能量智能计量节电控制器系统为什么不宜采用直接数字控制器来实现

【图文】第9章 数字控制器_百度文库
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第9章 数字控制器
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DDC(Direct Digital Control),通常称为DDC控制器。DDC系统的组成通常包括中央控制设备(集中控制电脑、彩色监视器、、、、等)、现场DDC控制器、通讯网络,以及相应的、、等元器件。
DDC控制器简介
它代替了传统控制组件,如温度开关、接收控制器或其它电子机械组件及优于PLC等,特别成为各种建筑环境控制的通用模式。DDC系统是利用处理器来做执行各种逻辑控制功能,它主要采用电子驱动,但也可用传感器连接气动机构。DDC系统的最大特点就是从参数的采集、传输到控制等各个环节均采用功能来实现。同时一个可实现多个常规仪表控制器的功能,可有多个不同对象的控制环路。
DDC控制器工作原理
所有的控制逻辑均由微信号处理器,并以各控制器为基础完成。这些控制器接收传感器,常用触点或其它仪器传送来的输入信号,并根据软件程序处理这些信号,再输出信号到。这些信号可用于启动或关闭机器,打开或关闭阀门或风门,或按程序执行复杂的动作。这些控制器可用手操作中央机器系统或。
DDC控制器是整个控制系统的核心,是系统实现控制功能的。它的工作过程是控制器通过模拟量输入通道()和数字量输入通道(DI)采集实时数据,并将模拟量信号转变成计算机可接受的数字信号(A/D转换),然后按照一定的控制规律进行运算,最后发出,并将数字量信号转变成模拟量信号(D/A转换),并通过模拟量输出通道(AO)和数字量输出通道(DO)直接控制设备的运行。
DDC控制器功能介绍
DDC控制器的软件通常包括、自检软件和三大块。其中基础软件是作为固定程序固化在模块中的,通常由DDC生产厂家直接写在微处理芯片上,不需要也不可能由其它人员进行修改。各个厂家的基础软件基本上是没有多少差别的。设置自检软件是保证DDC控制器的正常运行,检测其运行故障,同时也可便于管理人员维修。应用软件是针对各个可调设备的控制内容而编写的,因此这部分软件可根据管理人员的需要进行一定程度的修改。它通常包括以下几个主要功能:
DDC控制器控制功能
提供模拟P、PI、PID的控制特性,有的还具备自动适应控制的功能。
DDC控制器实时功能
使计算机内的时间永远与实际标准时间一致。
DDC控制器管理功能
可对各个可调设备的控制参数以及运行状态进行再设定,同时还具备显视和监测功能,另外与集中控制电脑可进行各种相关的通讯。
DDC控制器报警联锁
在接到报警信号后可根据已设置程序联锁有关设备的启停,同时向集中控制电脑发出警报。
DDC控制器能量管理
它包括运行控制(自动或编程设定可调设备在工作日和节假日的启停时间和运行台数)、能耗记录(记录瞬时和累积能耗以及可调设备的运行时间)、焓值控制(比较室内外空气焓值来控制新回风比和进行工况转换)。
评价一个DDC控制器的功能主要看其容量和配套的软件。DDC控制器的容量是以其所包含的控制点的数量来衡量的,即其可接受的输入信号或可发出输出信号的功能和数量。也就是说其有几个模拟量输入点,几个开关量输入点。点数多少是评价一个DDC控制器的重要指标,一般来讲点数越多表明其功能越强,可控制和管理的范围越大,当然其价格也就越高。
DDC控制器网络结构
DDC控制系统常采用的网络结构有两种,即Bus和环流网络结构。其中Bus总线结构是所有DDC控制器均通过一条Bus总线与集中控制电脑相连,它的最大优点就是系统简单、通信速度较快,对一些中、小型工程较为适用;但在大型工程时就会导致布线复杂。为此有些公司又推出了支路Bus总线结构网络,它是通过一个通讯处理设备(NCU)后产生支路Bus总线,这样各支路又可带数个现场DDC控制器,对一个大区域而言,只需几个NCU与系统Bus总线相联即可,这样可大大简化该系统。对于环流网络结构,它是利用两根总线形成一个环路,每一个环路可带数个DDC控制器,多个环路之间通过环路接口相联,因此这种系统最大优点就是扩充能力较强。
通讯网络是用于完成集中控制电脑与现场DDC控制器以及现场设备之间的信息交换。其联接材料通常采用截面积为1.0mm2的RVVP聚氯乙烯绝缘、聚氯乙烯护套、铜芯电缆或采用专用通信电缆。现场DDC控制器与现场设备(如传感器、阀门等)之间的控制电缆一般采用1~1.5mm2聚氯乙烯绝缘、聚氯乙烯护套、铜芯电缆,是否需要采用屏蔽线应根据具体设备而定。
DDC控制器终端系统
一个是中用于服务一单独区域的组成部分,例如:一个单独的风机盘管控制器、VAV控制器、热泵控制器等。DDC终端是DDC的应用系统。这是应用于的控制工业的新发展,它可提供整个建筑暖通空调系统的运行情况。
DDC终端系统的控制水平
信息处理与控制的水平取决于机器设备的形式,如VAV终端,其操作系统通过设置是否需加热或降温的气流温度设定点,根据气流流量和设置最大最小的流量值,操作可设定的工作时间表,假日时间表,允许忽略时间,如装有排气感温棒,还可根据排气温度。它可监控每个VAV的风扇运行时间和管道加热器工作时间。
其它也是类似的,但对系统的影响有所不同。
DDC控制器费用应用
在建筑中安装全终端DDC系统的费用正在不断下降中,多数只有很少甚至没有费用的增加。考虑到终端DDC系统的众多优越性,这些费用比传统系统更具效率,如果恰当地使用DDC系统,它的费用可在短期内回收。
DDC适用的建筑
现多数建筑都可适用DDC系统,包括:办公大楼、学校、医院、宾馆以及工业建筑。
DDC系统可安装于各种规格的建筑中,在小型建筑中其特别优点是其遥控显示器可装于管理服务公司中,在大型建筑中,其优点是可通过中心管理系统管理,从而比单个管理更节省人力和能源。
DDC系统可用于建筑改造
大多数建筑可用DDC系统进行改造。通常高效率地改造和提高控制系统应在改进和整修时进行,有时也可能由于原控制系统已陈旧废弃或由于客户舒适性要求的影响等而改造控制系统。多数场合,旧系统中部分设备可被重新使用并发挥更高的效率,最新的DDC系统允许在改造一个系统,一个系统安装而不必安装中心控制室,各个系统可独自操作,直至将末端设备联网至工作或安装中心控制室。这就使改造和设计具有高度灵活性。
DDC系统适合于大部分机械系统
典型的有:(VAV)、热泵、风机盘管、新风机组空调箱、空气处理系统、通风机系统和建筑中心机械设备及附加设备均可连接到DDC系统,提供安全保护、使用寿命保护、显示、指示灯等信号。
DDC系统可用于多种建筑间的联网
中心控制室可通过ADSL利用宽带网络调节控制多栋大楼,中心计算机可接收到远距离往来各种警报、信号,并在中心控制室操作而在各处完成各种必要功能。
相距不远的几栋大楼可通过以太网络联网,操作终端可置于其中一栋建筑,它的操作信号可传送至网络的其它终端,这对于办公大楼群和学校还是十分理想的。
DDC系统可提供过往使用纪录
安装在各区域(房间)的传感器可由客户调节改变该区域内设定点,当设定变化时,空气处理系统或部分相应动作,该系统还可提供每月各客户的操作纪录清单。
DDC系统能协助顾问工程师
顾问工程师可很大地受益于DDC系统。以大楼建造开始,工程师办公室就可通过电话线了解到大楼的许多情况,他可按提供的情况对有关机器进行检修而不必走出办公室,这样在工程进行时就可节省很多费用。
DDC系统对服务和管理公司的益处
安装在大楼内的DDC系统可以及时监控大楼的操作,对出现的问题迅速作出反应,并采取有效措施。该系统还可通过远程电讯设备联系,并从大楼接收信号,大楼的实际操作可由远处监控,并改变设定点、时间表,甚至控制软件。
这样在不是重要问题或要改进时,就可节省昂贵的旅费了。当维修人员需要前往时,他也可通过联网预测故障原因,以便到达现场后有了解决问题的方法,这样可大大提高他的工作效率,并降低客户的不满程度。
DDC系统控制设备与机械系统设备之差异
DDC系统可及时控制和显示正常装备的各种设备,包括:指示灯、环境喷头、门锁等。将这些设备接于DDC系统中,可提供使用者改变时间表的方便方法。
DDC控制器主要优点
专门使用的DDC系统具有很多优点,以下列出其中最重要的几点:
终端DDC系统是建筑物管理的有力工具,它的操作系统可方便地管理一个或多个岗位,可及时按客户要求或程序要求作出反应。DDC系统允许控制器在操作时间内同时具有其它功能,这一点是区别于传统系统的。DDC系统可以单个终端获得整个建筑操作的所有信息,这就具有很强的故障诊断能力。
2. 降低费用
一个良好设计的DDC系统可在能源和人力方面降低费用。由于所有区域都经中心调度和控制可通过能量的转移而使之不会浪费,而且,系统可自动启动或停止机械设备,使其在不必要时不运转。它还可通过操作终端自动诊断和处理许多问题,而无需维修人员亲临现场,从而省去许多费用,降低维修成本。处于不同位置的多个建筑,可由一个中心控制室统一管理和监控,而不必单独控制,从而节省了人力。
3. 提高舒适性
由于DDC系统比传统系统具有更高的精确度,温度可保持在更接近于设定值的值,为此改善居住环境。
4. 无需校准
多数DDC系统无需校准,可减少维修保养费用,并长期保持精度,而传统系统校准后就开始降低精度。
5. 改善控制方式
DDC系统允许更复杂的控制方式以完成整栋大楼的基本管理,这样可减少执行费用并改善其居住的舒适性。DDC系统可根据建筑各部分的实际制冷量,调节冰水(寒水)机组的供冷量,以达到冷却水温要求又不致过冷,当建筑冷量需求变化时,还可随之调整冰水(寒水)机组。
6. 提高房产价值
一套配有DDC系统的设备比未配DDC的设备具有更高的价值,它经常作为一个完整施工计划的重要组成部分,当一栋建筑预售时,预购者常考虑该建筑是否装有最新管理系统。
7. 更优越的控制
由于DDC系统可完成各种逻辑功能,可按建筑操作的客观情况作出复杂而精确的控制,因而更具优越性。
8. 高度灵活的控制
建筑物的各种参数往往不是一成不变的,新的客户或旧客户的新要求往往需要改变大楼的控制要求,多数DDC系统可按新要求重新编写程序,而不必改变硬件。而且,DDC系统是模式化系统,便于以后大楼扩建,如大楼改建时,该系统可随之扩展。
9. 改善居住条件
许多大楼的使用DDC系统以鼓励租期已到的客户留在大楼中,当客户看到他们住处具有成效管理系统时,他们对大楼就更满意。
10. 改善维护和服务
整栋建筑采用DDC系统后,维护工作可通过系统自动做到,并纪录需要服务的设备和地点。如需要,DDC系统还可纪录各部分机械的运转性能曲线和各房间的温度变化,这些在分析和诊断或控制器问题时十分有益,因为系统能发展操作中的许多偏差,故许多问题可在客户察觉前解决。
DDC控制器示例说明
我们以森威尔
公司STEP3DDC控制器说明
DDC控制器概述
STEP3是一个面向楼宇自控的器。
森威尔公司STEP3 DDC控制器
该DDC控制器是一个综合了多家产品优点,并自主创新的专业楼宇控制器,其中有多达5项技术申报了国家专利。难以置信的性能/价格比,比常规楼宇控制器节省30%~50%的投资。控制器有12个物理输出(8DO+4AO),还有16个虚拟输出(中间变量),因此可以成28个独立控制回路。带扩展模块,可以扩展到112个物理点。
该DDC控制器可以对楼宇中的、热交换设备、、、、、、等等设备进行监测和控制。可以十分方便的组网,实现分散控制,集中管理。
DDC控制器产品特点
1、既不同于完全通过外部编程来开发应用的DDC或PLC,也不同于依靠本机按键设置组态的DDC,而是把两者优点结合起来:80%的楼宇应用功能固化在控制器内,通过本机按键组态实现,20%的特殊应用要求通过外部编程实现(非常简单的代码),既方便又灵活,一周内自控师就能熟练掌握STEP3的应用。
2、实现点到点通讯,即除了总线方式的上下位机通讯外,DDC和DDC之间实现数据共享,极大减少了项目的量。
3、开放的总线协议,可以和任何接口。采用BACnet开放性网络协议,支持Ethernet、Modbus +TCP/IP、RS485等。非垄断的软件策略使用户可以自主决定选择性价比更好的软件。
4、标准统一的扩展模块,即插即用,甚至不需要设置。
5、 豪华的二次开发编程软件。也可以通过键盘。
6、比同类产品节省30%左右的投资。
7、可以通过串口下载程序,也可以通过远程下载。
8、STEP3-DEBUG在线,用于验证你任意编制的控制逻辑是否正确。
9、通用端口技术,AI与DI、AO与DO口可以相互转换,AI口还可以灵活选择PT1000、NTC或0-10VDC、4~20mA传感器,完全通过软件设置。
10、具有良好人机对话界面的智能系统。
11、多站点连接和可扩充性。和现场控制器之间应实现双向直接数据通信,没有其它中转和控制环节,以保证传输数据的一致性和减少数据传输时间延时,提高的可靠性。现场控制器之间实现双向直接数据通信,中央站停止工作不影响控制器功能和设备运行。
12、方便易用性。中央站采用全中文视窗平台,以中文动态图形化界面运行楼宇设备管理的日常控制、监视、调度管理工作,采集数据的归档、统计、报表管理等。系统界面需操作方便、简单易学、形象直观。
DDC控制器开放性
要求每个子系统进行分散灵活的管理与控制,又需要中心管理部门进行统一协调、监控,这就要求控制网络的架构要具有完善、可靠的网络功能和控制功能。
同时由于系统控制对象众多,控制功能各异,控制要求在以后的运行过程中会不断变化和增加。从长远来看,系统具有良好的开放性和应是考虑的重点。根据我公司以往的工程经验,并参照资料要求,我们设计的系统将采用MODBUS工业标准总线+以太网的架构形式。
MODBUS是工业自动化领域成熟,高度可靠,开放式的形式,传输速率最大可达1兆,单条总线长度1200米,一条总线可连接128台STEP3。
的应用也很成熟,目前已成为最常用的网络架构,已在业界广泛使用。
管理机与控制器机通过A53通讯转换器连接成MODBUS网络;控制器(DDC)直接与现场控制元件(阀门执行器,继电器接点)、传感元件(温度、压力压差、流量等传感器)连接。
中央计算机可通过(Ethernet)的通讯方式与其它系统的计算机或工作站互连,网络通讯速率为10/100Mbps。PCAutO3.6软件以其开放的网络体系决定了它可提供其它基于网络的应用。系统已包含了广泛的设备和协议界面供集成选用:ODBC数据接口、NetWorkAPI(forC、C++、FORTRAN)、AdvanceDDE客户端、BACNet客户端/服务器、Microsoft Excel Data交换、OPC客户机等等。
中央站管理软件说明
中央站管理软件可以采用任何通用的工业自控,如IFIX,INTOUCH,WINCC,,力控,昆仑通态等。举例说明:一般组态软件都遵循现有工业标准,系统开放。整个系统网络运行在快速以太网上,协议为标准的TCP/IP。提供IBMS系统的数据接口方式有ODBC、NetAPI、标准的SQL接口、AdvanceDDE,并且支持BACNet、OPC、LonWorks等工业标准协议。
上位机中央空调系统监控界面
系统特点:
专业的图形
支持本地及远端的多个高性能工作站
对各类楼控设备的实时监控
强大的报警管理
提供大量的历史数据和趋势图
灵活多样的标准或用户自定义的报表
强大的应用开发工具
支持基于工业标准网络的本地及远端多客户机/服务器体系
详细安保数据与人事系统的集成
针对大型高端用户的多服务器功能
DDC控制器应用示例
冷冻站控制
一、产品选用指南
建筑设备监控系统(Building Automation System-BAS)是将建筑物或建筑群内的空调与通风、变配电、照明、给排水、热源与热交换、冷冻和冷却、电梯和自动扶梯等系统,以集中监视、监控和管理为目的构成的综合系统。
通常是由微处理器、模块、输入输出模块、、电源等部分组成。
3、技术指标
1)硬件部分:、网络通信模块、输入输出模块、储存器、电源等配置要求,信号及精度要求,通信速率要求。
2)软件部分:模拟量偏差监视、最佳控制方式、最佳启停控制要求、运行时间统计、检测记录、季节转换控制模式、编程语音、报警程序等要求。
4、选用要点
1)现场控制器是安装于监控对象附近的小型控制设备,其主要功能应满足:
(1)与及其他现场控制器进行数据通信;
(2) 对现场仪表信号做采集和数据转换,输出至现场执行机构;
(3)可进行基本控制运算,独立实施设备监控功能。
2)现场控制器的信号及精度要求
(1)现场控制器的信号应分为模拟量输入(AI)、模拟量输出(AO)、开关量输入(DI)、开关量输出(DO)。
(2)现场控制器的输入输出信号应与现场仪表的信号相匹配。
(3)现场控制器的信号测量和数据转换精度应满足系统的测量和控制要求。
3)现场控制器的结构要求
(1) 现场控制器的结构选择应根据被控设备的特点进行。测控点较少且功能要求比较固定的设备监控,可选用输入、输出点数相对固定的现场控制器。
(2)测控点较多且工业流程变化较多的设备,可选用输入、输出点数可灵活组合的现场控制器。
4)现场控制器的通信速率要求
(1)现场控制器的通信速率应满足整个的响应速度。
(2)现场控制器之间应可通过通信实现现场信息与数据共享。
二、施工、安装要点
1、分站器的安装位置
1)控制器的准确安装位置,应根据设计施工图纸所示。
2)控制器应安装在被监控设备较集中的场所,以尽量减少管线敷设。一般设置在电控箱或电控柜内,其内部设备应布置整齐美观,强分开以保证系统安全,且便于检修。
3)现场控制器应安装在光线充足、通风良好、操作维修方便的地方。
2、控制器安装的要求
1)控制器的安装应垂直、平正、牢固。
2)控制器安装的垂直度允许偏差为3mm;箱的高度大于1.2m 时,垂直
允许偏差为4mm。
3)控制器安装水平的倾斜度允许偏差为3mm。
清除历史记录关闭据了解,传统职业病是指企业、事业单位和个体经济组织等用人单位的劳动者在职业
循环水和污水等公用工程,买什么书看好呢?
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请教一下DCS和SCADA系统的区别?
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本帖最后由 oatobnus 于
16:34 编辑
请论坛里面的各位高人解释一下这2个系统的区别,谢谢!
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SCADA系统是以计算机为基础的DCS与电力自动化监控系统;
DCS是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统;
楼主从字面上就能理解了吧.
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楼上说的很不错!!!两个应用范围和功能是不同的
鼓励新会员发言 多参与才有收获
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SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统,即数据采集与监视控制系统。SCADA系统的应用领域很广,它可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统。
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区别很大,SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统,即监视控制和数据采集系统。现在应用范围很广,一般是对DCS进行通讯,用于主控室操作人员监视现场运行状态,包括马达,液位,温度,压力,分析成分等信号。但这些信号不参与控制,只作为观看,便于工程师人员用这些通讯过来的数据来做一些报表和报告。DCS系统(Distributed Control System)。
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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。
&&即所谓的分布式控制系统,或在有些资料中称之为集散系统,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。在系统功能方面,DCS和集中式控制系统的区别不大,但在系统功能的实现方法上却完全不同。
&&首先,DCS的骨架—系统网络,它是DCS的基础和核心。由于网络对于DCS整个系统的实时性、可靠性和扩充性,起着决定性的作用,因此各厂家都在这方面进行了精心的设计。对于DCS的系统网络来说,它必须满足实时性的要求,即在确定的时间限度内完成信息的传送。这里所说的“确定”的时间限度,是指在无论何种情况下,信息传送都能在这个时间限度内完成,而这个时间限度则是根据被控制过程的实时性要求确定的。因此,衡量系统网络性能的指标并不是网络的速率,即通常所说的每秒比特数(bps),而是系统网络的实时性,即能在多长的时间内确保所需信息的传输完成。系统网络还必须非常可靠,无论在任何情况下,网络通信都不能中断,因此多数厂家的DCS均采用双总线、环形或双重星形的网络拓扑结构。为了满足系统扩充性的要求,系统网络上可接入的最大节点数量应比实际使用的节点数量大若干倍。这样,一方面可以随时增加新的节点,另一方面也可以使系统网络运行于较轻的通信负荷状态,以确保系统的实时性和可靠性。在系统实际运行过程中,各个节点的上网和下网是随时可能发生的,特别是操作员站,这样,网络重构会经常进行,而这种操作绝对不能影响系统的正常运行,因此,系统网络应该具有很强在线网络重构功能。
&&其次,这是一种完全对现场I/O处理并实现直接数字控制(DOS)功能的网络节点。一般一套DCS中要设置现场I/O控制站,用以分担整个系统的I/O和控制功能。这样既可以避免由于一个站点失效造成整个系统的失效,提高系统可靠性,也可以使各站点分担数据采集和控制功能,有利于提高整个系统的性能。DCS的操作员站是处理一切与运行操作有关的人机界面(HMI-Human Machine Interface或operator interface)功能的网络节点。
&&系统网络是DCS的工程师站,它是对DCS进行离线的配置、组态工作和在线的系统监督、控制、维护的网络节点,其主要功能是提供对DCS进行组态,配置工作的工具软件(即组态软件),并在DCS在线运行时实时地监视DCS网络上各个节点的运行情况,使系统工程师可以通过工程师站及时调整系统配置及一些系统参数的设定,使DCS随时处在最佳的工作状态之下。与集中式控制系统不同,所有的DCS都要求有系统组态功能,可以说,没有系统组态功能的系统就不能称其为DCS。
&&DCS自1975年问世以来,已经经历了二十多年的发展历程。在这二十多年中,DCS虽然在系统的体系结构上没有发生重大改变,但是经过不断的发展和完善,其功能和性能都得到了巨大的提高。总的来说,DCS正在向着更加开放,更加标准化,更加产品化的方向发展。
&&作为生产过程自动化领域的计算机控制系统,传统的DCS仅仅是一个狭义的概念。如果以为DCS只是生产过程的自动化系统,那就会引出错误的结论,因为现在的计算机控制系统的含义已被大大扩展了,它不仅包括过去DCS中所包含的各种内容,还向下深入到了现场的每台测量设备、执行机构,向上发展到了生产管理,企业经营的方方面面。传统意义上的DCS现在仅仅是指生产过程控制这一部分的自动化,而工业自动化系统的概念,则应定位到企业全面解决方案,即total solution 的层次。只有从这个角度上提出问题并解决问题,才能使计算机自动化真正起到其应有的作用。
&&DCS,(Distributed Control System)分散控制系统的简称,国内一般习惯称之为集散控制系统。DCS是一个由过程控制级和过程监控级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,通信、显示和控制等4C技术,其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。DCS具有以下特点:
&&(1) 高可靠性。由于DCS将系统控制功能分散在各台计算机上实现,系统结构采用容错设计,因此某一台计算机出现的故障不会导致系统其他功能的丧失。此外,由于系统中各台计算机所承担的任务比较单一,可以针对需要实现的功能采用具有特定结构和软件的专用计算机,从而使系统中每台计算机的可靠性也得到提高。
&&(2) 开放性。DCS采用开放式,标准化、模块化和系列化设计,系统中各台计算机采用局域网方式通信,实现信息传输,当需要改变或扩充系统功能时,可将新增计算机方便地连入系统通信网络或从网络中卸下,几乎不影响系统其他计算机的工作。
&&DCS的定义
&&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。
&&它是一个由过程控制级和过程监控级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。)
&&它的发展大体分为三个阶段。
&&第一阶段:年,在这个时期集散控制系统的技术特点表现为:
&&1)采用微处理器为基础的控制单元,实现分散控制,有各种各样的算法,通过组态独立完成回路控制,具有自诊断功能
&&2)采用带CRT显示器的操作站与过程单元分离,实现集中监视,集中操作
&&3)采用较先进的冗余通信系统
&&第二阶段:.,在这个时期集散控制系统的技术特点表现为:
&&1)微处理器的位数提高,CRT显示器的分辨率提高
&&2)强化的模块化系统
&&3)强化了系统信息管理,加强通信功能
&&第三阶段,1885年以后,集散系统进入第三代,其技术特点表现为:
&&1)采用开放系统管理
&&2)操作站采用32位微处理器
&&3)采用实时多用户多任务的操作系统
&&进入九十年代以后,计算机技术突飞猛进,更多新的技术被应用到了DCS之中。PLC是一种针对顺序逻辑控制发展起来的电子设备,它主要用于代替不灵活而且笨重的继电器逻辑。现场总线技术在进入九十年代中期以后发展十分迅猛,以至于有些人已做出预测:基于现场总线的FCS将取代DCS成为控制系统的主角。
&&DCS是 Data Communication Subsystem (数据通信子系统)的简称。
&&以轨道交通行业为例,DCS是一个纯透明的非安全性系统,他是控制中心和列车之间发送报文的载体。
&&DCS第二层涵义:Dorsal Column Stimulator[医]脊柱刺激器
&&在特殊控制领域,如核电站控制系统,DCS的含义为数字化控制系统(Digital control system)。
&&国内DCS主要厂家有:上海新华,鲁能控制,国电智深,浙大中控,和利时,上海华文,上海乐华,浙江中自等。国外的有 西屋(艾默生)、FOXBORO、ABB、西门子、霍尼韦尔、横河、山武-霍尼韦尔公司、FISHER-ROSEMOUNT公司等
&&DCS特点和发展概述
& &DCS是分散控制系统(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级和过程监控级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。
& &DCS具有以下特点:
&&(1)高可靠性 由于DCS将系统控制功能分散在各台计算机上实现,系统结构采用容错设计,因此某一台计算机出现的故障不会导致系统其它功能的丧失。此外,由于系统中各台计算机所承担的任务比较单一,可以针对需要实现的功能采用具有特定结构和软件的专用计算机,从而使系统中每台计算机的可靠性也得到提高。
&&(2)开放性 DCS采用开放式、标准化、模块化和系列化设计,系统中各台计算机采用局域网方式通信,实现信息传输,当需要改变或扩充系统功能时,可将新增计算机方便地连入系统通信网络或从网络中卸下,几乎不影响系统其他计算机的工作。
&&(3)灵活性 通过组态软件根据不同的流程应用对象进行软硬件组态,即确定测量与控制信号及相互间连接关系、从控制算法库选择适用的控制规律以及从图形库调用基本图形组成所需的各种监控和报警画面,从而方便地构成所需的控制系统。
&&(4)易于维护 功能单一的小型或微型专用计算机,具有维护简单、方便的特点,当某一局部或某个计算机出现故障时,可以在不影响整个系统运行的情况下在线更换,迅速排除故障。
&&(5)协调性 各工作站之间通过通信网络传送各种数据,整个系统信息共享,协调工作,以完成控制系统的总体功能和优化处理。
&&(6)控制功能齐全 控制算法丰富,集连续控制、顺序控制和批处理控制于一体,可实现串级、前馈、解耦、自适应和预测控制等先进控制,并可方便地加入所需的特殊控制算法。 DCS的构成方式十分灵活,可由专用的管理计算机站、操作员站、工程师站、记录站、现场控制站和数据采集站等组成,也可由通用的服务器、工业控制计算机和可编程控制器构成。 处于底层的过程控制级一般由分散的现场控制站、数据采集站等就地实现数据采集和控制,并通过数据通信网络传送到生产监控级计算机。生产监控级对来自过程控制级的数据进行集中操作管理,如各种优化计算、统计报表、故障诊断、显示报警等。随着计算机技术的发展,DCS可以按照需要与更高性能的计算机设备通过网络连接来实现更高级的集中管理功能,如计划调度、仓储管理、能源管理等。
&&DCS 在国内外的发展与应用状态
&&1975 年美国最大的仪表控制公司Honeyw ell 首次向世界推出了它的综合分散控制系统TDC—2000 ( Toal D ist ribu ted Con t ro l -2000) , 这一系统的发表, 立即引起美国工业控制界高度评价, 称之为“最鼓舞人心的事件”。世界各国的各大公司也纷纷仿效, 推出了一个又一个集散系统, 从此过程控制进入了集散系统的新时期。
&&在此期间有日本横河公司推出的CEN TUM , 美国泰勒仪表公司的MO S&E , 费雪尔公司的DC&E —400, 贝利公司的N —90, 福克斯波罗公司的Cpect rum 和德国西门子公司的Telepermm。
&&随着计算机特别是微型计算机与网络技术的飞速发展, 加上各制造商的激烈竞争, 使DCS 很快从70 年代的第一代发展到90 年代初的第三代DCS。尽管在这之前的集散系统的技术水平已经很高, 但其中存在着一个最主要的弊病是: 各大公司推出的几十种型号的系统, 几乎都是本公司的专利产品, 每个公司为了保护自身的利益, 采用的都是专利网络, 这就为全厂、全企业的管理带来问题。
&&随着计算机的发展与网络开发使各控制厂商更多地采用商业计算机的技术, 80年代末许多公司推出新一代的集散系统, 其主要特征是新系统的局部网络采用MA P 协议; 引用智能变送器与现场总线结构; 在控制软件上引入PLC 的顺序控制与批量控制, 使DCS 也具有PLC 的功能。
&&至90 年代初各国知名的DCS 有:3000, Bailey 的IN F I—90,Ro semoun t 的RS—3, W est Hoo se 的WDPF, L eeds &Non th rup 的MAX—1000,Foxbo ro 的I&A S,日本横河的CEN TUM。这里所提到的均为大型的DCS, 为了适应市场的需要各厂商也开发了不少中小型的DCS 系统如S—9000,MAX—2, LXL ,A 2 PACS 等等。
&&目前国内DCS主要有:新华XDPS,鲁能的LN2000,国电智深DCS,中控DCS,和利时DCS,浙江中自等。国外的有 西屋(艾默生)ovation、FOXBORO、ABB、西门子PCS7、霍尼韦尔、横河DCS等。
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SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制,以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。
  由于各个应用领域对SCADA的要求不同,所以不同应用领域的SCADA系统发展也不完全相同。
& & SCADA系统在不断完善,不断发展,其技术进步一刻也没有停止过。当今,随着电力系统以及铁道电气化系统对SCADA系统需求的提高以及计算机技术的发展,为SCADA系统提出新的要求,概括地说:SCADA系统与电能量计量系统,地理信息系统、水调度自动化系统、调度生产自动化系统以及办公自动化系统的集成成为SCADA系统的一个发展方向。
DCS:它是计算机技术、系统控制技术、网络通讯技术和多媒体技术相结合的产物,可提供窗口友好的人机界面和强大的通讯功能。是完成过程控制、过程管理的现代化设备。
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SCADA系统我们主要用于罐区的控制和装车系统,DCS用于生产过程控制,当然DCS也可以用于罐区的控制和装车系统
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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。
&&即所谓的分布式控制系统,或在有些资料中称之为集散系统,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。在系统功能方面,DCS和集中式控制系统的区别不大,但在系统功能的实现方法上却完全不同。
&&首先,DCS的骨架—系统网络,它是DCS的基础和核心。由于网络对于DCS整个系统的实时性、可靠性和扩充性,起着决定性的作用,因此各厂家都在这方面进行了精心的设计。对于DCS的系统网络来说,它必须满足实时性的要求,即在确定的时间限度内完成信息的传送。这里所说的“确定”的时间限度,是指在无论何种情况下,信息传送都能在这个时间限度内完成,而这个时间限度则是根据被控制过程的实时性要求确定的。因此,衡量系统网络性能的指标并不是网络的速率,即通常所说的每秒比特数(bps),而是系统网络的实时性,即能在多长的时间内确保所需信息的传输完成。系统网络还必须非常可靠,无论在任何情况下,网络通信都不能中断,因此多数厂家的DCS均采用双总线、环形或双重星形的网络拓扑结构。为了满足系统扩充性的要求,系统网络上可接入的最大节点数量应比实际使用的节点数量大若干倍。这样,一方面可以随时增加新的节点,另一方面也可以使系统网络运行于较轻的通信负荷状态,以确保系统的实时性和可靠性。在系统实际运行过程中,各个节点的上网和下网是随时可能发生的,特别是操作员站,这样,网络重构会经常进行,而这种操作绝对不能影响系统的正常运行,因此,系统网络应该具有很强在线网络重构功能。
&&其次,这是一种完全对现场I/O处理并实现直接数字控制(DOS)功能的网络节点。一般一套DCS中要设置现场I/O控制站,用以分担整个系统的I/O和控制功能。这样既可以避免由于一个站点失效造成整个系统的失效,提高系统可靠性,也可以使各站点分担数据采集和控制功能,有利于提高整个系统的性能。DCS的操作员站是处理一切与运行操作有关的人机界面(HMI-Human Machine Interface或operator interface)功能的网络节点。
&&系统网络是DCS的工程师站,它是对DCS进行离线的配置、组态工作和在线的系统监督、控制、维护的网络节点,其主要功能是提供对DCS进行组态,配置工作的工具软件(即组态软件),并在DCS在线运行时实时地监视DCS网络上各个节点的运行情况,使系统工程师可以通过工程师站及时调整系统配置及一些系统参数的设定,使DCS随时处在最佳的工作状态之下。与集中式控制系统不同,所有的DCS都要求有系统组态功能,可以说,没有系统组态功能的系统就不能称其为DCS。
&&DCS自1975年问世以来,已经经历了二十多年的发展历程。在这二十多年中,DCS虽然在系统的体系结构上没有发生重大改变,但是经过不断的发展和完善,其功能和性能都得到了巨大的提高。总的来说,DCS正在向着更加开放,更加标准化,更加产品化的方向发展。
SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统,即数据采集与监视控制系统。SCADA系统的应用领域很广,它可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统。
& && & SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制,以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。
由于各个应用领域对SCADA的要求不同,所以不同应用领域的SCADA系统发展也不完全相同。
& && & 在电力系统中,SCADA系统应用最为广泛,技术发展也最为成熟。它作为能量管理系统(EMS系统)的一个最主要的子系统,有着信息完整、提高效率、正确掌握系统运行状态、加快决策、能帮助快速诊断出系统故障状态等优势,现已经成为电力调度不可缺少的工具。它对提高电网运行的可靠性、安全性与经济效益,减轻调度员的负担,实现电力调度自动化与现代化,提高调度的效率和水平中方面有着不可替代的作用。
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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。
SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统,即数据采集与监视控制系统。
作用和性能不一样,有很大的区别,应用在不同的行业,
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