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1、DCS总结DCS总结总结一、分散控制系统基础1、分散控制系统定义:以多台微处理器为基础，采用控制功能分散，显示操作集中，兼顾分而自治和综合协调原则设计的控制系统称为分散控制系统（简称DCS）。2、分散控制系统的功能分层体系:是分散控制系统的显著特点，是实现控制功能分散，操作显示集中的关键。按系统结构进行垂直分解可分为过程控制级、控制管理级、生产管理级、经营管理级。同一级进行水平分解，它可分为具有功能类似的站，各站相对独立，又相互联系，不同的站完成不同的功能。过程控制级设备：现场站（采集站、控制站）。功能：数据采集、运算处理和控制输出；经通信网络和控制管理级通信。输入信号正确性判断;数字滤波;非
2、线性修正;参数补偿;工程单位转换;A/D、D/A转换;输出检查;缺省值输出。组成：通信模件、控制器模件、I/O模件和电源模件。控制管理级设备：操作员站，工程师站，历史站。功能：操作员站：监视和操作；人和过程的接口。显示功能：工艺流程画面，趋势画面，成组画面，一览画面，系统状态画面，报警相关画面等。操作功能：和系统有关的操作，和过程有关的操作。报警功能：开关量变态报警，模拟量越限报警，系统本身的报警；报警过滤功能，报警优先级功能等。记录打印功能：随机打印（事件触发），周期性打印（时间触发），请求打印（命令触发）。工程师站：工程组态和系统维护；人和系统的接口。历史站：历史站主要负责采集和储存生产过
3、程的历史数据，以供形成运行报表和历史趋势曲线组成：主机和外设。生产管理级设备：实时数据服务器，工作站。功能：厂级生产过程的监视和管理，厂级故障诊断和分析，厂级性能指标计算。经网关机向经营管理级发送数据。组成：主机和外设。经营管理级设备：数据服务器，工作站。功能：厂级经营管理、财务管理和人事管理等。组成：主机和外设。3、分散控制系统的组态：包括两个方面：硬件配置和软件组态。硬件配置：（1）过程控制级：按系统规模配置现场站。现场站的个数：测点；功能；位置。现场站内部配置：主模件、通信模件、I/O模件、电源模件。（2）控制管理级：按系统规模配置。操作员站的个数：运行方式；功能；位置。工程师站的个数：
4、要求。软件组态：（1）控制组态（现场站）定义：根据用户要求，利用DCS厂家提供的控制组态工具软件和固化在现场站控制器模件ROM中的各种功能模块生成控制策略的过程叫控制组态。组态步骤：生成组态；编译组态；下装组态；调试组态；运行组态。组态方式：CAD图形组态，根据需要调用各种功能模块，将它们连接生成控制方案。填表式组态，根据组态软件提供的表格，按要求逐项填写生成控制方案。（2）系统组态（操作员站）定义：根据用户要求，利用DCS厂家提供的系统组态工具软件（图形组态、数据库组态、记录组态）和标准元素（符号、模板）生成数据库、监控画面和报表的过程叫系统组态。组态步骤：生成组态；编译组态；传送组态；调试
5、组态；运行组态。组态方式：多种多样，在操作员站，在工程师站。4、分散控制系统的特点：硬件积木化、软件模块化、控制功能分散化、系统功能综合化、高可靠性、使用维护方便。5、分散控制系统的通信网络：DCS是一个数据通信系统，具有不同的网络结构，连接着功能各异的一个个节点，实现节点间的信息传送与互换。网络结构是指网络中各节点设备之间相互连接的方式。常用的网络结构有三种：星型、环型、总线型。节点：参加网络通信的最小单位称为节点。一个节点可以是一台计算机，也可以是几台甚至几十台计算机形成的数据集中器。信息传输控制技术通信网络上连接着众多的设备，要实现设备之间的信息传送，必须有适合于不同网络结构的信息传输控
6、制技术，常用的信息传输控制技术有：查询式、广播式、存贮转发式。广播式：这是一种无主站控制的通信协议方式，适用于总线形和环形网络结构。广播式通信控制协议的基本特征是在任何时刻，网络中仅允许有一个站处于发送信息状态，而其余各站只能处于接收状态。如果在同一时刻有多个源站要发送信息，即发生抢占传输线路的冲突，因而，必须按一定协议方式协调这种冲突。在广播式协议下，按防止冲突的方法不同又可分为自由竞争式、通行标记式（令牌传送式）和时间分槽式。自由竞争式：适用于总线形网络。控制策略：竞争发送，先听后发，边听边发，冲突后退和再试重发。通行标记式：即令牌式（TokenPassing）适用于环形网络结构。时间分槽
7、式：把规定的时间间隔分成若干时间槽，在槽开始时，该节点发送信息，等允许的时间槽时间到，就轮到下一个节点发送信息。二、Symphony系统简介1.Symphony系统的来历:Symphony是美国ABB公司1999年推出的产品。该系统与美国Bailey公司的N-90、INFI-90系统兼容。2.Symphony系统的通信网络：Symphony系统采用分层次的网络结构：Onet、Cnet。Onet操作网络OperationNetwork（网络结构：总线形，符合以太网标准，用于管理数据交换。节点容量：1个服务器，10个客户。）Cnet控制网络ControlNetwork（保持INFI90相关技术的组
8、合网络结构。它主要用来进行现场数据采集、过程控制操作、系统报警等过程数据的交换。）3.Symphony系统采用的通信技术：为防止通信通道的堵塞，保证通信传输的畅通和提高网络的通信效率，在Symphony通信系统中，使用了两种有效的通信技术，即：例外报告技术、信息打包技术。例外报告是指一个数据点超出指定的参数时产生的数据更新。其技术主要涉及四项基本要素：（1）例外报告死区用RD表示。功能：用来判定信息是否发生了显著变化。发生：产生例外报告；没发生：不产生例外报告。用途：减少不必要的信息传输。（2）最小例外报告时间用tmin表示。功能：划定一个不产生例外报告的时间间隔，在此间隔内，即使是信息发生了
9、显著变化，也不产生报告。用途：减少在网络中重复传递已明了的信息，以防网络阻塞。（3）最大例外报告时间用tmax表示。功能：划定一个产产生例外报告的时间间隔，在此间隔内，即使是信息没有发生显著变化，也要产生报告。用途：反映惯性较大的信息，使长期不发生显著变化的信息也有发言权，以表明自己的状态。（4）高/低报警限(High/LowAlarmLimits)当数据在超出或返回到高低报警限时，均应及时产生例外报告。打包技术就是把去同一地址的所有信息压缩在一起，使用一个标题帧把信息发送出去的专有技术。信息压缩又可理解为信息打包。在Cnet环状网络中，传输的信息格式规定为两帧式。其中第一帧为标题帧，第二帧为
10、信息帧，并且两帧之间有一定的间隔。4.Symphony系统信息传递示意图。接线现场模拟量TUTU电缆I/O子模件子总线MFP数字量控制通道NPM/NIS例外报告信包C-NET模拟量三、现场站1、现场站的结构：主要含有四大部分：主要含有四大部分：机械结构、通信结构、模件结构、与现场设备的连接结构。机械结构包括：（1）机柜：机柜为现场控制单元的通信、控制、连接和电源等主要设备结构提供必要的保护和可靠方便的安装条件。（2）安装单元：机柜的安装单元有模件安装单元、端子安装单元和电源安装单元。通信结构：在每一个HCU中，都有控制通道及子扩展总线两层通信网络。通信介质为印刷电路板，安装于MMU的底部。模件
11、可以直接、可靠地连接到通信通道上进行信息传送。模件结构：（1）模件类型：通信模件、控制模件、I/O模件、电源模件等四种结构。通过以上四种类型模件的合理选配，就能组成满足多种控制要求的现场控制站。（2）模件的结构：模件由模件前面板和印刷电路板组成。连接结构：I/O子模件通过专用KTU电缆与相应的端子单元连接，而端子单元的端子排可与现场设备相连，从而组成与现场的连接结构，去完成相应的过程控制策略。2、现场站的类型：基本控制单元定义：接收并完成用户组态的软硬件结构。组成：控制器模件+I/O模件。现场站的类型按功能分为采集站和控制站，按控制单元个数分为单个基本控制单元、多个基本控制单元。基本控制单元的
12、类型（单回路型、功能分离型、多功能型）。3、现场站的硬件组成：通信模件，控制器模件，I/O模件，电源模件。4、现场站安装前的准备工作：检查槽位分配；设置模件开关和跳线；设置开关和跳线以组态模件的地址和工作方式。开关设置约定：UP、CLOSED、ON：逻辑0；DOWN、OPEN、OFF：逻辑5、现场站的安装：检查模件的槽位分配。检查MMU底部的I/O模件和控制模件之间的I/O扩展总线插座内的跨接器是否正确（检查基本控制单元是否独立）。把端子电缆插头从TU/TM连到MMU背面。也就是说，把连接器插进后板上分配给I/O模件的的槽内。插头应在锁定位置上（连接端子电缆：TU-模件）。使模件与MMU中的塑
13、料导轨槽成一条线，使模件渐渐滑入，直到与MMU框架的顶部和底部平齐。把模件面板上的固定螺钉拧到锁定位置。当螺钉上的槽是垂直的并且开口正对模件中心时，就锁住了。（拆除模件时，把固定螺钉拧到非锁定位置，使模件渐渐滑出）。6、现场站的运行：控制器模件控制子模件的启动和运行，是完全自动的。模件前面板上的状态指示灯指示模件的状态。四、操作员站1、操作员站的基本功能：为操作员提供所有过程和系统参数显示，以满足他们监视操作的需要。为工程师提供了一个接口，通过它来组态和修改结构画面，标签数据库，过程控制功能，还可打印报表及设定保密特性，在线修改各种参数。为维护人员提供监视网络上各个节点状态的能力，能从网络中任
14、何一个ConductorNT操作台诊断设备故障。（1）过程监视和控制（2）报警管理（3）趋势和调整画面（4）系统诊断（5）数据采集和报表（6）组态功能2、操作员站的用户界面：提供了三个基本窗口：（1）系统窗口：位于ConductorNT系统屏幕左上角的一个小窗口，在系统启动时自动出现且随时可见。系统窗口提供日期/时间指示和访问系统其它功能的菜单按钮。（2）最小报警窗口：位于ConductorNT系统屏幕系统窗口的右侧，在系统启动时自动出现且随时可见。最小报警窗口包括标题棒、报警显示区、事件显示区、报警确认按钮、滤波按钮和多报警指示器。（3）操作员窗口：位于ConductorNT系统屏幕上，在系
15、统窗口和最小报警窗口的下面。该窗口为操作员提供过程接口，显示系统结构、趋势、图形和报警等画面。操作员窗口由标题棒、菜单棒和显示区组成。在一个ConductorNT上最多可同时打开4个操作员窗口。3、操作员站显示的画面类型：（1）结构画面：包括汇总画面Summary，组画面group，点画面point；（2）快捷键调用画面Quickkeys；（3）趋势画面Trenddisplays；（4）图形画面Graphics；（5）系统状态画面SystemStatusdisplay；（6）过程报警再现画面Processalarmreview；（7）系统事件再现画面Systemeventreview；（8）打
16、印再现画面Printerreview；（9）事件历史画面Eventhistorian；（10）信息再现画面：包括服务器信息和操作员生成的信息MessageReview。8、安全级组态：安全级用于控制用户访问ConductorNT的能力。系统将安全级分为9级，这9级分别为：OperatorLevel1、OperatorLevel2、OperatorLevel3、EngineerLevel1、EngineerLevel2、EngineerLevel3、SupervisorLevel1、SupervisorLevel2、SupervisorLevel3。最低安全级是操作员一级，最高安全级是管理员三级
17、。对于系统的每个登录用户、缺省用户都被组态一个安全级。所有的ConductorNT功能即菜单也都有相应的安全级。用户的安全级必须等于或高于某一功能的安全级才可访问该功能。安全级菜单MenuConfigureSecurity、Securityactivation、Defaultlog-in、Functionaccess、Userlog-in、Changepassword五、工程师站1、术语解释：项目：Project一个和控制过程有关的Composer控制策略结构中的最大结构，含有控制逻辑文件、显示等控制系统需要的全部信息。控制网络：Controlnetwork数据通信高速公路。现场控制单元：Ha
18、rmornycontrolunit包含控制器的控制网络节点。控制器：Controller过程控制设备，如MFP、MFC等。控制逻辑文件：Controllogicdocument包含控制逻辑的文件，有若干页组成。一个控制器的组态通常包含多个控制逻辑文件。控制逻辑模板：Controllogictemplate用于简化控制逻辑文件生成的预先定义的组态文件。将控制逻辑模板拖入一个控制器后，变成控制逻辑文件。图纸：Sheet含有控制逻辑的一页控制逻辑文件。实体：Entities能够插入到控制逻辑文件的部件称为实体。边框：Border包围所有其他实体形成一页图纸的复杂实体。功能码：Functioncode
19、完成特定功能的算法，通过对它们组态完成控制策略。宏：Macro用户建立的由单个名称调用且做为一个整体存放在交换窗口文件夹中的组态和辅助实体的集合。形：Shape由单个名称调用且做为一个整体存放在交换窗口文件夹中的辅助实体的集合。信号：Signal用于连接功能码和其他可编译的实体。参考连接器：Referenceconnector用来表示不同图纸（Sheet）之间的信号连接关系。I/O连接器：I/Oconnector从其他控制器接收输入的功能码叫I/O连接器。交换：Exchange一个项目范围的系统和用户定义的资源（如符号、形和宏等）。这些资源由文件夹管理。2、Composer的组成-资源管理器+
20、自动化设计：资源管理器是Composer用户经常使用的最基本的组态软件。它为用户提供：对象交换（Exchange）、系统结构（SystemArchitecture）和信息输出（Output）三个窗口。同时，它还提供了在线帮助功能，从而使用户能随时得到各种帮助信息。六、功能码手册和控制回路有关的功能码1、功能码18PID偏差输入概述本功能块提供了对偏差信号进行比例、积分和微分运算。它具有三个输入和一个输出。除偏差输入之外，它具有跟踪参考和跟踪开关两个输入信号。若该跟踪开关规格的值为逻辑0，则输出将跟随由规格S3寻址的跟踪参考信号。因此，当回路从“手动”切到“自动”控制方式时，保证系统无扰切换。这
21、个功能块的参数包括：总增益参数(S5)、比例常数(S6)、积分增益(S7)和微分增益(S8)。2、功能码19PID(PV和SP)概述此功能对过程变量PV和定值SP输入产生的偏差信号提供比例、积分和微分控制功能。此功能块有四个输入和一个输出。除了PV和SP输入外，还有跟踪参考和跟踪开关两个信号。如果跟踪开关规格的值是逻辑0，则输出将跟随由规格寻址的跟踪参考信号。当PID控制器的输出不用于控制信号时（比如当回路在“手动”方式），本块提供控制的无扰切换。这个功能块的参数包括：总增益常数(S5)，比例常数(S6)，积分常数(S7)和微分常数(S8)。本功能块以两种方式运行：正作用和反作用。当S12为逻
22、辑1时此功能块为正作用方式，当S12为逻辑0时此功能块为反作用方式。扩展阅读：dcs总结DCS与PLC的关系：1、区别:逻辑层次不同，DCS是系统的概念，PLC是装置的概念联系：由PLC也可搭建DCS系统集散控制系统的含义计算机过程控制系统的一种DCS-DistributeControlSystem（分布式控制系统）集中管理分散控制系统简称：集散控制系统采用危险分散、控制分散、而操作和管理集中的基本设计思想，多层分级、合作自治的结构形式，适应现代化的生产过程控制要求。DCS的发展背景4C:DCS是计算机（Computer)、通信(Communication)CRT显示、控制（Control）技
23、术（简称4C技术）发展的产物。它解决了原有集中控制系统(CCS)危险集中和常规仪表控制功能单一的局限性过程控制系统：以表征生产过程的参量为被控制量使之接近给定值或保持在给定范围内的自动控制系统。控制系统的分类:1、控制算法：逻辑控制、过程控制、混合控制2、控制方式：开环控制、闭环控制、监督控制3、控制对象：连续过程、离散过程、批次过程4、系统结构：集中结构（CCS）、分散结构（DCS）控制系统发展阶段：计算机在40年代出现，在50年代中后期开始被应用于过程控制SPC-DDC-CCS-DCS(-FCS)常规模拟调节仪表仪表与计算机控制系统相结合（SPC）直接数字控制系统（DDC）集中式控制系统（
24、CCS）集散控制系统（DCS）CCS优点：结构简单、清晰，集中式的数据库容易管理，并容易保证数据的一致性。缺点：（1）软件系统庞大，多种同时进行任务，计算机运行效率低。（2）软件可靠性下降。70%故障由于设计不良或存在缺陷的软件造成。（3）系统的可扩性差。（4）危险高度集中。DCS设计的基本原则危险分散、控制分散、操作和管理集中的基本设计思想.多层分级、合作自治的结构形式.（1）使用多台计算机共同完成所有过程量的输入、输出。（2）用不同的计算机完成不同的功能，提高每台计算机的运行效率，而且单一化的处理在软件结构上简单，提高了软件的可靠性。（3）用计算机网络解决系统的扩充与升级问题。（4）网络中
25、的每台计算机处于平等地位，在运行中互相之间不存在依赖关系，以保证任一计算机失效只影响本身。(DCS的关键是计算机网络技术，DCS的结构实质就是一个网络结构。如何充分利用网络资源，如何通过网络协调DCS中各台计算机的运行，如何在多台计算机共同完成系统功能的过程中保证所处理信息的实时性、完整性和一致性，成为DCS设计的关键问题。)DCS系统特点（1）松耦合的多处理机系统，可实现硬件积木化（2）软件模块化，控制系统采用组态方法生成（3）通信网络的应用：1KM-15KM，1-10M更高（4）可靠性高：系统结构、冗余技术、自诊断技术三点一线一线：DCS骨架计算机网络三点：面向过程的现场站（PS），面向操
26、作人员的操作站（OS），面向DCS监督管理人员的工程师站（ES）DCS的系统网络:网络结构：可分为星形、总线形、环形、树形等结构形式。DCS应用最为广泛的网络结构是环形网和总线形网传输介质：细同轴电缆（细缆）、粗同轴电缆（粗缆）、光缆实时性：用于DCS的计算机网络在很多方面不同于通用的计算机网络。它是一个实时网络，即网络需要现场通讯实时性的要求，在确定的时限内完成信息的传送。这里所说的“确定”的时限是指，无论在何种情况下，信息传送都能在这个时限内完成，而这个时限则是根据被控制过程的实时性要求确定的PS的主要组成部分：控制器（CPU单元）：又分CPU(程序运行与运算）与存储器（数据及程序的存放）
27、两部分;I/O单元（信号模块）：信号检测与控制;通信接口与总线：数据传输;电源：提供能源;其他数字量（开关量）输入单元作用是把现场各种开关信号变成DCS内部处理的标准信号。开关量输入单元按照输入端的电源类型不同，分为直流输入单元和交流输入单元数字量输出单元作用是把DCS的内部信号转换成现场执行机构的各种开关信号。按照现场执行机构使用的电源类型的不同，开关量输出单元可分为直流输出单元(晶体管输出方式或继电器触点输出方式)和交流输出单元(晶闸管输出方式或继电器触点输出方式)。数字量输入单元连线方式：汇点式、分组式、分隔式过程现场站：是处理生产现场一切过程控制功能的网络节点主要功能：（一）将各种现场
28、发生的过程量（流量、压力、温度、电流、功率及各种状态等）进行数字化，并将这些数字量存在存储器中，形成一个与需现场一致的、能一一对应的、并按实际运行情况实时的改变和更新的现场过程量的实时映象。（二）将本站采集到的实时数据通过网络送到操作站、工程师站及其它现场站以便实现全系统范围内的监督和控制，同时现场站还可接受由操作员站、工程师站下发的信息，以实现对现场的控制或对本站的参数设定。（三）在本站实现局部控制、回路的计算及闭环控制、顺序控制等。PS的软件：PS除了硬件系统外，还需要软件系统的支持，它们相辅相成，缺一不可。PS的软件系统由系统程序(又称系统软件)和用户程序(又称应用软件)两大部分组成。操
29、作员站OPERATORSTATION（一）及时了解现场运行状态、各种运行参数的当前值、是否有异常情况等。（二）对工艺过程进行控制和调节，以保证生产过程的安全、可靠、高效、高质。显示内容为：（一）生产过程的模拟流程图，包括关键数据、控制参数及设备运行状态等（二）报警窗口：以倒排时间顺序的方式列出所有生产过程的异常情况（异常状态、数值越限等（三）最关键数据的常驻显示（四）实时趋势显示（五）检测及控制仪表的模拟显示（六）多窗口显示功能（七）灵活方便的画面调用方法（八）音响报警装置工程师站：是对DCS进行离线的配置、组态工作和在线的系统监督、控制、维护的网络节点。主要功能：提供对DCS进行组态、配置工
30、作的组态软件，并在DCS在线运行时实时地监视DCS网络上个节点的运行情况，使系统工程师可以通过工程师站及时调整系统配置及一些系统参数的设定，使DCS随时处在最佳工作状态DCS正向FCS发展DCS的进一步开放：从工程实践的角度而言，开放性就是软、硬件系统本身所具有的互连互通的能力，一般表现在具有一些公开发表的标准性能或技术，这些标准性能和技术无需许可证就可以自由获得,并由许多供应商所支持，虽然不一定获得官方认可，但已被普遍接受，成为事实上的工业标准。开放性要求各个厂家的产品具有互操作性、互换性、可替代性、可扩充性（即可增值性）和多平台支持（可移植性）。传统仪表缺陷：1）每台仪表都占用单独的信号传
31、输线路，电缆用量很大。2）现场一次仪表（内嵌微处理器）将信号进行D/A转换，中控室二次仪表又对信号进行A/D转换，2次转换造成2次损失。3）仪表系统的安装、维护、矫正费用和难度都较大，费时费力。4）仪表信号易受到干扰，可靠性差。5）仪表型号的互换性差。现场总线定义：是用于现场仪表与控制系统和控制室之间的一种全分散、全数字化、智能、双向、互联、多变量、多点、多站的通信网络。“组态”(Configure，Configuration)的概念:使用软件工具对计算机及软件的各种资源进行配置，达到使计算机活软件按照预先设置，自动执行特定任务，满足使用者要求的目的。DCS工程师站的组态功能几部分：硬件配置组
32、态功能，数据库组态功能，控制回路组态功能，逻辑控制及批控制组态，控制算法语言的组态，操作员站显示画面的生成，报表生成组态，组态数据的编译和下载DCS项目组态及示例：软件：工程师站软件CBF操作员站软件DIGIVIS仿真软件EMULATOR计算机网络定义；凡将地理位置不同且具有独立功能的多个计算机系统，通过通信设备和线路将它们连接起来，有功能完善的网络软件（网络协议、信息交换方式、控制程序和网络操作系统）实现网络资源（硬件、软件、信息）的共享，这样的系统称为计算机网络。计算机网络构成主机（HOST，可带终端）节点通信链路节点与通信链路统称为通信子网主机、终端等统称为资源子网广域网（远程网）：数公
33、里以上局域网（局部网）：几米至几千米通信的目的是传输信息（如语言、文字、图像等），我们把信息的实体定义为数据，分为数字数据（离散值）和模拟数据（连续值）两种。举例：（1）模拟数据的模拟信号传送：声音在普通电话线中传送（2）模拟数据的数字信号传送：声音或图象通过脉冲编码器（PCM）调制在DCS中通过A/D转换，经网络传送数字信号。（3）数字数据的模拟信号传送：数字信息对载波信号的调制：调幅、调频、调相。MODEM。宽带网（4）数字数据的数字信号传送：以一定编码的形式（帧）经并行或串行总线传送。基带网噪声：1白噪声：分子热运动引起，随机错误，2冲击噪声：电磁干扰引起，突发错误差错控制的基本方式：自
34、动纠错数据通信：通过计算机与通信线路相结合，完成编码信息的传输、转换、存储和处理的通信技术。数据通讯系统是指以计算机为中心，用通讯线路连接分布在远地的数据终端设备，并能执行数据通讯的系统。由数据传输系统和数据处理系统组成。信道：信号从发送端到接收端之间进行传输的通路。在数据通信中，为了使接收端能够从接收到的信号中正确的获取发送端发送的数据，要接收端能了解数据发送的起始时间、持续时间和重复频率，也就是信息的同步问题。单工通信：数据只能沿单一方向进行发送或接收。为了保证数据正确接收提供是否重发的信息，还要有一个反向的应答信号。双工通信：半双工通信:数据可沿两个方向交替传送，但同一时刻只能沿一个方向
35、传送，两个方向的应答信号使用同一信道，因此要有控制信号流向的设备。(RS485)全双工通信：在两个方向上的数据和应答信号均可同时传输，有四条独立的信道(RS422，RS232)白噪声：分子热运动引起，随机错误冲击噪声：电磁干扰引起，突发错误差错控制的基本方式：（1）自动纠错（2）检错重发（3）自动纠错与检错重发结合的混合纠错方式传输介质是通信网络传输信息的物理媒介，也称为“通信媒体”。单个双绞线的两个导线绞扭，可减少双绞线之间的电磁干扰。RJ45接口。单段最大传输距离100米同轴电缆接口：细缆，T型头；粗缆，AUI多路复用技术：利用一个物理信道同时传输多个信号，提高信道利用率。1频分多路复用（
36、FDM），使用几种不同的载波频率调制多个信号形成每条信道上占有一定带宽且互不重叠、有一定频段间隔的多条信道。2时分多路复用（TDM），将传输线的使用时间划分为若干周期，每一周期再划分为与信道数n相对应的n个时间片，每一时间片中传输对应序号的信号。信息交换技术：什么是交换呢：交换就是按某种方式动态地分配传输线路资源。为什么要采用交换技术：提高线路利用率，节省线路投资实现交换的方法主要有:电路交换,报文交换,分组交换电路交换：线路(电路)交换(CircuitSwitching)方式,就是通过网络中的节点在两个站之间建立一条专用的通信线路.线路交换方式的通信包括三种状态:(1)线路建立:在传输任何数
37、据前,必须建立端到端的物理连接.(2)数据传送(3)线路拆除:某个数据传送结束后,要结束连接.报文交换：不需要在两站之间建立专用的物理信道，而是把待发送的信息分割成一份份的报文，在报文的头尾加上源地址、目的地址、报文序号以及校验码等。然后将整个报文(Message)作为一个整体一起发送，.从网络上的一个节点传送到另一个节点，直到目的地。在交换过程中,交换设备将接收到的报文先存储,实施差错校验和路由选择（即路径选择），然后在信道空闲时转发出去。分组交换又叫包交换，将报文划分为若干个大小相等，长度更短的信息包或分组(Packet)，以此为单位进行，进行存储转发.数据传输前不需要建立一条端到端的通路
38、也是无连接的。网络访问的存取控制技术：常用的方法有：轮询（Poll)、令牌传送（TokenPassing）、带有碰撞检测的载波侦听多重访问（CSMA/CD）。ISO：开放系统互连参考模型OSIPROWAY(ProcessDataHighway):过程数据高速公路MAP(ManufacturingAutomationProtocol):制造自动化协议协议组成：句法：即数据和控制信息的结构语法：即一组要发送的控制信息，要执行的动作，或要返回的响应；时标：即时间执行次序的规约协议分层：将复杂协议分解成一些简单成分，再逐步复合或扩展。优点：简化协议软件的描述、开发和调试过程；允许对某一层进行修改，但不
39、影响其他各层；使协议管理简化，并可逐步扩展；OSI为七层结构：物理层、链路层、网络层、传送层、会话层、表示层、应用层。分层原则：根据不同层次的抽象分层必须有不同层的抽象时，才设立一个层次每一层的功能要恰当定义，适于国际标准化每两层间接口的确定，以通过该接口的信息流量最少为原则。层次应该足够多，以避免不同的功能混杂在同一层中，但也不能太多。物理层：它是通信网上各设备之间的物理接口，直接把数据位信息从一台设备传送到另一台设备。目前常用串行通信接口有RS-232C、RS-422A，RS-485。数据链路层：数据链路层负责将传送的数据按帧结构格式化，组织成帧，实现差错控制和介质访问控制，实现对物理层的
40、管理。网络层：是信息包的路径选择和链路的协调管理，防止链路的死锁和堵塞现场总线：是用于现场仪表与控制系统和控制室之间的一种全分散、全数字化、智能、双向、互联、多变量、多点、多站的通信网络。现场总线的种类：BitBus总线HART、Profibus总线FF总线、Modbus、CAN总线、LonWorks总线DCS的分散化结构：松耦合多处理机系统。各子系统相对独立。1、组织上的分散：分层递阶2、功能和区域的分散：水平的分散，合作自洽3、负荷分散4、数据库分散：重复型、分割性DCS的冗余化结构1、多重化构成的自动备用方式：对设备或部件加以双重化、三重化设置，发生故障时，用备用装置实施监控。1）同步运
41、转：几台设备或部件同步运转，两设备值一致时输出，或三设备中取二接近值输出。2）待机运转：备用装置平时处于待机状态，发生故障时，启用备机。3）后退运转：多台设备分担不同功能，其一损坏时，其他设备牺牲自身性能或者不重要功能，进行分担。DigiVis的功能包括图形显示、数据监视、系统状态显示、趋势归档、记录、过程及系统报警、控制操作、系统诊断等。过程控制站（PS）节点有两类：常规过程控制站、现场(总线)控制器AC800F是基于开放的现场总线技术标准的工业控制器，现场过程仪表可直接或借助于Fieldbus远程I/O经由现场总线与AC800F进行数字通迅，从而节省电缆和施工费用。S800I/O由三部分原
42、件构成：FCI、I/OModule、MTU（1）DCS工程师站的离线组态功能硬件配置组态功能：定义各个现场I/O控制站的站号、网络节点号等网络参数，站内的I/O配置，如各个I/O点信号性质，信号条理类型。数据库组态功能：定义数据库的各个参数，系统的数据库包括实时数据库和历史数据库，实时数据库组态主要对各数据库点逐点定义其名称、工程量转换系数、上下限值、线性化处理、报警特性、报警条件等，历史数据库组态需要定义各个进入历史库的点的保存周期。所组态的程序以项目树形式存在项目树建立操作步骤：(1)插入组态级(2)插入各类站资源（过程站、操作员站、网关等）(3)硬件组态(4)资源分配(5)具体功能组态变量与常数举例REAL实型：32位DINT双整型：32位INT整型：16位UDINT双字无符号整型：32位UINT无符号整型：16位DWORD双字：32位WORD字：16位BYTE字节：8位BOOL布尔型：1，0TIME时间类型：32位STR字符型集散控制系统的设计步骤：一、系统功能及性能指标的确定二、系统结构及I/O测点确定(电气原理、自动化、特殊设备）三、系统选型1、可靠性原则2、实用性原则3、先进性原则4、经济性原则5、系统的开放性四、系统设计与生成第 22 页 共 22 页