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DCS基础术语解释

2019年03月13日 10:54:05来源:仪表之家作者:仪表之家关键词:DCS智能控制
    1、什么是DCS?
    DCS是分布式控制系统的英文缩写(DistributedControlSystem),在国内自控行业又称之为集散控制系统。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。DCS系统从结构上划分,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。
    2、什么是I/O点?
    在自动化控制系统中,I/O点是最经常听到的一个术语。它是指输入/输出点,I代表INPUT,指输入,O代表OUTPUT,指输出。输入/输出都是针对控制系统而言,输入指从仪表进入控制系统的测量参数,输出指从控制系统输出到执行机构的参量,一个参量叫做一个点。一个控制系统的规模有时按照它最大能够控制的I/O点的数量来定的。
    3、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
    4、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。
    5、什么是开关量和模拟量?
    在控制系统中,另一个常见的术语就是模拟量和开关量。不论输入还是输出,一个参数要么是模拟量,要么是开关量。模拟量指控制系统量的大小是一个在一定范围内变化的连续数值,比如温度,从0-100度,压力从0-10MPA,液位从1-5米,电动阀门的开度从0-100%,等等,这些量都是模拟量。而开关量指该物理量只有两种状态,如开关的导通和断开的状态,继电器的闭合和打开,电磁阀的通和断等等。
    对控制系统来说,由于CPU是二进制的,数据的每位有“0”和“1”两种状态,因此,开关量只要用CPU内部的一位即可表示,比如,用“0”表示开,用“1”表示关。而模拟量则根据精度,通常需要8位到16为才能表示一个模拟量。最常见的模拟量是12位的,即精度为2-12,最高精度约为万分之二点五。当然,在实际的控制系统中,模拟量的精度还要受模拟/数字转换器和仪表的精度限制,通常不可能达到这么高。
    6、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。
    7、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。
    8、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。
    9、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。
    10、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FUNDATIONfieldbus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。
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