【正文】 Cn . . . . . . 2021年 6月 16日 7 網(wǎng)絡(luò)化的計(jì)算機(jī)監(jiān)督與控制系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)： ? 資源共享，包括程序和數(shù)據(jù)的共享。 ? 網(wǎng)絡(luò)化處理的效率較高，有很高的性能價(jià)格比，即以較低的價(jià)格達(dá)到較高的性能，尤其是微處理機(jī)價(jià)格低廉。 ? 擴(kuò)充容易，不用修改軟件，只需增加硬件。該系統(tǒng)將若干臺(tái)微機(jī)分散應(yīng)用于過(guò)程控制，全部信息通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)由上位管理計(jì)算機(jī)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化控制，通過(guò) CRT裝置、通信總線、鍵盤(pán)、打印機(jī)等，進(jìn)行集中操作、顯示和報(bào)警。 2021年 6月 16日 11 ? 分散控制方式：儀表間相距過(guò)遠(yuǎn)、儀表盤(pán)尺寸過(guò)大、無(wú)法全面了解信息； ? 集中控制方式：危險(xiǎn)過(guò)集中，計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)整個(gè)生產(chǎn)裝置癱瘓； ? 集散控制方式：控制功能分散、操作管理集中－DCS。現(xiàn)場(chǎng)控制站危險(xiǎn)分散的設(shè)計(jì)原則 2021年 6月 16日 12 集散系統(tǒng) 特點(diǎn) ? 控制設(shè)備的分散 ,監(jiān)視和管理操作的集中 ,開(kāi)放的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) . ? 硬件單元化： 系統(tǒng)分級(jí)。直接數(shù)字控制裝置，采集現(xiàn)場(chǎng)信息。微型計(jì)算機(jī)控制直接數(shù)字裝置。高檔微機(jī)，對(duì)整體系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)督管理和信息處理。 ? 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)靈活，易于擴(kuò)展。 ? 可靠性高，功能分散。直接數(shù)字控制裝置安裝在現(xiàn)場(chǎng)。 ? 集散控制系統(tǒng) (DCS)存在的問(wèn)題是控制站雖然放在離現(xiàn)場(chǎng)比較近的地方，但它仍是一種集中式控制，它與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備仍須大量電纜連接。 ? 控制站作為一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)，它的主要 I/O設(shè)備為現(xiàn)場(chǎng)的輸入、輸出處理設(shè)備，以及過(guò)程輸入 /輸出（ P I/O）量，包括信號(hào)變換與信號(hào)調(diào)理， A/D、D/A轉(zhuǎn)換等。 2021年 6月 16日 20 集散控制系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)控制站 ?? 主要設(shè)備：現(xiàn)場(chǎng)控制單元。 ?? 用戶可以根據(jù)不同的應(yīng)用需求，選擇配置不同的現(xiàn)場(chǎng)控制單元以構(gòu)成現(xiàn)場(chǎng)控制站。 ? ● 以順序控制、聯(lián)鎖控制功能為主的現(xiàn)場(chǎng)控制站； ? ● 構(gòu)成對(duì)大批量過(guò)程信號(hào)進(jìn)行總體信息采集的現(xiàn)場(chǎng)控制站。 2021年 6月 16日 22 ? 實(shí)際的 DCS操作站是典型的計(jì)算機(jī)，它與控制站不同，有著豐富的外圍設(shè)備和人機(jī)界面。 2021年 6月 16日 23 DCS操作站的功能（三大功能） ? 工程功能－完成系統(tǒng)生成、系統(tǒng)維護(hù)、系統(tǒng)測(cè)試和系統(tǒng)管理； ? 操作功能－監(jiān)視、記錄、運(yùn)行； ? 通信功能－完成現(xiàn)場(chǎng)控制站于上位機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換。 ? （ 2）分組畫(huà)面－對(duì)應(yīng)顯示各內(nèi)部?jī)x表狀態(tài)，操作中觀察其 它回路中的關(guān)聯(lián)變化。 ? ● 工程師站主要是 技術(shù)人員與控制系統(tǒng)的人機(jī)接口 ， 可以對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視 。 ? ● 有些小型 DCS的 工程師站可以用一個(gè)操作員站代替 。 ? 在實(shí)際應(yīng)用中，如石化行業(yè)， DCS一直多用在一個(gè)生產(chǎn)裝置范圍內(nèi)的多機(jī)通信系統(tǒng)中，而且控制站和操作站均集中放置在控制室內(nèi)。 2021年 6月 16日 28 DCS工程設(shè)計(jì)步驟 （ 1）方案論證： c) 系統(tǒng)的選型。 b) 硬件配置。顯示功能、操作功能、報(bào)警功能、控制功能、管理功能、通信功能和可擴(kuò)展功能等；系統(tǒng)的性能指標(biāo)，如信號(hào)處理指標(biāo)、控制品質(zhì)指標(biāo)、通信功能指標(biāo)、可靠性指標(biāo)等；環(huán)境要求，如濕度、溫度、抗震動(dòng)抗沖擊、電源等指標(biāo)。 a) 設(shè)計(jì)與建立應(yīng)用技術(shù)文檔文件。 ? RS485總線監(jiān)督控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 由一些軟件開(kāi)發(fā)商開(kāi)發(fā)的監(jiān)督控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) （ SCADA Supervisory Control And Data Acquisition） 是一種兩級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 。它很好地解決了中小企業(yè)中量大面廣的設(shè)備監(jiān)督與控制問(wèn)題。這種軟件以工業(yè)控制機(jī)的 WINDOWS操作系統(tǒng)為平臺(tái)，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接不同廠家的遠(yuǎn)距離智能 I/O模塊、 PLC、變頻調(diào)速器、智能儀表等。 2021年 6月 16日 32 工控機(jī)定義 ? 工控機(jī)即工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，英文簡(jiǎn)稱 IPC，全稱Industrial Personal Computer。是從 PC機(jī)演變過(guò)來(lái)的，因?yàn)橐恍┕ぷ鳝h(huán)境，比如說(shuō)：工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，那里是的環(huán)境是很惡劣的，一般 PC就工作不了，所在才產(chǎn)生了工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，主要表現(xiàn)在：工控機(jī)插槽的可擴(kuò)展性、抗震、防塵、防潮濕等等，隨著工控機(jī)所應(yīng)用的行業(yè)越來(lái)越廣，現(xiàn)在也超出了只應(yīng)用在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的范圍，比如說(shuō)現(xiàn)在很多網(wǎng)絡(luò)安全方面的硬件、數(shù)字監(jiān)控錄像機(jī)，等等，都用到了工控方面的產(chǎn)品。 2021年 6月 16日 33 ? 工控機(jī)可以作為一個(gè)工業(yè)控制器在工業(yè)環(huán)境中可靠運(yùn)行。 ? 由于 IPC的性能可靠、軟件豐富、價(jià)格低廉，而在工控機(jī)中異軍突起，后來(lái)居上，應(yīng)用日趨廣泛。 2021年 6月 16日 34 IPC的技術(shù)特點(diǎn) 采用符合“ EIA”標(biāo)準(zhǔn)的全鋼化工業(yè)機(jī)箱，增強(qiáng)了抗電磁干擾能力。 CPU及各功能模塊皆使用插板式結(jié)構(gòu)，并帶有壓桿軟鎖定，提高了抗沖擊、抗振動(dòng)能力。 配有高度可靠的工業(yè)電源，并有過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)。 具有自診斷功能。 設(shè)有“看門(mén)狗”定時(shí)器，在因故障死機(jī)時(shí)，無(wú)需人的干預(yù)而自動(dòng)復(fù)位。 可配置實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，便于多任務(wù)的調(diào)度和運(yùn)行。 2021年 6月 16日 35 IPC的主要結(jié)構(gòu) ? 全鋼機(jī)箱 IPC的全鋼機(jī)箱是按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，抗沖擊、抗振動(dòng)、抗電磁干擾，內(nèi)部可安裝同 PCbus兼容的無(wú)源底板。底板可插接各種板卡，包括 CPU卡、顯示卡、控制卡、 I/O卡等。 CPU卡 IPC的 CPU卡有多種，根據(jù)尺寸可分為長(zhǎng)卡和半長(zhǎng)卡，根據(jù)處理器可分為38 48 58 PII、 PIII主板，用戶可視自己的需要任意選配。 其他配件： IPC的其他配件基本上都與 PC機(jī)兼容，主要有 CPU、內(nèi)存、顯卡、硬盤(pán)、軟驅(qū)、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、光驅(qū)、顯示器等。國(guó)外的工控機(jī)西門(mén)子的很出名。 ?注：高度以 U為單位（ 1U= =米），通常有 1U， 2U， 3U， 4U， 5U， 7U幾種標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)器 2021年 6月 16日 37 ?很多網(wǎng)絡(luò)化計(jì)算機(jī)監(jiān)督與控制系統(tǒng)的下位自動(dòng)化設(shè)備是可編程序邏輯控制器(Programmable Logic Controller，簡(jiǎn)稱 PLC)； ?目前絕大多數(shù) PLC都具有數(shù)據(jù)通信與連網(wǎng)的能力，用 PLC構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)化計(jì)算機(jī)監(jiān)督與控制系統(tǒng)是非常容易的。 ?現(xiàn)場(chǎng)總線是以 單個(gè)分散的數(shù)字化智能化的測(cè)量設(shè)備 和 控制設(shè)備 作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)用總線相連接實(shí)現(xiàn)相互交換信息共同完成自動(dòng)控制功能的 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與控制系統(tǒng) ?，F(xiàn)場(chǎng)總線就是在這種背景下產(chǎn)生的。 2021年 6月 16日 40 420