工控自动化技术文摘:dcs的基础知识-k8体育

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dcs的基础知识
   

  1、 什么是dcs?

  dcs是分布式控制系统的英文缩写(distributed control system),在国内自控行业又称之为集散控制系统。

  2、 dcs有什么特点?

  dcs是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物。dcs通常采用若干个控制器(过程站)对一个生产过程中的众多控制点进行控制,各控制器间通过网络连接并可进行数据交换。操作采用计算机操作站,通过网络与控制器连接,收集生产数据,传达操作指令。因此,dcs的主要特点归结为一句话就是:分散控制集中管理。 

  3、 dcs的结构是怎样的?

  上图是一个较为全面的dcs系统结构图,从结构上划分,dcs包括过程级、操作级和管理级。过程级主要由过程控制站、i/o单元和现场仪表组成,是系统控制功能的主要实施部分。操作级包括:操作员站和工程师站,完成系统的操作和组态。管理级主要是指工厂管理信息系统(mis系统),作为dcs更高层次的应用,目前国内纸行业应用到这一层的系统较少。

  4、 dcs的控制程序是由谁执行的?

  dcs的控制决策是由过程控制站完成的,所以控制程序是由过程控制站执行的。

  5、 过程控制站的组成如何?

  dcs的过程控制站是一个完整的计算机系统,主要由电源、cpu(中央处理器)、网络接口和i/o组成

  6、 i/o是什么?

  控制系统需要建立信号的输入和输出通道,这就是i/o。dcs中的i/o一般是模块化的,一个i/o模块上有一个或多个i/o通道,用来连接传感器和执行器(调节阀)。

  7、 什么是i/o单元?

  通常,一个过程控制站是有几个机架组成,每个机架可以摆放一定数量的模块。cpu所在的机架被称为cpu单元,同一个过程站中只能有一个cpu单元,其他只用来摆放i/o模块的机架就是i/o单元。

  8、i/o单元和cpu单元是如何连接的?

  i/o单元与cpu是通过现场总线连接的。

  9、 什么是现场总线?

  现场总线是应用于过程控制现场的一种数字网络,它不仅包含有过程控制信息交换,而且还包含设备管理信息的交流。通过现场总线,各种智能设备(智能变送器、调节法、分析仪和分布式i/o单元)可以方便地进行数据交换,过程控制策略可以完全在现场设备层次上实现。目前,使用较多的现场总线主要是fundation fieldbus基金会现场总线(ff总线)和profibus现场总线。应用现场总线技术可以将各种分布在控制现场的相关智能设备和i/o单元方便的连接在一起,构成控制系统,这种结构已经成为dcs发展的趋势。

  10、我公司应用的系统中采用什么现场总线?

  我公司目前应用的系统主要是siemens 的s7和abb的freelance2000,其中使用的现场总线是profibus。

  11、表述网络传输速度的单位是什么?

  表述网络传输速度一般以波特率(bps)为单位,其含义是每秒钟传输的二进制数的位数。不同的网络一般波特率不同,相同的网络采用不同的网络电缆也可以达到不同的特率。例如:profibus现场总线在以双绞线作为网络电缆时通讯速度为1.5kbps,采用光缆时可以12mbps。采用普通双绞线的以太网传输速度为10mbps,采用光缆时可以达到100mbps。另外,传输距离的长短会影响传输速度,一般来说,距离越长,速度越慢。

  12、什么是组态?

  通过专用的软件定义系统的过程就是组态(configuration)。定义过程站各模块的排列位置和类型的过程叫过程站硬件组态;定义过程站控制策略和控制程序的过程叫控制策略组态;定义操作员站监控程序的过程叫操作员站组态;定义系统网络连接方式和各站地址的过程叫网络组态。

  13、我公司的操作员站和工程师站采用什么操作系统?

  目前,我公司操作员站和工程师站采用的操作系统是中文windows nt。

  14、什么是plc?

  plc就是可编程逻辑控制器。

  15、plc能用于过程控制吗?

  早期的plc只是用来完成一些电气逻辑控制和开关量,现在的plc在性能上,特别是对模拟信号的处理能力上已经大大提高,因此现在plc是可以用于过程控制的。

  16、什么是模拟量和数字量?

  模拟量是指连续变化的信号(如4~20ma,0~5v);数字量是只有开关状态的信号。

  17、i/o信号是如何分类的?

  常用的i/o信号一般分为:ai、ao、di和do。

  ai--模拟量输入信号
  ao--模拟量输出信号
  di--数字量输入信号
  do--数字量输出信号

  18、什么是dcs的开放性?

  dcs的开放性是指dcs能通过不同的接口方便地与第三方系统或设备连接,并获取其信息的性能。这种连接主要是通过网络实现的,采用通用的、开放的网络协议和标准的软件接口是dcs开放性的保障。我公司目前采用的dcs系统有很好的开放性。

  19、什么是系统冗余?

  在一些对系统可靠性要求很高的应用中,dcs的设计需要考虑热备份也就是系统冗余,这是指系统中一些关键模块或网络在设计上有一个或多个备份,当现在工作的部分出现问题时,系统可以通过特殊的软件或硬件自动切换到备份上,从而保证了系统不间断工作。通常设计的冗余方式包括:cpu冗余、网络冗余、电源冗余。在极端情况下,一些系统会考虑全系统冗余,即还包括i/o冗余。

  20、什么是i/o余量?

  与冗余不同,i/o余量只是系统中i/o数量大于应用的要求,这种余量只是数量上的,主要目的是使系统今后有继续加入控制信号的可能。


 

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