SCADA：
Supervisory ControI And Data AcquiSition System
数据采集、监视和控制系统
自动化培训教程
自动化系统基础知识
SCADA系统 是对分布距离远，生产单位分散的生产系统的一种数据采集、监视和控 制系统。 。 SCADA系统与其他系统的区别在于： 分布区域广泛 主站与控制对象距离远 监控终端的工作条件苛刻 通讯系统复杂多变 通讯系统不保证可靠传输 像我们管道公司的长距离的监控，就用SCADA系统
特点：集中管理
分散控制
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集散控制系统的结构组成： 过程输入-输出接口：又 叫数据采集站，数据采集
与预处理，对实时数据进
一步的加工，操作站的显 示与打印。 过程控制单元：又称基本 控制器，是集散控制系统 的核心。不同的集散控制 系统其差别较大。
CRT操作站：是集散控
制系统的人-机接口装置。 执行监控操作、系统组态、 高速数据通路：实现集散控制系统各处理机之间数据传送。 管理 (上位)计算机：进行集中管理与最佳控制，实现信息-控制-管理 编程、动态流程图显示以 一体化。
产过程的某个工作状态或参数自动地按照
预定的规律运行。其目的在于增加产量、 提高质量、降低成本和劳动强度、保障生
产安全等。
• • • • •
1765年，瓦特发明蒸汽机，用离心式调速器控制蒸气机 1948年，维纳《控制论》产生 40－60年代 经典控制理论（频域法为主） 60－70年代 现代控制理论（时域法为主) 70年代以后 大系统控制理论
Honeywell Foxboro 横河电机
TDCS2000 SPECTRUM CENTUM
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集散控制系统的发展历史 成熟期 1980年至1985年，代表产品 Honeywell TDC3000（LCN） 横河电机 CENTUM-A，-B，-D WestingHouse WDPE Rosemount RS3 扩展期 1985年后， Honeywell
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扰动
被控制 对象 输出量
控制器 给定值
典型开环控制的方框图
控制装置与被控对象之间只有顺向作用而没 有反向联系的控制。
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典型闭环控制的方框图 特点: 输出影响输入，所以能削弱或抑制干扰；低精度元件可 组成高精度系统；因为可能发生超调，振荡，所以稳定性很 重要
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设备自动化室
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采油厂控制系统介绍
仪表及阀类知识 常见故障及处理
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飞机导航
无人驾驶飞机
哈勃望远镜
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我国研制的地空导弹
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自动控制（automatic control） 是指在没有人直接参与的情况下，利 用外加的设备或装置，使机器、设备或生
• • • .稳定性：是保证控制系统正常工作的先决条件。 .快速性：动态性能，有指标。 .准确性：稳态（过度结束后的）值应尽量与期望值一致。
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过程控制系统（process control systems） 以生产过程的过程变量为被控制对象，使其接近给定值或保持 在给定范围内，这样的控制系统。 这里“过程”是指在生产装置或 设备中进行的物质和能量的相互作用和转换过程。 主要过程变量有温度、压力、流量、液位、成分、浓度等。通
过对过程变量的控制，可使生产过程中产品的产量增加、质量提高
和能耗减少。一般的过程控制系统通常采用反馈控制的形式，这是 过程控制的主要方式。
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控制系统分类 DCS系统： Distributed Control System
集散控制系统
PLC Programmable Logic Controller 可编程序控制器
系统开始走向开放，有条件支持 与MAP和Ethernet相连； 采用32位CPU，控制功能更加强 大，标准算法中开始包括复杂控 制算法； 人机界面更加友好； 先进控制技术与过程优化技术得 到推广应用。
代表产品 TDC3000LCN+UCN） TDC3000X，TPS 横河电机 CENTUM-XL，-XL，-CS Foxboro I/A-S Fisher-Rosemount Delta-V
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集散控制系统实例
霍尼韦尔（honywell）的 TDC3000系统结构
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集散控制系统实例
霍尼韦尔（honywell）的 TPS系统结构
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集散控制系统的发展历史 50年代前，过程控制主要使用气动仪表 50年代后期，出现电动单元组合仪表 60年代，开始使用直接数字控制
70年代中期，出现集散系统。
初创期 1975年至1980年， 代表产品 利用过程控制单元实现了分散控 制； 带显示器的操作站与过程控制单 元分离，实现了集中操作； 以数据传输通道连接各组成部分， 实现了系统内的资源共享。
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自动控制研究的内容： 经典控制理论 现代控制理论 经典控制理论 主要研究对象:对单输入单输出线性定常系统的分析和设计问题。 现代控制理论 主要研究对象:多输入、多输出、时变参数、高精度复杂系统的分 析和设计问题。
自动控制的基本方式
Байду номын сангаас环控制 闭环控制 复合控制
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利用过程控制单元实现了分散控
制； 带显示器的操作站与过程控制单 元分离，实现了集中操作； 以数据传输通道连接各组成部分， 实现了系统内的资源共享。
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集散控制系统（DCS）-----是 集计算机技术、控制技术、通
信技术和图形显示技术为一体
的装置。系统在结构上是分散 的(生产过程的分散系统)，过 程控制的监视、管理是集中的。
• 反 馈： 输出量送回至输入端并与输入信号比较的过程 • 负反馈： 反馈的信号与输入信号相减而使偏差越来越小
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n n n0 n
n1 0
n
n1 0
(a)
t n
0
(b)
t
n1 0 n
( c)
t
n0
(d) t 0 (e) t
n1 0
(f)
t
(a)、(b)非周期振荡；(c)发散振荡；(d)、(e)收敛振荡；(f)等幅振荡。