计算机集散控制系统(DCS)是一种分布式计算机控制系统,它在20世纪70年代开始发展,是集中式控制系统的升级版。DCS的核心特征是“三点一线”式结构,即由现场I/O控制站、操作站和工程师站三个关键节点通过计算机网络——DCS的骨架网络(SNET)相互连接。
现场I/O控制站是与被控过程现场直接交互的部分,负责采集和处理来自现场设备的数据,并执行控制策略。操作站则为操作人员提供了人机交互界面,用于监控和控制生产过程。工程师站是系统配置和维护的核心,能够离线配置DCS,进行系统组态工作,并在线监督和调整系统状态。
DCS的系统网络SNET需要满足实时性要求,能够在确定的时间限制内完成信息传输,以适应各种实时控制需求。网络拓扑通常采用星型、总线型或环型,其中环网和总线网应用最为广泛。为了处理网络中的数据冲突,DCS网络通常采用令牌环或令牌传递(环型网)以及载波侦听多路访问/冲突检测(CSMA/CD,总线型网)机制。
工程师站是DCS系统的重要组成部分,它的主要功能包括:
1. 硬件配置组态:定义现场I/O控制站的网络参数,如站号、节点号,以及I/O点的信号属性和调理类型。
2. 数据库组态:构建实时数据库和历史数据库,定义数据库点的属性,如名称、转换系数、报警条件等。
3. 控制回路组态:设定控制算法、调节周期和参数,常利用功能块图语言进行组态。
4. 逻辑控制及批控制组态:用梯形图语言定义复杂控制流程和条件逻辑。
5. 控制算法语言的组态:提供用于编写控制算法的编程环境,以实现特定控制功能。
6. 操作员站显示画面生成:通过图形化工具创建用户界面,实现直观、高效的监控体验。
工程师站通过这些功能确保了DCS能够根据实际应用需求进行定制,从而实现对生产过程的精确控制和优化管理。在DCS的整个生命周期中,工程师站起着至关重要的作用,从系统的初始配置到后期的维护和升级,都离不开它的支持。通过不断调整和优化,DCS能够持续适应工业生产中的各种变化,提高自动化水平,保证生产效率和安全性。