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分散控制系統(tǒng)(1)現(xiàn)場控制單元現(xiàn)場控制單元一般遠離控制中心，安裝在靠近現(xiàn)場的地方，其高度模塊化結構可以根據(jù)過程監(jiān)測和控制的需要配置成由幾個監(jiān)控點到數(shù)百個監(jiān)控點的規(guī)模不等的過程控制單元?，F(xiàn)場控制單元的結構是由許多功能分散的插板（或稱卡件）按照一定的邏輯或物理順序安裝在插板箱中，各現(xiàn)場控制單元及其與控制管理級之間采用總線連接，以實現(xiàn)信息交互?，F(xiàn)場控制單元的硬件配置需要完成以下內(nèi)容：插件的配置根據(jù)系統(tǒng)的要求和控制規(guī)模配置主機插件（CPU插件）、電源插件、I/O插件、通信插件等硬件設備；硬件冗余配置對關鍵設備進行冗余配置是提高DCS可靠性的一個重要手段，DCS通常可以對主機插件、電源插件、通信插件和網(wǎng)絡、關鍵I/O插件都可以實現(xiàn)冗余配置。硬件安裝不同的DCS，對于各種插件在插件箱中的安裝，會在邏輯順序或物理順序上有相應的規(guī)定。另外，現(xiàn)場控制單元通常分為基本型和擴展型兩種，所謂基本型就是各種插件安裝在一個插件箱中，但更多的時候時需要可擴展的結構形式，即一個現(xiàn)場控制單元還包括若干數(shù)字輸入/輸出擴展單元，相互間采用總線連成一體。就本質(zhì)而言，現(xiàn)場控制單元的結構形式和配置要求與模塊化PLC的硬件配置是一致的。
分散控制系統(tǒng)(2)操作站操作站用來顯示并記錄來自各控制單元的過程數(shù)據(jù)，是人與生產(chǎn)過程信息交互的操作接口。典型的操作站包括主機系統(tǒng)、顯示設備、鍵盤輸入設備、信息存儲設備和打印輸出設備等，主要實現(xiàn)強大的顯示功能（如模擬參數(shù)顯示、系統(tǒng)狀態(tài)顯示、多種畫面顯示等等）、報警功能、操作功能、報表打印功能、組態(tài)和編程功能等等。另外，DCS操作站還分為操作員站和工程師站。從系統(tǒng)功能上看，前者主要實現(xiàn)一般的生產(chǎn)操作和監(jiān)控任務，具有數(shù)據(jù)采集和處理、監(jiān)控畫面顯示、故障診斷和報警等功能。后者除了具有操作員站的一般功能以外，還應具備系統(tǒng)的組態(tài)、控制目標的修改等功能。從硬件設備上看，多數(shù)系統(tǒng)的工程師站和操作員站合在一起，僅用一個工程師鍵盤加以區(qū)分。
分散控制系統(tǒng)DCS的軟件系統(tǒng)編輯DCS的軟件體系如圖3.2所示，通?？梢詾橛脩籼峁┫喈斬S富的功能軟件模塊和功能軟件包，控制工程師利用DCS提供的組態(tài)軟件，將各種功能軟件進行適當?shù)摹敖M裝連接”（即組態(tài)），生成滿足控制系統(tǒng)的要求各種應用軟件。
分散控制系統(tǒng)(1)現(xiàn)場控制單元的軟件系統(tǒng)現(xiàn)場控制單元的軟件主要包括以實時數(shù)據(jù)庫為中心的數(shù)據(jù)巡檢、控制算法、控制輸出和網(wǎng)絡通信等軟件模塊組成。實時數(shù)據(jù)庫起到了中心環(huán)節(jié)的作用，在這里進行數(shù)據(jù)共享，各執(zhí)行代碼都與它交換數(shù)據(jù)，用來存儲現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)、控制輸出以及某些計算的中間結果和控制算法結構等方面的信息。數(shù)據(jù)巡檢模塊用以實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)、故障信號的采集，并實現(xiàn)必要的數(shù)字濾波、單位變換、補償運算等輔助功能。DCS的控制功能通過組態(tài)生成，不同的系統(tǒng)，需要的控制算法模塊各不相同，通常會涉及以下一些模塊：算術運算模塊、邏輯運算模塊、PID控制模塊、變型PID模塊、手自動切換模塊、非線性處理模塊、執(zhí)行器控制模塊等等?？刂戚敵瞿K主要實現(xiàn)控制信號以故障處理的輸出。
分散控制系統(tǒng)(2)操作站的軟件系統(tǒng)DCS中的操作站用以完成系統(tǒng)的開發(fā)、生成、測試和運行等任務，這就需要相應的系統(tǒng)軟件支持，這些軟件包括操作系統(tǒng)、編程語言及各種工具軟件等。一套完善的DCS，在操作站上運行的應用軟件應能實現(xiàn)如下功能：實時數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡管理、歷史數(shù)據(jù)庫管理、圖形管理、歷史數(shù)據(jù)趨勢管理、數(shù)據(jù)庫詳細顯示與修改、記錄報表生成與打印、人機接口控制、控制回路調(diào)節(jié)、參數(shù)列表、串行通信和各種組態(tài)等。
DCS的組態(tài)（開發(fā)與生成）編輯DCS的開發(fā)過程主要是采用系統(tǒng)組態(tài)軟件依據(jù)控制系統(tǒng)的實際需要生成各類應用軟件的過程。組態(tài)軟件功能包括基本配置組態(tài)和應用軟件組態(tài)。基本配置組態(tài)是給系統(tǒng)一個配置信息，如系統(tǒng)的各種站的個數(shù)、它們的索引標志、每個控制站的最大點數(shù)、最短執(zhí)行周期和內(nèi)存容量等。應用軟件的組態(tài)則包括比較豐富的內(nèi)容，主要包括以下幾個方面。
分散控制系統(tǒng)(1)控制回路的組態(tài)控制回路的組態(tài)在本質(zhì)上就是利用系統(tǒng)提供的各種基本的功能模塊，來構成各種各樣的實際控制系統(tǒng)。目前各種不同的DCS提供的組態(tài)方法各不相同，歸納起來有指定運算模塊連接方式、判定表方式、步驟記錄方式等等。指定運算模塊連接方式是通過調(diào)用各種獨立的標準運算模塊，用線條連接成多種多樣的控制回路，最終自動生成控制軟件，這是一種信息流和控制功能都很直觀的組態(tài)方法。判定表方式是一種純粹的填表形式，只要按照組態(tài)表格的要求，逐項填入內(nèi)容或回答問題即可，這種方式很利于用戶的組態(tài)操作。步驟記入方式是一種基于語言指令的編寫方式，編程自由度大，各種復雜功能都可通過一些技巧實現(xiàn)，但組態(tài)效率較低。另外，由于這種組態(tài)方法不夠直觀，往往對組態(tài)工程師在技術水平和組態(tài)經(jīng)驗有較高的要求。

NKTU01-4
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