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MVME162E3000
时间:2019-02-11 18:24:54 来源:密山资讯网 作者:匿名



分布式控制系统是基于微处理器的新一代仪表控制系统,采用分散控制,集中显示操作,平衡自主,全面协调的控制原理。被称为DCS的分布式控制系统也可以直译为“分布式控制系统”或“分布式计算机控制系统”。

它采用控制分权,经营和管理集中的基本设计思想,采用多层次分层协作自治的结构。其主要特点是集中管理和分散控制。目前,DCS已广泛应用于电力,冶金,石化等各个行业。

1,系统介绍

DCS通常采用分层次结构,每个级别由几个子系统组成,每个子系统实现某些特定的有限目标,形成金字塔结构。

可靠性是DCS发展的生命。确保DCS高可靠性的主要措施有三个:一是高可靠性硬件设备和生产技术的广泛应用;二是广泛使用冗余技术;第三种是在软件设计中广泛实施。系统容错技术,故障自诊断和自动处理技术。今天的大多数分布式控制系统的MTBF数万甚至数十万小时。

DCS的软件系统通常可以为用户提供丰富的功能软件模块和功能软件包。控制工程师使用DCS提供的组态软件来执行各种功能软件的适当“组装和连接”(即配置)。满足控制系统对各种应用的要求。

2,软件系统

现场控制单元的软件主要由数据检测,控制算法,控制输出和以实时数据库为中心的网络通信等软件模块组成。

实时数据库在数据共享中起着核心作用,每个执行代码与其交换数据,以存储在现场收集的信息,控制输出,以及一些计算和控制算法结构的中间结果。数据检测模块用于采集现场数据和故障信号,并实现必要的数字滤波,单位转换,补偿计算等辅助功能。 DCS的控制功能由配置生成。需要不同的系统和不同的控制算法模块。通常,涉及以下模块:算术运算模块,逻辑运算模块,PID控制模块,变量PID模块,手动自动切换模块,非线性处理模块,执行器控制模块等。控制输出模块主要实现控制信号的输出以进行故障处理。DCS中的操作站用于完成系统的开发,生成,测试和操作。这需要相应的系统软件支持,包括操作系统,编程语言和各种工具和软件。一套完整的DCS,在操作站上运行的应用软件应该能够实现以下功能:实时数据库,网络管理,历史数据库管理,图形管理,历史数据趋势管理,数据库详细显示和修改,记录报告生成和打印,人机界面控制,控制回路调整,参数列表,串行通信和各种配置。

DCS的开发过程主要是根据控制系统的实际需要使用系统组态软件生成各种应用软件的过程。配置软件功能包括基本配置配置和应用软件配置。基本配置配置是系统的配置信息,例如系统中各个站的数量,它们的索引标志,每个控制站的最大点数,最小执行周期和内存容量。应用软件的配置包括相对丰富的内容,主要包括以下几个方面。

(1)控制回路的配置

控制回路的配置基本上使用由系统提供的各种基本功能模块来形成各种实际控制系统。目前,各种DCS提供的配置方法不同,并且总结了指定的运算模块的连接模式,确定表模式,步进记录模式等。

指定运算模块的连接方法是调用各种独立的标准操作模块,用线连接各种控制回路,最后自动生成控制软件,这是一种直观的信息流和控制功能配置方法。决策表方法是一种纯粹的填写形式。只需要根据配置表的要求逐项填写内容或回答问题。该方法对用户的配置操作非常有利。步进方法是一种基于语言指令的写作方式。编程的自由度很大,并且通过一些技术可以实现各种复杂的功能,但是配置效率低。另外,由于这种配置方法不够直观,配置工程师在技术水平和配置经验方面有很高的要求。

(2)实时数据库生成

实时数据库是DCS最基本的信息资源。这些实时数据由实时数据库存储和管理。在DCS中,有许多方法可以创建和修改实时数据库记录。常用方法是使用通用数据库工具软件生成数据库文件。系统直接使用此数据格式来管理或将一些生成的数据文件转换为DCS所需的格式。(3)工业过程屏幕的生成

DCS是一个集成控制系统,必须具有丰富的控制系统和检测系统屏幕显示功能。显然,不同的控制系统需要显示不同的图片。通常,结合整体外观,分组,控制回路,流程图,报警等图片,各种测量和控制参数以及系统状态由适当的字符表示,如字符,条形图和曲线。它是DCS配置的基础。要求。此外,可以根据需要显示各种可变目录屏幕,操作指导屏幕,故障诊断屏幕,工程师维护屏幕和系统配置屏幕。

(4)生成历史数据库

所有DCS都支持历史数据存储和趋势显示功能。历史数据库通常由用户通过屏幕编辑和编译技术生成数据文件而无需编程,其定义了每个历史数据记录的结构和范围。历史数据库中的数据通常分为组,每组中的数据类型和采样时间相同。有关每个数据点的信息在生成时定义。

(5)报告生成

DCS操作员站的报告打印功能也通过组态软件的报告生成部分配置。不同的DCS在报告打印功能上有很大差异。通常,DCS支持以下两种类型的报告打印功能:一种是定期报告打印,另一种是触发报告打印。用户根据需要和偏好生成不同的报表。

3.先进的控制技术

DCS在控制中的最大特点是它依赖于各种控制和运算模块的灵活配置,可以实现多种控制策略以满足不同情况的需要,使得单元组合仪器中的命题相当繁琐和复杂。简单。由于企业提出了高灵活性和高效率的要求,基于经典控制理论的控制方案已不再适用。在提出多变量预测控制所代表的先进控制策略并成功应用之后,先进的过程控制受到过程的影响。业界普遍关注。需要强调的是,各种先进控制和优化技术的广泛应用是开采和提高DCS整体性能的最有效,最直接,最有价值的发展方向。在实际过程控制系统中,基于PID控制技术的系统占80%以上。 PID电路的优缺点对于实现器件的稳定,高效和高质量操作起着决定性的作用。所有DCS制造商都将此作为抢占市场的强大力量。开发了竞争权重以开发自己的PID自调整软件。另外,根据DCS的控制功能,基于基本PID算法,可以开发各种改进算法,以满足实际工业控制现场的各种需求,如带死区的PID控制,带积分分离的PID控制,差动第一PID控制,不完全微分PID控制,带逻辑选择功能的PID控制等。

与传统的PID控制不同,基于非参数模型的预测控制算法通过预测模型来预测系统的未来输出状态,并使用滚动优化策略来计算当前控制器的输出。取决于实现,存在各种算法,诸如内部模型控制,模型算法控制,动态矩阵控制等。目前,已将实用的预测控制算法引入DCS。例如,IDCOM控制算法软件包已广泛用于实际工业过程,例如加氢裂化,催化裂化,常压蒸馏和石脑油催化重整。此外,霍尼韦尔的HPC,横河电机的PREDICTROL,山武霍尼韦尔基于卡尔曼滤波器的预测控制器在TDC-3000LCN系统中开发。这种预测控制器不是简单地将卡尔曼滤波器放在先前的噪声滤波预测控制之前,而是使用卡尔曼滤波器作为最优状态估计器,并同时执行最佳状态估计和噪声滤波。

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