【正文】 、組態(tài)、調零、調量程及自動標定。橫向方面 則形成過程自動化與順序控制、電機控制相結合的計算機、儀表、電器綜合控制系統。 綜合化 包括縱向和橫向兩方面。 大規(guī)模 IC的發(fā)展以及計算機技術、自動控制技術、數據通信技術、圖像處理技術的飛速發(fā)展，使得 DCS系統在擴大功能、數據通信以及工業(yè)自動化信息管理等方面有所提高，形成第二代DCS系統。其 通信系統 是一初、中級的局部網絡，全系統由一個通信指揮器指揮和協調。通信協議已開始向標準化前進，如采用 、。 (4) 采用局部網絡通信技術 DCS的數據通信采用工業(yè)局域網絡技術進行通信，傳輸實時控制信息，進行全系統信息綜合管理，并對分散的現場控制單元、人機接口進行控制和操作管理。現場控制單元、過程輸入輸出接口、數據通信等均采用微處理器， 可以實現自適應、自診斷和自檢測等“智能”控制過程。 控制管理級： 對生產過程實現集中操作和統一管理。同一級的各決策子系統可同時對下級施加作用，同時又受上級的干預，子系統可通過上級互相交換信息。具體有以下幾個方面： (1)分級遞階結構 這種結構從系統工程出發(fā)，考慮功能分散、危險分散 、 提高可靠性、強化系統應用靈活性、減少設備的復雜性與投資成本 ，并且便于維修和技術更新等優(yōu)化選擇而得出的。 工作原理： 該系統將若干臺微機分散應用于過程控制，全部信息通過通信網絡由上位管理機監(jiān)控，實現最優(yōu)化控制，通過 CRT裝置、通信總線、鍵盤、打印機等進行集中操作、顯示和報警。第十章 計算機控制系統 華東理工大學信息學院自動化系 定義： 計算機控制 就是利用 計算機 實現工業(yè)生產過程的 自動控制 。 計算機控制系統 =自動化技術 +計算機技術 可編程控制器 本章主要內容： 概述 集散控制系統 現場總線控制系統 綜合自動化系統 概述 計算機控制系統的組成 數 / 模 轉換器 數 / 模 轉換器 多路采樣保持器 ┆ 數字控制器 測量 保持器 模 / 數 轉換器 保持器 ┆ 執(zhí)行器 執(zhí)行器 ┆ 測量 生產過程 ┆ ━ 給定值 圖 101 計算機控制系統框圖 組成：被控對象 、 測量變送、控制器及執(zhí)行器 圖 102 計算機控制系統典型結構圖 數 / 模 轉換器 采樣保持器 數字 控制器 測量變送 模 / 數 轉換器 保持器 執(zhí)行器 ━ 給定值 多路開關 對象 被控變量 數字計算機 連續(xù)控制系統 計算機控制系統 相似點： 組成相同 不同點： 模擬控制器 數字控制器 多路開關、采樣保持器、 A/D、 D/A 計算機控制系統的發(fā)展 DDC DCS P L C F CS CI M S CI P S 圖 103 計算機控制系統的發(fā)展 最初： DDC—— 直接數字控制系統（集中控制系統） 20世紀 70年代： DCS—— 集散控制系統（集中管理、分散控制） 20世紀 60年代： PLC—— 可編程邏輯控制器 20世紀末： FCS—— 現場總線控制系統 目前及未來： CIMS—— 計算機集成制造系統 CIPS—— 計算機集成過程系統 集散控制系統 基本概念 定義：集散控制系統 又稱為 分散型控制系統（ Distributed Control System） ,簡稱為 DCS系統，是對生產過程進行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制的一種全新的 分布式計算機控制系統 。 集散控制系統的特點 主要特征：集中管理和分散控制。 經營管理級 生產管理級 控制管理級 過程控制級 圖 104 DCS的結構層次 每一級由若干子系統組成，形成金字塔結構。 過程控制級： 根據上層決策直接控制生產。 生產管理級： 承擔最優(yōu)化任務 經營管理級： 全面的綜合型經營管理和決策 經營管理級 生產管理級 控制管理級 過程控制級 圖 104 DCS的結構層次 (2) 采用微機智能技術 DCS采用了以微處理器為基礎的“智能技術”，成為計算機應用最完善、最豐富的領域。 (3) 豐富的功能軟件包 DCS具有豐富的功能軟件包，它能提供控制運算、過程監(jiān)視、組態(tài)、報表打印和信息檢索等功能。大多采用光纖傳輸媒質，通信的可靠性和安全性大大提高。 (5) 友善的人機接口 (6) 高可靠性 硬件、軟件采用冗余技術 集散控制系統的發(fā)展 第一個集散控制系統 —— TDC2021： 1975年，美國Honeywell 三個時期： ?初創(chuàng)期 （ 1975~1980） ?成熟期 （ 1980~1985） ?擴展期 （ 1985年以后） 初創(chuàng)期： 該時期的 DCS系統是一個 具有許多微處理機的分級控制系統 ，它采用分散的控制設備來適應分散的生產過程，通過高速數據通道將系統各個單元聯系起來。 初創(chuàng)期具有代表性的 DCS系統有 Spectrum (Foxboro公司 )、 Network(貝利公司 )、 Centum(日本橫河公司 ) 成熟期： 該時期的 DCS系統 從原來單純的工業(yè)控制向生產管理自動化發(fā)展。 成熟期具有代表性的 DCS系統有 TDC3000 (Honeywell公司 )、 PROVOX(Fisher)、 MCS(貝利公司 )、YEWPACKMARKII(日本橫河公司 )等 擴展期 ： 該時期的 DCS系統增加了第三層 —— 綜合信息管理層，把過程控制、監(jiān)督控制、管理調度有機結合在一起，采用專家系統、 MAP標準（一種 ISO開放互連 OSI結構基礎上的加工自動化協議 ） 以及引入計算機集成制造系統 CIMS等，擴展期 DCS的特點是 綜合化、開放化 和 現場級的智能化。 縱向方面 加強管理功能，包括從原料進廠到生產設計、計劃進度、質量檢查、成品包裝、出廠以及供銷等一系列的管理制度。 開放化 是 DCS按照國際統一標準組成“開放” 的系統網絡，便于不同公司生產的 DCS產品之間方便地進行通信。傳感器輸出的數字信號直接在現場儀表的通信網絡上傳遞。這一時期 DCS的基本組成與第二代相比變化不大，但它的 LAN采用 MAP協議或與 MAP兼容的協議，各個節(jié)點工作站軟、硬件功能均有所加強，現場級智能儀表也有發(fā)展。 MAP的主要功能是在 MSC和 HLR、 VLR、 EIR等網絡數據庫之間交換與電路無關的數據和指令 ,從而支持移動用戶漫游、頻道切換和用戶鑒權等網絡功能。 其組成有： CPU、ROM/RAM、 I/O、A/D、 D/A等。 圖 105 DCS的基本結構 過程接口單元（ PIU）： 又稱為過程輸入輸出單元、數據采集單元、現場監(jiān)視站、 I/O擴展單元等。 CRT操作站 ： 是 DCS的人 機接口，由 CRT、 微機、鍵盤、打印機、存儲器、通信控制器等組成。 在操作站上可以通過鍵盤發(fā)出操作指令，進行回路組態(tài)、調整參數、控制外設。 上位管理機 ： 是 DCS的主計算機，它通過通信系統與各個工作站聯系，綜合管理全系統的所有信息，能對整個系統起到優(yōu)化控制和管理作用。 早期的集散系統采用專門的通信標準或通信協議，系統兼容和互連性差。 (2) DCS的硬件、軟件組態(tài) DCS的硬件組態(tài) ： 依據： 系統規(guī)模及控制要求。 應用軟件組態(tài)方式： ①直接經 DCS操作站組態(tài) ②通過填寫表格組態(tài) ③利用 PC機進行組態(tài) 應用軟件的組態(tài)包括： 網絡組態(tài)文件組態(tài)、數據點組態(tài)、用戶畫面、自由格式報表和鍵定義組態(tài)、區(qū)域數據庫和控制程序的編制等。 概述 (1)可編程序控制器的發(fā)展 ① 初創(chuàng)階段： 從 1969年 DEC公司推出第一臺PLC(PDP14)到 20世紀 70年代中期。 ② 擴展階段： 20世紀 70年代中期到 20 世紀 70年代末期。 ③