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DCS基础知识
8 N( q. ~( a4 z1 ^6 g1 O$ U# T1、 什么是DCS？
3 ^7 H) M+ |/ {9 K( rDCS是分布式控制系统的英文缩写（Distributed Control System），在国内自控行业又称之为集散控制系统。 " k' ?- W: K5 E; |1 k: ]
2、 DCS有什么特点？
* ?& t0 t: I. }7 M; W8 g3 ^DCS是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物。DCS通常采用若干个控制器（过程站）对一个生产过程中的众多控制点进行控制，各控制器间通过网络连接并可进行数据交换。操作采用计算机操作站，通过网络与控制器连接，收集生产数据，传达操作指令。因此，DCS的主要特点归结为一句话就是：分散控制集中管理。
. ^4 T% ^- g1 _9 Z: \6 \4 J7 v3、 DCS的结构是怎样的？
' g, x* ^! [( Z) C& y& C上图是一个较为全面的DCS系统结构图，从结构上划分，DCS包括过程级、操作级和管理级。过程级主要由过程控制站、I/O单元和现场仪表组成，是系统控制功能的主要实施部分。操作级包括：操作员站和工程师站，完成系统的操作和组态。管理级主要是指工厂管理信息系统（MIS系统），作为DCS更高层次的应用，目前国内纸行业应用到这一层的系统较少。
2 M5 |1 `$ T: ?* f: `+ t4、 DCS的控制程序是由谁执行的？, U" V6 g* [) S* L; z" s
DCS的控制决策是由过程控制站完成的，所以控制程序是由过程控制站执行的。6 C: w9 ?" i0 z0 j& \4 [/ B
5、 过程控制站的组成如何?
( o+ ]& Y; }. C0 nDCS的过程控制站是一个完整的计算机系统，主要由电源、CPU（中央处理器）、网络接口和I/O组成
4 e1 C$ w( I; [& X+ `' W6、 I/O是什么？, M/ e2 Y) G, b) g* M
控制系统需要建立信号的输入和输出通道，这就是I/O。DCS中的I/O一般是模块化的，一个I/O模块上有一个或多个I/O通道，用来连接传感器和执行器（调节阀）。7 }0 S/ u- `& W4 u' Q7 \3 H
7、 什么是I/O单元？
9 x/ Q' c* B: q通常，一个过程控制站是有几个机架组成，每个机架可以摆放一定数量的模块。CPU所在的机架被称为CPU单元，同一个过程站中只能有一个CPU单元，其他只用来摆放I/O模块的机架就是I/O单元。/ y4 b; B4 w* ~$ k2 k3 G
8、I/O单元和CPU单元是如何连接的？5 h( L8 p1 r1 e1 k, s$ D
I/O单元与CPU是通过现场总线连接的。6 A0 v1 D7 Z" V0 e, q
9、 什么是现场总线？
% [1 i& r7 B9 Z$ F$ I' s/ K, {! r现场总线是应用于过程控制现场的一种数字网络，它不仅包含有过程控制信息交换，而且还包含设备管理信息的交流。通过现场总线，各种智能设备（智能变送器、调节法、分析仪和分布式I/O单元）可以方便地进行数据交换，过程控制策略可以完全在现场设备层次上实现。目前，使用较多的现场总线主要是FUNDATION fieldbus基金会现场总线（FF总线）和PROFIBUS现场总线。应用现场总线技术可以将各种分布在控制现场的相关智能设备和I/O单元方便的连接在一起，构成控制系统，这种结构已经成为DCS发展的趋势。7 S; S: l( J$ h1 y8 z
10、 常用的系统中采用什么现场总线？
& F) z$ _" \' O$ [1 O7 l( D }目前常用的系统主要是SIEMENS 的S7和ABB的Freelance2000，其中使用的现场总线是PROFIBUS。
' j' Z d* K7 ], S4 h- `11、表述网络传输速度的单位是什么？
& x, y, ^+ g/ ~表述网络传输速度一般以波特率（Bps）为单位，其含义是每秒钟传输的二进制数的位数。不同的网络一般波特率不同，相同的网络采用不同的网络电缆也可以达到不同的特率。例如：PROFIBUS现场总线在以双绞线作为网络电缆时通讯速度为1.5KBps，采用光缆时可以12MBps。采用普通双绞线的以太网传输速度为10MBps，采用光缆时可以达到100MBps。另外，传输距离的长短会影响传输速度，一般来说，距离越长，速度越慢。% S) w0 z7 _2 V; ^
12、什么是组态？
+ ~% Y4 H. F0 Y通过专用的软件定义系统的过程就是组态（configuration）。定义过程站各模块的排列位置和类型的过程叫过程站硬件组态；定义过程站控制策略和控制程序的过程叫控制策略组态；定义操作员站监控程序的过程叫操作员站组态；定义系统网络连接方式和各站地址的过程叫网络组态。
4 d- n$ {; k! d13、一般的操作员站和工程师站采用什么操作系统？+ r! W1 W. D) S* B
目前，我公司操作员站和工程师站采用的操作系统是中文Windows NT。$ u, K. P% _2 b- N# t
14、什么是PLC?
- C2 @* T# R+ J' A6 F! Y: ~4 pPLC就是可编程逻辑控制器。0 m6 S9 r; k$ Z- J
15、PLC能用于过程控制吗？
" a$ @& {5 d, C7 k2 o9 i$ r" r8 s& k早期的PLC只是用来完成一些电气逻辑控制和开关量，现在的PLC在性能上，特别是对模拟信号的处理能力上已经大大提高，因此现在PLC是可以用于过程控制的。9 W$ e! [, w$ k, k5 i, T4 k6 [) N
16、什么是模拟量和数字量？
7 n- b+ [9 T h8 j- [模拟量是指连续变化的信号（如4~20mA,0~5v）；数字量是只有开关状态的信号。
, x' w! c! z4 E* k( S' C17、I/O信号是如何分类的？8 e2 B/ d) x& u k
常用的I/O信号一般分为：AI、AO、DI和DO。+ ~8 i8 S: z$ Y/ O
AI--模拟量输入信号
% E+ d5 W- h8 z# @* N/ uAO--模拟量输出信号
( \% [5 @, s+ q- X* D# w9 DDI--数字量输入信号
8 f0 o3 A; i, xDO--数字量输出信号 s5 F" ^( w2 J, H! G: ?
18、什么是DCS的开放性？5 D# q6 L1 N5 c
DCS的开放性是指DCS能通过不同的接口方便地与第三方系统或设备连接，并获取其信息的性能。这种连接主要是通过网络实现的，采用通用的、开放的网络协议和标准的软件接口是DCS开放性的保障。我公司目前采用的DCS系统有很好的开放性。% K6 w7 d' r6 D0 S) z# s, [
19、什么是系统冗余？
9 I+ V7 X' y0 r在一些对系统可靠性要求很高的应用中，DCS的设计需要考虑热备份也就是系统冗余，这是指系统中一些关键模块或网络在设计上有一个或多个备份，当现在工作的部分出现问题时，系统可以通过特殊的软件或硬件自动切换到备份上，从而保证了系统不间断工作。通常设计的冗余方式包括：CPU冗余、网络冗余、电源冗余。在极端情况下，一些系统会考虑全系统冗余，即还包括I/O冗余。
0 c+ T/ n: Y! l5 `" i2 N4 _20、什么是I/O余量？8 G& @6 Q& l. q8 m# @8 ]6 Q
与冗余不同，I/O余量只是系统中I/O数量大于应用的要求，这种余量只是数量上的，主要目的是使系统今后有继续加入控制信号的可能。 |
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发表于 2011-1-13 16:37:51
发表于 2011-1-15 22:11:11
