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1、集散控制系统原理及集散控制系统原理及应用应用第1页，本讲稿共18页集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统的工程设计集散控制系统的工程设计一、一、图形符号和文字符号图形符号和文字符号n 分散控制分散控制、共用显示、共用显示、逻辑和计算机系统逻辑和计算机系统的设计符号的设计符号图图形形符符号号第2页，本讲稿共18页集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统的工程设计集散控制系统的工程设计一、一、图形符号和文字符号图形符号和文字符号n 分散控制分散控制、共用显示、共用显示、逻辑和计
2、算机系统逻辑和计算机系统的设计符号的设计符号文字符号文字符号共用控制共用控制/共用显示的文字符号与过程检测和控制流程图用文字符号相共用显示的文字符号与过程检测和控制流程图用文字符号相同同见见表表5-5第3页，本讲稿共18页集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统的工程设计集散控制系统的工程设计一、一、图形符号和文字符号图形符号和文字符号n 过程过程显示显示图形符号图形符号和和文字符号文字符号 P&I D中的中的设备图形符号见标准设备图形符号见标准HG 20559.2-93n 设计符号的设计符号的应用示例应用示例功能图功能图应用示例：见
3、应用示例：见表表5-6分散控制、共用显示、分散控制、共用显示、逻辑和计算机系统逻辑和计算机系统设计符号的应用示例：见表设计符号的应用示例：见表5-7计算机控制计算机控制的图形符号示例：见的图形符号示例：见表表5-8设定值监督控制设定值监督控制图形符号示例：见图形符号示例：见表表5-9现场总线控制系统现场总线控制系统应用示例：见应用示例：见表表5-10第4页，本讲稿共18页集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统的工程设计集散控制系统的工程设计一、一、图形符号和文字符号图形符号和文字符号n 现场总线现场总线设备连接图设备连接图现场总线仪
4、表与一般模拟仪表的接线的现场总线仪表与一般模拟仪表的接线的区别区别接线图示例接线图示例示例示例功能图功能图连接连接第5页，本讲稿共18页集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统的工程设计集散控制系统的工程设计二、二、集散控制系统的工程设计集散控制系统的工程设计n 施工图施工图设计设计的基本程序的基本程序n 工程工程设计设计中有关专业的中有关专业的相互关系相互关系自控专业与工艺专业；电气专业；设备专业；建筑结构专业；采暖通风专自控专业与工艺专业；电气专业；设备专业；建筑结构专业；采暖通风专业等专业的关系业等专业的关系n 工程工程组态组态
5、过程显示画面过程显示画面：主要内容；操作画面分页；颜色配置；数据显示；注意事项；主要内容；操作画面分页；颜色配置；数据显示；注意事项；信号报警信号报警和和联锁控制系统联锁控制系统的确定的确定：信号报警系统设计；联锁控制系统设计；信号报警系统设计；联锁控制系统设计；n 控制室控制室和和计算机房计算机房的的设计：设计：位置；布置；建筑要求；采光照明；采暖通风；位置；布置；建筑要求；采光照明；采暖通风；第6页，本讲稿共18页集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统的工程设计集散控制系统的工程设计二、二、集散控制系统的工程设计集散控制系统的工
6、程设计n 电源系统电源系统设计设计n 接地、防雷接地、防雷系统设计系统设计接地设计：接地设计：接地方法；接地系统；接地方法；接地系统；防雷设计：防雷设计：雷电对集散控制系统的入侵；电源系统防雷；信号系统防雷；雷电对集散控制系统的入侵；电源系统防雷；信号系统防雷；n 电磁电磁兼容性和兼容性和抗干扰抗干扰设计设计电磁电磁兼容性兼容性：电磁敏感性；抗电磁干扰的能力；电磁敏感性；抗电磁干扰的能力；抗干扰抗干扰设计设计：电磁干扰源分析；抗电磁干扰设计；电磁干扰源分析；抗电磁干扰设计；n 功能安全功能安全设计：设计：功能安全标准：功能安全标准：IEC61508；IEC61511；功能安全设计：功能安全设计
7、：工厂安全系统的工厂安全系统的组成组成；造成事故的；造成事故的因素因素；防护设计防护设计；安全；安全措施措施；第7页，本讲稿共18页集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统的工程设计集散控制系统的工程设计三、三、招标文件编制和选型招标文件编制和选型n 招标文件招标文件编制编制集散集散控制系统控制系统选型选型和和评估评估招标文件招标文件的编制：的编制：先进性；公正性；语言的精炼性和确定性；先进性；公正性；语言的精炼性和确定性；招标招标文件主要文件主要内容：内容：n 集散集散控制系统控制系统评估评估偏离表法：偏离表法：筛除价格高、偏离技术
8、要求大的厂商筛除价格高、偏离技术要求大的厂商矩阵表法：矩阵表法：符合要求的产品中拔长（取性能价格比优者）符合要求的产品中拔长（取性能价格比优者）n 现场现场总线控制系统评估总线控制系统评估现场总线仪表和外部设备统计现场总线仪表和外部设备统计现场总线控制系统评估现场总线控制系统评估第8页，本讲稿共18页集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统的集散控制系统的人机界面人机界面一、一、基本概念基本概念n 人机交互人机交互技术技术人机交互基本人机交互基本概念概念：交互；人机交互方式；人机交互的媒体；对象；交互；人机交互方式；人机交互的媒体；对
9、象；人机交互基本人机交互基本特征特征：启动；特性启动；特性；人机交互用户人机交互用户分析分析：用户模型；人机交互系统设计原则；用户模型；人机交互系统设计原则；n 人机界面人机界面的实施的实施人机界面实施的人机界面实施的发展发展：六个阶段六个阶段图形用户界面图形用户界面实施实施：窗口；菜单；图标；光标定位装置；窗口；菜单；图标；光标定位装置；n 集散集散控制系统的控制系统的人机界面人机界面人机交互的人机交互的重要性重要性：获取过程信息；进行操作和控制；编程和维护；与环境的界获取过程信息；进行操作和控制；编程和维护；与环境的界面面对人机交互系统的对人机交互系统的要求要求：实时性；易操作性；可靠性和
10、安全性；灵活性实时性；易操作性；可靠性和安全性；灵活性第9页，本讲稿共18页集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统的集散控制系统的人机界面人机界面二、二、集散控制系统的集散控制系统的操作方式操作方式n 仪表盘仪表盘操作方式操作方式仪表盘操作方式的仪表盘操作方式的特点特点：单回路和多回路控制器的单回路和多回路控制器的功能功能：输入信号处理；运算；显示；组态；过程操作；输入信号处理；运算；显示；组态；过程操作；通信；输出信号处理；模数和数模转换；通信；输出信号处理；模数和数模转换；仪表后备和简易型操作终端的仪表后备和简易型操作终端的功能
11、功能：单回路和多回路控制器的单回路和多回路控制器的组态操作组态操作：n 显示屏显示屏操作方式操作方式显示屏操作方式的显示屏操作方式的特点特点：对人机接口的要求：对人机接口的要求：环境要求；输入特性；图形特性；环境要求；输入特性；图形特性；第10页，本讲稿共18页集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统的集散控制系统的人机界面人机界面二、二、集散控制系统的集散控制系统的操作方式操作方式n 集散集散控制系统的控制系统的组态操作组态操作系统组态：系统组态：建立硬件之间的连接和地址分配建立硬件之间的连接和地址分配控制组态：控制组态：建立控制系
12、统的连接；设置有关功能块参数；建立控制系统的连接；设置有关功能块参数；画面组态：画面组态：图形元素；标准画面；字符编辑；动态画面；画面合成；画面调用；图形元素；标准画面；字符编辑；动态画面；画面合成；画面调用；操作分区；操作分区；第11页，本讲稿共18页集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统的集散控制系统的人机界面人机界面三、三、集散控制系统的集散控制系统的监控系统监控系统n 操作画面操作画面的的分层分层结构结构第12页，本讲稿共18页集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系
13、统的集散控制系统的人机界面人机界面三、三、集散控制系统的集散控制系统的监控系统监控系统n 操作画面操作画面的的分层分层结构结构n区域显示：区域显示：分层结构的最上层；信息量最多；变量的时间更长分层结构的最上层；信息量最多；变量的时间更长；n单元显示：单元显示：分层结构的第二层；过程画面的操作；分层结构的第二层；过程画面的操作；n组显示：组显示：分层结构的第三层；仪表面板的操作；分层结构的第三层；仪表面板的操作；n细目显示：细目显示：分层结构的最下层；用于参数调整操作；分层结构的最下层；用于参数调整操作；第13页，本讲稿共18页集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集
14、散控制系统原理及应用集散控制系统的集散控制系统的人机界面人机界面三、三、集散控制系统的集散控制系统的监控系统监控系统n 操作画面操作画面n概貌显示画面：概貌显示画面：工位号一览表显示；棒图显示；工位号一览表显示；棒图显示；n过程显示画面：过程显示画面：用户应用的生产过程决定的显示画面；特点；用户应用的生产过程决定的显示画面；特点；n仪表面板显示画面：仪表面板显示画面：仪表面板组的形式显示；仪表面板组的形式显示；n操作点显示画面：操作点显示画面：仪表细目显示画面；控制工程师参数调整用；仪表细目显示画面；控制工程师参数调整用；n趋势显示画面：趋势显示画面：实时趋势显示；历史趋势显示；实时趋势显示；
15、历史趋势显示；n报警显示画面：报警显示画面：画面类型；报警处理；报警管理；画面类型；报警处理；报警管理；n电子表格电子表格：用于生产过程的管理；为用户提供所需的图形数据显示；用于生产过程的管理；为用户提供所需的图形数据显示；n网页画面：网页画面：操作对象是管理人员；不允许进行操作；操作对象是管理人员；不允许进行操作；第14页，本讲稿共18页集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统的集散控制系统的人机界面人机界面三、三、集散控制系统的集散控制系统的监控系统监控系统n 控制组态控制组态n输入输出模块属性：输入输出模块属性：输入模块属性；输
16、出模块属性；输入模块属性；输出模块属性；n运算功能模块属性：运算功能模块属性：各种控制算法功能模块、算术和逻辑运算功能模块、定时各种控制算法功能模块、算术和逻辑运算功能模块、定时器和计数器功能模块等；器和计数器功能模块等；n控制策略的实现：控制策略的实现：图形连接；图形连接；n数据和程序的上传和下载：数据和程序的上传和下载：上传和下载的操作画面不同；数据备份上传和下载的操作画面不同；数据备份第15页，本讲稿共18页集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统的集散控制系统的人机界面人机界面三、三、集散控制系统的集散控制系统的监控系统监控系
17、统n 维护和系统维护和系统画面画面n维护画面：维护画面：便于维护人员检查和故障排除；自诊断；仿真功能；便于维护人员检查和故障排除；自诊断；仿真功能；n系统画面：系统画面：连接图连接方式；树状图连接方式；连接图连接方式；树状图连接方式；n 画面动画画面动画效果效果n升降式动画：升降式动画：物位（液位、阀位、界面等）和温度的升降物位（液位、阀位、界面等）和温度的升降n推进式动画：推进式动画：流体输送的动画处理流体输送的动画处理n改变色彩的动画：改变色彩的动画：温度的升降温度的升降n充色的动画：充色的动画：两位式或三位式信号；如开停，运行停止两位式或三位式信号；如开停，运行停止n移动窗口的动画：移动
18、窗口的动画：趋势显示画面；直方图；趋势显示画面；直方图；第16页，本讲稿共18页集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统的集散控制系统的人机界面人机界面四、四、数据库数据库n 实时实时数据库数据库n实时数据库的特点：实时数据库的特点：实时性；可靠性；开放性；正确性；实时性；可靠性；开放性；正确性；n实时数据库结构：实时数据库结构：内部结构；调度模型；数据压缩技术；实施；内部结构；调度模型；数据压缩技术；实施；五、五、信息管理信息管理n 智能智能设备设备管理管理系统系统 nAMSTM设备管理组合：设备管理组合：AMS设备信息平台；AMS智能设备管理系统；AMS机械设备状态管理系统；AMS设备性能监测系统；AMS实时优化系统nAMS智能设备管理系统的优点：智能设备管理系统的优点：n集散型集散型AMS智能设备管理系统：智能设备管理系统：第17页，本讲稿共18页集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用集散控制系统的集散控制系统的人机界面人机界面五、五、信息管理信息管理n 制造执行制造执行系统和系统和企业资源计划企业资源计划n制造执行系统制造执行系统MES：n企业资源计划企业资源计划ERP：nISA SP95：n协同过程自动化系统：协同过程自动化系统：第18页，本讲稿共18页