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一、DCS的构成
3.工程师站组态软件
（1）组态
“组态(Configure)”的含义是“配置”、“设定”、“设置”
等意思，是指用户通过类似“搭积木”的简单方式来完成自
分布式计算机控制系统
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一、DCS概述
分布式计算机控制系统 (Distributed Control System)，简称DCS，通常也称为集散控制系统。 DCS的控制功能，主要由计算机（Computer）、控 制技术（Control）、显示技术（CRT）和通信技术 （Communicate）来完成，一般也称为4C技术，4C 技术是DCS系统的四大支柱。DCS中通信技术更为重 要，操作员站的操作、工程师站系统的组态以及现 场设备信息的交换都依靠通信技术来完成。
计算站等
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一、DCS的构成
4、 全厂优化和调度管理级（决策管理层） （1）从系统的观点：原料到销售进行优化协调，优化控制 （2）协调和调度各车间生产计划和各部门的联系； （3）主要数据的显示、存储和打印；数据通信。 主要设备：大型机、中型机、微机
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一、DCS的构成
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一、DCS的构成
（二）DCS的硬件结构 DCS系统基于分级分布式网络结构连接各硬件单元或者硬件模 块。 硬件系统主要包括：控制单元、输入/输出单元、电源单元、 控制网络及设备、系统网络及设备、操作员站、工程师站、 监控计算机站、机柜和操作台等。
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一、DCS的构成
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一、DCS的构成
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一、DCS的构成
DCS功能的构成反映了DCS的“分散控制、集中管 理”的特点。 从功能上看可以分为：四个层次，分别是现场控 制级的功能；过程装置控制级；车间操作管理级； 全厂优化和调度管理级。 从结构看分为：三大块，分别是分散过程控制装 置；集中操作和管理系统；通信系统。
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一、DCS的构成
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一、DCS的构成
3、车间操作管理级（生产管理层）
车间操作管理级能完成功能是：
（1）数据显示与记录
（2）过程操作（含组态操作、维护操作）
（3）数据存储和压缩归档
（4）报警、事件的诊断和处理
（5）系统组态、维护和优化处理
（6）数据通信；
（7）报表打印和画面硬拷贝。
主要设备：中央控制室操作站、打印机、拷贝机、工程师站、
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一、DCS的构成
（二）DCS的软件结构 DCS软件包括： ➢ 现场控制站控制软件 ➢ 操作员站监控软件 ➢ 工程师站组态软件 三部分软件分别运行在不同层次的硬件平台上，息，完成整个控制系统的各种功能。
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一、DCS的构成
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一、DCS的构成
1.现场控制站控制软件
（1）主要功能
完成对现场的直接控制，包括数据采集、数据转换、算法运
行、控制输出、与其他站点通信及实时传输数据、控制
站自诊断及故障恢复、冗余切换、在线组态、在线下装、
工程在线升级和数据保持。
（2）现场控制站软件分为执行代码和数据两部分。
➢ 执行代码：固化在EPROM
➢ 数据：RAM
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一、DCS的构成
（3）实时数据库 实时数据库是现场控制软件的中心环节。 实时数据库的基本数据类型： • 模拟量输入输出结构 • 开关量输入输出结构 • 模拟计算量结构 • 开关量点组合结构
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一、DCS的构成
（3）实时数据库
实时数据库的存取形式：
1）输入输出模块取得通道信息和转换信息后，经运算后将运
算结果存回数据库。
2）控制算法从数据库中取得运算所需要的各种变量值，并把
控制结果写回数据库。
3）网络通信模块周期性的从数据库取得各记录的实时值并广
播到网络上，以刷新其他站的数据库，同时不断接受网络上
的控制信息包，并将该信息写回该点的记录中。
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一、DCS的构成
（一） DCS系统的层次结构
1、 现场控制级（直接控制层）
（1）微处理器进入现场变送器、传感器和执行器；部分或完
全完成过程控制级的功能；
（2）采集过程数据，对数据进行数据转换；
（3）输出过程操作命令；
（4）进行直接数字控制；
（5）完成与过程装置控制级的数据通信；
（6）对现场控制级的设备进行检测和诊断。
主要设备：控制站（包含输入输出单元（IOU）、控制单元
（CU）、电源单元（PU））
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一、DCS的构成
2、过程装置控制级（操作监控层） 过程装置控制级功能是： （1）采集过程数据，进行数据转换和处理； （2）数据的监视和存储； （3）实施连续、批量或顺序控制的运算和输出控制作用； （4）数据和设备的自诊断； （5）数据通信。 主要设备：操作员站、工程师站、监控计算机站和计算机网 关。
1、 控制单元 控制单元是各个DCS控制站的中央处理单元，是DCS的核心设 备。 关键指标：处理容量、控制周期、负荷率。很大程度上取决 于网络指标和控制软件的设计。 可靠性设计：控制冗余设计、控制网络冗余设计、系统网络 冗余设计、实时数据的掉电保持、在线诊断与状态提示、故 障隔离与故障恢复等。
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一、DCS的构成
2.操作员站监控软件 （1）主要功能 完成实时数据管理、历史数据存储和管理、控制回路调节和 显示、生产工艺流程画面显示、系统状态、趋势显示以及生 产记录的打印和管理。
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一、DCS的构成
（2）操作员监控软件的实现 ➢ 实时多任务操作系统：实时多任务核心 ➢ 实时数据库：DCS最基本的资源 ➢ 历史数据库：便于对系统进行综合分析 ➢ 网络通信管理：操作站对DCS集中管理和操作的基础
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一、DCS的构成
2、输入/输出单元 输入/输出单元是由各种类型的输入/输出模板组成。 3、电源单元 DCS系统主要采用开关电源。 4、机柜 现场控制站的机柜内部均装有多层机架，以供安装电源及模块之用。 5、DCS的操作站 DCS操作站一般分为操作员站和工程师站。前者主要实现一般的生产操作 和监控任务，具有数据采集和处理、监控画面显示、故障诊断和报警等 功能。后者除了具有操作员站的一般功能以外，还应具备系统的组态、 控制目标的修改等功能。