,计算机分散控制系统》
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2009-7-28 1
分散控制系统的结构与特点第二章
,计算机分散控制系统》
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2009-7-28 2
,分散控制系统,一词,是人们根据外国公司的产品名称义译而得的 。 最为常见的有：
分散控制系统
(Distributed Control System 简称 DCS)；
集散控制系统
(Total Distributed Control System 简称 TDCS或 TDC)；
分布式计算机控制系统
(Distributed Computer Control System 简称 DCCS)。
我国电力行业习惯称其为分散控制系统 。
第一节 分散控制系统概述一、分散控制系统的名称
,计算机分散控制系统》
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2009-7-28 3
二、分散控制系统的含义着重体现在“分散”上，即,
二是指控制系统所具有的功能是分散的，即计算机控制系统的数据采集、过程控制、运行显示、监控操作等按功能进行分散，这种功能上的分散同时意味着整个系统的危险性分散。
一是针对各被控设备的地理位臵分散，强调相应地系统控制设备也分散配臵，即采用多台计算机分别承担不同的控制任务；
,计算机分散控制系统》
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2009-7-28 4
功能分散是分散控制系统的主要内含。
在功能分散的基础上，分散控制系统又可将运行的操作与显示集中起来，所以它又称之为集散控制系统 。
,计算机分散控制系统》
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2009-7-28 5
分散控制系统是一个多重物理资源和逻辑资源 (多计算机或处理单元,多数据源,多指令源和程序 )分布,采用某种互连网络或通讯网络进行资源互连,具有高度的局部资源自治能力,资源间的相互配合能力和资源的整体协调与控制能力,可实现分布资源的动态管理和分配,分布程序的并行运行,功能分散的计算机网络控制系统 。
概括的说：
,计算机分散控制系统》
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2009-7-28 6
三、分散控制系统的产生
DCS是在现代大型工业生产复杂的过程控制需求推动下，在总结和吸取常规模拟仪表控制和早期计算机控制的优点基础上，综合应用现代科技成果而发展形成的。
美国 Honeywell公司于 1975年率先研制出世界上第一套计算机分散控制系统 TDC-2000。 相继，
各种分散控制系统不断涌现。
,计算机分散控制系统》
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2009-7-28 7
分散控制系统的产生,可谓是：
计算机 — Computer、
控制 — Control、
通信 — Communication，
阴极射线管 — Cathode-Ray Tube显示器 )
等,4C”技术的结晶 。
,计算机分散控制系统》
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四、分散控制系统的发展
1,第一阶段（ 70年代中期）
是 DCS的 初创阶段 。这一时期的产品在技术上尚存在一定的局限性。虽然系统的控制单元得到了有效的分散，但控制单元的管理、全系统的信息处理以及显示和操作管理等功能还相当集中于监控计算机；系统尚采用 8位或 16位微处理器；通讯所采用的是初级工业控制局部网络；系统专用的通讯协议限制了其它系统的加盟；有的系统还不具备顺序控制等功能。
,计算机分散控制系统》
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是 DCS的 成长阶段 。 其特点是：产品设计走向标准化,模块化,工作单元结构化；控制功能更加完善,用户界面更加友好；数据通讯的能力大大加强并向着标准化方向发展；
管理功能得到分散；可靠性进一步提高；系统的适应性及其扩充的灵活性增强 。
2,第二阶段 (80年代初、中期 )
,计算机分散控制系统》
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3,第三阶段 (80年代中、后期 )
是 DCS的 完善阶段 。 目前分散控制系统仍在不断融合多种先进技术，使其规模、功能、可靠性、柔软性、适应性、灵活性、实时性、扩展性、经济性等不断完善和提高，促进着分散控制系统向模块化、标准化、开放化、综合化、
集成化、智能化的方向高速发展。
至今,世界上几十家公司已推出近百个分散控制系统品种，且有几代产品。
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五、分散控制系统的应用
DCS一经问世,在 电力工业领域中得到了广泛地应用。不同程度上提高了单元火电机组的数据采集与处理、生产过程控制、逻辑控制、
监视报警、联锁保护、操作、管理的能力和水平，加速了我国火电生产自动化的发展。 DCS以良好的技术效果和经济效果，显示出强大的竞争力，被公认为当今最先进的过程控制系统。
目前，国内新建的大型火电机组都积极地采用分散控制系统。
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如今，火电厂分散控制系统的设备来源主要靠国外进口。为加强行业管理，避免系统选型过于杂乱，现阶段我国电力工业推荐了八种选用产品，如表 2-2所示。
表 2-2 火电工业推荐选用的分散控制系统系 统 名 称 厂 商 国内技术合作单位
I N F I - 9 0 B a i l e y C o n t r o l s 北京贝利控制有限公司
W D P F Ⅱ W e s t i n g H o u s e 新华电站控制工程有限公司
M A X - 1 0 0 0 L e e d s & N o r t h r u p 上海自动仪表公司
I / A S e r i e s F o x b o r o 上海福克斯波公司
H I A C S - 3 0 0 0 H I T A C H ( 日立 ) 北京日立华胜控制有限公司
T e l e p e r m - M E S i e m e n s 大连中德控制系统有限公司
P r o c o n t r o l - P ABB 电力部中能电力科技开发公司等
C o n t r o n i c - E H a r t m a n & B r a u n 四川仪表总厂
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INFI-90系统是 Bailey控制公司 1987年推出的新型分散控制系统。
,INFI”代表,无限发展 (INFINITE)”的含义,
,90” 则说明该系统是在该公司 1980年推出的
Network-90系统基础上发展起来的,且二者有着很好的兼容性 。
INFI-90 系统又称之为：过程决策管理系统
(Strategic Process Management System).
其系统的结构如 2-1所示 。
第二节 典型分散控制系统的结构一,INFI-90系统的结构：
本节主要介绍六种典型 DCS的结构：
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图 2--1 INFI-90 系统结构示意图其它计算机计算机接口单元工程师工作站过程控制观察站操作员接口站计算机网络接口
TU
TUTU
TU TU TU
网桥
INFI-NET中心网
（ 10MHz 250个节点）
TU
网络接口 网络接口网络管理 网络管理控制公路 （ 1MHz 32个模件 ）
INFI-NET环（ 10 MHz 250个节点?）
或 INFI-工厂环（ 0.5 MHz 63个节点?） 端子单元多功能处理器多功能处理器多功能处理器多功能处理器多功能处理器多功能处理器子总线延长口子总线延长口
...
...
...
...
子总线 ( 500 KHz 64个模件 ) 子总线
....
..
....
..
1MHz
3000 m
远程 子总线其它过程控制单元过程控制单元控制
I/O
数字
I/O
模拟
I/O
现场总线
...
...
TU TU TU TU TUTU TU
过程 I/O信号
...,....,9600bps
15个 设备模拟控制站脉冲输入
...
...
数字 逻辑站
I/O I/O
...,..
过程 I/O信号
...
...
主要设备包括：
(1) 过程控制单元 PCU
(2) 过程控制观察站 PCV
(3) 操作员接口站 OIS
(4) 工程师工作站 EWS
(5) 计算机接口单元 CIU
(6) 通讯网络等 。
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二,WDPF系统的结构
WDPF是美国西屋电气公司过程控制部 1982
年 10月推出的分散处理系统,WDPFⅡ 为其升级产品。
WDPFⅡ 系统在其发展过程中随着技术,产品的更新,系统的结构也有所变化 。
西屋公司 90年代初推出的 WEStation工作站所形成的系统结构形式反映了 WDPFⅡ 的近期发展水平。
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构成 WDPFⅡ 系统的主要设备有：
(1) 数据高速公路 (Data Highway);
(2) 信息高速公路 (Information Highway);
(3) 分布式处理单元 DPU(Distributed Processing Unit);
(4) 完全控制单元 TCU(Total Control Unit);
(5) 通用可编程控制器接口 UPCI
(Universal Programmable Controller Interface);
(6) 站接口单元 SIU(Station Interface Unit);
(7) WEStation工作站；
(8) PC机接口和中心遥控单元 CTU(Central Telemetry Unit)
系统的结构如图 2-2所示。
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以太网信息高速公路工程师工作站操作员工作站历史站记录站
PC机局域网
Westnet II 数据高速公路 ( 2 Mbps,254个站 )
PC 机
PC机接口 中心遥控远程终端分布式处理单元
1
分布式处理单元
n
完全控制单元通用可编程控制器接口站接口单元可编程 逻辑 控制器过程 I / O 信号 非 WDPF计算机
.,,...,..
...
...
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MAX-1000系统是美国利兹 — 诺斯拉普
(Leeds & Northrup)公司 1992年推出的新型分散控制系统,是该公司 1980年推出的
MAX-1系统的升级产品 。 MAX-1000系统与
MAX-1系统完全兼容,且比 MAX-1系统有着更多的功能和更强的性能,但在系统结构上二者没有多少差异 。
三,MAX-1000系统的结构
MAX-1000系统的结构如图 2-4所示。
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操作管理装置操作管理装置信息管理装置外部设备接口实时处理器可接另外三条光纤数据高速公路光 纤 数 据 高 速 公 路通讯处理器随机存储器
I/O
处理器数字信号处理器
RS232/422
I/O模板过 程 I/O 信 号
DPU
分散处理单元
DPU
RS232/422
并行 I/O总线
I/O模板
........
...
远程处理单元其它远程处理单元
........
...
......
工作站 1
........
...
工作站
n
光电接口打印机
PC机 电话线 以太网组成系统的主要设备有
：
(
1)
远程处理单元RPU
(Rem
ote
Pro
ces
sin
gU
nit
);
(
2)
工作站W
S(W
ork
Stat
ion
);
(
3)
通讯网络
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HIACS-3000系统是日本日立 （ HITACH)公司基于对电厂过程的认识,在总结自己 HIACS-
1000,HIACS-2000系统的经验基础上,针对发电机组的自动控制,于 1985年推出的分散控制系统 。 HIACS-3000系统在总体结构设计上,考虑到了火电厂工艺过程的热能发生,蒸汽产生,
发电及辅助等四个主要环节,明确地按照受控物理过程及信息流动过程划分系统,突出了自治分层,提高分散度,增强总体可靠性的思想 。
四,HIACS-3000系统的结构
HIACS-3000系统的结构如图 2-5所示。
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主控站工程师工作站操作员工作站管理计算机系统控制站机群控制器
D
C
M
D
C
M
D
C
M
...
...
BUS
机群控制器
D
C
M
D
C
M
D
C
M
...
...
BUS
CV-Net
...
...
.....,系统控制站
CV-Net
......
......
系统控制站机群控制器
D
C
M
D
C
M
D
C
M
...
...
BUS
机群控制器
D
C
M
D
C
M
D
C
M
...
...
BUS
CV-Net
...
...
被 控 对 象组成 HIACS-3000
的主要设备包括：
主控站,
工程师工作站,
操作员工作站,
管理计算机,
系统控制器,
机群控制器,
驱动控制模件 DCM
通讯网络 。
μ -∑ 网络
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I/A Series是 1987年美国福克斯波罗
(Foxboro)公司推出新一代计算机 —— 智能 /自动化分散控制系统,是该公司的 Spectrum系统的升级换代产品,且具有兼容性 。 它的硬件,
软件和通讯设计都采用国标标准,为工业自动化提供了开放性,完整性,灵活性,安全性很强的控制系统,其系统结构为全厂信息集成,
综合管理和过程自动化奠定了良好的基础 。
五 I/A Series的结构
I/A Series的基本结构如图 2-6所示。
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宽带接口宽 带 局 域 网 络 （ 10Mb/s 15Km ）
载 带 局 域 网 络宽带接口载带接口硬盘驱动器软盘驱动器磁带机操作站 彩色喷墨机应 用 处 理 机操 作 站处 理 机打印机被 控 对 象
F
B
M
通 讯 处 理 机
RS232
节 点 总 线控 制 处 理 机 个 人计 算 机网 间 连 接 器现场总线
RS-485
现场总线
RS-485
F
B
M
F
B
M
......
F
B
M
F
B
M
F
B
M
F
B
M
......
F
B
M
......
......
现场总线模件 (FBM)
节点
1
节点
n
节点,..
节点
............
现场总线模件 (FBM)、
控制处理机,
操作处理机,
应用处理机,
通讯处理机,
个人计算机,
宽带接口和载带接口,
网间连接器,
通讯网络等等 。
I/A Series系统的主要硬件设备有：
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六 Teleperm-ME系统的结构
Teleperm-ME电站过程控制系统 (简称 T-ME)
是德国西门子 (Siemens)公司于 1980年推出的产品，它是该公司 T-C系统的改进型和 T-M系统的增强型产品，历经十多年的应用与发展，
产品也得到不断完善。 T-ME系统是由一系列现代的，功能强大的系统组件而组成的分散控制系统，适应于电厂分散控制、分层管理的需求，能提供电厂所需的安全、经济运行的所有功能。
T-ME系统的基本结构如图 2-7所示。
,计算机分散控制系统》
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2009-7-28 25
à êó
1y
3ì
′ò
ó?
′ò
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......
3é ×é
×
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D
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1¤
×?
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×ü
×a
I/O
￡
t
I/O× ü
×
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× ü
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±ê
3ì CS275× ü (è? óà )
÷
2?
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......
I/O
￡
t
×
I/O
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×
I/O
￡
t
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×
I/O
￡
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×
I/O
￡
t
......
I/O × ü
//
//
è? óà μμ í3 o? ×ü
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AS(220EAI)
AS(220EAI)
......,..
AS
(220EAI
ò 2 2 0 E H F
ò 2 3 5
ò 2 3 5 H )
...
í? 2--7 Teleperm-ME? μ í3 μá 1 ê? òa í?
...
自动子系统AS(A
uto
mat
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Su
bsy
stem
)
、
操作监视系统OS(O
perat
or
Sy
stem
s)
、
过程计算机
、
中央组态工作站
、
通讯网络和接口等
。
T-ME系统构成主体
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第三节 分散控制系统的结构分析分散控制系统是一个技术先进、功能全面、应用广泛、结构复杂的现代化计算机控制系统。不同厂商推出的不同分散控制系统产品，其系统结构各有不同。
1,从构成系统的物理角度看
DCS不外乎由硬件系统和软件系统组成。
硬件系统是其躯体，软件系统是其灵魂。
2,从构成系统的仪表角度看
DCS是由一系列承担指定任务的数字化功能组件组成的新一代数字式仪表控制系统 。
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3,从系统的信息处理角度看
DCS是由一系列实现不同功能，完成不同的信息采集、信息加工、信息处理、信息管理、信息传输的站通过信息网络连接所组成。
4,从系统的功能角度看
DCS是一个多功能分级控制系统的结构体系。
其结构如图 2-8所示。
经营管 理 级生 产 管 理 级过 程 管 理 级直 接 控 制 级连续过程 批量过程 离散过程 现 场 设 备第四层第一层第三层第二层
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DCS是一个分支树结构的系统 。 在整体逻辑上,系统的最上层网络是分支树的主干,由此向下多支点,
多层次进行分支 。 这种系统结构与工业生产和行政管理的结构相一致 。
5,从系统的网络角度看
6,从系统的设备主体角度看
DCS是由过程控制设备、操作管理设备、系统通讯设备三大类主要设备组成。
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无论从何角度去认识分散控制系统的结构,它所体现的是控制分散,功能分散,负荷分散,危险分散,
监视集中,操作集中,综合管理集中的思想 。
7,从系统的应用角度看
DCS可以在众多领域构成实际应用系统。
就火电厂自动化而言，它的应用系统有：
数据采集系统 (DAS)、
协调控制系统 (CCS)、
燃烧器管理系统 (BMS)、
顺序控制系统 (SCS)、
汽轮发电机数字电液控制 (DEH)系统、
集中管理系统。
等局部控制系统
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1,控制分散,信息集中第四节 分散控制系统的特点
DCS融合了先进的,4C”技术，采用了标准化、模块化、系列化的设计和全方位 (纵向、横向 )分散的结构体系，使之与常规的模拟控制系统和集中式计算机控制系统相比，具有它自身的特点：
2,控制功能齐全 控制算法丰富
3,人机界面友好 操作使用简便
4,灵活性好 适应性强
5,实时性好 协调性强
6,技术先进 可靠性高
7,在线性好 可用性高
8,安装简单 调试方便
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分散控制系统的结构与特点第二章
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,分散控制系统,一词,是人们根据外国公司的产品名称义译而得的 。 最为常见的有：
分散控制系统
(Distributed Control System 简称 DCS)；
集散控制系统
(Total Distributed Control System 简称 TDCS或 TDC)；
分布式计算机控制系统
(Distributed Computer Control System 简称 DCCS)。
我国电力行业习惯称其为分散控制系统 。
第一节 分散控制系统概述一、分散控制系统的名称
,计算机分散控制系统》
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二、分散控制系统的含义着重体现在“分散”上，即,
二是指控制系统所具有的功能是分散的，即计算机控制系统的数据采集、过程控制、运行显示、监控操作等按功能进行分散，这种功能上的分散同时意味着整个系统的危险性分散。
一是针对各被控设备的地理位臵分散，强调相应地系统控制设备也分散配臵，即采用多台计算机分别承担不同的控制任务；
,计算机分散控制系统》
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功能分散是分散控制系统的主要内含。
在功能分散的基础上，分散控制系统又可将运行的操作与显示集中起来，所以它又称之为集散控制系统 。
,计算机分散控制系统》
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分散控制系统是一个多重物理资源和逻辑资源 (多计算机或处理单元,多数据源,多指令源和程序 )分布,采用某种互连网络或通讯网络进行资源互连,具有高度的局部资源自治能力,资源间的相互配合能力和资源的整体协调与控制能力,可实现分布资源的动态管理和分配,分布程序的并行运行,功能分散的计算机网络控制系统 。
概括的说：
,计算机分散控制系统》
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三、分散控制系统的产生
DCS是在现代大型工业生产复杂的过程控制需求推动下，在总结和吸取常规模拟仪表控制和早期计算机控制的优点基础上，综合应用现代科技成果而发展形成的。
美国 Honeywell公司于 1975年率先研制出世界上第一套计算机分散控制系统 TDC-2000。 相继，
各种分散控制系统不断涌现。
,计算机分散控制系统》
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分散控制系统的产生,可谓是：
计算机 — Computer、
控制 — Control、
通信 — Communication，
阴极射线管 — Cathode-Ray Tube显示器 )
等,4C”技术的结晶 。
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四、分散控制系统的发展
1,第一阶段（ 70年代中期）
是 DCS的 初创阶段 。这一时期的产品在技术上尚存在一定的局限性。虽然系统的控制单元得到了有效的分散，但控制单元的管理、全系统的信息处理以及显示和操作管理等功能还相当集中于监控计算机；系统尚采用 8位或 16位微处理器；通讯所采用的是初级工业控制局部网络；系统专用的通讯协议限制了其它系统的加盟；有的系统还不具备顺序控制等功能。
,计算机分散控制系统》
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2009-7-28 9
是 DCS的 成长阶段 。 其特点是：产品设计走向标准化,模块化,工作单元结构化；控制功能更加完善,用户界面更加友好；数据通讯的能力大大加强并向着标准化方向发展；
管理功能得到分散；可靠性进一步提高；系统的适应性及其扩充的灵活性增强 。
2,第二阶段 (80年代初、中期 )
,计算机分散控制系统》
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3,第三阶段 (80年代中、后期 )
是 DCS的 完善阶段 。 目前分散控制系统仍在不断融合多种先进技术，使其规模、功能、可靠性、柔软性、适应性、灵活性、实时性、扩展性、经济性等不断完善和提高，促进着分散控制系统向模块化、标准化、开放化、综合化、
集成化、智能化的方向高速发展。
至今,世界上几十家公司已推出近百个分散控制系统品种，且有几代产品。
,计算机分散控制系统》
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五、分散控制系统的应用
DCS一经问世,在 电力工业领域中得到了广泛地应用。不同程度上提高了单元火电机组的数据采集与处理、生产过程控制、逻辑控制、
监视报警、联锁保护、操作、管理的能力和水平，加速了我国火电生产自动化的发展。 DCS以良好的技术效果和经济效果，显示出强大的竞争力，被公认为当今最先进的过程控制系统。
目前，国内新建的大型火电机组都积极地采用分散控制系统。
,计算机分散控制系统》
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如今，火电厂分散控制系统的设备来源主要靠国外进口。为加强行业管理，避免系统选型过于杂乱，现阶段我国电力工业推荐了八种选用产品，如表 2-2所示。
表 2-2 火电工业推荐选用的分散控制系统系 统 名 称 厂 商 国内技术合作单位
I N F I - 9 0 B a i l e y C o n t r o l s 北京贝利控制有限公司
W D P F Ⅱ W e s t i n g H o u s e 新华电站控制工程有限公司
M A X - 1 0 0 0 L e e d s & N o r t h r u p 上海自动仪表公司
I / A S e r i e s F o x b o r o 上海福克斯波公司
H I A C S - 3 0 0 0 H I T A C H ( 日立 ) 北京日立华胜控制有限公司
T e l e p e r m - M E S i e m e n s 大连中德控制系统有限公司
P r o c o n t r o l - P ABB 电力部中能电力科技开发公司等
C o n t r o n i c - E H a r t m a n & B r a u n 四川仪表总厂
,计算机分散控制系统》
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INFI-90系统是 Bailey控制公司 1987年推出的新型分散控制系统。
,INFI”代表,无限发展 (INFINITE)”的含义,
,90” 则说明该系统是在该公司 1980年推出的
Network-90系统基础上发展起来的,且二者有着很好的兼容性 。
INFI-90 系统又称之为：过程决策管理系统
(Strategic Process Management System).
其系统的结构如 2-1所示 。
第二节 典型分散控制系统的结构一,INFI-90系统的结构：
本节主要介绍六种典型 DCS的结构：
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图 2--1 INFI-90 系统结构示意图其它计算机计算机接口单元工程师工作站过程控制观察站操作员接口站计算机网络接口
TU
TUTU
TU TU TU
网桥
INFI-NET中心网
（ 10MHz 250个节点）
TU
网络接口 网络接口网络管理 网络管理控制公路 （ 1MHz 32个模件 ）
INFI-NET环（ 10 MHz 250个节点?）
或 INFI-工厂环（ 0.5 MHz 63个节点?） 端子单元多功能处理器多功能处理器多功能处理器多功能处理器多功能处理器多功能处理器子总线延长口子总线延长口
...
...
...
...
子总线 ( 500 KHz 64个模件 ) 子总线
....
..
....
..
1MHz
3000 m
远程 子总线其它过程控制单元过程控制单元控制
I/O
数字
I/O
模拟
I/O
现场总线
...
...
TU TU TU TU TUTU TU
过程 I/O信号
...,....,9600bps
15个 设备模拟控制站脉冲输入
...
...
数字 逻辑站
I/O I/O
...,..
过程 I/O信号
...
...
主要设备包括：
(1) 过程控制单元 PCU
(2) 过程控制观察站 PCV
(3) 操作员接口站 OIS
(4) 工程师工作站 EWS
(5) 计算机接口单元 CIU
(6) 通讯网络等 。
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二,WDPF系统的结构
WDPF是美国西屋电气公司过程控制部 1982
年 10月推出的分散处理系统,WDPFⅡ 为其升级产品。
WDPFⅡ 系统在其发展过程中随着技术,产品的更新,系统的结构也有所变化 。
西屋公司 90年代初推出的 WEStation工作站所形成的系统结构形式反映了 WDPFⅡ 的近期发展水平。
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构成 WDPFⅡ 系统的主要设备有：
(1) 数据高速公路 (Data Highway);
(2) 信息高速公路 (Information Highway);
(3) 分布式处理单元 DPU(Distributed Processing Unit);
(4) 完全控制单元 TCU(Total Control Unit);
(5) 通用可编程控制器接口 UPCI
(Universal Programmable Controller Interface);
(6) 站接口单元 SIU(Station Interface Unit);
(7) WEStation工作站；
(8) PC机接口和中心遥控单元 CTU(Central Telemetry Unit)
系统的结构如图 2-2所示。
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以太网信息高速公路工程师工作站操作员工作站历史站记录站
PC机局域网
Westnet II 数据高速公路 ( 2 Mbps,254个站 )
PC 机
PC机接口 中心遥控远程终端分布式处理单元
1
分布式处理单元
n
完全控制单元通用可编程控制器接口站接口单元可编程 逻辑 控制器过程 I / O 信号 非 WDPF计算机
.,,...,..
...
...
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MAX-1000系统是美国利兹 — 诺斯拉普
(Leeds & Northrup)公司 1992年推出的新型分散控制系统,是该公司 1980年推出的
MAX-1系统的升级产品 。 MAX-1000系统与
MAX-1系统完全兼容,且比 MAX-1系统有着更多的功能和更强的性能,但在系统结构上二者没有多少差异 。
三,MAX-1000系统的结构
MAX-1000系统的结构如图 2-4所示。
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操作管理装置操作管理装置信息管理装置外部设备接口实时处理器可接另外三条光纤数据高速公路光 纤 数 据 高 速 公 路通讯处理器随机存储器
I/O
处理器数字信号处理器
RS232/422
I/O模板过 程 I/O 信 号
DPU
分散处理单元
DPU
RS232/422
并行 I/O总线
I/O模板
........
...
远程处理单元其它远程处理单元
........
...
......
工作站 1
........
...
工作站
n
光电接口打印机
PC机 电话线 以太网组成系统的主要设备有
：
(
1)
远程处理单元RPU
(Rem
ote
Pro
ces
sin
gU
nit
);
(
2)
工作站W
S(W
ork
Stat
ion
);
(
3)
通讯网络
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HIACS-3000系统是日本日立 （ HITACH)公司基于对电厂过程的认识,在总结自己 HIACS-
1000,HIACS-2000系统的经验基础上,针对发电机组的自动控制,于 1985年推出的分散控制系统 。 HIACS-3000系统在总体结构设计上,考虑到了火电厂工艺过程的热能发生,蒸汽产生,
发电及辅助等四个主要环节,明确地按照受控物理过程及信息流动过程划分系统,突出了自治分层,提高分散度,增强总体可靠性的思想 。
四,HIACS-3000系统的结构
HIACS-3000系统的结构如图 2-5所示。
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主控站工程师工作站操作员工作站管理计算机系统控制站机群控制器
D
C
M
D
C
M
D
C
M
...
...
BUS
机群控制器
D
C
M
D
C
M
D
C
M
...
...
BUS
CV-Net
...
...
.....,系统控制站
CV-Net
......
......
系统控制站机群控制器
D
C
M
D
C
M
D
C
M
...
...
BUS
机群控制器
D
C
M
D
C
M
D
C
M
...
...
BUS
CV-Net
...
...
被 控 对 象组成 HIACS-3000
的主要设备包括：
主控站,
工程师工作站,
操作员工作站,
管理计算机,
系统控制器,
机群控制器,
驱动控制模件 DCM
通讯网络 。
μ -∑ 网络
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I/A Series是 1987年美国福克斯波罗
(Foxboro)公司推出新一代计算机 —— 智能 /自动化分散控制系统,是该公司的 Spectrum系统的升级换代产品,且具有兼容性 。 它的硬件,
软件和通讯设计都采用国标标准,为工业自动化提供了开放性,完整性,灵活性,安全性很强的控制系统,其系统结构为全厂信息集成,
综合管理和过程自动化奠定了良好的基础 。
五 I/A Series的结构
I/A Series的基本结构如图 2-6所示。
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宽带接口宽 带 局 域 网 络 （ 10Mb/s 15Km ）
载 带 局 域 网 络宽带接口载带接口硬盘驱动器软盘驱动器磁带机操作站 彩色喷墨机应 用 处 理 机操 作 站处 理 机打印机被 控 对 象
F
B
M
通 讯 处 理 机
RS232
节 点 总 线控 制 处 理 机 个 人计 算 机网 间 连 接 器现场总线
RS-485
现场总线
RS-485
F
B
M
F
B
M
......
F
B
M
F
B
M
F
B
M
F
B
M
......
F
B
M
......
......
现场总线模件 (FBM)
节点
1
节点
n
节点,..
节点
............
现场总线模件 (FBM)、
控制处理机,
操作处理机,
应用处理机,
通讯处理机,
个人计算机,
宽带接口和载带接口,
网间连接器,
通讯网络等等 。
I/A Series系统的主要硬件设备有：
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六 Teleperm-ME系统的结构
Teleperm-ME电站过程控制系统 (简称 T-ME)
是德国西门子 (Siemens)公司于 1980年推出的产品，它是该公司 T-C系统的改进型和 T-M系统的增强型产品，历经十多年的应用与发展，
产品也得到不断完善。 T-ME系统是由一系列现代的，功能强大的系统组件而组成的分散控制系统，适应于电厂分散控制、分层管理的需求，能提供电厂所需的安全、经济运行的所有功能。
T-ME系统的基本结构如图 2-7所示。
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I/O × ü
//
//
è? óà μμ í3 o? ×ü
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AS(220EAI)
AS(220EAI)
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AS
(220EAI
ò 2 2 0 E H F
ò 2 3 5
ò 2 3 5 H )
...
í? 2--7 Teleperm-ME? μ í3 μá 1 ê? òa í?
...
自动子系统AS(A
uto
mat
ion
Su
bsy
stem
)
、
操作监视系统OS(O
perat
or
Sy
stem
s)
、
过程计算机
、
中央组态工作站
、
通讯网络和接口等
。
T-ME系统构成主体
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第三节 分散控制系统的结构分析分散控制系统是一个技术先进、功能全面、应用广泛、结构复杂的现代化计算机控制系统。不同厂商推出的不同分散控制系统产品，其系统结构各有不同。
1,从构成系统的物理角度看
DCS不外乎由硬件系统和软件系统组成。
硬件系统是其躯体，软件系统是其灵魂。
2,从构成系统的仪表角度看
DCS是由一系列承担指定任务的数字化功能组件组成的新一代数字式仪表控制系统 。
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3,从系统的信息处理角度看
DCS是由一系列实现不同功能，完成不同的信息采集、信息加工、信息处理、信息管理、信息传输的站通过信息网络连接所组成。
4,从系统的功能角度看
DCS是一个多功能分级控制系统的结构体系。
其结构如图 2-8所示。
经营管 理 级生 产 管 理 级过 程 管 理 级直 接 控 制 级连续过程 批量过程 离散过程 现 场 设 备第四层第一层第三层第二层
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DCS是一个分支树结构的系统 。 在整体逻辑上,系统的最上层网络是分支树的主干,由此向下多支点,
多层次进行分支 。 这种系统结构与工业生产和行政管理的结构相一致 。
5,从系统的网络角度看
6,从系统的设备主体角度看
DCS是由过程控制设备、操作管理设备、系统通讯设备三大类主要设备组成。
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无论从何角度去认识分散控制系统的结构,它所体现的是控制分散,功能分散,负荷分散,危险分散,
监视集中,操作集中,综合管理集中的思想 。
7,从系统的应用角度看
DCS可以在众多领域构成实际应用系统。
就火电厂自动化而言，它的应用系统有：
数据采集系统 (DAS)、
协调控制系统 (CCS)、
燃烧器管理系统 (BMS)、
顺序控制系统 (SCS)、
汽轮发电机数字电液控制 (DEH)系统、
集中管理系统。
等局部控制系统
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1,控制分散,信息集中第四节 分散控制系统的特点
DCS融合了先进的,4C”技术，采用了标准化、模块化、系列化的设计和全方位 (纵向、横向 )分散的结构体系，使之与常规的模拟控制系统和集中式计算机控制系统相比，具有它自身的特点：
2,控制功能齐全 控制算法丰富
3,人机界面友好 操作使用简便
4,灵活性好 适应性强
5,实时性好 协调性强
6,技术先进 可靠性高
7,在线性好 可用性高
8,安装简单 调试方便
