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1、楼宇自动化技术一一. .自动控制含义自动控制含义1.1.计算机控制系统计算机控制系统 中中央央处处理理器器模拟量数字量A/D转换开关量模拟量数字量开关量显示、管理InternetD/A转换计算机控制系统的构成计算机控制系统的构成2.直接数字控制系统直接数字控制系统3.集散型控制系统集散型控制系统4.现场总线控制系统现场总线控制系统二二. .集散型控制系统集散型控制系统 （1 1）计算机控制系统阶段）计算机控制系统阶段 1 1）数字计算机控制系统）数字计算机控制系统 2 2）计算机、模拟仪表混合控制系）计算机、模拟仪表混合控制系统统 3 3）计算机监视控制系统）计算机监视控制系统 （2 2）集散
2、控制系统阶段）集散控制系统阶段 1.1.集散型控制系统的发展历史集散型控制系统的发展历史 （3 3）集散型控制系统经历的三代历程）集散型控制系统经历的三代历程 DCSDCS基本结构分为过程控制单元、操作显示基本结构分为过程控制单元、操作显示站、数据通信网络和管理计算机四部分。站、数据通信网络和管理计算机四部分。集散型控制系统四层结构模式集散型控制系统四层结构模式2.2.集散型控制系统的基本结构与功能集散型控制系统的基本结构与功能 DCSDCS的骨架的骨架系统网络系统网络 DCSDCS的现场的现场I/OI/O控制站控制站 DCSDCS的操作员站的操作员站 DCSDCS的工程师站的工程师站典型的典
3、型的DCSDCS体系结构体系结构 3.集散控制系统的特点集散控制系统的特点 功能全、采用网络通信技术、实现了人机对话功能全、采用网络通信技术、实现了人机对话技术、系统扩展灵活、可靠性高、管理能力强、使用技术、系统扩展灵活、可靠性高、管理能力强、使用方便、完备的开放系统、采用先进的计算机技术、具方便、完备的开放系统、采用先进的计算机技术、具有综合性和专业性有综合性和专业性三三. . 集散型控制系统的现场控制站集散型控制系统的现场控制站n集散型控制系统一般分为三级集散型控制系统一般分为三级 1.管理级管理级 2.操作监控级操作监控级 3.现场控制级现场控制级n现场输入与输出单元现场输入与输出单元
4、模拟量输入模拟量输入(AI)(AI)通道通道 端子板、信号调理器、端子板、信号调理器、A/DA/D模板、柜内模板、柜内 连接电缆连接电缆 模拟量输出模拟量输出(AO)(AO)通道通道 开关量输入开关量输入(SI)(SI)通道通道 开关量输出开关量输出(SO)(SO)通道通道 脉冲量输入脉冲量输入(PI)(PI)通道通道现场主控单元输入指示器（输入指示器（PVIPVI）现场主控单元 常规常规PIDPID调节器调节器 现场通信接口现场通信接口n串行接口串行接口 设计设计 上位机与通信软件及通信系统上位机与通信软件及通信系统 抗干扰措施现场信号电缆的屏蔽接地原则现场信号电缆的屏蔽接地原则 四四. .
5、 集散型控制系统操作站集散型控制系统操作站n操作站的基本组成操作站的基本组成 操作站的分类操作站的分类 操作站的主要功能操作站的主要功能操作与显示功能n功能键的功能功能键的功能操作与显示功能n工位号操作工位号操作n操作画面操作画面1 1工位标记工位标记 2 2回路状态回路状态 3 3报警状态报警状态 4 4指针指针5 5操作输出限制值操作输出限制值 6 6操作输出值操作输出值 7 7仪表图说明仪表图说明 8 8操作标记操作标记9 9CMPCMP标记标记 1010CASCAS标记标记1111分系统状态分系统状态 1212分报警状态分报警状态1313仪表图刻度仪表图刻度 1414上上限报警设定值（
6、红）上上限报警设定值（红）1515上限报警设定值（绿）上限报警设定值（绿）1616设定值设定值 1717测量值测量值1818下限报警设定值（绿）下限报警设定值（绿）1919下下限报警设定值（红）下下限报警设定值（红）操作与显示功能n报警功能报警功能n操作指导信息功能操作指导信息功能n流程图功能流程图功能数据通信TCP/IPTCP/IP分层模型分层模型数据通信主机和现场控制站的数据流向示意图主机和现场控制站的数据流向示意图 五五. . 集散型控制系统软件技术集散型控制系统软件技术n操作系统 基本概念基本概念 实时多任务操作系统实时多任务操作系统 任务、任务调度、任务互斥与同步、任务之间的数据传递
7、、任务、任务调度、任务互斥与同步、任务之间的数据传递、存储器管理、设备管理、文件管理存储器管理、设备管理、文件管理数据库n数据库管理方式及数据库数据库管理方式及数据库n实时数据库实时数据库n实时数据库的作用实时数据库的作用 1.实时数据库是楼宇机电设备运行产生各种数实时数据库是楼宇机电设备运行产生各种数据的集成平台据的集成平台 2.实时数据库是操作信息、数据监测显示的平实时数据库是操作信息、数据监测显示的平台台 3.实时数据库是先进控制、装置优化的平台实时数据库是先进控制、装置优化的平台数据库n实时数据库基本内容实时数据库基本内容 实时数据库中的时间约束实时数据库中的时间约束 事务调度事务调度
8、 并发控制并发控制 缓冲区管理缓冲区管理 I/OI/O调度调度数据库n实时数据库的设计方法实时数据库的设计方法 1.实时数据库的设计过程实时数据库的设计过程 需求分析、建立数据模型和设计各类型数据的结需求分析、建立数据模型和设计各类型数据的结构、确定数据物理存储介质和存取方式、设计实时数构、确定数据物理存储介质和存取方式、设计实时数据库管理任务模块、提供一组其他任务对实时数据库据库管理任务模块、提供一组其他任务对实时数据库访问和管理的接口访问和管理的接口数据库2.实时数据库设计的技术要点实时数据库设计的技术要点 数据模型的确定数据模型的确定 存储结构和介质选择存储结构和介质选择 存取方式和途径
9、的确定存取方式和途径的确定 完整性和一致性的维护方法完整性和一致性的维护方法数据库“控制控制”联系联系ERER图图 数据库一种简单的实时数据库结构一种简单的实时数据库结构 数据库数据库的体系结构数据库的体系结构 六六. .集散型控制系统组态集散型控制系统组态系统组态软件功能系统组态软件功能 系统组态软件的功能软件总体结构软件总体结构系统组态软件的功能DCSDCS组态软件结构示意图组态软件结构示意图 组态软件的设计n系统软件体系结构系统软件体系结构组态软件的设计n系统组态软件总统方案设计系统组态软件总统方案设计系统组态软件总体方案设计示意图系统组态软件总体方案设计示意图 组态软件的设计n系统系统
10、PCPC软件设计软件设计 1 1初始化采集程序的设计初始化采集程序的设计 2 2工程师站组态软件的设计工程师站组态软件的设计 组态软件主要分为系统组态、数据库组态、回路组态软件主要分为系统组态、数据库组态、回路组态、流程图组态、报表组态。组态、流程图组态、报表组态。 3 3操作员站监控软件的设计操作员站监控软件的设计集散型控制系统组态 nDCSDCS的系统组态的系统组态 包括硬件组态和软件组态两部分包括硬件组态和软件组态两部分nDCSDCS的控制组态的控制组态 选用应遵循的原则选用应遵循的原则nDCSDCS的画面组态的画面组态集散型控制系统组态nDCSDCS的维护组态的维护组态n数据库组态数据
11、库组态n历史库数据组态历史库数据组态n控制算法组态控制算法组态n编译编译n数据下装数据下装七七. .集散型控制系统的工程设计集散型控制系统的工程设计nDCSDCS设计设计 DCSDCS工程设计步骤工程设计步骤 DCSDCS工程设计内容工程设计内容 控制器和控制器和I/OI/O模件的配置原则模件的配置原则 确定确定DCSDCS的应用范围的应用范围 利用各家利用各家DCSDCS的优势及特点的优势及特点 在在DCSDCS上尝试新的控制策略上尝试新的控制策略DCS详细设计n系统选型的原则系统选型的原则 可靠性、维修性、先进性、经济性、厂家的实力可靠性、维修性、先进性、经济性、厂家的实力供货与服务供货与
12、服务n评估方式评估方式评估因素加权系数数据A厂家B厂家C厂家可靠性10等级分8等级分7等级分5额定值80额定值70额定值50维修性9等级分7等级分7等级分5额定值63额定值63额定值45先进性6等级分7等级分6等级分5额定值42额定值36额定值30经济性8等级分6等级分7等级分10额定值48额定值56额定值80厂家实力9等级分9等级分9等级分5额定值81额定值81额定值45服务水平10等级分9等级分9等级分10额定值90额定值90额定值100合 计52404396350百分比%77.67667.3供货周期（周）252020价格（万元）295285270DCSDCS选型评估数据表选型评估数据表 DCS的工程组态n须遵循的组态设计原则须遵循的组态设计原则 1 1采用规范化、模块化组态方法采用规范化、模块化组态方法 2 2考虑系统使用与维护的方便考虑系统使用与维护的方便 3 3掌握一定的组态技巧掌握一定的组态技巧
