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19個DCS系統常識性問答,知道12個就是老司機了!
發布日期:2018-07-18

01

什么是DCS?

DCS是分布式控制系統的英文縮寫(Distributed Control System),在國內自控行業又稱之為集散控制系統。


02

DCS有什么特點?

DCS是計算機技術、控制技術和網絡技術高度結合的產物。DCS通常采用若干個控制器(過程站)對一個生產過程中的眾多控制點進行控制,各控制器間通過網絡連接并可進行數據交換。操作采用計算機操作站,通過網絡與控制器連接,收集生產數據,傳達操作指令。因此,DCS的主要特點歸結為一句話就是:分散控制集中管理。


03

DCS的結構是怎樣的?

從結構上劃分,DCS包括過程級、操作級和管理級。過程級主要由過程控制站、I/O單元和現場儀表組成,是系統控制功能的主要實施部分。操作級包括:操作員站和工程師站,完成系統的操作和組態。管理級主要是指工廠管理信息系統(MIS系統),作為DCS更高層次的應用,目前國內紙行業應用到這一層的系統較少。


04

DCS的控制程序是由誰執行的?

DCS的控制決策是由過程控制站完成的,所以控制程序是由過程控制站執行的。


05

過程控制站的組成如何

DCS的過程控制站是一個完整的計算機系統,主要由電源、CPU、網絡接口和I/O組成


06

I/O是什么?

控制系統需要建立信號的輸入和輸出通道,這就是I/O。DCS中的I/O一般是模塊化的,一個I/O模塊上有一個或多個I/O通道,用來連接傳感器和執行器(調節閥)。


07

什么是I/O單元?

通常,一個過程控制站是有幾個機架組成,每個機架可以擺放一定數量的模塊。CPU所在的機架被稱為CPU單元,同一個過程站中只能有一個CPU單元,其他只用來擺放I/O模塊的機架就是I/O單元。


08

I/O單元和CPU單元是如何連接的?


I/O單元與CPU是通過現場總線連接的。


09

什么是現場總線?

現場總線是應用于過程控制現場的一種數字網絡,它不僅包含有過程控制信息交換,而且還包含設備管理信息的交流。通過現場總線,各種智能設備(智能變送器、調節法、分析儀和分布式I/O單元)可以方便地進行數據交換,過程控制策略可以完全在現場設備層次上實現。目前,使用較多的現場總線主要是FUNDATION fieldbus基金會現場總線(FF總線)和Profibus現場總線。應用現場總線技術可以將各種分布在控制現場的相關智能設備和I/O單元方便的連接在一起,構成控制系統,這種結構已經成為DCS發展的趨勢。


10

常用的系統中采用什么現場總線?

目前常用的系統主要是SIEMENS 的S7和ABB的Freelance2000,其中使用的現場總線是PROFIBUS。


11

表述網絡傳輸速度的單位是什么?

表述網絡傳輸速度一般以波特率(Bps)為單位,其含義是每秒鐘傳輸的二進制數的位數。不同的網絡一般波特率不同,相同的網絡采用不同的網絡電纜也可以達到不同的特率。例如:PROFIBUS現場總線在以雙絞線作為網絡電纜時通訊速度為1.5KBps,采用光纜時可以12MBps。采用普通雙絞線的以太網傳輸速度為10MBps,采用光纜時可以達到100MBps。另外,傳輸距離的長短會影響傳輸速度,一般來說,距離越長,速度越慢。


12

什么是組態?

通過專用的軟件定義系統的過程就是組態(configuration)。定義過程站各模塊的排列位置和類型的過程叫過程站硬件組態;定義過程站控制策略和控制程序的過程叫控制策略組態;定義操作員站監控程序的過程叫操作員站組態;定義系統網絡連接方式和各站地址的過程叫網絡組態。


13

什么是PLC?

PLC就是可編程邏輯控制器。


14

PLC能用于過程控制嗎?

早期的PLC只是用來完成一些電氣邏輯控制和開關量,現在的PLC在性能上,特別是對模擬信號的處理能力上已經大大提高,因此現在PLC是可以用于過程控制的。


15

什么是模擬量和數字量?

模擬量是指連續變化的信號(如4~20mA,0~5v);數字量是只有開關狀態的信號。


16

I/O信號是如何分類的?

常用的I/O信號一般分為:AI、AO、DI和DO。


AI--模擬量輸入信號。


AO--模擬量輸出信號 。


DI--數字量輸入信號 。


DO--數字量輸出信號 。


17

什么是DCS的開放性?

DCS的開放性是指DCS能通過不同的接口方便地與第三方系統或設備連接,并獲取其信息的性能。這種連接主要是通過網絡實現的,采用通用的、開放的網絡協議和標準的軟件接口是DCS開放性的保障。我公司目前采用的DCS系統有很好的開放性。


18

什么是系統冗余?

在一些對系統可靠性要求很高的應用中,DCS的設計需要考慮熱備份也就是系統冗余,這是指系統中一些關鍵模塊或網絡在設計上有一個或多個備份,當現在工作的部分出現問題時,系統可以通過特殊的軟件或硬件自動切換到備份上,從而保證了系統不間斷工作。

通常設計的冗余方式包括:CPU冗余、網絡冗余、電源冗余。在極端情況下,一些系統會考慮全系統冗余,即還包括I/O冗余。


19

什么是I/O余量?

與冗余不同,I/O余量只是系統中I/O數量大于應用的要求,這種余量只是數量上的,主要目的是使系統今后有繼續加入控制信號的可能。

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