集团公司DCS培训材料

DCS培训教程DCS教程主要内容工业自动化的基本功能集散控制系统发展历程集散控制系统组成集散控制系统基本知识集散控制系统主要功能DCS培训教程工业自动化是制造业的配套行业，本身并不直接创造效益，但它对企业生产过程起着明显的提升作用，它主要解决了生产效率与产品质量一致性问题，具体如下：（1）提高生产效率；（2）提高产品质量；（3）提升生产过程的安全性；（4）减少生产过程的原材料、能源损耗；（5）减少定员和工人的劳动强度；DCS培训教程工业自动化的核心是控制系统，控制系统的主流产品也在不断满足用户需求的前提下发生着变化：作为工控领域的主流控制产品，PLC依然占据着控制系统的龙头地位，目前正朝着小型化、开放性和网络化的方向发展；DCS作为过程控制的典型系统积极向上拓展，越来越多地扮演管控一体化的角色；IPC以其灵活、开放的特点，重新赢得了用户的青睐；CNC除了在机床上的应用外，也在向更广泛的领域延伸。DCS培训教程工业自动化的四个层次:1、单体设备自动化（单动）2、生产过程自动化（联动）3、生产管理自动化（排产）4、工厂管理自动化（成本）DCS培训教程控制系统设备及信息的四个层次:1、人机会话层2、控制层3、驱动层4、执行层DCS的发展历程及种类1,集散控制系统的发展历程从1975年第一套DCS诞生到现在，DCS经历了4个大的发展阶段，或者说经历了四代产品。1.第一代DCS(初创期)第一代DCS是指从其诞生的1975～1980年间所出现的第一批系统，控制界称这个时期为初创期或开创期。这个时期的代表是率先推出DCS的Honeywell公司的TDC—2000系统，同期的还有Yokogawa(即横河)公司的Yawpark系统、Foxboro公司的Spectrum系统、Bailey公司的Network90系统、Kent公司的P4000系统、Siemens公司的TelepermM系统及东芝公司的TOSDIC系统等。DCS培训教程DCS培训教程DCS的发展历程及种类2.第二代DCS(成熟期)第二代DCS是在1980～1985年推出的各种系统，其中包括Honeywell公司的TDGC-3000、Fisher公司的PROVOX、Taylor公司的MOD300及Westinghouse公司的WDPF等系统。DCS培训教程DCS培训教程DCS的发展历程及种类3.第三代DCS(扩展期)第三代DCS以1987年Foxboro公司推出的I/ASeries为代表，该系统采用了ISO标准MAP(制造自动化规约)网络。这一时期的系统除I/ASeries外，还有Honeywell公司的TDC-3000/UCN、Yokogawa公司的Centum-XL和/1XL、Bailey公司的INFI-90、Westinghouse公司的WDPFⅡ、Leeds＆Northrup公司的MAXl000及日立公司的HIACS系列等。DCS培训教程DCS培训教程DCS的发展历程及种类4.第四代DCS的出现DCS发展到第三代，尽管采用了一系列新技术，但是生产现场层仍然没有摆脱沿用了几十年的常规模拟仪表。DCS从输入输出单元(IOU)以上各层均采用了计算机和数字通信技术，唯有生产现场层的常规模拟仪表仍然是一对一模拟信号(4mA～20mADC)传输，多台模拟仪表集中接于IOU。生产现场层的模拟仪表与DCS各层形成极大的反差和不协调，并制约了DCS的发展。电子信息产业的开放潮流和现场总线技术的成熟与应用，造就了新一代的DCS，其技术特点包括全数字化、信息化和集成化。DCS培训教程DCS培训教程DCS培训教程从理论上讲，一个DCS系统可以应用于各种行业，但是各行业有它的特殊性，所以DCS也就出现了不同的分支，有时也由于DCS厂家技术人员工艺知识的局限性而引起，如HONEYWELL公司对石化比较熟悉，其产品在石化行业应用较多，而ＢAILEY的产品则在电力行业应用比较普遍。用户在选择DCS的时候主要是要注意其技术人员是否对该生产工艺比较熟悉；然后要看该系统适用于多大规模，比如NT操作系统的就适应于较小规模的系统；最后是价格，不同的组合价格会有较大的差异，而国产的DCS系统价格比进口的DCS至少要低一半，算上备品备件则要低得更多。DCS培训教程DCS由四部份组成：I/O板、控制器、操作站、通讯网络。I/O板和控制器国际上各DCS厂家的技术水平都相差不远，如果说有些差别的话是控制器内的算法有多有少，算法的组合有些不一样，I/O板的差别在于有的有智能，有些没有，但是控制器读取所有I/O数据必须在一秒钟内完成一个循环；操作站差别比较大，主要差别是选用PC机还是选用小型机、采用UNIX还是采用WINDOES操作系统、采用专用的还是通用的监视软件,操作系统和监视软件配合比较好时可以减少死机现象；差别最大的是通讯网络，最差的是轮询方式，最好的是例外报告方式，根据我们的实验，其速度要相差七八倍。DCS培训教程DCS最新操作站--通用操作站DCS系统包括三大部分：带I/O部件的控制器、通讯网络和人机接口、人机接口包括操作站、工程师站和历史站。控制器I/O部件和生产过程相联接，操作站和人相联系，通讯网络把这两部分联成系统。所以操作站是DCS的重要组成部分，工程师站给控制器和操作站组态，历史站记录生产过程的历史数据。最近几年开发的人机界面还有动态数据服务器。DCS培训教程一个DCS系统控制器和I/O部件通常可以运行16-20年，而操作站因为有活动部件，所以比较容易损坏，如：硬盘、键盘、CRT、软驱等，运行6-8年后出现故障的概率就比较大，所以在DCS运行过程中，操作站更新的情况比较多。DCS培训教程DCS的控制器的变化较小。其变化表现在控制算法的安排、控制算法的多少，存取的I/O点数的多少和内存的大小等，操作系统一般都是专用的。操作站的变化就很大，八十年代以前的操作站，一般没有硬盘及动态流程图，能显示的标签数比较少，例如500个标签（标签指的是AI、DI、回路、开关量的逻辑关系等），八十年代出现了能显示5000个标签的操作站，九十年代出现了能显示30000个标签的操作站。同时，也出现了在微软的NT通用平台上运行的通用显示软件。开始，通用软件只在PLC的操作站上使用，后来也逐渐应用在DCS上。它的标签量可以达到10000个，甚至更多。DCS培训教程DCS操作站发展的过程（以BAILEY的操作站为例）如下：一．八十年代初，N90的操作站是OIU系列，当时是无硬盘、无动态流程图的，标签量500。后来增加了硬盘和流程图，标签量1400-5000点。八十年代中期推出了MCS系列，标签量10000，特别是MCSPULS，它是SCSI接口，可以有30000个标签点，当时在DCS市场上处于领先地位。1986年，BAILEY产品占世界DCS市场的1/3。到1988年，共有8500套在世界各国运转。到了90年代，DCS市场争夺激烈，BAILEY无论在技术上还是在销售方面都不象80年代那样光辉。于是BAILEY公司欲通过购买FISCHER&PORTER、HARTMANN&BRAUN等公司销售他们的系统来重铸辉煌。DCS培训教程BAILEY的控制器和通讯网络都比较好，但在操作站上面，不能与竞争者相比，BAILEY最新的操作站是以WINDOWSNT、通用微机为基础的ConductorNT。实际上，该操作站不是为INFI-90开发的，它是FISCHER-PORTER的系统6的操作站，用它的监控软件嵌入和INFI-90通讯的驱动软件而成。由于销售量不大，磨合的机会少，问题比较多，死机现象严重。OIS40系列的操作站运行在DEC的VMS平台上。实际上，它仍然是在MCS操作站的MTOS操作系统平台上，开发了一个与VMS通讯的驱动软件，因为80年代的OIU和MCS在80年代末都已经停止销售。BAILEY只卖OIS20系列和OIS40系列。DCS培训教程OIS20系列是90年代初推向市场的，它本质上是MCS，但它们能与INFI-90通讯．它的开发、制造成本都比较低，性能也比较好。OIS20系列的辅站不是用网络来传输信息的，只是在主站上多加了1块显卡来实现辅站。后来因维护成本很高，硬盘和软驱都难以买到，用户反映不好。DCS培训教程继OIS20系列，BAILEY公司推出了OIS41、OIS42，在操作站之间增加了以太网卡，组成后门网络，可以实现打印机共享。把图形传给不同主站的能力也有所增强，也给用户提供了开发打印系统的空间，这是后话。由于OIS40、OIS41、OIS42主机性能较差，所以操作站的性能提高不明显。直到OIS43Alpha芯片的出现，性能才得到提高。同时，加拿大BAILEY公司开发了PCV，它是以PC为基础的操作站，采用QNX操作统。因为它的标签量较少，价格低廉，运行稳定，故适用于小系统的使用，这就是BAILEY的OIS10系列，版本5以前，只有文本没有图形。版本5以后既有文本也有图形。OIS11操作站后门之间用ARCNET联网。OIS12既可用ARCNET也可用以太网联网。DCS培训教程二.八十年代中期，因为PLC操作站的开发都不太成功，一些软件公司就开发了通用的监控软件，且很快就被PLC制造厂家所采用。如：FIX、INTOUCH、ONSPEC等（一共有上百种），由于市场前景较好，所以软件开发商又开发了许多PLC的驱动软件。到了九十年代，又开发了DCS的驱动软件。最早采用通用工控监控软件的是MOORE公司的APEC系统，它既可以用INTOUCH也可用FIX。由于INFI-90系统在九十年代一直没有推出比较优秀的操作站，故PREVISE公司推出了OPsCon操作站。DCS培训教程OPsCon操作站运行在PC硬件平台，NT操作系统下，把FIX作为监控软件，并开发了能与多种DCS通讯的对应驱动软件，标签量为10000个。因为FIX软件在世界各地已经销售了90000套，它与各种PLC、DCS和NT系统磨合较好，这种操作站可以运用在多种PLC、DCS操作站上。在INFI-90系统上应用已经有几千台。如：新西兰的一家造纸厂，原来已经运行有CONDUCTNT，后来还是改用OPsCon。DCS培训教程通用操作站的出现，给DCS用户带来了以下方便：１、不必再为原DCS生产厂家是否倒闭、兼并，该型产品是否已经停产、备件是否能够找到而操心。２、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。３、采用通用系统要比使用各种不同的专用系统更为单，用户也可减少人员培训的费用。４、更新和升级容易。５、开放性能好，很容易建立生产管理信息系统。因此，通用操作站是DCS的发展方向。DCS培训教程DCS动态数据服务器DCS系统属于基础自动化，MIS系统侧重于办公自动化。这两者在反映速度上的区别很大，DCS是属于秒级的，而MIS是以小时或更长时间为单位的。所以这两者之间必须要有隔离设备，这个隔离设备就是动态数据服务器。它的功能是生产过程监控；历史数据的存储及管理；统计质量控制；设备预防性维护；设备故障诊断；生产优化等。DCS培训教程DCS、PLC采集现场的生产过程数据通过通讯网络把数据传给操作站和动态数据服务器。动态数据服务器是采集生产全过程的模拟信号或逻辑信号，所以它的采集速度是海量的。要经过数据淘金，将信号送到生产管理部门。DCS培训教程通常情况下，一个企业往往有几种不同牌号的DCS、PLC，要把这几种信号都集中到动态数据服务器中，最好要选择一个通用显示平台。在这个平台上来显示不同型号的DCS、PLC的信号。通用显示平台可采用FIX、INTOUCH、组态王、Synall等软件，开发各种DCS和PLC的驱动软件。DCS培训教程最近出厂的DCS采用通用操作站，它采用NT操作系统，监控软件就是FIX、INTOUCH.不同DCS型号采用不同的驱动软件。各种DCS之间信号传输采用OPC服务器联接，也可以把少量的信号送到MIS系统的服务器中。FIX、INTOUCH等软件都能存储历史数据，几