集散控制系统实时网络通信设计

本文基于当前流行的局域网，简述了一种构成ＤＣＳ的基本方案，考虑到局域网中实时性问题，提出一种直接面向网络接口的实时通信程序设计的解决方法，并给出主要参考例程     

集散型控制系统的设计与应用 第一讲 集散型控制系统的概念及其发展

近些年来,集散型控制系统在国内外得到了迅速发展,并且已被迅速应用在各个工业领域之中。我国在“八五”期间也将积极推广应用集散型控制系统。为此,特邀请电子部六所华胜自动化总经理王常力博士撰写了“集散型控制系统的设计与应用”技术讲座。本讲座以实用为目的,比较详细地介绍了集散型控制系统的基本概念、系统结构、软硬件设计方法、应用要点等。全讲座共分十五讲。第一讲集散型控制系统的概念和发展现状第九讲DCS 的控制组态软件第二讲DCS 的现场控制级(硬件基础) 第十讲DCS 的网络体系结构第三讲DCS 的现场控制级(软件结构) 第十一讲DCS 的可靠性设计和概念第四讲DCS 的现场控制级(控制软件) 第十二讲DCS 的工程化设计与选型第五讲DCS 的现场控制级(顺序控制功能) 第十三讲DCS 的新发展和现状第六讲DCS 的操作员站功能第十四讲DCS 应用实例(一)第七讲DCS 的组态软件(数据库生成) 第十五讲DCS 应用实例(二)第八讲DCS 的组态软件(图形组态)“集散型控制系统的设计与应用”是一份难得的指导教材,本刊推出这一讲座,希望能对从事集散型控制系统工作和其它感兴趣的同志有所帮助,也希望广大读者对我们的工作提出宝贵的意见,以利本刊把技术讲座栏目办得更好。     

集散型控制系统的设计与应用 第十一讲 DCS的应用与选型

<正>选择DCS最基本的三个原则是可靠性、实用性和经济性.首先,系统必须是可靠的,如果系统不可靠,那么先进性、实用性等就无从说起.实用性是指选择系统时要充分地考虑自己应用对象的实际需求,要保证每一需求都尽量满足,但也要适可而止,不必要的高追求会带来成本的大幅度上升.所以,在应用DCS时,首先应仔细地研究被控制对象DCS的具体要求,包括功能和性能的要求,然后再确定选型的人选,再确定系统.一、系统的功能确定一个具体的DCS系统的功能应包括以下11个方面:1.功能概述,概括系统的各项功能,如信号处理功能、控制功能、显示功能、操作功能、管理功能等,然后再逐项明确.2.系统的控制要求,大多数的DCS是用来做过程控制,因此我们首先应确定系统的控制功能,包括控制     

集散型控制系统的设计与应用 第九讲 DCS的控制组态软件

<正>一、概 述在第四讲中,我们给大家介绍了DCS的控制功能.在这一讲我们将和大家讨论DCS的控制功能是如何实现的.和以往的计算机系统不同,DCS的控制功能一般由组态工具软件生成,现场控制站则根据组态生成的控制要求进行控制运算和实施.DCS中,各个控制算法是以控制模块的形式提供给用户,而用户可以利用系统所提供的模块,用组态软件生成自己所需的控制规律.该控制规律再下装到现场控制站去运算并执行.不同的DCS所提供的控制算法的数目和种类以及各算法的具体功能都有些差别,但多数的DCS系统一般都提供下列算法:PID算法(及其变化算法如:PI,PD,P等);常规算法如超前——滞后补偿;各种选择算法如高选通、低选通、条件选通算法等;一些高级算法如SMITH预报器、自校正算法等.有了这些算法模块,我们可以生成绝大多数的控制功能.例如,我们可以用一个PI、一个PID和一个低选通算法形成下列一个控制规律.     

集散型控制系统的设计与应用 第六讲 DCS的操作员站功能

<正>一、概述以上几讲中,我们较为详细的讨论了DCS的体系结构和现场控制级的功能及其实现.DCS中的另一个主要部分是操作员站.操作员站是整个系统的人——机接口,它提供了显示、打印控制操作以及具它一些管理功能.操作员站位于现场控制级和上层管理级之间.操作员站突出地体现了计算机、图形学的发展现状.它是整个DCS系统中发展最快的部分.操作员站一般采用较为先进的计算机,如现在最新推出的很多大型DCS中采用RISC芯片构成的工作站为操作员站.另外,操作员站的用户界面受当今软件发展影响也很大.现在就推出的DCS或升级的DCS多采用了WIN-DOWS画面处理技术.操作员站一般提供以下几种功能:控制调节功能、流程显示功能、系统维护功能、报警显示功能、报表打印功能、趋势显示功能等.     

集散型控制系统的设计与应用 第十一讲 DCS的可靠性概念和可靠性设计

<正>一、系统可靠性概念和可靠性指标1.可靠性可靠性是产品质量的指标,其定义为:产品在规定的条件下和规定的时间内,完成规定功能的能力.其中规定条件是指产品工作时所处的环境条件、维护条件、使用条件等,规定时间是指考察产品是否正常工作的起止时间,规定功能则是指产品应当实现的功能.必须注意:上述三个规定的条件不同,则可靠性也不同.例如,同一个产品在试验室内工作与在恶劣的现场条件下工作可靠性不同,在同样条件下工作一年与工作数年可靠性也不同.2.可靠度可靠度是直接从可靠性演化而来的定量指标,在国家标准中对可靠度的定义是:产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的概率.     

用于集散控制系统的网络通信程序设计

本文介绍了一个实用的集散控制系统的网络通信程序的设计原理。网络标准为以太网，采用ＴＣＰ／ＴＰ协议的ＴＣＰ居上的套接口函数编写网络程序，实现了控制主机与操作员站间的实时通信。     

集散型控制系统的设计与应用 第四讲 DCS现场控制级(控制软件)

<正>一、概述DCS在体系结构上是一种递阶结构,上层的操作员站和中心控制站完成集中管理功能和一些高级控制功能.而现场控制级则具体地完成常规的DDC控制功能、一般的DCS中,控制算法是固化在现场控制级的EPROM中,具体的控制结构和参数则是用控制组态软件生成的.生成的具体的控制内容通过网络下装到相应的现场控制级,现场控制级再依次执行各控制算法.本讲着重介绍现场控制级的控制调节算法结构及其实现方法.     

集散型控制系统的设计与应用 第七讲 DCS的组态软件(数据库生成)

<正>一、集散型控制系统的组态功能DCS的组态功能已成为工业界很熟悉的内容.一个DCS系统的组态功能的性能(包括它的应用方便程度,用户界面友好程度,功能的齐全程度等)是影响一个DCS是否受用户欢迎的重要因素.DCS的组态功能包括两个方面的内容:硬件组态(又叫系统配置)和软件组态.DCS的硬件结构一般采用标准的模块化结构(见第三讲).因为硬件模块的选择与系统的价格关系较为密切(特别是对国内用户),加上硬件的配置与现场的要求联系较紧,因此,硬件的基本配置在合同谈判阶段就已确定.常见的硬件配置包括以下几个方面的内容:工程师站的选择(包括机型、CRT尺寸,内存,硬盘容量,打印机等);操作员站的选择(包括操作员站的个数和每个操作员站的具体配置如CRT尺寸、是否采用双屏显示、主机型号、内存容量、磁盘容量、打印机的个数和型号);现场控制站的配置,包括现场控制站的个数,地域分布、每个现场控制站中所配的各种模板的种类及块数、电源的选择等.     

集散型控制系统的设计与应用 第八讲 DCS的组态软件(图形组态)

<正>一、概述集散型控制系统是基于4C技术发展起来的一种综合控制系统.其中的—C就是CRT技术.不论是计算机控制系统,还是数据检测系统DAS,直接的流程画面都是必不可少的功能.也可以说,工业流程画面显示技术不仅把过去用数十平方米的模拟屏显示功能高度地集中到一个CRT监视器上,而且还将各调节仪表的功能也集中到CRT上.这样,使得操作工不需要时刻在排列的仪表盘上检查各仪表的数据,或巡视整个模拟屏来得到过程的运行情况,而只需要轻松地坐在CRT终端前面,就既可以观看整个流程的工作概况,又可以逐层细化入微,观察某个调节回路的工作细节.同时,DCS系统的流程画面技术还支持各种趋势线、历史线、棒图等功能.一个典型反应器流程画面如图1 所示.     

集散型控制系统的设计与应用——第三讲 DCS的现场控制极(软件结构)

<正>一、现场控制站的功能在上一讲中,我们已讨论了集散型计算机控制系统(DCS)的体系结构,系统功能和硬件组成.DCS的最突出特点是利用某种通信网络将分散在现场(或现场附近)执行数据采集和控制功能的各现场控制站与位于操作中心(或监视中心)的各个操作、管理站连接起来,来共同实现分散控制、集中管理的功能.构成DCS的现场控制站在组成上和能力上有较大的差别,有数据采集,实现几十到上百个控制回路,甚至可以实现一些高级控制功能:自适应控制功能和一些基本的专家系统功能.而有的DCS的现场控制站由一个简单的单片机(如8096,8031等)组成,完成十几点到几十点的数据采集,实现几个控制回路.此外,有些DCS的现场控制站只具有采集处理功能而无控制功能,它们只能     

集散型控制系统的设计与应用 第五讲 DCS的现场控制级(顺序控制功能)

<正>一 概述我们介绍了DCS现场控制级的连续调节功能.连续调节控制(包括各种控制算法,如PID、串级、超前滞后补偿等)是根据输入给定与反馈信号之间的差别大小来进行调节的,输出和执行机构也多为连续调整.顺序控制则突出顺序(或逻辑)的作用,即控制执行是根据预先规定的顺序(或逻辑关系)进行信息处理而产生控制输出.顺序控制在各厂家DCS中有着不同的叫法(如顺序控制,批量控制、逻辑控制,梯形图控制等),它们所支持的功能及实现方法也有差别.总的说来,顺序控制的功能和应用大致可分为:1、在批量控制中各工序的控制、全工序的管理、与其它工序的同步等.     

集散型控制系统的现状与应用

一、DCS基本概念和体系结构 集散型控制系统又叫分布式控制系统(Distribut-ed Control System),简称DCS,它是基于4C技术(计算机、控制、通信和CRT图象)而发展起来的一种综合性计算机控制系统。到目前为止,DCS尚无一个确定的定义。DCS是采用网络通信技术将分布在现场(或现场附近)的控制站、采集站与操作中心的操作员站、工程师站及管理站联接起来共同实现分散控制,集中管理的系统。     

集散型机房电源控制系统设计

介绍了集散型机房电源控制系统的电路原理和程序设计方法,详细说明了在提高通讯效率,增强系统抗干扰性方面解决的关键技术问题。系统设计精简,可靠性高,具有一定的参考价值。     

集中分散型综合控制系统——第三讲 集散系统的应用

本讲主要介绍了集散系统目前的应用情况。先作了概况介绍,然后举了TDC—2000系统的应用实例,最后谈了使用集散系统后一般可以有所收益的几个方面。     

集散型控制系统并行通信的设计与实现

针对集散型控制系统通信问题,详细地介绍了利用先进先出（FIFO）技术、基于ISA总线的并行通信卡的设计与实现方法。该通信板具有价廉、通信协议简单、通信距离长、数据传送量大和实时性好等优点。     

集散型控制系统TDCnet网络的设计与实现

TDCnet网络用于为集散型控制系统各设备之间提供访问通路,它是整个系统实现的技术关键。本文介绍TDCnet设计与实现的基本方法,着重讨论网络结构、通信协议、层次关系及工作原理,并提出一种支持系统灵活组态的跳过算法。这种算法还能保证不会因某下位结点或线路故障而影响整个网络的正常运行。     

余热电站集散型控制系统应用

本文介绍了余热电站集散型控制系统的构成和设计要点。该系统由监控层和过程控制层并配以少量现场仪表和控制设备构成,可实现对两台锅炉和一台汽轮机——发电机组及其辅助设备的自动控制和集中监控。文中还对循环流化床锅炉重要回路的控制策略做了详细的描述。     

集散型控制系统的设计与应用 第二讲 DCS的现场控制级(硬件基础)

<正> 集散控制系统的一个比较突出的优点是利用网络通信将分布在现场或附近的现场控制站连接起来,共同完成分散控制和集中管理的功能。这样一来,既可以大大提高整个系统的功能,又可以提高系统的可靠性,并降低了信号线的长度,便于维护。因此,现场控制级构成了DCS 的基础。一般,现场控制级完成物理信号的采集、处理(放大、隔离、滤波)、转换、越限和状态检     

集散型控制系统的体系结构

过程控制经历了从气动仪表到电动仪表，又从电动仪表到直接数字计算机控制的发展阶段。到本世纪60年代，巳出现了用一台电子数字计算机控制数百个回路的系统。计算机对生产过程的集中控制和检测，克服了模拟仪表过分分散的缺点，并使常规仪表难以实现的复杂控制系统和控制策略得以实现。但是，随迁一台计算机的控制与管理功能的高度集中，事故发生的危险也被高度集中。原来由于经济原因，用一台过程控制计算机进行集中控制，后来发生了这样的变化：接控制功能或按区域对微处理器分散配置（控制站），利用微处理器可在现场控制几个回路或十几…