dcs概述

分布式控制系统(DCS)简介控制系统概述分布式控制系统——DCSPid控制算法生产过程分类连续过程被控变量是连续变化的，产品一般为流体,气体如：石油石化生产离散过程被控变量是独立的，产品是单个的一般为制造业批量过程连续过程和离散过程的结合如：啤酒的生产仪表控制的发展史就地仪表单元组合仪表仪表间通过标准信号相联计算机控制系统建立在计算机技术基础上，集中式控制分布式控制系统(DCS)集中显示操作、分散控制集散控制系统的定义DCS系统是一个为满足大型工业生产日益复杂的过程控制的要求，从综合自动化角度出发，按功能分散、管理集中的原则构成。它具有高可靠性指标，不断以新的技术成果充实和研制，以微处理器、微型计算机技术为核心,与数据通信技术、CRT显示、人机接口、输入输出技术相结合的，用于生产管理、数据采集和各种过程控制的处于新技术前沿的新型计算机控制系统。DCS硬件控制站控制站作为一个完整的计算机，它的主要I/O设备为现场的输入、输出处理设备，以及过程输入/输出(PI/O)，包括信号变换与信号调理，A/D、D/A转换。操作站DCS操作站具有操作员功能、工程师功能、通信功能和高级语言功能等，其中工程师功能中包括系统组态、系统维护、系统通用(Utility)功能。通信网络用于服务器，控制器，操作站之间进行数据传递。三代dcs的区别在DCS出来以后的20多年中，DCS产品虽然在原理上并没有多少突破，但由于技术的进步、需求的改变，共出现了三代DCS产品。我们从可从DCS的三大部分，即控制站、操作站和通信网络的发展来比较。第一代80年代第二代90年代第三代21世纪初控制站8位微处理器16位微处理器32位微处理器操作站CRT显示器简单数据库存储操作站和工程师站分开,DOS系统高档工控机，windows，完善的数据库，无纸化通信网络双绞线信道或同轴电缆，速率在1Mb/s以下局域网，同轴电缆或光纤，通信速率为1~10Mb/s统一的网络标准，数字通信技术，现场总线标准各主要厂商的DCS横河公司CS3000ABBIndustrialITHoneywellTDC3000TPSPKS和利时HOLLIAS浙大中控pksPKS(ProcessKnowledgeSystem)系统是Honeywell公司最近推出的新一代控制系统,它继承了传统DCS的优点,同时又融合新的技术突破,是一套比TPS及PlantScape系统更趋完善的控制系统PKS系统的特点提供模拟量控制，逻辑控制功能，可进行PID参数自整定。多级冗余服务器，控制器，I/O通道，数据库冗余界面友好支持第三方控制器组态软件功能丰富Pks控制层第一层为以太网，该层以服务器，操作站为主要节点。操作站通过访问服务器来获取现场的数据。第二层为监控网，该层以服务器和控制器(c200)为主要节点。服务器主板上插有PCIC卡件，可用于于控制的数据通讯。第三层为I/O控制网，该层主要是控制器的输入输出卡件。节点参数设置报警摘要控制节点细节趋势显示控制案例SP(给定值)由操作人员输入OP(输出）给执行器的指令PV(输入)只读数据信号Mode(自动、手动)操作状态控制目标一是在设定值（sp）根据生产的要求发生改变时，采用一定的控制算法计算出进行何种操作，并对被控对象的可操作部分实施输出，使对象尽快达到控制目标另一个是出现干扰时，被控对象的运行状态偏离了预定目标，此时就将采用一定的算法计算出操作步骤并输出，使被控对象的运行状态尽快回到预定的目标值。当今的自动控制技术都是基于反馈的概念。反馈理论的要素包括三个部分：测量、比较、执行!测量关心的变量，与期望值相比较，用这个误差纠正调节控制系统的响应。控制回路图Pid控制PID控制是比例、积分、微分控制kP比例系数kI积分时间KD微分时间denPIDnumPIDsKsKsKsKKsKsKDIPDIPD2)(比例单元（P）按比例反应系统的偏差，系统一旦出现了偏差，比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。比例作用大，可以加快调节，减少误差，但是过大的比例，使系统的稳定性下降，甚至造成系统的不稳定。积分单元（I）消除系统稳态误差，提高无差度。只要有误差，积分调节就进行，直至无差，积分调节停止，积分调节输出一常值。积分作用的强弱取决与积分时间常数KI，KI越小，积分作用就越强。反之KI大则积分作用弱。微分单元（D）反映系统偏差信号的变化率，具有预见性，能预见偏差变化的趋势，因此能产生超前的控制作用，在偏差还没有形成之前，已被微分调节作用消除。微分作用对噪声干扰有放大作用，因此过强的加微分调节，对系统抗干扰不利。此外，微分反应的是变化率，而当输入没有变化时，微分作用输出为零。微分作用不能单独使用，需要与另外两种调节规律相结合，组成PD或PID控制器Pid控制器的特点优点结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便缺点对复杂控制系统无能为力谢谢