系次系、星族、星协概念的建立和证实，对变星和星团、星云的研究和探讨恒 星系统的结构作出了重要的贡献。 赫歇耳（1738—1822 年）可以称得上是最杰出的天文学家之一。人们一提到他，就立刻想起发现天王星的事，实际上，他最重要的工作和成就是在恒星天文学方面。 赫歇耳一般都是用自己制造的望远镜进行观测，太阳系第七大行星——天王星，就是他在自己家中的花园内作巡天观测时发现的。 1781 年8 月13 日，他用一架口径16 厘米、焦距2 米的望远镜作观测的时候，在双子座里看到了一个陌生的天体。他起先以为是颗彗星，可是用偏心率较大的椭圆或抛物线去表示它的轨道，却总是不成功。最后终于觉悟到它的轨道比较接近于圆，该是颗行星，距离比那时知道的最远行星土星还要远一些。