DCS系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)

第一節(jié)、DCS的基本概念

集散控制系統(tǒng)（Distributed Control System）亦稱分布式控制系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱DCS）可以使用，是結(jié)合多種先進(jìn)技術(shù)而形成的，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行集中監(jiān)測(cè)搖籃、操作、管理和分散控制的一種控制技術(shù)，是隨著現(xiàn)代大型工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的不斷發(fā)展和過(guò)程控制要求的日益復(fù)雜應(yīng)運(yùn)而生的一種綜合控制系統(tǒng)，是完成過(guò)程控制發展契機、過(guò)程管理的現(xiàn)代化設(shè)備。

集散控制系統(tǒng)是4C 技術(shù)的產(chǎn)物機製性梗阻。這4C 就是指控制技術(shù)（Control）齊全、計(jì)算機(jī)技術(shù)（Computer）、通信技術(shù)（Communication）改造層面、和CRT（Cathode Ray Tube）技術(shù)機製。DCS通常采用若干個(gè)控制器（過(guò)程站）對(duì)一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中的眾多控制點(diǎn)進(jìn)行控制，各控制器間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接并可進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。操作采用計(jì)算機(jī)操作站發力，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與控制器連接優勢與挑戰，收集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，傳達(dá)操作指令越來越重要的位置。DCS系統(tǒng)既不同于分散的儀表控制問題分析，又不同于集中式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，是4C 技術(shù)相互滲透發(fā)展而產(chǎn)生的解決方案。

基本原理：控制分散不負眾望、管理集中

第二節(jié)、DCS的發(fā)展情況

過(guò)程控制設(shè)備的發(fā)展歷史交流研討，大概有以下幾個(gè)階段：30年代——機(jī)械式儀表現(xiàn)場(chǎng)操作推動並實現；40年代——大型氣動(dòng)式儀表控制室操作；50年代——?dú)鈩?dòng)單元組合儀表控制室操作順滑地配合；60年代——電動(dòng)單元組合儀表推廣開來；70年代——集散控制系統(tǒng)。即經(jīng)過(guò)了就地分散控制――模擬儀表集中控制――計(jì)算機(jī)集中控制――計(jì)算機(jī)分散控制（DCS）幾個(gè)階段貢獻法治。

集散控制系統(tǒng)從誕生之日起取得顯著成效，已經(jīng)歷了三代，目前的第四代正在發(fā)展之中數據顯示。

DCS開(kāi)創(chuàng)期：1975～1980年

l 代表產(chǎn)品：Honeywell責任，TDC2000

l           FOXBORO，Spectrum

l           Baily實現，N-90

l 橫河持續向好，CENTUM

這些第一代的集散控制系統(tǒng)以微處理器為基礎(chǔ)的過(guò)程控制單元，實(shí)現(xiàn)多種控制功能算法，并實(shí)現(xiàn)分散控制不容忽視；采用帶顯示器的操作站，與過(guò)程控制單元分離記得牢，實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)視組建、集中操作、信息綜合管理服務體系；采用較先進(jìn)的冗余通信系統(tǒng)進展情況、用同軸電纜作為傳輸媒質(zhì)，實(shí)現(xiàn)控制單元與操作站的通信特點，已具有DCS的基本特點(diǎn)（即分散控制研究，集中管理），是DCS的雛形綠色化發展。

l DCS成長(zhǎng)過(guò)渡期：1980～1985年

l 代表產(chǎn)品：Honeywell去創新，TDC2000

l           FOXBORO結論，Spectrum

l           Baily，N-90

l 橫河體系，CENTUM

第二代的主要特點(diǎn)是在原來(lái)產(chǎn)品的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)積極回應，進(jìn)一步提高可靠性并擴(kuò)展和增強(qiáng)了功能可靠保障。

其特點(diǎn)是采用模塊化將進一步、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)通信向標(biāo)準(zhǔn)化遷移服務品質，板級(jí)模塊化又進了一步，單元結(jié)構(gòu)化智能化，使之具有更強(qiáng)適應(yīng)性和可擴(kuò)充性；新開(kāi)發(fā)的多功能過(guò)程控制站拓展基地、增強(qiáng)型操作站采用了16位CPU及高分辨率CRT技術(shù)綜合措施；通信系統(tǒng)已采用局域網(wǎng)絡(luò)（從主從式的星形變?yōu)榭偩€網(wǎng)絡(luò)或環(huán)網(wǎng)通信），使系統(tǒng)通信范圍擴(kuò)大業務，同時(shí)數(shù)據(jù)傳輸速率也大大提高；控制功能更加完善，它能實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制完善好、數(shù)據(jù)采集促進進步、順序控制和批量控制功能。

其基本結(jié)構(gòu)由六部分組成全過程，即局域網(wǎng)絡(luò)更高要求、多功能現(xiàn)場(chǎng)控制站、增強(qiáng)型操作站優勢領先、主計(jì)算機(jī)經驗分享、網(wǎng)絡(luò)連接器和系統(tǒng)管理站等。

DCS完善期：80年代中后期

代表產(chǎn)品：Honeywell新技術，TDC3000

l         FOXBORO培養，I/A SERIES

l  Baily，INFI-90

l         Moore 趨勢，PACS

這階段的特點(diǎn)是向開(kāi)放式高效流通、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了開(kāi)放式的系統(tǒng)通信，向上能與 MAP 和 Ethernet 接口不難發現，或者通過(guò)網(wǎng)間連接器與其它網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系，構(gòu)成復(fù)合管理系統(tǒng)聽得懂，并與不同制造商的產(chǎn)品能進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；向下支持現(xiàn)場(chǎng)總線協調機製，它使得過(guò)程控制或車間的智能變送器設備製造、執(zhí)行器和本地控制器之間能實(shí)現(xiàn)可靠的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信有效性。

開(kāi)放系統(tǒng)是第三代集散控制系統(tǒng)主要特征。根據(jù)X/OPEN協(xié)會(huì)的定義資源配置，以規(guī)范化與實(shí)際存在的接口標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)而建立的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)形勢、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及相關(guān)的通信系統(tǒng)，這些標(biāo)準(zhǔn)可為各種應(yīng)用系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)提供軟件的可移植性機遇與挑戰、系統(tǒng)的互操作性高效節能、信息資源管理的靈活性和更大的可選擇性。

開(kāi)放系統(tǒng)的基本特征如下：

可移植性（portability）

互操作性（interoperability）

可適宜性（scalability）

可得到性（availability）

DCS管控一體化時(shí)期：90年代初至今

代表產(chǎn)品：Honeywell取得明顯成效，TPS系統(tǒng)（Total Plant System）

PKS系統(tǒng)(Process knowledge System)

橫河基地，CENTUM－CS

ABB，ADVANT系統(tǒng)OCS開(kāi)放控制系統(tǒng)

當(dāng)今的 DCS是生產(chǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)與信息管理系統(tǒng)緊密結(jié)合的“管控一體化"的新一代集散型控制系統(tǒng)註入了新的力量。由于工廠表現、企業(yè)的信息集成和管理已經(jīng)提到一定的高度，DCS 系統(tǒng)的功能已不再只局限于生產(chǎn)過(guò)程的控制說服力，在整個(gè)工廠的積極性、集團(tuán)公司的管理中，DCS 也能發(fā)揮相應(yīng)的作用深刻變革。

第三節(jié)高效、DCS的體系結(jié)構(gòu)

DCS的結(jié)構(gòu)是一個(gè)分布式系統(tǒng)，從整體邏輯結(jié)構(gòu)上講至關重要，是一個(gè)分支樹(shù)結(jié)構(gòu)效率。其縱向結(jié)構(gòu)分為過(guò)程控制級(jí)、控制管理級(jí)和生產(chǎn)管理級(jí)三級(jí)遞階結(jié)構(gòu)逐漸顯現。過(guò)程控制級(jí)主要由過(guò)程控制站十大行動、I/O單元和現(xiàn)場(chǎng)儀表組成，是系統(tǒng)控制功能的主要實(shí)施部分著力增加。操作管理級(jí)包括：操作員站和工程師站體系，完成系統(tǒng)的操作和組態(tài)。生產(chǎn)管理級(jí)主要是指工廠管理信息系統(tǒng)（MIS系統(tǒng)）背景下，作為DCS更高層次的應(yīng)用多種場景，目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用到這一層的系統(tǒng)較少。整個(gè)系統(tǒng)由3 部分構(gòu)成開展試點，即集中管理部分集中展示、分散控制監(jiān)測(cè)部分和網(wǎng)絡(luò)通信部分。

過(guò)程控制級(jí)（直接控制級(jí)）

在這一級(jí)上規劃，過(guò)程控制計(jì)算機(jī)直接與現(xiàn)場(chǎng)各類裝置（變送器建設、執(zhí)行器、記錄儀等）相連發展，對(duì)所連接的裝置實(shí)施檢測(cè)與控制，同時(shí)接收上層來(lái)的管理信息在此基礎上，并向上層傳遞裝置的特性數(shù)據(jù)和采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

過(guò)程控制級(jí)是集散控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)探索創新，其主要功能有：

（1）進(jìn)行過(guò)程數(shù)據(jù)采集：現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)模擬量開展、數(shù)字量和脈沖量的輸入/輸出并進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理，控制運(yùn)算結(jié)果的直接輸出前來體驗。

（2）進(jìn)行直接的數(shù)字過(guò)程控制：根據(jù)控制組態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中的控制算法模塊解決方案，各種控制回路的運(yùn)算(回路調(diào)節(jié)、邏輯運(yùn)算等等)共同學習，來(lái)實(shí)施對(duì)實(shí)時(shí)過(guò)程量的控制交流研討。

（3）進(jìn)行設(shè)備監(jiān)測(cè)和系統(tǒng)的測(cè)試和診斷：把過(guò)程變量和狀態(tài)信息提取后，分析是否可以接受以及是否允許向高層傳輸，進(jìn)而確定是否對(duì)被控裝置實(shí)施調(diào)節(jié)結構重塑；必要時(shí)實(shí)施報(bào)警、錯(cuò)誤或診斷報(bào)告等措施空白區。

（4）實(shí)施安全性貢獻法治、冗余化方面的措施：一旦發(fā)現(xiàn)故障，就立即實(shí)施備用件的切換應用優勢。

過(guò)程管理級(jí)

在這一級(jí)上的過(guò)程管理計(jì)算機(jī)主要有監(jiān)控計(jì)算機(jī)相對較高、操作站、工程師站發展需要。它綜合監(jiān)視過(guò)程各站的所有信息創新內容，集中顯示操作，控制回路組態(tài)和參數(shù)修改信息，優(yōu)化過(guò)程處理等實踐者。這一層的具體功能有：優(yōu)化過(guò)程控制、自適應(yīng)回路控制廣泛關註、優(yōu)化單元內(nèi)各裝置

工程師站：負(fù)責(zé)系統(tǒng)的管理豐富、控制組態(tài)、系統(tǒng)的生成與下裝顯示；

操作員站：是人機(jī)接口善於監督，由PC機(jī)系統(tǒng)(含CRT、鍵盤豐富內涵、打印機(jī))負(fù)責(zé)生產(chǎn)工藝的操作控制數據、過(guò)程狀態(tài)顯示、報(bào)警狀態(tài)顯示就能壓製、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的顯示邁出了重要的一步、打印等；

上位機(jī)：即管理計(jì)算機(jī)業務指導，它實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)調(diào)度管理新品技、優(yōu)化計(jì)算發展空間、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理與分析決策等層次的管理和計(jì)算創造性。

產(chǎn)品管理級(jí)（生產(chǎn)管理級(jí)）

在這一級(jí)上的管理計(jì)算機(jī)根據(jù)產(chǎn)品各部件的特點(diǎn)慢體驗，協(xié)調(diào)各單元級(jí)的參數(shù)設(shè)定，是產(chǎn)品的總體協(xié)同員和控制器全會精神，負(fù)責(zé)廠級(jí)的生產(chǎn)調(diào)度和優(yōu)化左右。

要求根據(jù)用戶的訂貨情況、庫(kù)存情況智能化、能源情況來(lái)規(guī)劃各單元中的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和規(guī)模生產製造，并可對(duì)產(chǎn)品重新計(jì)劃，隨時(shí)更改產(chǎn)品結(jié)構(gòu)綜合措施。對(duì)于綜合全廠生產(chǎn)和產(chǎn)品監(jiān)視多元化服務體系，以及產(chǎn)品報(bào)告也都在這一層實(shí)現(xiàn)，并與上層交換傳遞數(shù)據(jù)攜手共進。具體有：規(guī)劃產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和規(guī)模實力增強；產(chǎn)品監(jiān)視；產(chǎn)品報(bào)告擴大公共數據；工廠生產(chǎn)監(jiān)視。

第四節(jié)、DCS的硬件結(jié)構(gòu)

目前設計標準，世界上的DCS生產(chǎn)廠家很多深度，不同的系統(tǒng)采用的計(jì)算機(jī)硬件差別很大。DCS的硬件系統(tǒng)是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將不同數(shù)目的現(xiàn)場(chǎng)控制站經過、操作員站和工程師站連接起來(lái)帶來全新智能，共同完成各種采集、控制核心技術體系、顯示自主研發、操作和管理功能。

DCS的控制決策是由過(guò)程控制站完成的配套設備，所以控制程序是由過(guò)程控制站執(zhí)行的發展成就。DCS的過(guò)程控制站是一個(gè)完整的控制系統(tǒng)，主要由電源建議、控制器優勢、網(wǎng)絡(luò)接口和I/O組成

1、電源

DCS具有效率高、穩(wěn)定性好品率、無(wú)干擾的交流供電系統(tǒng)。每一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制站采用交流雙電源供電有效性。在石油高質量發展、化工等對(duì)控制連續(xù)性要求特別高的場(chǎng)合資源配置，要求設(shè)置不間斷供電電源（UPS），UPS的供電時(shí)間由負(fù)載用電量與蓄電池容量所確定攻堅克難。用戶應(yīng)在選型時(shí)根據(jù)裝置在停電后必須保持正硻C遇與挑戰？刂频臅r(shí)間，確定電池的容量相關。

2取得明顯成效、操作站

DCS操作站一般分為操作員站和工程師站兩種。其主要功能為過(guò)程顯示和控制影響力範圍、系統(tǒng)生成與診斷大力發展、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集和恢復(fù)顯示等。

幾乎所有的DCS都支持多種組態(tài)功能雙向互動，包括數(shù)據(jù)庫(kù)的生成集成技術、歷史記錄的創(chuàng)建、生產(chǎn)流程畫(huà)面的生成生產效率、生產(chǎn)記錄報(bào)表的生成創新的技術、連續(xù)控制回路的組態(tài)、順序控制的組態(tài)等至關重要，這些組態(tài)功能通常在工程師站上完成主動性。

l 3、I/O通道

控制系統(tǒng)需要建立信號(hào)的輸入和輸出通道改進措施，這就是I/O通道範圍。DCS中的I/O通道一般是模塊化的，一個(gè)I/O模件上有一個(gè)或多個(gè)I/O通道發展的關鍵，用來(lái)連接傳感器和執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）。

常見(jiàn)的信號(hào)有模擬量信號(hào)和數(shù)字量信號(hào)。模擬量是指連續(xù)變化的信號(hào)（如4~20mA,0~5V）有所應；數(shù)字量是只有開(kāi)關(guān)狀態(tài)的信號(hào)道路。

DCS系統(tǒng)常用的I/O模件有：

（1）模擬量輸入模件

模擬量輸入模件接收由現(xiàn)場(chǎng)送來(lái)的模擬量信號(hào)，對(duì)信號(hào)的量程今年、零點(diǎn)進(jìn)行校正和調(diào)整空間廣闊，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，轉(zhuǎn)換為工程單位真諦所在，然后經(jīng)I/O總線傳送給處理器模件研學體驗。

（2）模擬量輸出模件

模擬量輸出模件的作用是把處理器模件輸出的控制量信號(hào)轉(zhuǎn)化成具有一定帶負(fù)載能力的電壓或電流信號(hào)，輸出到現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)共同，以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的控制發展。

（3）開(kāi)關(guān)量輸入模件

開(kāi)關(guān)量輸入模件接收由現(xiàn)場(chǎng)輸入的開(kāi)關(guān)量信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理之后，將反映開(kāi)關(guān)量狀態(tài)變化的數(shù)字量信號(hào)經(jīng)I/O總線送往處理器模件推進一步。

開(kāi)關(guān)量輸入模件由輸入隔離電路探索創新、閾值判別電路、控制邏輯電路帶動擴大、模件狀態(tài)監(jiān)測(cè)電路前來體驗、I/O總線接口等部分組成。

（4）開(kāi)關(guān)量輸出模件

開(kāi)關(guān)量輸出模件通過(guò)I/O總線接收處理器模件輸出的開(kāi)關(guān)量信號(hào)積極拓展新的領域，經(jīng)該模件輸出充分發揮，以便控制現(xiàn)場(chǎng)的開(kāi)關(guān)量控制設(shè)備與時俱進。

開(kāi)關(guān)量輸出模件由輸出寄存器應用、輸出選擇器、輸出驅(qū)動(dòng)電路更優質、狀態(tài)緩存器成就、故障控制邏輯、故障狀態(tài)寄存器項目、總線故障監(jiān)測(cè)電路等部分所組成相對開放。

（5）脈沖量輸入模件

脈沖量輸入模件的作用是將來(lái)自生產(chǎn)過(guò)程中的脈沖量信號(hào)進(jìn)行處理，存儲(chǔ)并通過(guò)I/O總線傳送給處理器模件綜合運用。一個(gè)脈沖量輸入模件可以接收多個(gè)脈沖量輸入信號(hào)相貫通。

第五節(jié)、DCS系統(tǒng)軟件

軟件是DCS的重要組成部分脫穎而出，一個(gè)基本的過(guò)程控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟件可分為兩個(gè)部分：系統(tǒng)軟件（又稱計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件）和應(yīng)用軟件（又稱過(guò)程控制軟件）系統。但由于DCS的分布式結(jié)構(gòu)，又增加了諸如通信管理軟件積極影響、組態(tài)生成軟件以及診斷軟件等方法。

通過(guò)專用的軟件定義系統(tǒng)的過(guò)程就是組態(tài)（configuration）。定義過(guò)程站各模塊的排列位置和類型的過(guò)程叫過(guò)程站硬件組態(tài)進一步提升；定義過(guò)程站控制策略和控制程序的過(guò)程叫控制策略組態(tài)進行探討；定義操作員站監(jiān)控程序的過(guò)程叫操作員站組態(tài)產品和服務；定義系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接方式和各站地址的過(guò)程叫網(wǎng)絡(luò)組態(tài)活動上。

第六節(jié)、冗余化的結(jié)構(gòu)和I/O余量

為了提高系統(tǒng)的可靠性服務，DCS系統(tǒng)重要設(shè)備數據、對(duì)全局系統(tǒng)有影響的公共設(shè)備上常采用冗余結(jié)構(gòu)效率和安，這是指系統(tǒng)中一些關(guān)鍵模塊或網(wǎng)絡(luò)在設(shè)計(jì)上有一個(gè)或多個(gè)備份，當(dāng)現(xiàn)在工作的部分出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)應用提升，系統(tǒng)可以通過(guò)特殊的軟件或硬件自動(dòng)切換到備份上不同需求，從而保證了系統(tǒng)不間斷工作。通常設(shè)計(jì)的冗余方式包括：CPU冗余、網(wǎng)絡(luò)冗余發展空間、電源冗余創造性。在情況下，一些系統(tǒng)會(huì)考慮全系統(tǒng)冗余就此掀開，即還包括I/O冗余能力。

與冗余不同，I/O余量只是系統(tǒng)中I/O數(shù)量大于應(yīng)用的要求總之，這種余量只是數(shù)量上的長足發展，主要目的是使系統(tǒng)今后有繼續(xù)加入控制信號(hào)的可能。

習(xí)題：

1足了準備、什么是DCS規模設備？

DCS是分布式控制系統(tǒng)的英文縮寫(xiě)（Distributed Control System），在國(guó)內(nèi)自控行業(yè)又稱之為集散控制系統(tǒng)穩步前行。

2至關重要、 DCS有什么特點(diǎn)？

DCS是計(jì)算機(jī)技術(shù)指導、控制技術(shù)建設項目、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和CRT技術(shù)高度結(jié)合的產(chǎn)物。DCS通常采用若干個(gè)控制器（過(guò)程站）對(duì)一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中的眾多控制點(diǎn)進(jìn)行控制服務品質，各控制器間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接并可進(jìn)行數(shù)據(jù)交換傳遞。操作采用計(jì)算機(jī)操作站，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與控制器連接過程，收集生產(chǎn)數(shù)據(jù)的發生，傳達(dá)操作指令。因此規則製定，DCS的主要特點(diǎn)歸結(jié)為一句話就是：分散控制集中管理講道理。

3、 DCS的結(jié)構(gòu)是怎樣的實際需求？

從結(jié)構(gòu)上劃分配套設備，DCS包括過(guò)程控制級(jí)、操作管理級(jí)和生產(chǎn)管理級(jí)性能。過(guò)程控制級(jí)主要由過(guò)程控制站建議、I/O單元和現(xiàn)場(chǎng)儀表組成，是系統(tǒng)控制功能的主要實(shí)施部分設計。操作管理級(jí)包括：操作員站和工程師站，完成系統(tǒng)的操作和組態(tài)。生產(chǎn)管理級(jí)主要是指工廠管理信息系統(tǒng)（MIS系統(tǒng)）善謀新篇，作為DCS更高層次的應(yīng)用推進高水平，目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用到這一層的系統(tǒng)較少開展面對面。

4、 DCS的控制程序是由誰(shuí)執(zhí)行的不斷發展？

DCS的控制決策是由過(guò)程控制站完成的便利性，所以控制程序是由過(guò)程控制站執(zhí)行的。

5非常重要、過(guò)程控制站的組成如何?

DCS的過(guò)程控制站是一個(gè)完整的控制系統(tǒng)實事求是，主要由電源、控制器行動力、網(wǎng)絡(luò)接口和I/O組成

6結構、 I/O是什么？

控制系統(tǒng)需要建立信號(hào)的輸入和輸出通道落到實處，這就是I/O效果。DCS中的I/O一般是模塊化的，一個(gè)I/O模塊上有一個(gè)或多個(gè)I/O通道高品質，用來(lái)連接傳感器和執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）等多個領域。

7、什么是I/O單元統籌？

通常，一個(gè)過(guò)程控制站是有幾個(gè)機(jī)架組成支撐能力，每個(gè)機(jī)架可以擺放一定數(shù)量的模塊產品和服務。CPU所在的機(jī)架被稱為CPU單元，同一個(gè)過(guò)程站中只能有一個(gè)CPU單元協同控製，其他只用來(lái)擺放I/O模塊的機(jī)架就是I/O單元不斷創新。

8、I/O單元和CPU單元是如何連接的？

I/O單元與CPU是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線連接的求得平衡。

9、什么是組態(tài)道路？

通過(guò)專用的軟件定義系統(tǒng)的過(guò)程就是組態(tài)（configuration）面向。定義過(guò)程站各模塊的排列位置和類型的過(guò)程叫過(guò)程站硬件組態(tài)；定義過(guò)程站控制策略和控制程序的過(guò)程叫控制策略組態(tài)空間廣闊；定義操作員站監(jiān)控程序的過(guò)程叫操作員站組態(tài)合作關系；定義系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接方式和各站地址的過(guò)程叫網(wǎng)絡(luò)組態(tài)。

11研學體驗、什么是模擬量和數(shù)字量結構不合理？

模擬量是指連續(xù)變化的信號(hào)（如4~20mA,0~5V）；數(shù)字量是只有開(kāi)關(guān)狀態(tài)的信號(hào)深刻內涵。

12競爭力、I/O信號(hào)是如何分類的？

常用的I/O信號(hào)一般分為：AI、AO特點、DI和DO。

AI--模擬量輸入信號(hào)

AO--模擬量輸出信號(hào)

DI--數(shù)字量輸入信號(hào)

DO--數(shù)字量輸出信號(hào)

13、什么是DCS的開(kāi)放性銘記囑托？

DCS的開(kāi)放性是指DCS能通過(guò)不同的接口方便地與第三方系統(tǒng)或設(shè)備連接事關全面，并獲取其信息的性能。這種連接主要是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的製造業，采用通用的發展目標奮鬥、開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)的軟件接口是DCS開(kāi)放性的保障。

14狀態、什么是系統(tǒng)冗余規劃？

在一些對(duì)系統(tǒng)可靠性要求很高的應(yīng)用中，DCS的設(shè)計(jì)需要考慮熱備份也就是系統(tǒng)冗余更多的合作機會，這是指系統(tǒng)中一些關(guān)鍵模塊或網(wǎng)絡(luò)在設(shè)計(jì)上有一個(gè)或多個(gè)備份應用前景，當(dāng)現(xiàn)在工作的部分出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，系統(tǒng)可以通過(guò)特殊的軟件或硬件自動(dòng)切換到備份上可以使用，從而保證了系統(tǒng)不間斷工作兩個角度入手。通常設(shè)計(jì)的冗余方式包括：CPU冗余、網(wǎng)絡(luò)冗余廣泛認同、電源冗余脫穎而出。在情況下，一些系統(tǒng)會(huì)考慮全系統(tǒng)冗余的方法，即還包括I/O冗余積極影響。

15、什么是I/O余量生產創效？

與冗余不同進一步提升，I/O余量只是系統(tǒng)中I/O數(shù)量大于應(yīng)用的要求，這種余量只是數(shù)量上的緊密協作，主要目的是使系統(tǒng)今后有繼續(xù)加入控制信號(hào)的可能提供有力支撐。

第二章PlantCruise系統(tǒng)介紹

Honeywell公司PKS系統(tǒng)自面世以來(lái)，因其功能強(qiáng)大、算法豐富重要手段、運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)贏得了不少客戶的青睞，但是昂貴的價(jià)格也使不少中小型用戶望而卻步橫向協同，因此快速不折不扣、低成本地開(kāi)發(fā)出一套適用于中低端市場(chǎng)的DCS系統(tǒng)勢(shì)在必行。

PlantCruise為Honeywell公司2012最新推出的中型DCS系統(tǒng)穩定性，是PKS家族的新成員最深厚的底氣。PlantCruise是中小型企業(yè)過(guò)程敢於挑戰、資產(chǎn)和業(yè)務(wù)管理的理想平臺(tái)，他與PKS長(zhǎng)得太像了應用擴展，簡(jiǎn)直就是一奶同胞的孿生兄弟過程中。

1.PKS系統(tǒng)和PlantCruise系統(tǒng)的相同之處：

?使用了同樣的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，即FTE建立和完善，容錯(cuò)型以太網(wǎng)

?同樣是服務(wù)器-操作站的架構(gòu)特征更加明顯，只是服務(wù)器的名稱改為了工程師站

?同樣使用C300控制器和C系列I/O卡件，只是把外殼換了一下啟用，穿上

了新衣服

?軟件的操作和組態(tài)界面幾乎是一模一樣

2.PKS系統(tǒng)和PlantCruise系統(tǒng)的不同之處：

?PKS系統(tǒng)配置了防火墻硬件，而PlantCruise系統(tǒng)沒(méi)有，C300控制器直

接連接到交換機(jī)上

?PKS系統(tǒng)支持原來(lái)老系統(tǒng)的PMI/O卡件活動上，而PlantCruise系統(tǒng)不支持

?PKS系統(tǒng)的Flex操作站需要通過(guò)服務(wù)器讀取過(guò)程數(shù)據(jù)達到，而PlantCruise

系統(tǒng)的操作站全部從控制器直接讀取過(guò)程數(shù)據(jù)

?PlantCruise系統(tǒng)的軟件功能做了簡(jiǎn)化，沒(méi)有PKS系統(tǒng)的軟件功能強(qiáng)大

PKS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖：

 C300控制器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

第一節(jié)  8系列卡件

2每套C300控制器（冗余或非冗余控制）最多支持80個(gè)IO Units (IOU)

2冗余或非冗余配置的8系統(tǒng)卡件作為1個(gè)IOU

28系列卡件通過(guò)IOLINK與CS300控制器連接

2每個(gè)IOLINK最多支持40個(gè)IOUs

2每個(gè)C300控制器有2個(gè)IOLINK接口

2每個(gè)IOLINK接口都可以連接8系統(tǒng)IO卡件

一大型、C300 Controller(C300控制器)

C300控制器是PKS系統(tǒng)里名副其實(shí)的指揮中心的可能性，它匯集所需信息后，經(jīng)過(guò)運(yùn)算和處理動手能力，做出最后的決策服務品質，發(fā)布給執(zhí)行者。

為防止指揮中心癱瘓倍增效應，C300控制器通常是冗余設(shè)置結果，安裝在RITTAL機(jī)柜內(nèi)。在機(jī)柜的上側(cè)裝有電源系統(tǒng)重要意義，負(fù)責(zé)將220V的交流電轉(zhuǎn)換成24V的直流電，供給卡件使用講道理∫I？黄苽鹘y(tǒng)的機(jī)架安裝方式，所有卡件斜著安裝在底板上更加廣闊，既節(jié)省了安裝空間優化服務策略，又有利于卡件散熱。

C300控制器是新一代的基于CEE執(zhí)行環(huán)境的控制器示範，由兩部分組成：

2控制器硬件

2控制器軟件CEE（Control  Execution  Environment技術節能，控制執(zhí)行環(huán)境）

下圖所示為C300控制器卡件的外觀圖，它分為2大部分發展基礎，底下的安裝底板叫做IOTA延伸，上面的卡件是控制器卡，通過(guò)螺絲固定在底板上要求，2個(gè)部件可分別更換和購(gòu)買。

最上端的指示燈是電源指示燈認為，只要供電正常，這個(gè)燈就是綠色國際要求，接下來(lái)是狀態(tài)指示燈紮實，綠色代表卡件工作狀態(tài)正常，然后是顯示屏新趨勢，正常顯示OK可能性更大，不正常時(shí)顯示故障代碼，最下面兩個(gè)并列的兩個(gè)指示燈是控制器在FTE網(wǎng)絡(luò)上的通訊指示燈新體系。

C300控制器作為在FTE網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)設(shè)備使命責任，必須設(shè)定一個(gè)IP地址，我們知道方案，IP地址共包含4個(gè)數(shù)字追求卓越，比如說(shuō)192.168.0.11，在C300控制器上的硬件上等多個領域，我們只需要設(shè)定這4個(gè)數(shù)字中的最后一位互動講，前面的3位數(shù)字在軟件上設(shè)置。

FTE地址的設(shè)定要求：設(shè)置冗余控制器地址時(shí)哪些領域，主控制器的地址設(shè)定為奇數(shù)支撐能力，備用控制器的地址為主控制器的地址+1；非冗余控制器只使用奇數(shù)地址像一棵樹。

RAM Battery Cable：

在IP地址設(shè)定旋鈕的下面是備份電池的接口協同控製，備份電池是用來(lái)給C300控制器的內(nèi)存供電，以避免C300控制器斷電后內(nèi)存中的信息丟失高效利用。

Redundancy Cable：

如果C300控制器是冗余配置的體驗區，2個(gè)控制器之間應(yīng)連接一根冗余電纜，用于主品質、備控制器之間的通訊和數(shù)據(jù)庫(kù)的同步提供了遵循，冗余電纜就連接在這個(gè)接口上。

IOLINK Cables：

用于連接C300控制器和它所帶的I/O卡件能運用。

二利用好、8系統(tǒng)的輸入輸出卡件：

輸入卡件負(fù)責(zé)定期采集所需要的信號(hào)數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)一定的處理講理論，例如信號(hào)范圍的檢查有望，量程的轉(zhuǎn)換等，送給C300指揮中心進(jìn)行運(yùn)算和處理解決問題，輸出卡件負(fù)責(zé)把C300指揮中心的運(yùn)算結(jié)果送給現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備服務效率，例如調(diào)節(jié)閥或者電機(jī)、泵生產能力。

8系統(tǒng)的I/O卡件18度傾斜在利于機(jī)柜熱量均勻散發(fā)智慧與合力，通過(guò)與其形成一體的輸入輸出接線板（IOTA）及安裝支架直接安裝在機(jī)柜內(nèi)規定。

每個(gè)C300控制器的底板上有兩個(gè)I/O LINK接口，通過(guò)I/O LINK電纜連接I/O卡件措施，對(duì)它們進(jìn)行管理示範推廣。一個(gè)I/O LINK接口為一組，最多連接40個(gè)卡件。I/O LINK電纜如下圖所示大大縮短，多條I/O LINK電纜可串聯(lián)在一起，以便連接多個(gè)I/O卡件開放要求。