1、計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社計算機控制系統計算機控制系統第第2篇篇 集散控制系統（集散控制系統（DCS）計算機控制系統計算機控制系統第第6章章 DCS的技術概述的技術概述第第7章章 DCS的控制站的控制站第第8章章 DCS的操作員站的操作員站第第9章章 DCS的工程師站的工程師站 第第10章章 DCS的應用設計的應用設計 計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社DCS第第9章章 DCS的的工程師站工程師站9.1 DCS工程師工程師站的站的組成組成 9.2 DCS工程師工程師站的站的組態組態 計算機控制系

2、統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社第第9章章 DCS的的工程師站工程師站DCS工程師站工程師站(ES)是是DCS的人機界面的人機界面(MMI) 功能功能： 組態組態 繪圖繪圖 編程編程 兼操作員站兼操作員站計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社第第9章章 DCS的的工程師站工程師站DCS操作員站操作員站的人機界面的人機界面 首先在工程師站上首先在工程師站上生成生成， 然后然后裝入裝入操作員站運行。操作員站運行。控制站控制站的輸入輸出控制的輸入輸出控制 首先在工程師站上首先在工程師站上生成生成， 然后然后裝入裝入控制站運

3、行。控制站運行。工程師站工程師站既可以既可以在線在線工作，工作，也可以也可以離線離線工作。工作。計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社DCS第第9章章 DCS的的工程師站工程師站9.1 DCS工程師工程師站的組成站的組成 9.2 DCS工程師工程師站的站的組態組態 計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社第第9章章 DCS的的工程師站工程師站9.1 DCS工程師站的工程師站的組成組成9.1.1 DCS工程師工程師站的硬件站的硬件 9.1.2 DCS工程師工程師站的站的軟件軟件 計算機控制系統計算機控制系統 王錦標

4、王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社9.1 DCS工程師站的工程師站的組成組成9.1.1 DCS工程師站的工程師站的硬件硬件組成：組成：主機設備主機設備外部設備外部設備主機主機設備：設備：主機主機 CRT/LCD 鍵盤鍵盤鼠標鼠標 外存儲器外存儲器通信板卡通信板卡 .等等等等外部外部設備：設備：打印機打印機 鍵盤鍵盤.等等等等計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社9.1 DCS工程師站的工程師站的組成組成9.1.1 DCS工程師站的工程師站的硬件硬件主機主機： 32位或位或64位微型機或工作站，位微型機或工作站， 內存內存512MB以上，以上，

5、 硬盤硬盤(80GB以上以上)，軟盤，軟盤(1.44MB)， 光盤光盤(40倍速以上倍速以上)，CD-R或或CD-RW， 移動移動盤。盤。彩色彩色CRT或或LCD：21英寸英寸分辨率分辨率12801024或更高或更高計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社CRT主機主機鍵盤鍵盤(b)落地式落地式CRT主機主機(a) 臺式臺式鍵盤鍵盤 工程師工程師站的結構站的結構機型：機型： IPC工作站工作站結構結構： 臺式臺式 落地式落地式9.1 DCS工程師站的工程師站的組成組成9.1.1 DCS工程師站的工程師站的硬件硬件計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標

6、 編著編著清華大學出版社清華大學出版社9.1 DCS工程師站的工程師站的組成組成9.1.1 DCS工程師站的工程師站的硬件硬件工程師工程師站的結構站的結構Honeywell 計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社第第9章章 DCS的的工程師站工程師站9.1 DCS工程師站的工程師站的組成組成9.1.1 DCS工程師工程師站的站的硬件硬件9.1.2 DCS工程師工程師站的軟件站的軟件 計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社9.1 DCS工程師站的工程師站的組成組成9.1.2 DCS工程師站的工程師站的軟件軟件軟件

7、：軟件： 系統系統軟件軟件應用應用軟件軟件應用應用軟件：軟件：用戶表現形式是用戶表現形式是組態組態：操作監控層設備組態操作監控層設備組態直接控制層設備組態直接控制層設備組態控制功能組態控制功能組態操作畫面組態操作畫面組態 應用軟件應用軟件分類分類： 1. 組態組態軟件軟件 2. 繪圖繪圖軟件軟件 3. 編程編程軟件軟件計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社9.1.2 DCS工程師站的工程師站的軟件軟件1. 組態組態軟件軟件(1)系統系統組態軟件：組態軟件：建立網絡建立網絡登記設備登記設備定義系統信息定義系統信息分配系統功能分配系統功能 目的目的：將一個

8、將一個物理物理的的DCS系統系統 構成一個構成一個邏輯邏輯的的DCS系統，系統，便于系統管理、查詢、診斷和維護。便于系統管理、查詢、診斷和維護。 計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社9.1.2 DCS工程師站的工程師站的軟件軟件1. 組態組態軟件軟件(2)應用應用組態軟件：組態軟件：建立建立功能塊功能塊：輸入輸入功能塊、功能塊、輸出輸出功能塊、功能塊、運算運算功能塊功能塊連續連續控制功能塊、控制功能塊、邏輯邏輯控制功能塊控制功能塊順序順序控制功能塊、控制功能塊、程序程序功能塊功能塊構成構成控制回路控制回路：連續連續控制回路控制回路例如，單回路、串級、

9、前饋、例如，單回路、串級、前饋、邏輯邏輯控制回路控制回路順序順序控制回路控制回路計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社9.1.2 DCS工程師站的工程師站的軟件軟件1. 組態組態軟件軟件應用應用組態組態方式：方式： 填表填表組態方式組態方式 語言語言組態方式組態方式 圖形圖形組態方式組態方式 混合混合組態方式組態方式計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社1. 組態組態軟件軟件 填表填表組態方式組態方式步驟：步驟：根據控制回路或控制策略根據控制回路或控制策略 確定確定所需的功能塊，所需的功能塊，通過菜單通過菜單選

10、擇選擇功能塊，功能塊， 填寫填寫參數表：參數表：輸入輸入功能塊參數表功能塊參數表輸出輸出功能塊參數表功能塊參數表運算運算功能塊參數表功能塊參數表控制控制功能塊參數表功能塊參數表計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社1. 組態組態軟件軟件 填表填表組態方式組態方式單回路單回路PID控制控制 功能塊組成：功能塊組成：AI輸入輸入功能塊參數表功能塊參數表PID控制控制功能塊參數表功能塊參數表AO輸出輸出功能塊參數表功能塊參數表圖圖2.17 單回路單回路PID控制塊組態圖控制塊組態圖模擬量輸入塊模擬量輸入塊APVLT1235 AIPID控制塊控制塊 BOVLC

11、1235 PIDPVBIVSVCOV模擬量輸出塊模擬量輸出塊AOVLV1235 AOBOVAOI計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社1. 組態組態軟件軟件 填表填表組態方式組態方式表表4.2.1 AI功能塊功能塊參數表參數表缺省缺省TAGNAMEAI功能塊激活功能塊激活 I/O模板號模板號0063，模板內點號，模板內點號0015 項號項號參數名參數名名稱名稱數據及說明數據及說明功能塊號功能塊號 NO100-00 2工位號工位號 8個字符個字符 3算法碼算法碼 ALGORITH AIACTIVE 4未激活未激活=OFF 激活激活=ON OFF 5ATT

12、RIBUT AI功能塊屬性功能塊屬性 OPERATOR=OFF PROGRAM=ON OFF PV_ MODE PV方式方式 自動自動AUTO=OFF 手動手動MAN=ON OFF6 7 PV 過程變量過程變量 工程量工程量 RLRH 8 RH PV量程上限量程上限 工程量工程量RHRL 99999.00+99999.00 9 RL PV量程下限量程下限 工程量工程量RLRL 99999.00+99999.00 9 RL PV量程下限量程下限 工程量工程量 RLRL 99999.00+99999.00 10010 RL OV量程下限量程下限 工程量工程量RLRH 99999.00+99999.

13、00 011 EU PV工程單位工程單位 % (自定義自定義8個字符個字符)%12 S_OV OV標準數標準數 標準數標準數“01” .計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社1. 組態組態軟件軟件 填表填表組態方式組態方式優點優點：原理簡單，原理簡單，便于實現。便于實現。缺點缺點：不直觀形象，不直觀形象，使用不方便。使用不方便。計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社1. 組態組態軟件軟件 語言語言組態方式組態方式組態組態語言語言：類似于高級語言，類似于高級語言， 語句針對性強，語法簡單，語句針對性強，語法簡單，

14、面向輸入、輸出、面向輸入、輸出、 運算、控制功能塊運算、控制功能塊 ，具有一般的算術運算、邏輯運算、具有一般的算術運算、邏輯運算、 函數、程序控制語句。函數、程序控制語句。 組態語言也稱為組態語言也稱為 腳本腳本(script)語言。語言。 計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社1. 組態組態軟件軟件 語言語言組態方式組態方式步驟：步驟：編輯：編輯：用用組態語言組態語言編寫編寫 輸入、輸出、運算、控制輸入、輸出、運算、控制 功能塊程序功能塊程序 ，編譯：編譯：對功能塊程序進行編譯，對功能塊程序進行編譯， 形成組態文件形成組態文件 ， 下裝：下裝：將組態

15、文件將組態文件 下裝到控制站運行下裝到控制站運行 。計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社1. 組態組態軟件軟件 語言語言組態方式組態方式優點優點：可以編寫可以編寫 比較復雜的控制組態。比較復雜的控制組態。缺點缺點：不直觀形象，不直觀形象，開發難度大，開發難度大， 使用不方便。使用不方便。計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社 圖形圖形組態方式組態方式1. 組態組態軟件軟件步驟：步驟：調用調用功能塊，功能塊，連接連接功能塊的功能塊的輸出端和輸入端，輸出端和輸入端， 填寫填寫功能塊的功能塊的參數。參數。圖圖9.1

16、 圖形圖形組態方式組態方式 計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社 圖形圖形組態方式組態方式1. 組態組態軟件軟件基本基本圖素圖素：輸入、輸出、運算和控制功能塊，輸入、輸出、運算和控制功能塊，功能塊功能塊左側左側為輸為輸入入端、端、右側右側為輸為輸出出端。端。 圖圖9.1 圖形圖形組態方式組態方式 計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社 圖形圖形組態方式組態方式1. 組態組態軟件軟件模擬量輸入塊模擬量輸入塊APVLT1235 AIPID控制塊控制塊 BOVLC1235 PIDPVBIVSVCOV模擬量輸出塊模擬

17、量輸出塊AOVLV1235 AOBOVAOI步驟：步驟：調用調用功能塊，功能塊，連接連接功能塊的功能塊的輸出端和輸入端，輸出端和輸入端， 填寫填寫功能塊的功能塊的參數。參數。計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社 圖形圖形組態方式組態方式1. 組態組態軟件軟件模擬量輸入塊模擬量輸入塊APVLT1235 AIPID控制塊控制塊 BOVLC1235 PIDPVBIVSVCOV模擬量輸出塊模擬量輸出塊AOVLV1235 AOBOVAOI單回路單回路PID控制的組態控制的組態步驟步驟如下：如下：建立建立AI模塊模塊LT1235建立建立AO模塊模塊LV1235選

18、選AI模塊模塊LT1235，并拖放到屏幕上，并拖放到屏幕上選選PID模塊并取名模塊并取名LC1235，再拖放到屏幕上，再拖放到屏幕上選選AO模塊模塊LV1235，并拖放到屏幕上，并拖放到屏幕上計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社 圖形圖形組態方式組態方式1. 組態組態軟件軟件模擬量輸入塊模擬量輸入塊APVLT1235 AIPID控制塊控制塊 BOVLC1235 PIDPVBIVSVCOV模擬量輸出塊模擬量輸出塊AOVLV1235 AOBOVAOI單回路單回路PID控制的組態控制的組態步驟步驟如下：如下：鼠標鼠標先先點擊點擊LT1235輸出端輸出端AP

19、V， 再再點擊點擊LC1235輸入端輸入端PV，兩者之間自動形成，兩者之間自動形成連線連線；鼠標鼠標先先點擊點擊LC1235輸出端輸出端COV， 再再點擊點擊LV1235輸入端輸入端AOI，兩者之間自動形成，兩者之間自動形成連線連線；鼠標鼠標先先點擊點擊LV1235輸出端輸出端BOV， 再再點擊點擊LC1235輸入端輸入端BIV，兩者之間自動形成，兩者之間自動形成連線連線；計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社 圖形圖形組態方式組態方式1. 組態組態軟件軟件模擬量輸入塊模擬量輸入塊APVLT1235 AIPID控制塊控制塊 BOVLC1235 PIDP

20、VBIVSVCOV模擬量輸出塊模擬量輸出塊AOVLV1235 AOBOVAOI單回路單回路PID控制的組態控制的組態步驟步驟如下：如下：鼠標鼠標點擊點擊LC1235，打開打開PID控制模塊參數表控制模塊參數表(如如表表2.1.1)， 逐項逐項填寫參數填寫參數 計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社 圖形圖形組態方式組態方式1. 組態組態軟件軟件NI計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社 圖形圖形組態方式組態方式1. 組態組態軟件軟件NI計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出

21、版社 圖形圖形組態方式組態方式1. 組態組態軟件軟件優點優點：所見所得，所見所得，直觀形象，直觀形象，使用方便。使用方便。模擬量輸入塊模擬量輸入塊APVLT1235 AIPID控制塊控制塊 BOVLC1235 PIDPVBIVSVCOV模擬量輸出塊模擬量輸出塊AOVLV1235 AOBOVAOI計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社1. 組態組態軟件軟件 混合混合組態方式組態方式填表填表組態方式、組態方式、 語言語言組態方式和組態方式和圖形圖形組態方式的組態方式的綜合綜合，吸取了各自的優點，吸取了各自的優點， 并互相取長補短。并互相取長補短。 模擬量輸

22、入塊模擬量輸入塊APVLT1235 AIPID控制塊控制塊 BOVLC1235 PIDPVBIVSVCOV模擬量輸出塊模擬量輸出塊AOVLV1235 AOBOVAOI計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社9.1.2 DCS工程師站的工程師站的軟件軟件2. 繪圖繪圖軟件軟件繪圖繪圖工具工具：繪繪靜態靜態圖，繪圖，繪動態動態圖，圖，標準圖素，建動態點，標準圖素，建動態點，繪制繪制畫面畫面：通用通用畫面，畫面，專用專用畫面，畫面，管理管理畫面畫面 ，等等等等畫面畫面效果效果：模擬模擬物理裝置、測控點和控制回路，物理裝置、測控點和控制回路，聲光聲光音響效果，工

23、業音響效果，工業電視電視畫面，畫面，多媒多媒體功能，體功能，給人以給人以直觀形象直觀形象和和身臨其境身臨其境之感覺。之感覺。計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社9.1.2 DCS工程師站的工程師站的軟件軟件3. 編程編程軟件軟件編程編程語言語言： 專用控制語言專用控制語言(CL) 通用算法語言，如通用算法語言，如BASIC、C語言語言特點特點： 既有原語言的基本語法、語句和函數，既有原語言的基本語法、語句和函數， 也有也有面向過程面向過程的語句和函數，的語句和函數， 直接運用功能塊或實時數據庫的變量名。直接運用功能塊或實時數據庫的變量名。目的目的：

24、實現高級控制算法，提高控制水平，實現高級控制算法，提高控制水平， 編制優化操作與管理軟件，提高操作水平。編制優化操作與管理軟件，提高操作水平。計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社DCS第第9章章 DCS的的工程師站工程師站9.1 DCS工程師工程師站的站的組成組成9.2 DCS工程師工程師站的站的組態組態 計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社第第9章章 DCS的的工程師站工程師站9.2 DCS工程師站的工程師站的組態組態9.2.1 DCS系統設備系統設備的組態的組態9.2.2 DCS控制功能控制功能的組態的

25、組態 9.2.3 DCS操作畫面操作畫面的組態的組態計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社第第9章章 DCS的的工程師站工程師站9.2 DCS工程師站的工程師站的組態組態先先系統組態，系統組態，后后應用組態。應用組態。組態主要針對組態主要針對 直接控制層和操作監控層。直接控制層和操作監控層。組態組態順序順序：自自上上而下而下的設備組態，的設備組態， 先操作監控層，后直接控制層；先操作監控層，后直接控制層；自自下下而上而上的功能組態，的功能組態， 先直接控制層，后操作監控層。先直接控制層，后操作監控層。 計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編

26、著清華大學出版社清華大學出版社第第9章章 DCS的的工程師站工程師站9.2 DCS工程師站的工程師站的組態組態9.2.1 DCS系統設備的組態系統設備的組態 9.2.2 DCS控制功能控制功能的組態的組態 9.2.3 DCS操作畫面操作畫面的組態的組態計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社9.2 DCS工程師站的工程師站的組態組態9.2.1 DCS系統設備系統設備的組態的組態功能：功能：給網絡給網絡設備設備 分配節點地址分配節點地址含義：含義：將將物理物理DCS 構成構成邏輯邏輯DCS便于管理、查詢、便于管理、查詢、 診斷、維護診斷、維護內容：內容：1

27、. 操作監控層操作監控層設備組態設備組態2. 直接控制層直接控制層設備組態設備組態 圖圖9.2 DCS系統結構系統結構OS01CS11OS02OS03ES04SCC05CS12CS13CS14直接控制層直接控制層操作監控層操作監控層C-NET計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社9.2.1 DCS系統設備系統設備的組態的組態1. 操作監控層操作監控層設備組態設備組態設備設備：操作員站操作員站(OS)工程師站工程師站(ES) 監控計算機站監控計算機站(SCS) 計算機網關計算機網關(CG) 設備組態方式設備組態方式因因DCS而異而異圖圖9.2 DCS系統

28、結構系統結構OS01CS11OS02OS03ES04SCC05CS12CS13CS14直接控制層直接控制層操作監控層操作監控層C-NET計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社9.2.1 DCS系統設備系統設備的組態的組態1. 操作監控層操作監控層設備組態設備組態圖圖9.2 DCS系統結構系統結構OS01CS11OS02OS03ES04SCC05CS12CS13CS14直接控制層直接控制層操作監控層操作監控層C-NET內容：內容：系統取名系統取名節點組態節點組態計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社9.2.1 D

29、CS系統設備系統設備的組態的組態1. 操作監控層操作監控層設備組態設備組態系統系統取名取名 單元名單元名(Unit Names)區域名區域名(Area Names)控制臺名控制臺名(Console Names) 系統系統結構結構：被控對象分成若干個被控對象分成若干個區域區域(Area)每個區域分成若干個每個區域分成若干個單元單元(Unit) 每個單元有若干個每個單元有若干個點點(Point)計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社單元名單元名(Unit Names) 例如，某例如，某DCS 最多最多100個單元個單元 單元組態內容：單元組態內容： 序號序

30、號(No.)： 1，2，3，.，99，00 單元標識符單元標識符(Unit ID)：2個字符，個字符， 如如U1，U2，RT9.2.1 DCS系統設備系統設備的組態的組態1. 操作監控層操作監控層設備組態設備組態系統系統取名取名 計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社區域名區域名(Area Names) 例如，某例如，某DCS 最多最多10個區域個區域 區域組態內容：區域組態內容： 區域名區域名(Area Names) ：8個字符，個字符，如如AREA019.2.1 DCS系統設備系統設備的組態的組態1. 操作監控層操作監控層設備組態設備組態系統系統取

31、名取名 計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社9.2.1 DCS系統設備系統設備的組態的組態1. 操作監控層操作監控層設備組態設備組態節點節點組態組態圖圖9.2 DCS系統結構系統結構OS01CS11OS02OS03ES04SCC05CS12CS13CS14直接控制層直接控制層操作監控層操作監控層C-NET內容：內容： 分配節點號和節點名分配節點號和節點名 操作員站操作員站 節點號節點號 01、02、03， 節點名節點名 OS01、OS02、OS03 工程師站工程師站 節點號節點號 04 節點名節點名 ES04；監控計算機站監控計算機站 節點號節點號

32、05 節點名節點名 SCC05 例如，某例如，某DCS計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社9.2.1 DCS系統設備系統設備的組態的組態2. 直接控制層直接控制層設備組態設備組態設備：設備：控制站控制站 (CS)組態方式組態方式 因因CS而異而異圖圖9.2 DCS系統結構系統結構OS01CS11OS02OS03ES04SCC05CS12CS13CS14直接控制層直接控制層操作監控層操作監控層C-NET內容：內容：控制站控制站節點節點組態組態控制站控制站特性特性組態組態計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社9.

33、2.1 DCS系統設備系統設備的組態的組態2. 直接控制層直接控制層設備組態設備組態控制站控制站節點節點組態組態內容：內容： 分配節點號和節點名分配節點號和節點名 控制站控制站 節點號節點號 11、12、 13、14， 節點名節點名 CS11、CS12、 CS13、CS14 例如，某例如，某DCS圖圖9.2 DCS系統結構系統結構OS01CS11OS02OS03ES04SCC05CS12CS13CS14直接控制層直接控制層操作監控層操作監控層C-NET計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社9.2.1 DCS系統設備系統設備的組態的組態2. 直接控制層直

34、接控制層設備組態設備組態 控制站控制站特性特性組態組態內容：內容：分配各類分配各類 功能塊的個數及掃描周期功能塊的個數及掃描周期給給I/O插槽插槽 分配分配I/O模板模板 圖圖9.2 DCS系統結構系統結構OS01CS11OS02OS03ES04SCC05CS12CS13CS14直接控制層直接控制層操作監控層操作監控層C-NET計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社控制站控制站處理功能處理功能的用戶表現形式是的用戶表現形式是功能塊功能塊，控制站控制站處理容量處理容量的單位是處理單元（的單位是處理單元（processor unit，PU），），功能塊功能

35、塊占用占用PU數數取決于掃描周期。取決于掃描周期。 例如，某例如，某DCS控制站控制站 PID控制塊控制塊的掃描周期為的掃描周期為1或或0.5秒，秒， 對應占用對應占用1或或2個個PU 9.2.1 DCS系統設備系統設備的組態的組態2. 直接控制層直接控制層設備組態設備組態 控制站控制站特性特性組態組態計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社9.2.1 DCS系統設備系統設備的組態的組態2. 直接控制層直接控制層設備組態設備組態 控制站控制站特性特性組態組態例如，某例如，某DCS控制站控制站 允許最多允許最多40塊塊I/O模板模板(module numb

36、er 140)， 分布在分布在4個個I/O模板箱模板箱(file number 14)， 每個每個I/O模板箱有模板箱有15個插槽個插槽(card number 115) Honeywell 計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社I/O模板模板類型類型：HLAI(高電平高電平AI)LLAI(低電平低電平AI)LLMUX(多路低電平多路低電平AI)PI(脈沖輸入脈沖輸入)DIAODOSI(串行接口）串行接口）.等等。等等。 9.2.1 DCS系統設備系統設備的組態的組態2. 直接控制層直接控制層設備組態設備組態 控制站控制站特性特性組態組態計算機控制系統

37、計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社9.2.1 DCS系統設備系統設備的組態的組態2. 直接控制層直接控制層設備組態設備組態 控制站控制站特性特性組態組態例如，例如，某某DCS控制站控制站 特性組態主要內容如下：特性組態主要內容如下：連續連續控制控制模塊數為模塊數為128個，個，連續連續運算運算模塊數為模塊數為256個，個，邏輯邏輯控制模塊數為控制模塊數為512個，個，順序順序控制模塊數為控制模塊數為128個，個，開關設備模塊數為開關設備模塊數為512個，個，程序模塊數為程序模塊數為64，掃描周期為掃描周期為1(s)，.等等等等 計算機控制系統計算機控制系統 王錦

38、標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社9.2.1 DCS系統設備系統設備的組態的組態2. 直接控制層直接控制層設備組態設備組態 控制站控制站特性特性組態組態例如，某例如，某DCS控制站控制站 有有40塊塊I/O模板，模板， 逐塊板組態。逐塊板組態。 I/O模板模板Honeywell 計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社9.2.1 DCS系統設備系統設備的組態的組態2. 直接控制層直接控制層設備組態設備組態 控制站控制站特性特性組態組態例如，某例如，某DCS控制站控制站 有有40塊塊I/O模板，逐塊板組態。模板，逐塊板組態。 組態的主要組態的主

39、要內容內容：I/O模模板號板號(Module Number)：1I/O模板模板箱號箱號(File Number)：1I/O模板模板槽號槽號(Card Number)：3I/O模板模板類型類型(Module Type)：HLAII/O模板模板冗余冗余選擇選擇(Redundancy Option)： REDUN(冗余冗余)冗余的冗余的I/O模板箱號模板箱號(File Number)：2冗余的冗余的I/O模板槽號模板槽號(Card Number)：3 計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社第第9章章 DCS的的工程師站工程師站9.2 DCS工程師站的工程師站

40、的組態組態9.2.1 DCS系統設備系統設備的組態的組態9.2.2 DCS控制功能的組態控制功能的組態 9.2.3 DCS操作畫面操作畫面的組態的組態計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社9.2 DCS工程師站的工程師站的組態組態9.2.2 DCS控制功能控制功能的組態的組態直接控制層的直接控制層的主要設備是主要設備是控制站控制站(CS)組態組態內容內容：(1)建立建立功能塊功能塊： 輸入功能塊輸入功能塊 輸出功能塊輸出功能塊 運算運算功能功能塊塊 連續控制連續控制功能功能塊塊 邏輯控制邏輯控制功能功能塊塊 順序控制順序控制功能功能塊塊(2)構成構成控

41、制回路控制回路： 單回路單回路 前饋前饋 串級串級 比值比值 計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社組態組態依據依據：根據根據I/O模板模板 建立建立 輸入輸入功能塊、功能塊、輸出輸出功能塊；功能塊；根據根據控制要求控制要求 建立建立 運算運算功能功能塊、塊、控制控制功能功能塊，塊， 構成構成 連續連續控制、控制、邏輯邏輯控制、控制、順序順序控制回路控制回路9.2 DCS工程師站的工程師站的組態組態9.2.2 DCS控制功能控制功能的組態的組態計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社9.2 DCS工程師站的工程師

42、站的組態組態9.2.2 DCS控制功能控制功能的組態的組態組態組態順序順序： 輸入輸入功能功能塊塊 輸出輸出功能功能塊塊運算運算功能功能塊塊 控制控制功能功能塊塊組態組態結果結果： 所見所得，自動形成組態文件。所見所得，自動形成組態文件。功能塊功能塊執行執行：組態文件組態文件 下裝下裝到控制站，到控制站，在在控制站控制站 執行執行構成控制回路的功能塊。構成控制回路的功能塊。計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社9.2 DCS工程師站的工程師站的組態組態9.2.2 DCS控制功能控制功能的組態的組態1. 輸入輸入功能塊組態功能塊組態2. 輸出輸出功能塊組

43、態功能塊組態3. 運算運算功能塊組態功能塊組態4. 控制控制功能塊組態功能塊組態計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社9.2.2 DCS控制功能控制功能的組態的組態1. 輸入輸入功能塊組態功能塊組態輸入輸入功能功能塊塊 與輸入模板的信號點與輸入模板的信號點 一一對應一一對應，PT121 AIPVLT122 AIPVFT128 AIPV.AI1模擬量模擬量輸入板輸入板AI8.輸入輸入功能功能塊組態方式塊組態方式 因因DCS而異，而異，以某以某DCS為例。為例。計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社工工位號位號（T

44、ag Name）：）：8字符串，字符串，如如FT123工程工程單位單位（E. U. Descriptor）：）：8個字符串，個字符串，如如m3/s單元標識（單元標識（Unit ID）：）：2個字符串，個字符串，如如U21.輸入輸入功能塊組態功能塊組態某某DCS的高電平模擬量輸入的高電平模擬量輸入(HLAI)功能塊的功能塊的 主要組態內容如下：主要組態內容如下： PT121 AIPVLT122 AIPVFT128 AIPV.AI1模擬量模擬量輸入板輸入板AI8.計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社I/O模模板號板號（Module Number）：）：1

45、，2，40，如如8模板內模板內點號點號（Slot Number）：）：1，2，16，如如5模入模板模入模板類型類型（Module Type）：）：HLAI，LLAI， LLMUX，PI，如如HLAIHLAI信號類型（信號類型（Sensor Type）：）：15V或或05V，如如15V1.輸入輸入功能塊組態功能塊組態某某DCS的高電平模擬量輸入的高電平模擬量輸入(HLAI)功能塊的功能塊的 主要組態內容如下：主要組態內容如下： 計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社信號特性（信號特性（PVCHAR）：）：LINEAR（線性）或（線性）或SQRROOT（開

46、方），（開方），如如SQRROOT輸入方向（輸入方向（Input Direction）：）：DIRECT（正向）或（正向）或REVERSE（反向），（反向），如如DIRECT 1.輸入輸入功能塊組態功能塊組態某某DCS的高電平模擬量輸入的高電平模擬量輸入(HLAI)功能塊的功能塊的 主要組態內容如下：主要組態內容如下： 計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社1.輸入輸入功能塊組態功能塊組態量程量程上限上限（Range High）：）：107，如如100.0量程量程下限下限（Range Low）：）：107，如如0.0某某DCS的高電平模擬量輸入的高電平

47、模擬量輸入(HLAI)功能塊的功能塊的 主要組態內容如下：主要組態內容如下： 計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社1.輸入輸入功能塊組態功能塊組態高高高高限報警點（限報警點（High High Trip Point）：量程范圍內，）：量程范圍內， 如如90.0高高限報警點（限報警點（High Trip Point）：量程范圍內，）：量程范圍內，如如80.0低低限報警點（限報警點（Low Trip Point）：量程范圍內，）：量程范圍內，如如30.0低低低低限報警點（限報警點（Low Low Trip Point）：量程范圍內，）：量程范圍內， 如如

48、20.0某某DCS的高電平模擬量輸入的高電平模擬量輸入(HLAI)功能塊的功能塊的 主要組態內容如下：主要組態內容如下： 計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社9.2.2 DCS控制功能控制功能的組態的組態2. 輸出輸出功能塊組態功能塊組態輸出功能塊輸出功能塊 與輸出模板的信號點與輸出模板的信號點 一一對應一一對應，PV121 AOOVLV122 AOOVFV128 AOOV.IVIVIVAO1模擬量模擬量輸出板輸出板AO8.輸出功能塊組態方式輸出功能塊組態方式 因因DCS而異，而異，以某以某DCS為例。為例。計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標

49、 編著編著清華大學出版社清華大學出版社2.輸出輸出功能塊組態功能塊組態某某DCS的模擬量輸出的模擬量輸出(AO)功能塊的功能塊的 主要組態內容如下：主要組態內容如下： 工工位號位號（Tag Name）：）：8個字符串，個字符串，如如FV123單元標識（單元標識（Unit ID）：）：2個字符串，個字符串，如如U2PV121 AOOVLV122 AOOVFV128 AOOV.IVIVIVAO1模擬量模擬量輸出板輸出板AO8.計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社2.輸出輸出功能塊組態功能塊組態AO模模板號板號（Module Number）：）：1，2，4

50、0，如如2模板內模板內點號點號（Slot Number）：）：1，2，8，如如6輸出輸出方向方向（Output Direction）：）：DIRECT(正向正向)或或 REVERSE(反向反向)，如如DIRECT某某DCS的模擬量輸出的模擬量輸出(AO)功能塊的功能塊的 主要組態內容如下：主要組態內容如下： 計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社2.輸出輸出功能塊組態功能塊組態輸出特性（輸出特性（OPCHAR）：）：OFF（無）或（無）或ON（有），（有），如如ON 如果選如果選ON，則需填折線輸出點，則需填折線輸出點(Xi， Yi) ， 形成形成非線

51、性輸出非線性輸出特性。特性。非線性輸出非線性輸出X0XYY0X1Y1XnYnY2Xn-1Yn-1X2某某DCS的模擬量輸出的模擬量輸出(AO)功能塊的功能塊的 主要組態內容如下：主要組態內容如下： 計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社9.2.2 DCS控制功能控制功能的組態的組態3. 運算運算功能塊組態功能塊組態運算功能塊運算功能塊類型類型： 代數運算代數運算 信號選擇信號選擇 數據選擇數據選擇 數值限制數值限制 報警檢查報警檢查 計算公式計算公式 傳遞函數傳遞函數組態方式組態方式 因因DCS而異，而異， 因功能塊而異。因功能塊而異。計算機控制系統計

52、算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社組態組態步驟步驟：點擊運算功能塊窗口，點擊運算功能塊窗口，打開運算功能塊類型菜單；打開運算功能塊類型菜單；點擊某運算功能塊類型點擊某運算功能塊類型(如如代數代數運算功能塊運算功能塊)窗口，窗口， 打開該類型下的算法功能塊菜單；打開該類型下的算法功能塊菜單；點擊某算法功能塊點擊某算法功能塊(如如乘法乘法MULTIP)窗口，窗口， 將此功能塊框圖將此功能塊框圖 拖到屏幕某個位置；拖到屏幕某個位置；點擊該功能塊框圖，點擊該功能塊框圖， 打開參數表窗口，打開參數表窗口， 逐項逐項填表填表。9.2.2 DCS控制功能控制功能的組態的組態3.

53、 運算運算功能塊組態功能塊組態乘法乘法模塊模塊YX1X2工位號工位號MULTIP計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社9.2.2 DCS控制功能控制功能的組態的組態3. 運算運算功能塊組態功能塊組態乘法乘法功能塊組態內容：功能塊組態內容：工位號（工位號（Tag Name）：）：MULT123控制站節點號（控制站節點號（Network Number）：）：13功能功能塊號（塊號（Module Number）：）：6輸入信號輸入信號1（Input1）：）：FT124輸入信號輸入信號2（Input1）：）：PT125系數系數K1、K2偏置偏置A1、A2、A3

54、 3222111)(AAXKAXKY乘法乘法模塊模塊YX1X2工位號工位號MULTIP計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社9.2.2 DCS控制功能控制功能的組態的組態4. 控制控制功能塊組態功能塊組態控制功能塊控制功能塊類型類型：連續連續控制控制功能功能塊塊邏輯邏輯控制控制功能功能塊塊順序順序控制控制功能功能塊塊組態方式組態方式 因因DCS而異，而異， 因因功能功能塊而異。塊而異。計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社4.控制控制功能塊組態功能塊組態(1) 連續連續控制功能塊組態控制功能塊組態 連續控制的連

55、續控制的核心核心是是PID控制塊，控制塊， PID控制塊與輸入、輸出、運算塊相結合，控制塊與輸入、輸出、運算塊相結合，可以可以構成構成單回路、串級、前饋、比值、單回路、串級、前饋、比值、 選擇性、分程、純遲延補償、選擇性、分程、純遲延補償、 解耦控制回路、等等，解耦控制回路、等等，圖圖9.3 單回路單回路PID控制塊組態圖控制塊組態圖模擬量輸入塊模擬量輸入塊 PV FT123AIPID控制塊控制塊 BOV FC123 PIDPVBIVSV OV模擬量輸出塊模擬量輸出塊 OV FV123AOBOVIV計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社4.控制控制功能

56、塊組態功能塊組態(1) 連續連續控制功能塊組態控制功能塊組態 PID控制塊的信號及參數控制塊的信號及參數 因因DCS而異，而異，采用功能塊采用功能塊圖形組態圖形組態方式，方式， 構成控制回路。構成控制回路。 圖圖9.3 單回路單回路PID控制塊組態圖控制塊組態圖模擬量輸入塊模擬量輸入塊 PV FT123AIPID控制塊控制塊 BOV FC123 PIDPVBIVSV OV模擬量輸出塊模擬量輸出塊 OV FV123AOBOVIV計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社4.控制控制功能塊組態功能塊組態圖圖9.3所示的所示的單回路單回路PID控制的組態控制的組

57、態步驟步驟如下：如下：組態組態建立建立 模擬量輸入模擬量輸入(AI)功能塊功能塊FT123；組態組態建立建立 模擬量輸出模擬量輸出(AO)功能塊功能塊FV123；(1) 連續連續控制功能塊組態控制功能塊組態 圖圖9.3 單回路單回路PID控制塊組態圖控制塊組態圖模擬量輸入塊模擬量輸入塊 PV FT123AIPID控制塊控制塊 BOV FC123 PIDPVBIVSV OV模擬量輸出塊模擬量輸出塊 OV FV123AOBOVIV計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社4.控制控制功能塊組態功能塊組態圖圖9.3所示的所示的單回路單回路PID控制的組態控制的組

58、態步驟步驟如下：如下：點擊輸入功能塊窗口，點擊輸入功能塊窗口， 選擇模擬量輸入選擇模擬量輸入(AI)功能塊功能塊FT123，再再拖放拖放到到CRT或或LCD屏幕上；屏幕上；(1) 連續連續控制功能塊組態控制功能塊組態 模擬量輸入塊模擬量輸入塊 PV FT123AI計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社4.控制控制功能塊組態功能塊組態圖圖9.3所示的單回路所示的單回路PID控制的組態控制的組態步驟步驟如下：如下：點擊點擊PID控制功能塊窗口，控制功能塊窗口， 選擇選擇PID功能塊并取名功能塊并取名FC123， 再再拖放拖放到到CRT或或LCD屏幕上；屏幕

59、上；(1) 連續連續控制功能塊組態控制功能塊組態 模擬量輸入塊模擬量輸入塊 PV FT123AIPID控制塊控制塊 BOV FC123 PIDPVBIVSV OV計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社4.控制控制功能塊組態功能塊組態圖圖9.3所示的單回路所示的單回路PID控制的組態控制的組態步驟步驟如下：如下：點擊輸出功能塊窗口，點擊輸出功能塊窗口， 選擇模擬量輸出選擇模擬量輸出(AO)功能塊功能塊FV123， 再再拖放拖放到到CRT或或LCD屏幕上；屏幕上；(1) 連續連續控制功能塊組態控制功能塊組態 模擬量輸入塊模擬量輸入塊 PV FT123AIP

60、ID控制塊控制塊 BOV FC123 PIDPVBIVSV OV模擬量輸出塊模擬量輸出塊 OV FV123AOBOVIV計算機控制系統計算機控制系統 王錦標王錦標 編著編著清華大學出版社清華大學出版社4.控制控制功能塊組態功能塊組態圖圖9.3所示的單回路所示的單回路PID控制的組態控制的組態步驟步驟如下：如下：點擊點擊FT123輸出端輸出端PV， 再點擊再點擊FC123輸入端輸入端PV，兩者之間自動形成兩者之間自動形成連線連線；(1) 連續連續控制功能塊組態控制功能塊組態 模擬量輸入塊模擬量輸入塊 PV FT123AIPID控制塊控制塊 BOV FC123 PIDPVBIVSV OV模擬量輸出