DCS控制系统.ppt
- 格式：ppt
- 大小：2.27 MB
- 文档页数：46
下载文档原格式
合集下载
《DCS系统概述》课件
操作站
01
02
03
04
操作站是DCS系统中的人机交 互界面。
操作站通常配备大屏幕显示器 、键盘、鼠标等设备，供操作
员进行监控和操作。
操作站可以显示设备的运行状 态、报警信息、实时数据等， 方便操作员对设备进行监控和
管理。
操作站还支持历史数据查询、 报表生成等功能，方便操作员
进行数据分析和管理。
通信网络
输入输出模块还支持多种 信号接口和控制输出，可 以与各种设备进行连接和 控制。
ABCD
输入输出模块可以采集各 种设备的状态信号和控制 信号，并将其传输到控制 器进行处理。
输入输出模块具有高可靠 性和稳定性，可以在各种 复杂环境下正常工作。
03
DCS系统的功能
数据采集与处理
数据采集
DCS系统能够实时采集各种传感器、 变送器等设备产生的信号，并将其转 化为数字或模拟量数据。
01
通信网络是DCS系统中 的信息传输系统。
02
通信网络采用高速数据 传输协议，确保数据传 输的实时性和准确性。
03
通信网络支持多种通信 接口，可以与各种设备 进行通信和控制。
04
通信网络还具有故障冗 余设计，可以在网络故 障时保证系统的稳定性 和可靠性。
输入输出模块
输入输出模块是DCS系统 中的信号采集和控制系统 。
详细描述
智能化DCS系统具备自学习和自我优化的能力，能够根据历史数据和实时运行情况，自动调整控制策略，提高系 统的稳定性和效率。
网络化
总结词
网络技术的发展使得DCS系统逐渐实现 网络化，提高了系统的可扩展性和远程 控制能力。
VS
详细描述
通过网络化DCS系统，可以实现远程监控 和控制，方便对大规模、分散的工业设施 进行集中管理。同时，通过网络技术，可 以实现数据共享和信息交互，提高生产效 率。
DCS系统基础教程ppt课件
5
1) 控制器(CPM) 2) 冗余模件 3) I/O 连接模件 4) 现场总线接口模件 5) 控制网接口模件 6) 冗余电缆
I/O Link
ppt课件
• HLAI • AO16 • STIMV • DI24V • DISOE • DO32 • LLMUX
16
PM I/O 特 点
所有输入/输出卡板均为智能型 数据采集与输出处理均在前端完成 丰富的在线诊断信息 卡件面板LED显示设备状态 可选1:1冗余配置,自动切换 均可带电插拔 可远程安装(冗余光纤连接, 可达8公里) 通用数字量IOP,减少系统备件 (24Vdc, 120Vac, 240Vac DI/DO等) 表层密封套装--额外的防腐蚀保护
内置的批量设备和相位逻辑
内置的配方处理用于单个装置内的通讯
完全与TotalPlant
Batch集成，与S88.01标准兼容
ppt课件
15
ControlNet
经过多年现场考验冗余 PM I/O 1234
冗余 I/O 智能变送器接口卡 全球已有8百万个通道在使用中 每个C200 可接多达64对冗余卡
可同时实现: 连续回路控制, 逻辑连锁控制, 和顺序 控制 两种运行环境： 50毫秒CEE: 50ms, 100ms, 200ms, 500ms, 1s, 2s 5毫秒CEE: 5ms, 10ms, 20ms, 50ms, 100ms, 200ms 每个控制回路可分别运行不同的周期 使用单一的工程师工具，用于组态和维护
ppt课件
3
4、 DCS的控制程序是由谁执行的？ DCS的控制决策是由过程控制站完成的，所以控
制程序是由过程控制站执行的。
DCS控制系统 ppt课件
DCS控制系统
反馈控制功能
反馈控制功能的实现--由内部仪表完成，用功能自程序模块实现 单回路控制仪表的功能。
名词解释：内部仪表—能够完成不同标准功能的程序模块
顺序控制功能
用于断续处理，根据控制要求，对时间、状态等条件进行逻辑判 断，分步骤完成一系列操作控制。
注：复杂控制中可能在连续控制中含有断续控制，断续控制的某 一操作需要加入连续控制。
上上
PI D上 上 上 上
3上 1上 上 上 上
8上 8上 上 上 上 上上上
P124 RF- TAB 3- 2 CFCD2
上上上上上上上上
反馈控制功能应用实例
DCS控制系统
V001 V002
TA01 温度下限接点ON
PB01(启动按钮）
上限时开关ON LA01
下限时开关ON LA02
V003
去下一道工序
响所控制的回路。 集散控制可能涉及的问题 CPU控制回路的数量与实际要求的关系---生产装置中联系紧密的控制
回路数目约为8~40个，状态量约为100~500个，集中在一个站内可省 去通信过程，实时性好。
DCS控制系统
配有YEWCOM 7000小型机作为上 位机，包括现场控制站CFCD2、操 作站COPSV／COPCV、数据通讯 母线HF-BUS等构成。 上位机可以连接数个终端和其它外 设。现场控制站CFCD2用作直接控 制，操作站COPSV／COPCV完成 操作和现场监视，现场控制站和操 作站通过HF-BUS相连接。
DCS控制系统
（1）插件可包含多路输入输出，例：MAC2有8路 1~5V输入，8路4~20mA输出。
（2）必要时需加接隔离电路，例：光隔输入、磁隔输 出。
（3）插件实际运算工作在计算机（控制部分RF-FIG3-2）内完成，插件与计算机之间采用站内通信总线交 换数据。
dcs控制系统简介动画PPT课件
4
DCS的发展历史
DCS系统发展历史
6
DCS系统特点
通用性强、系统组态灵活、控制功能完善、数据处
理方便、显示操作集中、人机界面友好、安装简单规范化、
调试方便、运行安全可靠等
7
DCS系统结构实例
8
DCS系统结构
9
DCS系统结构组成
10
科盛化学DCS
我公司采用的是Honeywell的EPKS C300系统，EPKS是 (Experion TM Process Knowledge system） Honeywell最新一代的过程自动化系统，它将人员与过程 控制、经营和资产管理融合在一起。
dcs控制系统 简介
主讲： 李华军
目
录
1、DCS定义 2、DCS简介 3、DCS发展历史 4、DCS特点 5、DCS系统结构 6、DCS系统柜卡件介绍 7、DCS系统I/0卡件拓扑结构 8、小问题
DCS系统
DCS是分布式控制系统(Distributed Control System)的简 称。国内一般习惯称为集散控制系统。它是一个由过程控制 和过程监控组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综 合了计算机Computer、通讯Communication、显示Crt 和控 制Control等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、 分级管理、配置灵活、组态方便的特点。
11
DCS系统结构组成1
中心控制室
12
DCS系统结构组成2
机柜间
13
DCS系统结构组成3
现场设备
14
DCS系统柜卡件
机柜布置图
15
DCS系统硬件组成
C300控制器将调节 控制、快速逻辑控制、 顺序控制以及批量控 制集于一身的紧凑、 高效、低成本的控制 器。
DCS的发展历史
DCS系统发展历史
6
DCS系统特点
通用性强、系统组态灵活、控制功能完善、数据处
理方便、显示操作集中、人机界面友好、安装简单规范化、
调试方便、运行安全可靠等
7
DCS系统结构实例
8
DCS系统结构
9
DCS系统结构组成
10
科盛化学DCS
我公司采用的是Honeywell的EPKS C300系统，EPKS是 (Experion TM Process Knowledge system） Honeywell最新一代的过程自动化系统，它将人员与过程 控制、经营和资产管理融合在一起。
dcs控制系统 简介
主讲： 李华军
目
录
1、DCS定义 2、DCS简介 3、DCS发展历史 4、DCS特点 5、DCS系统结构 6、DCS系统柜卡件介绍 7、DCS系统I/0卡件拓扑结构 8、小问题
DCS系统
DCS是分布式控制系统(Distributed Control System)的简 称。国内一般习惯称为集散控制系统。它是一个由过程控制 和过程监控组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综 合了计算机Computer、通讯Communication、显示Crt 和控 制Control等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、 分级管理、配置灵活、组态方便的特点。
11
DCS系统结构组成1
中心控制室
12
DCS系统结构组成2
机柜间
13
DCS系统结构组成3
现场设备
14
DCS系统柜卡件
机柜布置图
15
DCS系统硬件组成
C300控制器将调节 控制、快速逻辑控制、 顺序控制以及批量控 制集于一身的紧凑、 高效、低成本的控制 器。
(2024年)DCS系统PPT课件
4
结构与工作原理
2024/3/26
结构
DCS系统通常由过程控制级、控制管理级和生产管理级三级结 构组成。其中，过程控制级负责直接控制生产过程，控制管理 级负责监控和优化控制策略，生产管理级负责整个生产过程的 调度和管理。
工作原理
DCS系统通过分散在各个控制站上的控制器对生产过程进行实 时控制，同时通过通信网络将各个控制站连接起来，实现数据 的共享和交换。控制站之间可以相互独立工作，也可以协同完 成复杂的控制任务。
3
定义与发展历程
定义
DCS系统，全称为分布式控制系统，是一种基于微处理器技术的控制系统，具 有分散控制、集中管理、配置灵活等特点。
发展历程
DCS系统起源于20世纪70年代，随着计算机技术、通信技术和控制技术的不断 发展，DCS系统逐渐从集中式控制系统发展而来，成为工业自动化领域的重要 组成部分。
2024/3/26
加强系统集成
将DCS系统与上位机管理系统、先进过程控制软件等紧密集成， 实现全流程的自动化和智能化管理。
2024/3/26
25
面临挑战和未来发展机遇
网络安全挑战 随着DCS系统网络化程度的提高， 网络安全问题日益突出，需要加 强网络安全防护和应急响应机制。
与新兴技术的融合创新 随着5G、物联网、边缘计算等新 兴技术的发展，DCS系统将与之 融合创新，开拓新的应用场景和 市场机遇。
DCS系统PPT课 件
2024/3/26
1
目
录
2024/3/26
• DCS系统概述 • DCS系统硬件组成 • DCS系统软件设计 • DCS系统安装调试与运行维护 • DCS系统在工业领域应用案例分析 • DCS系统发展趋势及挑战
DCS控制系统及其应用资料PPT课件
甲醇装置DCS系统结构设计
(2) 计算机分布设计
在该项目中要求计算机放机柜室，键盘、鼠标、显示器放操 作室。
选用：视频音频长线驱动器LD-8B(40~100米)56套 USB延长器UE-1(50米)112套。
优势：采用普通以太网线充当延长线，取材方便，接口通用 将显示器、鼠标、键盘分别用3根不同的延长线有利
第15页/共87页
工程师站功能
对DCS进行应用组态，定义具体系统完成什么样的控制，控制的输入/输出量 是什么控制回路的算法如何，在控制计算中选取什么样的参数，在系统中设 置哪些人机界面来实现人对系统的管理与监控，还有诸如报警、报表及历史 数据记录等各个方面功能的定义。
第16页/共87页
DCS网络
第42页/共87页
甲醇装置DCS系统工程控制实
施
（3）空分分子筛时序控制
分子筛切换(纯化)系统：有两个分子筛
吸附器，交互通过空气和污氮，通过空气的
分 空
子 气
筛 中
处 的
于 杂
工质C作，O2
状 除
于故障分散 相比三线合一的延长线，故障更低，抗干扰性更好。
第28页/共87页
甲醇装置DCS系统结构设计
(3) 历史站服务器选择设计
选用带SAS硬盘的服务器记录趋势，需配置双 硬盘：一块装操作系统，另一块装趋势文件
服务器的网卡全选用千兆网卡，同时服务器配 备4网卡。两个用于操作员通信，另两个用于控 制站通信。
（8）热电联产
提供全装置所需蒸汽。
第21页/共87页
甲醇装置DCS系统结构设计
1.甲醇装置系统特点 2.DCS系统的网络规划设计 3.DCS系统的控制机柜设计 4.DCS系统的硬件结构设计 5.DCS系统的通信功能设计
《DCS控制系统原理》课件
控制算法库可以实时监控和控制 生产过程，提高生产效率和产品 质量
监控软件
功能：实时监控 DCS系统的运行 状态
界面：提供图形 化界面，方便用 户查看和控制
报警：当系统出 现异常时，发出 报警信息
数据记录：记录 系统的运行数据， 便于分析和维护
组态软件
功能：实现DCS 系统的监控、操 作和维护
特点：模块化、 可扩展、易维护
趋势分析：用于分析和显示趋势数据
历史数据库：用于存储和检索历史数 据
报表生成：用于生成和打印报表
报警管理：用于管理和显示报警信息
网络管理：用于管理和配置网络设备
06
DCS控制系统的实施与调试
DCS控制系统的实施流程
确定控制系统需求：根据生产工艺和设备要求，确定DCS控制系统的需 求。
选择控制系统供应商：根据需求选择合适的控制系统供应商。
概念：DCS是Distributed Control System的缩写，中文名为分布式控制系统。
组成：DCS系统由控制站、操作站、通信网络、现场仪表和执行机构等部分组成。
工作原理：DCS系统通过通信网络将控制站和操作站连接起来，实现对现场仪表和执行机构的控 制和监测。
特点：DCS系统具有分散控制、集中操作、信息共享、可靠性高等特点。
的稳定运行
感谢观看
汇报人：
安全监控：如消防、安 防等
医疗设备：如医疗仪器、 医疗机器人等
智能家居：如智能家电、 智能照明等
03
DCS控制系统的基本原理
控制系统的基本概念
控制系统：由输入、处理、 输出三部分组成
输入：接收来自被控对象 的信号
处理：对输入信号进行计 算、比较、判断等处理
输出：根据处理结果控制 被控对象的行为
《dcs系统入门培训》ppt课件完整版
调试控制逻辑
按照设计要求，逐步调试控制 逻辑，确保系统按照预期运行 。
检查硬件连接
确认所有硬件连接正确无误， 包括控制器、I/O模块、通信 网络等。
测试I/O信号
对输入/输出信号进行测试， 确保信号传输正常且准确。
记录调试结果
详细记录调试过程中的各项参 数和结果，以便后续分析和优 化。
运行维护策略制定和实施
《dcs系统入门培训》 ppt课件完整版
目 录
• DCS系统概述 • DCS系统硬件组成 • DCS系统软件配置 • DCS系统安装调试与运行维护 • DCS系统故障诊断与处理技巧 • DCS系统性能优化与升级改造建议
CHAPTER 01
DCS系统概述
DCS系统定义与发展历程
定义
DCS（Distributed Control System）即分布式控制系统，是一种基于微处理 器技术的控制系统，具有分散控制、集中监视、操作和管理等功能。
发展历程
DCS系统起源于20世纪70年代，随着计算机技术、通信技术和控制技术的不断 发展，DCS系统逐渐成熟并广泛应用于各个领域。
DCS系统组成及功能
组成
DCS系统主要由过程控制级和过程监 控级组成，其中过程控制级包括控制 器、I/O模块等，过程监控级包括操 作员站、工程师站等。
功能
DCS系统具有数据采集与处理、控制 运算、顺序控制、报警处理、显示记 录、人机接口和通信等功能。
按照一定顺序逐个检查 可能引发故障的部件或
参数设置。
专用工具法
使用厂家提供的专用故 障诊断工具进行故障定
位和诊断。
预防措施和应急处理方案
预防措施 定期进行系统维护和保养，确保硬件设备处于良好状态。
DCS基础完整ppt课件
• 特点：具有可靠性高、稳定性好、抗干扰能力强、通信速率 快，系统安全，造价低廉，维护成本低等特点。
现场总线设备的连接方式
控制系统
现场总线与4-20mA系统的区别？
4-20mA
现场总线
P.S.
P.S.
– 现场总线设备在总线上并联连接 ，所有设备通过总线 接收、发送数字信号
– 现场总线设备可以向网络上其它设备提供任意多信息 – 总线具有循环冗余检错的(CRC)功能 ，可以保证接收设
输入信号 采集单元
DCS系统
现场
仪表/
变送器
过程对象
控制指令 输出单元
阀门/执 行机构
操作员站
以太网连接 主控单元
现场总 线连接
IO输入模块
IO输出模块
DCS系统
现场
仪表/ 变送器
过程对象
阀门/执 行机构
DCS控制器
海南逸盛石化控制室布置图
11
二、DCS控制系统的历史和发展
▪ 第一代（初创期）：1975-1980年。 典型结构：由5大部分组成：数据采集器、过程控制器、监控计算机、
DCS系统通过某种通信网络将分布在工业现场附近的现场控制站和控制中心的操作员站及工 程师站等连接起来，以完成对现场生产设备的分散控制和集中操作管理。
DCS自1975年问世以来已经历了近三十年的时间，其可靠性、实用性不断提高，功能日益增 强。如控制器的处理能力、网络通讯能力、控制算法、画面显示及综合管理能力等。DCS系统 过去只应用在少数大型企业的控制系统中，但随着4C技术及软件技术的迅猛发展，到目前已经 在电力、石油、化工、制药、冶金、建材等众多行业得到了广泛的应用，特别是电力、石化这 样的行业。
现场总线
传统 4-20 mA 单变量 单向
现场总线设备的连接方式
控制系统
现场总线与4-20mA系统的区别？
4-20mA
现场总线
P.S.
P.S.
– 现场总线设备在总线上并联连接 ，所有设备通过总线 接收、发送数字信号
– 现场总线设备可以向网络上其它设备提供任意多信息 – 总线具有循环冗余检错的(CRC)功能 ，可以保证接收设
输入信号 采集单元
DCS系统
现场
仪表/
变送器
过程对象
控制指令 输出单元
阀门/执 行机构
操作员站
以太网连接 主控单元
现场总 线连接
IO输入模块
IO输出模块
DCS系统
现场
仪表/ 变送器
过程对象
阀门/执 行机构
DCS控制器
海南逸盛石化控制室布置图
11
二、DCS控制系统的历史和发展
▪ 第一代（初创期）：1975-1980年。 典型结构：由5大部分组成：数据采集器、过程控制器、监控计算机、
DCS系统通过某种通信网络将分布在工业现场附近的现场控制站和控制中心的操作员站及工 程师站等连接起来，以完成对现场生产设备的分散控制和集中操作管理。
DCS自1975年问世以来已经历了近三十年的时间，其可靠性、实用性不断提高，功能日益增 强。如控制器的处理能力、网络通讯能力、控制算法、画面显示及综合管理能力等。DCS系统 过去只应用在少数大型企业的控制系统中，但随着4C技术及软件技术的迅猛发展，到目前已经 在电力、石油、化工、制药、冶金、建材等众多行业得到了广泛的应用，特别是电力、石化这 样的行业。
现场总线
传统 4-20 mA 单变量 单向
《DCS集散控制系统》课件
其他领域的应用
电力系统：发电、输电、变电、配电等 环节
石油化工：炼油、化工、天然气等环节
冶金行业：钢铁、有色金属等环节
交通领域：铁路、公路、航空、港口等 环节
环保领域：污水处理、大气污染控制等 环节
建筑领域：楼宇自动化、智能建筑等环 节
Part Six
DCS集散控制系统 的设计与实施
系统设计原则与方法
特点：人机界面友 好，操作简便
应用：广泛应用于 工业自动化、电力 、石化等领域
系统网络
网络拓扑结构：星型、环型、总线型等 网络协议：TCP/IP、Modbus等 网络设备：交换机、路由器、防火墙等 网络管理：监控、配置、故障诊断等
硬件设备选型与配置
控制器：选择合适的控制器类型和型号，如PLC、DCS等 输入输出设备：选择合适的输入输出设备，如传感器、执行器等 通信设备：选择合适的通信设备，如网络交换机、路由器等 电源设备：选择合适的电源设备，如UPS、电源模块等 安全设备：选择合适的安全设备，如防火墙、安全网关等 辅助设备：选择合适的辅助设备，如显示器、键盘等
Part Four
DCS集散控制系统 的软件功能
控制算法与策略
控制算法：PID控制、模糊控制、神经网络控制等 控制策略：集中控制、分散控制、混合控制等 控制目标：提高系统稳定性、准确性、实时性等 控制效果：降低能耗、提高生产效率、减少故障率等
数据采集与处理
数据采集：从现场设备中 获取实时数据，如温度、 压力、流量等
报警功能：当系统 出现异常时，自动 报警并提示操作人 员
操作功能：提供手 动、自动等多种操 作方式，方便操作 人员控制设备
数据记录与分析： 记录系统运行数据 ，便于分析设备运 行情况，优化控制 策略。
DCS基础完整ppt课件
软件功能介绍与操作指南
监控界面设计与实现方法
界面布局设计
合理规划监控界面布局， 提供直观、易用的操作体 验。
图形化展示
采用图表、曲线等图形化 元素，直观展示监控数据 。
交互设计
支持鼠标、键盘等交互方 式，方便用户进行实时监 控和操作。
数据采集、处理及存储策略
数据采集
通过多种方式获取监控数据，如 传感器、数据库等。
本次课程重点内容回顾总结
DCS基本概念及原理
DCS硬件构成
深入讲解了集散控制系统（DCS）的定义 、发展历程、基本原理和核心组成部分。
详细介绍了DCS的硬件组成，包括控制器 、I/O模块、通信网络、人机界面等关键部 件的功能和作用。
DCS软件功能及应用
DCS维护与故障诊断
系统阐述了DCS软件的功能模块、组态方 法、控制策略和实现过程，以及DCS在工 业自动化领域的应用案例。
02 第一代
1975年前，以模拟仪表为主， 带有少量的数字式控制器和执 行器。
03
第二代
04
1975-1980年，以数字式控制器 和执行器为主，实现了模拟仪表 与数字计算机的混合控制。
第三代
1980年以后，以微处理器为基础 ，实现了全数字化的集散控制系 统。
DCS应用领域及市场需求
应用领域
DCS广泛应用于电力、冶金、石 化、造纸、水处理等行业的过程 控制中，实现对生产过程的自动 化监控和管理。
设备测试
在完成连接和配置后，对硬件 设备进行测试，确保设备能够
正常工作。
软件安装、配置及调试过程指导
软件准备
获取所需的DCS系统软 件和相关补丁，确保软
件版本与硬件兼容。
软件安装
监控界面设计与实现方法
界面布局设计
合理规划监控界面布局， 提供直观、易用的操作体 验。
图形化展示
采用图表、曲线等图形化 元素，直观展示监控数据 。
交互设计
支持鼠标、键盘等交互方 式，方便用户进行实时监 控和操作。
数据采集、处理及存储策略
数据采集
通过多种方式获取监控数据，如 传感器、数据库等。
本次课程重点内容回顾总结
DCS基本概念及原理
DCS硬件构成
深入讲解了集散控制系统（DCS）的定义 、发展历程、基本原理和核心组成部分。
详细介绍了DCS的硬件组成，包括控制器 、I/O模块、通信网络、人机界面等关键部 件的功能和作用。
DCS软件功能及应用
DCS维护与故障诊断
系统阐述了DCS软件的功能模块、组态方 法、控制策略和实现过程，以及DCS在工 业自动化领域的应用案例。
02 第一代
1975年前，以模拟仪表为主， 带有少量的数字式控制器和执 行器。
03
第二代
04
1975-1980年，以数字式控制器 和执行器为主，实现了模拟仪表 与数字计算机的混合控制。
第三代
1980年以后，以微处理器为基础 ，实现了全数字化的集散控制系 统。
DCS应用领域及市场需求
应用领域
DCS广泛应用于电力、冶金、石 化、造纸、水处理等行业的过程 控制中，实现对生产过程的自动 化监控和管理。
设备测试
在完成连接和配置后，对硬件 设备进行测试，确保设备能够
正常工作。
软件安装、配置及调试过程指导
软件准备
获取所需的DCS系统软 件和相关补丁，确保软
件版本与硬件兼容。
软件安装
DCS控制系统培训讲义艾默生pptx
通信设备故障、通信线路中断或干扰等导致系统 无法与上位机或其他设备正常通信。
软件故障
软件程序错误、病毒感染或操作不当等导致系统 崩溃或无法正常运行。
21
故障排除步骤和技巧
观察故障现象
仔细观察故障现象，了解故障发生时 的具体情况，以便准确判断故障原因 。
01
02
检查硬件设备
检查相关硬件设备是否正常，包括电 源、通信、输入输出等模块，如有异 常及时更换或维修。
通过实例演示和学员亲手操作，使学员掌握了DCS控制系统的基本操作
和日常维护方法。
24
学员心得体会分享
知识收获
学员们表பைடு நூலகம்通过本次培训，对 DCS控制系统有了更深入的了解 ，掌握了相关知识和技能，为今 后的工作和学习打下了坚实的基
础。
实践经验
学员们分享了在实际操作中遇到 的问题和解决方法，表示通过实 践加深了对理论知识的理解，也
DCS控制系统培训讲 义艾默生pptx
2024/1/24
1
目录
CONTENTS
• DCS控制系统概述 • 艾默生DCS控制系统介绍 • DCS控制系统基本操作 • 高级功能应用与案例分析 • 系统维护与故障排除 • 总结与展望
2024/1/24
2
01 DCS控制系统概述
2024/1/24
3
定义与发展历程
2024/1/24
I/O模块
实现模拟量、数字量信号的输 入/输出功能，支持多种信号类 型和规格，满足不同工业现场 需求。
通讯网络
采用高速、稳定的工业以太网 技术，实现控制器、I/O模块、 上位机等设备之间的实时通讯 。
人机界面
提供直观、易用的操作界面， 方便用户进行参数设置、状态
软件故障
软件程序错误、病毒感染或操作不当等导致系统 崩溃或无法正常运行。
21
故障排除步骤和技巧
观察故障现象
仔细观察故障现象，了解故障发生时 的具体情况，以便准确判断故障原因 。
01
02
检查硬件设备
检查相关硬件设备是否正常，包括电 源、通信、输入输出等模块，如有异 常及时更换或维修。
通过实例演示和学员亲手操作，使学员掌握了DCS控制系统的基本操作
和日常维护方法。
24
学员心得体会分享
知识收获
学员们表பைடு நூலகம்通过本次培训，对 DCS控制系统有了更深入的了解 ，掌握了相关知识和技能，为今 后的工作和学习打下了坚实的基
础。
实践经验
学员们分享了在实际操作中遇到 的问题和解决方法，表示通过实 践加深了对理论知识的理解，也
DCS控制系统培训讲 义艾默生pptx
2024/1/24
1
目录
CONTENTS
• DCS控制系统概述 • 艾默生DCS控制系统介绍 • DCS控制系统基本操作 • 高级功能应用与案例分析 • 系统维护与故障排除 • 总结与展望
2024/1/24
2
01 DCS控制系统概述
2024/1/24
3
定义与发展历程
2024/1/24
I/O模块
实现模拟量、数字量信号的输 入/输出功能，支持多种信号类 型和规格，满足不同工业现场 需求。
通讯网络
采用高速、稳定的工业以太网 技术，实现控制器、I/O模块、 上位机等设备之间的实时通讯 。
人机界面
提供直观、易用的操作界面， 方便用户进行参数设置、状态
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
集散控制系统原理及装置
第3章 第1部分
第3章 集散控制系统与现场总线系统
3.1 集散控制系统（DCS）发展及其组成 了解DCS的基本概念及组成
3.2 DCS现场控制站的功能
现场操作站的组成及主要模块原理
3.3 DCS操作站的功能
功能简述及操作界面
3.4 DCS控制系统的通信及现场总线
CENTUM系统的HF及其它现场总线
PB01(启动按钮）
上限时开关ON LA01
下限时开关ON LA02
重化冗余措施。
集散控制系统的组成
监控操作站( 上 上 上 上 通信总线
网关
现场控制站
现场控制站
现场控制站
现场控制站危险分散的设计原则
（以日本横河CENTUM集散控制系统为例） 1、站内一个微处理器控制8~40个回路； 2、自带程序存储器和数据库，能脱离操作站（上位机）独立控制生产
过程； 3、可以多个现场操作站组合控制一个大型生产过程，某站故障时只影
数字调节器单元内涵
上 3上 上 上 上 上
上上上上上上上 上上上上上上上
上
PI D上 上
上
上上上上上上上
上
上
上 4上 上 上 上 上 上
缓冲罐的选择控制框图
PI C 101
IN
OUT
7DC- D5
I N1
PI C 102
OUT
IN
7DC- D5
I N2
7SL 103
7SS- AL OUT
MAC2 M- 2- 1- 04- 0
运算控制插件说明：
（1）插件可包含多路输入输出，例：MAC2有8路 1~5V输入，8路4~20mA输出。
（2）必要时需加接隔离电路，例：光隔输入、磁隔输 出。
（3）插件实际运算工作在计算机（控制部分RF-FIG3-2）内完成，插件与计算机之间采用站内通信总线交 换数据。
双重化（热备用）详细原理
上上
MAC2 M- 2- 1- 04- 0
MAC2 M- 2- 1- 04- 0
上上
PI D上 上 上 上
3上 1上 上 上 上
8上 8上 上 上 上 上上上
P124 RF- TAB 3- 2 CFCD2
上上上上上上上上
反馈控制功能应用实例
冷却塔的顺序控制
V001 V002
TA01 温度下限接点ON
VT1
R1
VT2
V2'
K2 V2
R2
基准1 +5V
10K K1
A1 VD1
+
-
基准2 +5V
A2
VD2
+
-
10K K2
10K -7.5V
R1
R1
Vi
I Rt
10K -7.5V
a.电流双重化输入
b.电压双重化输入
3.2 DCS现场控制站的功能
输 入 输 出 接 口 卡
反馈控制单元 报警输出单元 顺序控制单元
注：复杂控制中可能在连续控制中含有断续控制，断续控制的某 一操作需要加入连续控制。
反馈控制功能实例
上
上上上上
上
上上
上
上上上上
上
上上上上
上上上上上上
上 1上 上 上 上 上 上 上
上 2上 上 上 上 上 上
上 上 上 上
上上上上上上 上上上上上上上上上上 上上上上上上上上上上
上 5上 上 上 上 上 上 上
运
通
算
信
显示操作面板
功
接
能
口
单 元
HART
单 元
总线 集中监视操作站
CPU
现场控制站的功能框图
DCS现场控制站概述说明
概述：控制站支持多回路控制，在加强单回路控制器的基础 上增加了顺序控制功能。
特点：反馈控制与顺序控制由同一CPU操纵，容易完成生产 现场的工艺组合，能够实现生产全过程的自动化。
变送器 执行器
光电隔离 电磁隔离
RC滤波 No1
RC滤波 No2
多路开关 No1
多路开关 No2
A/D No1
输出电路 No1
输出电路 No2
A/D No2
数据库 No1
数据库 No2
站内总线接口 No1
经
总
线
与
双重化控制
计
算
机
相
连
站内总线接口 No2
多路模拟量输入输出卡结构示意框图
运算控制工作流程（以其中某一通道为例说明）
说明：补充资料—具有相同功能的技术手段--PLC现场控制 站原理示意图（配电炉控制彩图）
DCS现场控制站的2大功能
反馈控制功能
反馈控制功能的实现--由内部仪表完成，用功能自程序模块实现 单回路控制仪表的功能。
名词解释：内部仪表—能够完成不同标准功能的程序模块
顺序控制功能
用于断续处理，根据控制要求，对时间、状态等条件进行逻辑判 断，分步骤完成一系列操作控制。
站内集中控制危险的防范措施
1、控制站内关键部件都采用双重化冗余； 2、冗余备用设备始终处于热备用待机方式； 3、设备自诊断监视，发现故障无间断平滑切换。
运算控制器1
SC
SC
运算控制器2
双重化措施示意图
双重化（热备用）详细原理 P120 RF-FIG3-2、3-3 核心问题：主要部件采用双配置。 双配置部件包括：（1）运算控制部件、（2）供电电源、（3）总线 及通信耦合器等。 双重化切换原理：两个运算控制插件并联相接，某一运算控制插件有 故障时相互切换，同时保证切换时无扰动。
双重化（冗余）输出控制电路原理
4~20mA输出
检测读回
-
+
数据输出
开关控制信号
开关控制信号1# 开关控制信号2#
V+ 工作状态指示1#
双重化控制1#
V+ 工作状态指示2#
双重化控制2#
双重化控制执行电路原理简图
双重化（冗余）输入控制电路原理
+24V1
1#板
VD1
2#板
+24V2
I
VD2
V1'
K1 V1
响所控制的回路。 集散控制可能涉及的问题 CPU控制回路的数量与实际要求的关系---生产装置中联系紧密的控制
回路数目约为8~40个，状态量约为100~500个，集中在一个站内可省 去通信过程，实时性好。
横河公司： CENTUM A型集散控制系统
配有YEWCOM 7000小型机作为上 位机，包括现场控制站CFCD2、操 作站COPSV／COPCV、数据通讯 母线HF-BUS等构成。 上位机可以连接数个终端和其它外 设。现场控制站CFCD2用作直接控 制，操作站COPSV／COPCV完成 操作和现场监视，现场控制站和操 作站通过HF-BUS相连接。
3.5 现场总线系统的管理
组态管理软件的应用及FCS知识更新
3.1 集散控制系统的发展及其组成
发展过程
分散控制方式：仪表间相距过远、仪表盘尺寸过大、无法全面了解信息 及操作；
集中控制方式：危险过于集中，计算机出现故障时整个生产装置瘫痪； 集散控制方式：控制功能分散、操作管理集中---DCS。 集散控制中危险分散的方法：将控制功能分散到多台计算机上，采取双
第3章 第1部分
第3章 集散控制系统与现场总线系统
3.1 集散控制系统（DCS）发展及其组成 了解DCS的基本概念及组成
3.2 DCS现场控制站的功能
现场操作站的组成及主要模块原理
3.3 DCS操作站的功能
功能简述及操作界面
3.4 DCS控制系统的通信及现场总线
CENTUM系统的HF及其它现场总线
PB01(启动按钮）
上限时开关ON LA01
下限时开关ON LA02
重化冗余措施。
集散控制系统的组成
监控操作站( 上 上 上 上 通信总线
网关
现场控制站
现场控制站
现场控制站
现场控制站危险分散的设计原则
（以日本横河CENTUM集散控制系统为例） 1、站内一个微处理器控制8~40个回路； 2、自带程序存储器和数据库，能脱离操作站（上位机）独立控制生产
过程； 3、可以多个现场操作站组合控制一个大型生产过程，某站故障时只影
数字调节器单元内涵
上 3上 上 上 上 上
上上上上上上上 上上上上上上上
上
PI D上 上
上
上上上上上上上
上
上
上 4上 上 上 上 上 上
缓冲罐的选择控制框图
PI C 101
IN
OUT
7DC- D5
I N1
PI C 102
OUT
IN
7DC- D5
I N2
7SL 103
7SS- AL OUT
MAC2 M- 2- 1- 04- 0
运算控制插件说明：
（1）插件可包含多路输入输出，例：MAC2有8路 1~5V输入，8路4~20mA输出。
（2）必要时需加接隔离电路，例：光隔输入、磁隔输 出。
（3）插件实际运算工作在计算机（控制部分RF-FIG3-2）内完成，插件与计算机之间采用站内通信总线交 换数据。
双重化（热备用）详细原理
上上
MAC2 M- 2- 1- 04- 0
MAC2 M- 2- 1- 04- 0
上上
PI D上 上 上 上
3上 1上 上 上 上
8上 8上 上 上 上 上上上
P124 RF- TAB 3- 2 CFCD2
上上上上上上上上
反馈控制功能应用实例
冷却塔的顺序控制
V001 V002
TA01 温度下限接点ON
VT1
R1
VT2
V2'
K2 V2
R2
基准1 +5V
10K K1
A1 VD1
+
-
基准2 +5V
A2
VD2
+
-
10K K2
10K -7.5V
R1
R1
Vi
I Rt
10K -7.5V
a.电流双重化输入
b.电压双重化输入
3.2 DCS现场控制站的功能
输 入 输 出 接 口 卡
反馈控制单元 报警输出单元 顺序控制单元
注：复杂控制中可能在连续控制中含有断续控制，断续控制的某 一操作需要加入连续控制。
反馈控制功能实例
上
上上上上
上
上上
上
上上上上
上
上上上上
上上上上上上
上 1上 上 上 上 上 上 上
上 2上 上 上 上 上 上
上 上 上 上
上上上上上上 上上上上上上上上上上 上上上上上上上上上上
上 5上 上 上 上 上 上 上
运
通
算
信
显示操作面板
功
接
能
口
单 元
HART
单 元
总线 集中监视操作站
CPU
现场控制站的功能框图
DCS现场控制站概述说明
概述：控制站支持多回路控制，在加强单回路控制器的基础 上增加了顺序控制功能。
特点：反馈控制与顺序控制由同一CPU操纵，容易完成生产 现场的工艺组合，能够实现生产全过程的自动化。
变送器 执行器
光电隔离 电磁隔离
RC滤波 No1
RC滤波 No2
多路开关 No1
多路开关 No2
A/D No1
输出电路 No1
输出电路 No2
A/D No2
数据库 No1
数据库 No2
站内总线接口 No1
经
总
线
与
双重化控制
计
算
机
相
连
站内总线接口 No2
多路模拟量输入输出卡结构示意框图
运算控制工作流程（以其中某一通道为例说明）
说明：补充资料—具有相同功能的技术手段--PLC现场控制 站原理示意图（配电炉控制彩图）
DCS现场控制站的2大功能
反馈控制功能
反馈控制功能的实现--由内部仪表完成，用功能自程序模块实现 单回路控制仪表的功能。
名词解释：内部仪表—能够完成不同标准功能的程序模块
顺序控制功能
用于断续处理，根据控制要求，对时间、状态等条件进行逻辑判 断，分步骤完成一系列操作控制。
站内集中控制危险的防范措施
1、控制站内关键部件都采用双重化冗余； 2、冗余备用设备始终处于热备用待机方式； 3、设备自诊断监视，发现故障无间断平滑切换。
运算控制器1
SC
SC
运算控制器2
双重化措施示意图
双重化（热备用）详细原理 P120 RF-FIG3-2、3-3 核心问题：主要部件采用双配置。 双配置部件包括：（1）运算控制部件、（2）供电电源、（3）总线 及通信耦合器等。 双重化切换原理：两个运算控制插件并联相接，某一运算控制插件有 故障时相互切换，同时保证切换时无扰动。
双重化（冗余）输出控制电路原理
4~20mA输出
检测读回
-
+
数据输出
开关控制信号
开关控制信号1# 开关控制信号2#
V+ 工作状态指示1#
双重化控制1#
V+ 工作状态指示2#
双重化控制2#
双重化控制执行电路原理简图
双重化（冗余）输入控制电路原理
+24V1
1#板
VD1
2#板
+24V2
I
VD2
V1'
K1 V1
响所控制的回路。 集散控制可能涉及的问题 CPU控制回路的数量与实际要求的关系---生产装置中联系紧密的控制
回路数目约为8~40个，状态量约为100~500个，集中在一个站内可省 去通信过程，实时性好。
横河公司： CENTUM A型集散控制系统
配有YEWCOM 7000小型机作为上 位机，包括现场控制站CFCD2、操 作站COPSV／COPCV、数据通讯 母线HF-BUS等构成。 上位机可以连接数个终端和其它外 设。现场控制站CFCD2用作直接控 制，操作站COPSV／COPCV完成 操作和现场监视，现场控制站和操 作站通过HF-BUS相连接。
3.5 现场总线系统的管理
组态管理软件的应用及FCS知识更新
3.1 集散控制系统的发展及其组成
发展过程
分散控制方式：仪表间相距过远、仪表盘尺寸过大、无法全面了解信息 及操作；
集中控制方式：危险过于集中，计算机出现故障时整个生产装置瘫痪； 集散控制方式：控制功能分散、操作管理集中---DCS。 集散控制中危险分散的方法：将控制功能分散到多台计算机上，采取双