集散控制系統(tǒng)的組成

集散控制系統(tǒng)的組成

集散控制系統(tǒng)以多臺微型計算機(jī)取代了集中控制系統(tǒng)的單臺計算機(jī)，從體系結(jié)構(gòu)上分散了危險性，提高了可靠性。盡管世界各國各公司推出的產(chǎn)品千差萬別、各具特色，但從基本功能看，仍可簡化為圖1所示的結(jié)構(gòu)框圖。圖中現(xiàn)場控制站、數(shù)據(jù)采集站、工程師站、操作員站、監(jiān)控計算機(jī)和管理計算機(jī)通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)被有機(jī)地結(jié)合起來，組成分級分布式控制系統(tǒng)。

1、現(xiàn)場控制站

又稱基本控制器或分站。用于控制現(xiàn)場設(shè)備，采用DDC。DDC本身具有較強(qiáng)的運(yùn)算能力和較復(fù)雜的控制功能，可以獨(dú)立進(jìn)行就地控制。

數(shù)據(jù)采集由微型計算機(jī)、輸入通道和輸出設(shè)備組成；主要作用是采集非控制變量，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。所采集的過程數(shù)據(jù)僅用于顯示、記錄、分析處理和打印制表。

2、操作員站

面向運(yùn)行操作人員，由工業(yè)微型計算機(jī)、大屏幕顯示器、操作控制臺等組成。主要功能是為運(yùn)行操作人員提供人機(jī)界面，使操作員及時了解現(xiàn)場運(yùn)行狀態(tài)、各種運(yùn)行參數(shù)的當(dāng)前值是否有異常情況發(fā)生等，并可通過輸出設(shè)備（工業(yè)鍵盤或鼠標(biāo)器）對工藝過程進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，例如需要對控制回路進(jìn)行在線調(diào)整，啟動或終止某個控制回路時，可通過CRT的模擬圖形及調(diào)節(jié)按鍵來實現(xiàn)。該站的另一功能是對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，調(diào)用歷史數(shù)據(jù)庫完成運(yùn)行報表，歷史趨勢曲線等。用于完成上述功能的軟件，包括圖形顯示、動態(tài)實時、數(shù)據(jù)刷新、報警顯示、趨勢顯示、歷史數(shù)據(jù)庫存儲、報表打印處理、事件記錄打印和報警處理（含發(fā)出報警音響、彈出報警窗口、將報警信息記入文件、接受操作員的報警確定等）。

3、工程師站

面向監(jiān)督管理人員，可以采用通用微型計算機(jī)工作站，由于需要長期連續(xù)在線運(yùn)行，可靠性要求較高。主要功能是對集散控制系統(tǒng)進(jìn)行離線配置和組態(tài)。所謂“組態(tài)”，即組織、構(gòu)成的意思。系統(tǒng)組態(tài)包括硬件組態(tài)和軟件組態(tài)：硬件組態(tài)是指設(shè)計、選擇和組成硬件系統(tǒng)的過程；軟件組態(tài)是指為實現(xiàn)某種控制任務(wù)，以某種代碼的形式選擇程序模塊，并加以連接，然后賦予各程序模塊以必要的參數(shù)，組成具體控制系統(tǒng)也就是編制應(yīng)用程序的過程。

可見，在配置和組態(tài)之前的集散控制系統(tǒng)，只是一堆硬件、軟件的集合體，對實際應(yīng)用來說毫無意義。只有在經(jīng)過對應(yīng)用過程進(jìn)行了詳細(xì)透徹的分析、設(shè)計并按設(shè)計要求正確地完成了組態(tài)工作之后，集散控制系統(tǒng)才真正成為一個適于某個生產(chǎn)過程使用的應(yīng)用控制系統(tǒng)。完成組態(tài)任務(wù)的工具軟件稱為組態(tài)軟件，它為控制工程師提供了豐富的運(yùn)算和控制模塊，以及使用這些模塊的簡便方法，即人機(jī)對話的填表方式。一般采用窗口式菜單，首先將所需的模塊調(diào)到顯示器屏幕上，然后再按規(guī)定填寫，即可生成期望的功能模塊。當(dāng)用戶需要變更控制方案時，不必改變接線，只要重新組態(tài)即可。

4、監(jiān)控計算機(jī)

用來完成高級控制策略。綜合現(xiàn)場控制器的數(shù)據(jù)，運(yùn)用現(xiàn)代控制理論，通過最佳算法實現(xiàn)最優(yōu)化控制或自適應(yīng)控制，作出控制決策，指揮、協(xié)調(diào)各現(xiàn)場控制器，并將有關(guān)信息整理后向上級管理計算機(jī)匯報。

5、管理計算機(jī)

可根據(jù)情況采用中型機(jī)或大型機(jī)，主要任務(wù)是收集各部門信息，進(jìn)行綜合分析，完成管理、調(diào)度并作出決策，實現(xiàn)管理、控制一體化。

6、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)