1、蘇州市職業(yè)大學(xué)實(shí)訓(xùn)報(bào)告院系 電子信息工程學(xué)院 班級(jí) 12 電氣 2 班 姓名 楊彩云 學(xué)號(hào) 127301205實(shí)訓(xùn)名稱(chēng)DCS FCS 空制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架搭建實(shí)訓(xùn)日期2014410一、實(shí)訓(xùn)目的1、熟悉供水系統(tǒng) DCS 和 FCSB制系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)，了解電控柜的構(gòu)成及相關(guān)儀表的使 用。2、熟悉小鍋系統(tǒng) SMPT 1000 的組成結(jié)構(gòu)，掌握 FCS 系統(tǒng)與 DCS 系統(tǒng)的區(qū)別。3、掌握實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中 DCS 和 FCS 系統(tǒng)的搭建方法。二、實(shí)訓(xùn)器材供水控制系統(tǒng)、小鍋供水系統(tǒng)三、基礎(chǔ)知識(shí)FCS 是現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)型控制系統(tǒng)，DCS 是集散控制系統(tǒng)，F(xiàn)CS 和 DCS 控制系統(tǒng)的區(qū)別(1)信號(hào)傳輸方式不同。DCS

2、中儀表和設(shè)備之間是模擬信號(hào)傳輸，F(xiàn)CS 中儀表和儀表之間、 儀表和控制器之間是數(shù)字信號(hào)傳輸。(2)通信協(xié)議不同。DCS 通常是獨(dú)家封閉的通信協(xié)議，不兼容；FCS 是開(kāi)放系統(tǒng)，采用標(biāo)準(zhǔn) 的通信協(xié)議，設(shè)備之間容易實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。(3)結(jié)構(gòu)不同。DCS 屬于多級(jí)分層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接線(xiàn)方法，F(xiàn)CS 根通信電纜連接多個(gè) 設(shè)備，回路自治。(4)設(shè)計(jì)、投資和使用不同。DCS 必須一次設(shè)計(jì)到位，升級(jí)困難，F(xiàn)CS 投資起點(diǎn)低，可以邊 投邊擴(kuò)邊投運(yùn)；DCS 不能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表進(jìn)行診斷、維護(hù)、組態(tài)，F(xiàn)CS 可以；FCS 處理信息 現(xiàn)場(chǎng)化，DCS 集中化四、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容及步驟1、DCS 控制系統(tǒng)DCS 系統(tǒng)是分布式控制系統(tǒng)，

3、又稱(chēng)為集散控制系統(tǒng)，是 20 世紀(jì) 70 年代中期基于“ 4C”技 術(shù)發(fā)展出的新型工業(yè)控制系統(tǒng)。它將整個(gè)控制系統(tǒng)按照區(qū)域、功能和回路分解，再通過(guò)總線(xiàn)或通信網(wǎng)絡(luò)將它們連接為一個(gè)有機(jī)整體， 減少風(fēng)險(xiǎn)，提高系統(tǒng)可靠性。從基本結(jié)構(gòu)看 DCS 系統(tǒng)可 分解為過(guò)程控制站、操作員站、通信系統(tǒng)三個(gè)部分。過(guò)程控制站是集散控制系統(tǒng)與生產(chǎn)過(guò)程之間的界面，生產(chǎn)中的各種過(guò)程變量和狀態(tài)信息通過(guò)過(guò)程控制站轉(zhuǎn)化為操作監(jiān)視的數(shù)據(jù)，而操作的各種信息通過(guò)過(guò)程控制站送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在過(guò) 程控制裝置內(nèi)進(jìn)行模擬量和數(shù)字量的相互轉(zhuǎn)換，完成各種控制算法的運(yùn)算以及對(duì)輸入量、輸出 量的處理。操作員站是操作員與集散控制系統(tǒng)的界面，操作員通過(guò)操作員站

4、了解生產(chǎn)過(guò)程的運(yùn)行狀 況，并通過(guò)它發(fā)出操作指令，生產(chǎn)過(guò)程的各種參數(shù)在操作站上顯示， 以便操作員的監(jiān)視和操作。通信系統(tǒng)是過(guò)程控制站與操作員站之間完成數(shù)據(jù)之間傳遞和交換的橋梁，例如過(guò)程控制系統(tǒng)中增加現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的控制設(shè)備和總線(xiàn)通信系統(tǒng)，操作員站內(nèi)增加綜合管理級(jí)的控制裝備和相應(yīng)的 通訊設(shè)備。通信系統(tǒng)常采用總線(xiàn)型、環(huán)形等網(wǎng)絡(luò)，對(duì)不同的設(shè)備采用的通信網(wǎng)絡(luò)也不同。第 1 頁(yè) 共 4 頁(yè)指導(dǎo)老師簽名蘇州市職業(yè)大學(xué)實(shí)訓(xùn)報(bào)告第 2 頁(yè)共 A 頁(yè)指導(dǎo)老師簽名院系班級(jí)姓名學(xué)號(hào)實(shí)訓(xùn)名稱(chēng)_ 實(shí)訓(xùn)日期_遠(yuǎn)程 I/O 是通信功能的數(shù)據(jù)采集和傳送模塊，自身沒(méi)有控制調(diào)節(jié)功能，只能將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)送 到控制中心或者接受控制中心的數(shù)據(jù)， 對(duì)現(xiàn)

5、場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制。 通信方式很多， 例如自由口通信、PROFIBUSMODBUS 等，以往都是采用控制電纜與 PLC 連接，現(xiàn)在采用遠(yuǎn)程 I/O,只通過(guò)一根 通信線(xiàn)就可以與PLC 連接，不僅節(jié)省了 PLC 的 I/O 數(shù)，也降低了成本。圖 1 DCS 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2、FCS 控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)(FCS 集計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)為一體，是當(dāng)代最先進(jìn)的 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，它是一種全分散、全數(shù)字、全開(kāi)放的控制系統(tǒng)，主要適用于工業(yè)過(guò)程控制、 制造業(yè)及樓宇自動(dòng)化等領(lǐng)域。FCS 基于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)是用于現(xiàn)場(chǎng)儀表和控制系統(tǒng)之 間的一種全分散、全數(shù)字化、智能、雙向互聯(lián)、多變量、多點(diǎn)、多站的

6、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，具有可 靠性高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)、通信速率快、系統(tǒng)安全、造價(jià)低廉、維護(hù)成本低等特點(diǎn)。 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)使現(xiàn)場(chǎng)級(jí)設(shè)備的信息作為整個(gè)企業(yè)信息網(wǎng)的基礎(chǔ)，提高了控制系統(tǒng)的信息處理能力和運(yùn)行可靠性，節(jié)省了系統(tǒng)的硬件和布線(xiàn)費(fèi)用，方便了用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)的組態(tài)、管理和維護(hù)。(1) FCS 的特點(diǎn)FCS 是第五代過(guò)程控制系統(tǒng)，是 3C 技術(shù)的融合，采用總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)，智能現(xiàn)場(chǎng)裝置，主要用 于本質(zhì)安全、危險(xiǎn)區(qū)域、易變過(guò)程、難于對(duì)付的非常環(huán)境。1全數(shù)字化、智能、多功能儀表取代模擬式單功能儀器、儀表、控制裝置。2用兩根線(xiàn)連接分散的現(xiàn)場(chǎng)儀表、控制裝置，采用總線(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)。3從控制室到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備采用雙向數(shù)字通信總線(xiàn)，是互

7、聯(lián)的、雙向的、串行多節(jié)點(diǎn)、開(kāi)放的 數(shù)字通信系統(tǒng)，取代單向的、單點(diǎn)、并行、封閉的模擬系統(tǒng)。4用分散的虛擬控制站取代集中的控制站。5把微機(jī)處理器轉(zhuǎn)入現(xiàn)場(chǎng)自控設(shè)備， 使設(shè)備具有數(shù)字計(jì)算和數(shù)字通信能力， 信號(hào)傳輸精度 高，可遠(yuǎn)程傳輸，實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸全數(shù)字化、控制功能分散、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一全開(kāi)發(fā)。6可上局域網(wǎng)，可與 in ternet 相通，既是通信網(wǎng)絡(luò)又是控制網(wǎng)絡(luò)。(2) FCS 的典型應(yīng)用1) 連續(xù)的工藝過(guò)程自動(dòng)控制如石油化工，其中“本安防爆”技術(shù)是絕對(duì)重要的；2) 分立的工藝動(dòng)作自動(dòng)控制，如汽車(chē)制造機(jī)器人、汽車(chē)；3) 多點(diǎn)控制如樓宇自動(dòng)化。圖 3 小鍋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖第 3 頁(yè) 共 4 頁(yè)指導(dǎo)老師簽名蘇州市職業(yè)大

8、學(xué)實(shí)訓(xùn)報(bào)告院系班級(jí)姓名學(xué)號(hào)實(shí)訓(xùn)名稱(chēng)_實(shí)訓(xùn)日期_圖 2 FCS 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3、小鍋控制系統(tǒng)省煤器、除氧器、爐膛、換熱器、汽包和蒸發(fā)器構(gòu)成小鍋系統(tǒng)，組成水汽熱能全流程， 由各種傳感器將監(jiān)測(cè)到的信號(hào)傳送給 CPU 進(jìn)行處理。傳感器把工藝變量轉(zhuǎn)化成一個(gè)與之成對(duì) 應(yīng)關(guān)系的輸出信號(hào)，變送器把輸出信號(hào)種類(lèi)繁多且微弱的傳感信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的電氣信 號(hào)。CPU 與分布式 I/O 之間通過(guò) Profibus DP 總線(xiàn)進(jìn)行通信。Profibus DP 總線(xiàn)能實(shí)現(xiàn)串行、數(shù) 字式、雙向、多點(diǎn)通訊，大大簡(jiǎn)化了并行接線(xiàn)的需求，節(jié)省了設(shè)備開(kāi)支，提高通訊穩(wěn)定性。第 4 頁(yè) 共 4 頁(yè)指導(dǎo)老師簽名蘇州市職業(yè)大學(xué)實(shí)訓(xùn)報(bào)告院系班級(jí)姓名學(xué)號(hào)實(shí)訓(xùn)名稱(chēng)_ 實(shí)訓(xùn)日期_五、實(shí)訓(xùn)總結(jié)DCS 空制系統(tǒng)將采集到的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)通過(guò) I/O 口傳送給控制中心，控制中心對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，再傳送控制指令給現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，操作員站、工程師站和MCU FM801 之間通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行通信,MCU FM801 和現(xiàn)場(chǎng)的 I/O 設(shè)備之間通過(guò) Profibus DP 總線(xiàn)進(jìn)行通信；FCS 控制系統(tǒng)采用智能 化的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，采集到的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)直接進(jìn)行處理，將處理后的數(shù)據(jù)傳送給CPU 操作員站與服務(wù)器之間通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)連接，服務(wù)器和 S7 300 C