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DCS小百科,工控人必须知道的一些小知识!

浏览:42 发表时间:2020-10-27 20:04:32 来源:网络

DCS 是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统, 它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。

什么是 DCS ?

DCS 是分布式控制系统的英文缩写( Distributed Control System),在国内 自控行业又称之为集散控制系统。

DCS 有什么特点?

DCS 是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物。DCS 通常采用 若干个控制器(过程站)对一个生产过程中的众多控制点进行控制,各控制器 间通过网络连接并可进行数据交换。操作采用计算机操作站,通过网络与控制 器连接,收集生产数据,传达操作指令。因此, DCS 的主要特点归结为一句话 就是:分散控制集中管理。

DCS 的结构是怎样的?

从结构上划分, DCS 包括过程级、操作级和管理级。过程级主要由过程控 制站、 I/O 单元和现场仪表组成,是系统控制功能的主要实施部分。操作级包括:操作员站和工程师站,完成系统的操作和组态。管理级主要是指工厂管理信息 系统( MIS 系统),作为 DCS 更高层次的应用,目前国内纸行业应用到这一层 的系统较少。

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。

过程控制站的组成如何?

DCS 的过程控制站是一个完整的计算机系统,主要由电源、 CPU、网络接 口和 I/O 组成。

I/O 是什么?

控制系统需要建立信号的输入和输出通道,这就是 I/O。DCS 中的 I/O 一般 是模块化的,一个 I/O 模块上有一个或多个 I/O 通道,用来连接传感器和执行器 (调节阀)。

什么是 I/O 单元?

通常,一个过程控制站是有几个机架组成,每个机架可以摆放一定数量的 模块。CPU 所在的机架被称为 CPU 单元,同一个过程站中只能有一个 CPU 单 元,其他只用来摆放 I/O 模块的机架就是 I/O 单元。

I/O 和 CPU 是如何连接的?

I/O 单元与 CPU 是通过现场总线连接的。

什么是现场总线?

现场总线是应用于过程控制现场的一种数字网络,它不仅包含有过程控制 信息交换,而且还包含设备管理信息的交流。通过现场总线,各种智能设备 (智能变送器、调节法、分析仪和分布式 I/O 单元)可以方便地进行数据交换, 过程控制策略可以完全在现场设备层次上实现。

目前,使用较多的现场总线主 要是 FUNDATION fieldbus 基金会现场总线( FF 总线)和 Profibus 现场总线。应用现场总线技术可以将各种分布在控制现场的相关智能设备和 I/O 单元方便 的连接在一起,构成控制系统,这种结构已经成为 DCS 发展的趋势。

常用的系统中采用什么现场总线?

目前常用的系统主要是 SIEMENS 的 S7和 ABB 的 Freelance2000,其中使 用的现场总线是 PROFIBUS。

表述网络传输速度的单位是什么?

表述网络传输速度一般以波特率( Bps)为单位,其含义是每秒钟传输的二 进制数的位数。不同的网络一般波特率不同,相同的网络采用不同的网络电缆 也可以达到不同的特率。例如:PROFIBUS现场总线在以双绞线作为网络电缆 时通讯速度为 1.5KBps,采用光缆时可以 12MBps。采用普通双绞线的以太网传 输速度为 10MBps,采用光缆时可以达到 100MBps。另外,传输距离的长短会 影响传输速度,一般来说,距离越长,速度越慢。

什么是组态?

通过专用的软件定义系统的过程就是组态( configuration)。定义过程站各 模块的排列位置和类型的过程叫过程站硬件组态;定义过程站控制策略和控制 程序的过程叫控制策略组态;定义操作员站监控程序的过程叫操作员站组态;定义系统网络连接方式和各站地址的过程叫网络组态。

什么是模拟量和数字量?

模拟量是指连续变化的信号(如 4~20mA,0~5v);数字量是只有开关状态 的信号。

I/O 信号是如何分类的?

常用的 I/O 信号一般分为:AI 、AO、DI 和 DO。

AI--模拟量输入信号。

AO--模拟量输出信号 。

DI--数字量输入信号 。

DO--数字量输出信号 。

什么是 DCS 的开放性?

DCS 的开放性是指 DCS 能通过不同的接口方便地与第三方系统或设备连接, 并获取其信息的性能。这种连接主要是通过网络实现的,采用通用的、开放的 网络协议和标准的软件接口是 DCS 开放性的保障。我公司目前采用的 DCS 系 统有很好的开放性。

什么是系统冗余?

在一些对系统可靠性要求很高的应用中, DCS的设计需要考虑热备份也就 是系统冗余,这是指系统中一些关键模块或网络在设计上有一个或多个备份, 当现在工作的部分出现问题时,系统可以通过特殊的软件或硬件自动切换到备 份上,从而保证了系统不间断工作。

通常设计的冗余方式包括:CPU冗余、网络冗余、电源冗余。在极端情况 下,一些系统会考虑全系统冗余,即还包括 I/O 冗余。

什么是 I/O 余量?

与冗余不同, I/O 余量只是系统中 I/O 数量大于应用的要求,这种余量只是 数量上的,主要目的是使系统今后有继续加入控制信号的可能。


 
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