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DCS分散控制系統(tǒng)的硬件體系結構介紹

時間:2021-10-14 17:13:56來源:維科網(wǎng)

導語:?DCS通常采用分級遞階結構,每一級由若干子系統(tǒng)組成,每一個子系統(tǒng)實現(xiàn)若干特定的有限目標,形成金字塔結構。考察DCS的層次結構,DCS級和控制管理級是組成DCS的兩個最基本的環(huán)節(jié)。

  過程控制級具體實現(xiàn)了信號的輸入、變換、運算和輸出等分散控制功能。在不同的DCS中,過程控制級的控制裝置各不相同,如過程控制單元、現(xiàn)場控制站、過程接口單元等等,但它們的結構形式大致相同,可以統(tǒng)稱為現(xiàn)場控制單元FCU。過程管理級由工程師站、操作員站、管理計算機等組成,完成對過程控制級的集中監(jiān)視和管理,通常稱為操作站。DCS的硬件和軟件,都是按模塊化結構設計的,所以DCS的開發(fā)實際上就是將系統(tǒng)提供的各種基本模塊按實際的需要組合成為一個系統(tǒng),這個過程稱為系統(tǒng)的組態(tài)。

  1、現(xiàn)場控制單元

  現(xiàn)場控制單元一般遠離控制中心,安裝在靠近現(xiàn)場的地方,其高度模塊化結構可以根據(jù)過程監(jiān)測和控制的需要配置成由幾個監(jiān)控點到數(shù)百個監(jiān)控點的規(guī)模不等的過程控制單元。

  現(xiàn)場控制單元的結構是由許多功能分散的插板(或稱卡件)按照一定的邏輯或物理順序安裝在插板箱中,各現(xiàn)場控制單元及其與控制管理級之間采用總線連接,以實現(xiàn)信息交互。

  現(xiàn)場控制單元的硬件配置需要完成以下內(nèi)容:

  插件的配置 根據(jù)系統(tǒng)的要求和控制規(guī)模配置主機插件(CPU插件)、電源插件、I/O插件、通信插件等硬件設備;

  硬件冗余配置 對關鍵設備進行冗余配置是提高DCS可靠性的一個重要手段,DCS通?梢詫χ鳈C插件、電源插件、通信插件和網(wǎng)絡、關鍵I/O插件都可以實現(xiàn)冗余配置。

  硬件安裝 不同的DCS,對于各種插件在插件箱中的安裝,會在邏輯順序或物理順序上有相應的規(guī)定。另外,現(xiàn)場控制單元通常分為基本型和擴展型兩種,所謂基本型就是各種插件安裝在一個插件箱中,但更多的時候時需要可擴展的結構形式,即一個現(xiàn)場控制單元還包括若干數(shù)字輸入/輸出擴展單元,相互間采用總線連成一體。

  就本質(zhì)而言,現(xiàn)場控制單元的結構形式和配置要求與模塊化PLC的硬件配置是一致的。

  2、操作站

  操作站用來顯示并記錄來自各控制單元的過程數(shù)據(jù),是人與生產(chǎn)過程信息交互的操作接口。典型的操作站包括主機系統(tǒng)、顯示設備、鍵盤輸入設備、信息存儲設備和打印輸出設備等,主要實現(xiàn)強大的顯示功能(如模擬參數(shù)顯示、系統(tǒng)狀態(tài)顯示、多種畫面顯示等等)、報警功能、操作功能、報表打印功能、組態(tài)和編程功能等等。

  另外,DCS操作站還分為操作員站和工程師站。從系統(tǒng)功能上看,前者主要實現(xiàn)一般的生產(chǎn)操作和監(jiān)控任務,具有數(shù)據(jù)采集和處理、監(jiān)控畫面顯示、故障診斷和報警等功能。后者除了具有操作員站的一般功能以外,還應具備系統(tǒng)的組態(tài)、控制目標的修改等功能。從硬件設備上看,多數(shù)系統(tǒng)的工程師站和操作員站合在一起,僅用一個工程師鍵盤加以區(qū)分。

標簽: 工業(yè)通訊

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