页数：27页文件大小：1.15 MB来源： 集散控制系统ppt课件
本课件为《集散控制系统》第一章，先讲清计算机控制系统的组成、工作原理与硬件软件构成，再按数据采集系统、直接数字控制、监督控制与集散控制四类展开对比，最后梳理DCS自1975年以来的三个发展阶段与第四代DCS的技术特点。
本章为《集散控制系统》第一章，围绕计算机控制系统的基本概念与分类、DCS的概念现状与发展、DCS的基本组成与特点，以及DCS与PLC之间的关系展开。
知识点
学习目标：本章要求在上述四个方面达成了解、掌握与理解三个层次的目标。
本节思考：什么是自动控制？自动控制系统由哪些部分组成？
图1.1 计算机闭环控制系统结构图
信号流向：设定值 → 控制器 → D/A → 执行机构 → 被控对象 → 被控变量 → 测量变送 → A/D → 计算机，构成完整闭环。
计算机控制系统的工作原理可归纳为以下三个步骤：
上述过程不断重复，使被控变量稳定在设定值上。
图1.2 计算机控制系统的组成框图
本节进入第 2 部分：硬件系统。
硬件是指计算机本身及外围设备，工业控制机硬件主要包括：
根据应用特点、控制功能和系统结构，计算机控制系统主要分为六种类型：
数据采集系统（Data Acquisition System，DAS）中计算机承担数据的采集和处理工作：对生产过程各种工艺变量进行巡回检测、处理、记录以及变量的超限报警，同时对变量进行累计和实时分析。
DAS系统的特点：
直接数字控制系统（Direct Digital Control，DDC）是计算机通过过程输入通道对变量作巡回检测，根据变量按照一定的控制规律进行运算，其结果经过输出通道作用到控制对象。
本节标题：直接数字控制系统（DDC）。
后续内容围绕 DDC 的特点展开，重点说明计算机直接参与闭环控制后对可靠性的要求。
DDC 的特点：
计算机监督控制系统（Supervisory Computer Control，SCC）中，DDC 级微机完成生产过程的直接数字控制，SCC 级微机进行优化分析计算，产生最优化设定值。
用数字控制仪器代替，再配以输入采样器、A/D 转换器和 D/A 转换器、输出扫描器，便是 SCC 加数字控制器的 SCC 系统。当 SCC 计算机出现故障时，由数字控制器独立完成控制任务，比较安全可靠。
SCC 的特点：
集散控制系统是分布式结构系统，实现了地理上和功能上分散的控制，将各个分散的信息集中起来进行集中的监视和操作。
DCS 的特点：
本节标题：现场总线控制系统（FieldBus Control System，FCS）。
后续内容围绕 FCS 的一对 N 连接、彻底分散控制与开放互操作等特征展开。
FCS 系统特点：
集散型控制系统适用于发电、电力、化工、石油、造纸等流程工业，也适用于冶金、食品、玻璃、半导体、纺织等间隙过程工业。自从 1975 年第一套 DCS 诞生到现在，DCS 经历了 3 个大的发展阶段。
图1-1 第一代 DCS 基本结构：CRT 操作站、监控计算机经数据高速公路 HW 与现场监测站、现场控制站相连。
特点：重点在现场控制，人机界面功能较弱，信息量少，功能上接近仪表控制系统；各个厂家的系统均由专有产品构成（现场控制站、人机界面工作站、各类功能站及软件），没有形成数据通信的标准。DCS 成本高，应用范围受到一定限制。
第二代 DCS 结构：局部网络 LAN 经网关连接多功能控制器、系统管理模块、通用操作站、主计算机、增强型操作站及其他网络 DHW。
特点：引入局域网，按照网络节点组成系统，人机界面功能丰富，信息量大，系统规模容量进一步增加，功能上摆脱仪表控制系统的影响，逐步靠近计算机系统；技术成熟使 DCS 价格下降、应用更广泛，但在网络协议方面仍各自为政，不同厂家的系统不能进行数据交换。
第三阶段（1985 年至今）特点：增加了上层网络，功能上增加了生产的管理功能；网络方面采用了标准的网络产品；系统组成除现场控制站外是 DCS 厂家的专有产品，人机界面工作站、服务器和各种功能站的硬件和基础软件都是市场上的产品，使得系统成本降低，应用更加广泛。
第四代 DCS 的体系结构主要分为四层结构：过程控制级、集中监控级、生产管理级和综合管理级。
一般 DCS 厂商主要提供除综合管理级之外的三层功能，而综合管理级则通过提供开放的数据库接口，连接第三方的管理软件平台。
第四代 DCS 的技术特点：
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