§2集散控制系統(tǒng)的構(gòu)成§2.1集散控制系統(tǒng)的構(gòu)成方式

功能分層是集散控制系統(tǒng)的體系特征一、集散控制系統(tǒng)按功能分為四層：現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)、過(guò)程控制級(jí)、車間操作管理級(jí)、全廠優(yōu)化和調(diào)度管理級(jí)集散控制系統(tǒng)的各層功能（一）、現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)的功能1、采集過(guò)程數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換2、輸出過(guò)程操縱命令3、進(jìn)行直接數(shù)字控制4、完成與過(guò)程裝置級(jí)的數(shù)據(jù)通信5、對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)的設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)與診斷

（二）、過(guò)程控制裝置級(jí)的功能1、采集過(guò)程數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與處理2、數(shù)據(jù)的監(jiān)視與存儲(chǔ)3、實(shí)施連續(xù)、批量或順序控制的運(yùn)算和輸出控制作用4、數(shù)據(jù)和設(shè)備的自診斷5、數(shù)據(jù)通信（二）車間操作級(jí)的功能1、數(shù)據(jù)顯示和記錄2、過(guò)程操作（含組態(tài)操作和維護(hù)操作）3、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和壓縮歸檔4、報(bào)警、事件的診斷和處理5、系統(tǒng)組態(tài)、維護(hù)和優(yōu)化處理6、數(shù)據(jù)通信7、報(bào)表打印和畫(huà)面硬拷貝（四）全廠優(yōu)化和調(diào)度管理級(jí)功能1、優(yōu)化控制2、協(xié)調(diào)和調(diào)度各車間生產(chǎn)計(jì)劃和各部門(mén)的關(guān)系3、主要數(shù)據(jù)顯示、存儲(chǔ)和打印4、集散控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成二、集散控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成1、分散過(guò)程控制裝置它是由過(guò)程控制設(shè)備和I/O卡件組成，它的特點(diǎn)是：可靠性高實(shí)時(shí)性好、控制功能強(qiáng)、通信速度高信息量大。是DCS關(guān)鍵部分。特點(diǎn)：適應(yīng)生產(chǎn)環(huán)境，分散控制，實(shí)時(shí)性強(qiáng)、獨(dú)立性高2、集中操作和管理系統(tǒng)部分它主要是以中央控制室操作站為中心，輔以打印機(jī)、拷貝機(jī)等外部設(shè)備組成，是一個(gè)人機(jī)界面。特點(diǎn)：信息量大，易操作，容錯(cuò)性好3、通信系統(tǒng)部分要求傳輸速度快，誤碼率小，并具備開(kāi)放性和互操作性

操作管理人員集中操作和管理數(shù)據(jù)通信過(guò)程控制裝置分散過(guò)程控制裝置工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程§2.2集散控制系統(tǒng)的構(gòu)成要素一、集散控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征（一）、遞階控制結(jié)構(gòu)

DCS是有相互關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)組成的，各子系統(tǒng)之間相互交換信息，對(duì)各子系統(tǒng)的控制按一定的優(yōu)先和從屬關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)，同一級(jí)的各子系統(tǒng)可以對(duì)下一級(jí)施加作用，同時(shí)受上級(jí)的干預(yù)，子系統(tǒng)可以通過(guò)上級(jí)相互交換信息。1、多層結(jié)構(gòu)從控制功能縱向的分解自組織層自適應(yīng)層優(yōu)化層直接控制層生產(chǎn)過(guò)程

2、多級(jí)結(jié)構(gòu)從信息方面橫向分解為了減少同一級(jí)的各子系統(tǒng)之間信息的交換和決策的沖突，在分散的各決策子系統(tǒng)上添加一級(jí)協(xié)調(diào)級(jí)，用于下級(jí)決策的協(xié)調(diào)和信息的交換全廠

車間…………車間工段…………工段生產(chǎn)過(guò)程

3、多重結(jié)構(gòu)

從數(shù)學(xué)建模方面分解

是指用一組模型從不同的角度系統(tǒng)進(jìn)行描述的多級(jí)結(jié)構(gòu)。總之，多重結(jié)構(gòu)主要從建模來(lái)考慮。多級(jí)結(jié)構(gòu)則考慮各子系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)而把決策問(wèn)題進(jìn)行橫向分解，多層結(jié)構(gòu)則進(jìn)行縱向分解。4、遞階控制結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

（1）系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)靈活，容易改變，系統(tǒng)容量可以擴(kuò)大和縮小。（2）控制功能增強(qiáng)，出了直接控制外，還有優(yōu)化控制，自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)和自組織等功能。

（二）分散結(jié)構(gòu)

垂直型、水平型、混合型主要表現(xiàn)：（1）組織人事的分散（2）地域的分散（3）功能的分散（4）負(fù)荷的分散（三）冗余化結(jié)構(gòu)（1）同步運(yùn)轉(zhuǎn)方式（2）待機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方式（3）后退方式（4）多級(jí)操作方式二、集散控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分類產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)類型1、模塊化控制站＋與MAP兼容的寬帶、載帶局域網(wǎng)＋信息綜合管理系統(tǒng)（第三代的典型結(jié)構(gòu)）2、分散過(guò)程控制站＋局域網(wǎng)＋信息管理系統(tǒng)（第二代結(jié)構(gòu)）3、分散過(guò)程控制站＋高速數(shù)據(jù)公路＋操作站＋上位機(jī)4、PLC＋通信系統(tǒng)+操作管理站5、單回路控制器＋通信系統(tǒng)＋操作管理站2、實(shí)實(shí)際際應(yīng)應(yīng)用用中中的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)類類型型（1））工工業(yè)業(yè)微微機(jī)機(jī)+通通信信系系統(tǒng)統(tǒng)+操操作作管管理理機(jī)機(jī)（2））單單回回路路控控制制器器+通通信信系系統(tǒng)統(tǒng)+工工業(yè)業(yè)微微機(jī)機(jī)（3））PLC+通信信系系統(tǒng)統(tǒng)+工工業(yè)業(yè)微微