集散控制系统课程设计(3)

学习层或自适应层：对实际系统的观测来辨识优化层中所使用的数学模型结构和参数，使模型和实际过程一致

自组织层：按系统总控制目标选择下层所用的模型结构、控制策略等

六.集散控制系统的结构分类

三大组成部分：

分散控制装置+通信系统+集中操作和管理装置

（1）工业级微机+通信系统+操作管理机

（2）单回路控制器+通信系统+工业级微机

（3）PLC+通信系统+工业级微机

（4）工业级微机+通信系统+工业级微机

（5）智能前端+通信系统+工业级微机

七.工业级微机+通信系统+操作管理机

工业级微机用作多功能、多回路的分散控制装置；操作管理机使用PC机，相

应软件由软件厂商开发。

单回路控制器+通信系统+工业级微机

单回路控制器作为分散控制装置；工业级微机作为操作管理站，通用性强、自行开发软件。适用于中小型企业（集散控制系统）。

PLC+通信系统+工业级微机

PLC作为分散控制装置；其他同2。

在制造业广泛应用的集散控制系统的结构，尤其适用于有大量逻辑顺序控制的过程。

工业级微机+通信系统+工业级微机

工业级微机既作分散控制装置，也作操作和管理装置。

智能前端+通信系统+工业级微机

智能前端指用于生产现场的智能控制设备，作为分散控制装置；用于小型集散控制系统。

五.平台

组态”的概念来自英文configuration。使用软件工具对计算机及软件的各种资源进行配置，达到使计算机或软件按照预先设置，自动执行待定任务，满足使用者要求的目的。通过软件采用非编程的操作方式，进行参数填写、图形连接和文件生成等，使得软件乃至整个系统具有某种指定的功能。

1.分布式控制系统的组态：

系统组态：组成系统的各设备间的连接

画面组态：操作站的各种画面、画面间连接

控制组态：完成各控制器、过程控制装置结构连接、参数设置等

功能块或算法

功能块或算法：控制系统结构中的基本单元。

（1）组成：

功能块是由分布式系统制造商提供的系统应用程序，由不同需功能的子程序组成，主要包括结构参数、设置参数和可调整参数。

从可组态性的要求出发，功能块的参数应具有易设置、易调整的特点。 结构参数：

功能参数——子功能、不同数据类型、多输入信号；充分利用内存、减少消耗。

连接参数——功能参数与外部的连接；软连接

设置参数：系统设置参数和用户设置参数

可调整参数：运行元可调参数和工程师可调参数

（2）信息的输入方法：

功能表格：机器码、助记符、菜单

功能图法：填表法、建立数据库

编制程序法：（高级）编程语言、计算模块

（3）根据可组态性判断功能块的质量：

灵活性：

功能块代替仪表的部分功能

满足过程控制的要求，专用功能块，功能参数的设置，灵活组合成各种功能。

实施功能块组态方便：提示信息、参数默认值、自动建立连接参数。

维修和调试：软接线方式、检查模块运行情况

先进性:

采用分布式控制系统的目的就是提高系统的自动化水平。

对于先进的控制算法、采用仪表时投资较大的计算指标的控制算法，功能块能否实现。

完善性：

适应常规控制、顺序控制、批量控制的要求

设置专用功能模块、扩大功能，简化组态操作。

（4）功能块按功能划分：

输入与输出类模块：

按信号的类型：模拟量、数字量、脉冲量

输入功能块：预处理（数字滤波、线性化、开方处理、工程单位转换、报警界限比较、超限报警、事故报警信号故障报警）

输出功能块：自动切换、手动信号输出、控制方式选择、输出信号限值比较、超限报警及手自动切换时的跟踪处理

控制算法类功能模块:

常规控制算法和高级控制算法

P、I、D及其组合、改进

超前滞后控制算法

开关控制算法

自整定PID控制算法

纯滞后的Smith预估控制算法

预测控制算法

运算类：

数学运算和逻辑运算(顺序功能模块、比较模块)

信号发生类：

阶跃、斜波、正弦、方波、非线性

转换类

整形、延时

脉冲记数、方波信号用于信号翻转、数据集（data set）的传送

2. 过程显示画面

过程显示画面是操作站显示屏所显示的画面，包括系统画面和过程操作画面。 系统画面：用于系统维护，通常由系统的结构、通信网络和各组成设备及运行状态等信息组成。

过程操作画面：用户过程画面、概貌画面、仪表面板画面、检测和控制点画面、趋势画面和各种画面一览表、报警与事件一览表等。

显示画面的组态：

用户过程画面的分页

静态和动态画面的绘制及合成

各画面间的连接等

从可组态性的观点来看，分页少有利于减少组态工作量，但从可操作性看，过多的设备和变量显示集中在一幅画面，容易造成操作的失误。

用户过程画面的组态:

用过程显示图形符号和数据显示组合的工作，是操作员与计算机联系的界面。 标准化：图形标准化、图库

协调性：排列位置、尺寸大小、颜色分配、数据显示刷新速率等内容的协调。 操作灵活性：动、静态画面绘制合成、画面编辑、画面调用

直观性：颜色填充、棒图升降等直观显示变化趋势的方法

3.集散控制系统的操作方式

一、仪表盘操作方式

集散控制系统的仪表盘操作指过程控制站的部分操作在仪表盘进行，它通常包括盘装的 单回路、多回路控制器、可编程逻辑控制器、模拟仪表后备和简易型操作终端的操作。

二、CRT操作方式

集散控制系统中的CRT操作方式：

通过操作站的CRT、触摸屏幕、鼠标或球标、键盘等设备或者语音等输入设备对生产过程进行操作以及系统、控制组态和维护的操作。

三. 组态操作

集散控制系统的组态操作包括分散过程控制装置和操作站的组态，可引申到现场智能变送器、一体化安装的带控制器的执行机构的组态和上位管理站的组态。 组态操作包括系统组态、控制组态、画面组态和操作组态等。

（1）系统组态

根据己有的集散控制系统，确定各设备的可寻址的标志号、各设备之间的

连接关系 所包含的软件环境以及相应操作系统。

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