第9章 分布式控制系统2(2)

计算机控制技术基础

第九章 分布式计算机控制系统

计算机控制技术基础

内容提要 概述 分布式控制的技术发展 分布式计算机控制系统的基本控制器 分布式计算机控制系统和先进控制 分布式控制系统的应用 小结

计算机控制技术基础

分布式计算机控制系统的基本控制器 基本控制器的构成

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分布式计算机控制系统的基本控制器(2)CPU— 对信号进行运算和处理，并对基本控制器内部各单元执行操作 控制和故障诊断◆

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存储器— 程序存储器用于存放基本控制器的管理、监控程序和标准算法 程序 — 工作存储器用于保存现场信号、操作设定值、重要的中间结果、 最终输出结果、上级计算机的高级控制命令和文件，以及控制组 态字和控制参数等信息

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分布式计算机控制系统的基本控制器()◆

操作员接口— 完成基本控制器和数据输入板DEP、模拟显示单元之间的信息交 换

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通信接口— 完成基本控制器和数据高速通道之间的信息发送和接收，并进行检 错、串/并互换、DMA控制等

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扩展接口— 完成其它扩展功能

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分布式计算机控制系统的基本控制器()◆

输入通道— 将模拟信号经模拟滤波、采样、放大、A/D转换后的数字信号送入 CPU

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输出通道— 将CPU输出的数据进行D/A转换，经保持电路后控制执行机构

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终端板— 与过程变送器和执行器直接相连，起到基本控制器与过程之间的接 口作用，板上配又电平转换电路，可将输入信号转换为标准信号

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分布式计算机控制系统的基本控制器()◆

基本控制器的两种形式— 以模拟控制为主，带有简单的程序控制功能 — 以顺序控制、程序控制为主，兼有模拟控制功能 — 一般系统中通常两种形式的基本控制器混用

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分布式计算机控制系统的基本控制器() 基本控制器的功能◆

控制功能 — 基本的PID控制

— 远方/本地设定值功能、数字逻辑功能、以时间或逻 辑为基础的程序控制功能、远方调整参数功能、远方/本 地手动功能、多种报警功能、多种数字滤波功能和算术运 算功能，这些功能可组合成相当复杂的控制算式

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分布式计算机控制系统的基本控制器()◆

接口功能 — 在采集数据后进行预处理并向上级计算机传送， 其工作存储器可作为上级计算机的分散数据存储 器，供上级计算机直接查用

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分布式计算机控制系统的基本控制器()◆

基本控制器的工作方式— 自动控制：由操作员在数据输入板DEP上设定本地设定值 — 串级控制：其给定值是其它某一个回路的输出值，由组态字指 定 — 上级计算机控制：由监控计算机代替基本控制器进行控制，它 经高速数据通道输出基本控制器的给定值或输出幅值 — 手动：操作员在DEP

或CRT上直接调整回路的输出 — 回路手动：在选用的模拟显示器上通过增/减键调整输出，基本 控制器处于保持状态

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分布式计算机控制系统的基本控制器() 基本控制器的工作原理◆

控制流程图

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分布式计算机控制系统的基本控制器()◆

典型控制回路

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分布式计算机控制系统的基本控制器()◆

标准算法 — 管理程序 — 输入/输出处理程序 — 运算处理程序 — 控制处理程序 — 控制算法程序

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分布式计算机控制系统的基本控制器()◆

控制软件包的结构

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分布式计算机控制系统的基本控制器() 基本控制器的可靠性◆

冗余手段

— 每若干台基本控制器有一个备用控制器，再加上一个 备用切换指挥器构成无中断控制系统◆

自诊断措施

— 启动时的初始化检查，每隔一定时间进行在线的周期 性检查

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分布式计算机控制系统的基本控制器() 基本控制器的特征◆

带有固化的软件 算法可以组态，形成相对高级的控制算法 可以与上级计算机配合，完成高级控制功能 功能可变，改变控制方案不必更换硬件 可以在就地操作员单元上显示和调整各种参数 具有自诊断功能

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