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1、 重庆精本科技发展有限公司KINGBEN控制系统知识培训刘陶忠 2013年03月 KINGBEN内容提要第一章 DCS控制系统nDCS控制系统简述nDCS控制系统的发展史nCENTUM-CS控制系统的构成及字母代号nDCS控制系统的特点第二章 简单控制系统n概述n简单控制系统的几大参数n三种控制器的比较 KINGBEN内容提要 第三章 复杂控制系统n概述 n串级控制系统 n前馈控制系统 n比值控制系统 n分程控制系统 n选择控制系统 n三冲量控制系统 第四章 复杂控制系统n控制系统的投运 n控制系统操作中的常见问题 KINGBENDCS是分布式控制系统的英文缩写（Distributed Con
2、trol System），在国内自控行业又称之为集散控制系统。DCS是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物。DCS通常采用若干个控制器（过程站）对一个生产过程中的众多控制点进行控制，各控制器间通过网络连接并可进行数据交换。操作采用计算机操作站，通过网络与控制器连接，收集生产数据，传达操作指令。因此，DCS的主要特点归结为一句话就是：分散控制集中管理。 KINGBEN第一节 DCS控制系统简述DCS大致经历了四个发展阶段，相应地有四代的基本结构:第一阶段(初创期)，1975年一1980年 KINGBEN第二节 DCS控制系统发展史第二阶段成熟期)，1980年一1985年 KINGBEN第
3、二节 DCS控制系统发展史第三阶段(扩展期)，1985年一2000年DCS向计算机网络控制扩展，将过程控制、监督控制和管理调度进一步结合起来，并且加强断续系统功能，采用专家系统，制造自动化协议MAP(Manufactur Automation Protocol)标准，以及硬件上诸多新技术。这一代的典型产品中，有的是在原有基础上扩展，如美国Honeywell公司扩展后的TDCS 3000，横河电机的CENTUM-XL和UX，美国西屋公司的WDPF II等，也有的是新发展的系统，如Foxboro公司的I/A Series等。这一代产品的进一步发展就是计算机集成制造(生产)系统 KINGBEN第二节
4、 DCS控制系统发展史CIM(Computer Integrated Manufacturing)，即将企业行政事务信息与工厂控制系统集成为一体的计算机系统。这一代产品结构层次有了进一步发展，它自下而上一般可分为过程控制级，控制管理级，生产管理级和经营管理级这四个层次， KINGBEN第二节 DCS控制系统发展史第四阶段：第四代DCS系统，2000年以后第四代DCS的体系结构主要分为四层结构:现场仪表层、控制装置单元层、工厂(车间)层和企业管理层。一般DCS厂商主要提供除企业管理层之外的三层功能，而企业管理层则通过提供开放的数据库接口，连接第三方的管理软件平台(ERP, CRM, SCM等)。
5、所以说，当今DCS主要提供工厂(车间)级的所有控制和管理功能，并集成全企业的信息管理功能。例如以Honeywell公司最新推出的Experion PKS(过程知识系统)、Emerson公司的P1antWeb (Emerson ProcessManagement), Foxboro公司A2、横河公司的R3 (PRM-_-C厂资源管理系统)和ABB公司的Industrial IT系统。 KINGBEN第二节 DCS控制系统发展史 KINGBEN第三节 CENTUM-CS控制系统的构成字母代号集散控制系统基本构成图CENTUM-CS系统外观图第三节 CENTUM-CS控制系统的构成字母代号集散型控制
6、系统的体系结构操作站、工程师站和上 位计算机构成集中管理部分 ；现场监测站、现场控制站 构成分散控制部分；通信网 络是连接集散系统各部分的 纽带，是实现集中管理、分 散控制的关键。 KINGBEN第三节 CENTUM-CS控制系统的构成字母代号CENTUM-CS系统构成 KINGBEN第三节 CENTUM-CS控制系统的构成及字母代号类型字母代号意 义字母代号意 义仪表 调整 面板 常用 参数MODE仪表块方式LL下下限报警值 PV测量值SVH设定点上限限位值 SV设定值SVL设定点下限限位值 MV阀位输出值MH阀位输出上限限位值 DV偏差值ML阀位输出下限限位值 SUM累计值P比例带 HH
7、上上限报警值I积分时间 PH上限报警值D微分时间 PL下限报警值CENTUM-CS系统的字母代号 KINGBEN第三节 CENTUM-CS控制系统的构成字母代号类型字母 代号意 义字母代号意 义常用报 警状态 字IOP-输入开路NR正常OOP输出开路ANS+(ON)回讯不正常PV(MV=2)HH上上限报警ANS-(OFF)回讯不正常PV(MV=0)HI上限报警PERR两回讯均不正常LO下限报警CAL校验状态LL下下限报警IOP+输入超量程DV-负偏差报警(PV-SVVL)DV+正偏差报警(PV-SVDL)VEL-速度报警-（PV2-PV1VL)续表 KINGBEN第四节 DCS控制系统的特点
8、控制功能丰富 监视操作方便 信息和数据共享 系统扩展灵活 安装维护方便 系统可靠性高 KINGBEN KINGBEN第二章 简单控制系统n 概述n 简单控制系统的几大参数n 三种控制器的比较 KINGBEN第一节 概述简单控制系统简单控制系统通常是指由一个测量元件、变送器、一个 控制器、一个控制阀和一个对象所构成的单闭环控制系统。图12-1 液位控制系统图12-2 温度控制系统 KINGBEN图 简单控制系统的方块图第二节 简单控制系统的几大参数从上图中可知从上图中可知 简单控制系统由四个基本环节组成，即被控对象、 测量变送装置、控制器和执行器。 KINGBEN被控变量生产过程中希望借助自
9、动控制保持恒定值（或按一 定规律变化）的变量称为被控变量。 执行器接受控制器的输出信号,直接控制能量或物料等调 节介质的输送量,达到控制温度、压力、流量、液位等 工艺参数的目的。 测量变送器用于检测各被控变量（如流量、温度、压力、液 位）工艺参数各类仪表。 对象工艺上所需控制的各类设备如塔、罐等。 KINGBEN控制器对于生产装置的温度、压力、流量、液位等工艺变量常常要求维持在一定的数值上，或按一定的规律变化，以满足生产工艺的要求。PID控制器是根据PID控制原理对整个控制系统进行偏差调节，从而使被控变量的实际值与工艺要求的预定值一致。不同的控制规律适用于不同的生产过程，必须合理选择相应的控制
10、规律，否则PID控制器将达不到预期的控制效果。控制器有三种：比例控制器、比例积分控制器、比例积分微分控制器 KINGBEN第三节 三种控制器性能比较表三种控制器性能比较表特点适用于 比例控 制器控制器的输出与偏差成比例,阀门位置 与偏差之间有一一对应关系。当负荷 变化时,比例控制器克服干扰能力强, 过渡过程时间短。纯比例控制器在过 渡过程终了时存在余差。 调节通道滞后较小、负 荷变化不大、工艺上没 有提出无差要求的系统 。 比例积 分控制 器积分作用使控制器输出与偏差的积分 成比例, 过渡过程结束时无余差。但 使稳定性降低。 调节通道滞后较小、负 荷变化不大、工艺参数 不允许有余差的系统。 比例积 分微分 控制器微分作用使控制器的输出与偏差变化 速度
