华中科技大学：《计算机分散控制系统》课程教学资源（PPT课件）第二章 分散控制系统的结构与特点

《计算机分散控制糸统》 第二章 分散控制系统的结构与特点 能瀑与动力工程学院 2021/2/22

《计算机分散控制系统》 能 源 与 动 力 工 程 学 院 School of Energy & Power Engineering 2021/2/22 1 分散控制系统的结构与特点 第二章

《计算机分散控制糸统》 第一节分散控制系统概述 、分散控制系统的名称 分散控制系统”一词,是人们根据外国公司的产品 名称义译而得的。最为常见的有: 分散控制系统 ( Distributed Control system简称DCS); 集散控制系统 ( Total Distributed Control System简称TDCS或TDC); 分布式计算机控制系统 ( Distributed Computer Control System简称DCS)。 我国电力行业习惯称其为分散控制系统 能瀑与动力工程学院 2021/2/22

《计算机分散控制系统》 能 源 与 动 力 工 程 学 院 School of Energy & Power Engineering 2021/2/22 2 “分散控制系统”一词，是人们根据外国公司的产品 名称义译而得的。最为常见的有： • 分散控制系统 (Distributed Control System 简称 DCS)； • 集散控制系统 (Total Distributed Control System 简称TDCS或TDC)； • 分布式计算机控制系统 (Distributed Computer Control System 简称DCCS)。 我国电力行业习惯称其为分散控制系统。 第一节 分散控制系统概述 一、分散控制系统的名称

《计算机分散控制糸统》 分散控制系统的含义 着重体现在“分散”上,即: 是针对各被控设备的地理位置分散,强调 相应地系统控制设备也分散配置,即采用多台计 算机分别承担不同的控制任务 二是指控制系统所具有的功能是分散的,即 计算机控制系统的数据采集、过程控制、运行显 示、监控操作等按功能进行分散,这种功能上的 分散同时意味着整个系统的危险性分散。 能瀑与动力工程学院 2021/2/22

《计算机分散控制系统》 能 源 与 动 力 工 程 学 院 School of Energy & Power Engineering 2021/2/22 3 二、分散控制系统的含义 着重体现在“分散”上，即： 二是指控制系统所具有的功能是分散的，即 计算机控制系统的数据采集、过程控制、运行显 示、监控操作等按功能进行分散，这种功能上的 分散同时意味着整个系统的危险性分散。 一是针对各被控设备的地理位置分散，强调 相应地系统控制设备也分散配置，即采用多台计 算机分别承担不同的控制任务；

《计算机分散控制糸统》 功能分散是分散控制系统的主要内含。 在功能分散的基础上,分散控制系统又可将 运行的操作与显示集中起来,所以它又称之为 集散控制系统。 能瀑与动力工程学院 2021/2/22

《计算机分散控制系统》 能 源 与 动 力 工 程 学 院 School of Energy & Power Engineering 2021/2/22 4 功能分散是分散控制系统的主要内含。 在功能分散的基础上，分散控制系统又可将 运行的操作与显示集中起来，所以它又称之为 集散控制系统

《计算机分散控制糸统》 概括的说: 分散控制系统是一个多重物理资源和逻辑 资源(多计算机或处理单元,多数据源,多指 令源和程序)分布,采用某种互连网络或通讯 网络进行资源互连,具有高度的局部资源自治 能力、资源间的相互配合能力和资源的整体协 调与控制能力,可实现分布资源的动态管理和 分配、分布程序的并行运行、功能分散的计算 机网络控制系统。 能瀑与动力工程学院 2021/2/22

《计算机分散控制系统》 能 源 与 动 力 工 程 学 院 School of Energy & Power Engineering 2021/2/22 5 分散控制系统是一个多重物理资源和逻辑 资源(多计算机或处理单元，多数据源，多指 令源和程序)分布，采用某种互连网络或通讯 网络进行资源互连，具有高度的局部资源自治 能力、资源间的相互配合能力和资源的整体协 调与控制能力，可实现分布资源的动态管理和 分配、分布程序的并行运行、功能分散的计算 机网络控制系统。 概括的说：

《计算机分散控制糸统》 、分散控制系统的产生 DCS是在现代大型工业生产复杂的过程控制 需求推动下,在总结和吸取常规模拟仪表控制和 早期计算机控制的优点基础上,综合应用现代科 技成果而发展形成的。 美国 Honeywell公司于1975年率先研制出世 界上第一套计算机分散控制系统TDC-2000。相 继,各种分散控制系统不断涌现。 能瀑与动力工程学院 2021/2/22

《计算机分散控制系统》 能 源 与 动 力 工 程 学 院 School of Energy & Power Engineering 2021/2/22 6 三、分散控制系统的产生 DCS是在现代大型工业生产复杂的过程控制 需求推动下，在总结和吸取常规模拟仪表控制和 早期计算机控制的优点基础上，综合应用现代科 技成果而发展形成的。 美国Honeywell公司于1975年率先研制出世 界上第一套计算机分散控制系统TDC-2000。相 继，各种分散控制系统不断涌现

《计算机分散控制糸统》 分散控制系统的产生,可谓是 计算机 Computer、 控制 Control、 通信 Communication, 阴极射线管 -Cathode- Ray tube显示器) 等“4C技术的结晶。 能瀑与动力工程学院 2021/2/22

《计算机分散控制系统》 能 源 与 动 力 工 程 学 院 School of Energy & Power Engineering 2021/2/22 7 分散控制系统的产生，可谓是： 计算机—Computer、 控制—Control、 通信—Communication， 阴极射线管—Cathode-Ray Tube显示器) 等“4C”技术的结晶

《计算机分散控制糸统》 四、分散控制系统的发展 1.第一阶段(70年代中期) 是DCS的初创阶段。这一时期的产品在技术 上尚存在一定的局限性。虽然系统的控制单元 到了有效的分散,但控制单元的管理、全系 统的信息处理以及显示和操作管理等功能还相 当集中于监控计算机;系统尚采用8位或16位微 处理器;通讯所采用的是初级工业控制局部网 络;系统专用的通讯协议限制了其它系统的加 盟;有的系统还不具备顺序控制等功能。 能瀑与动力工程学院 2021/2/22

《计算机分散控制系统》 能 源 与 动 力 工 程 学 院 School of Energy & Power Engineering 2021/2/22 8 四、分散控制系统的发展 1. 第一阶段（70年代中期） 是DCS的初创阶段。这一时期的产品在技术 上尚存在一定的局限性。虽然系统的控制单元 得到了有效的分散，但控制单元的管理、全系 统的信息处理以及显示和操作管理等功能还相 当集中于监控计算机；系统尚采用8位或16位微 处理器；通讯所采用的是初级工业控制局部网 络；系统专用的通讯协议限制了其它系统的加 盟；有的系统还不具备顺序控制等功能

《计算机分散控制糸统》 2.第二阶段(80年代初、中期) 是DCS的成长阶段。其特点是:产品设计 走向标准化、模块化、工作单元结构化;控 制功能更加完善,用户界面更加友好;数据 通讯的能力大大加强并向着标准化方向发展; 管理功能得到分散;可靠性进一步提髙;系 统的适应性及其扩充的灵活性增强。 能瀑与动力工程学院 2021/2/22

《计算机分散控制系统》 能 源 与 动 力 工 程 学 院 School of Energy & Power Engineering 2021/2/22 9 是DCS的成长阶段。 其特点是：产品设计 走向标准化、模块化、工作单元结构化；控 制功能更加完善，用户界面更加友好；数据 通讯的能力大大加强并向着标准化方向发展； 管理功能得到分散；可靠性进一步提高；系 统的适应性及其扩充的灵活性增强。 2. 第二阶段(80年代初、中期)

《计算机分散控制糸统》 3.第三阶段(80年代中、后期) 是DCS的完善阶段。目前分散控制系统仍在 不断融合多种先进技术,使其规模、功能、可 靠性、柔软性、适应性、灵活性、实时性、扩 展性、经济性等不断完善和提高,促进着分散 控制系统向模块化、标准化、开放化、综合化、 集成化、智能化的方向高速发展。 至今世界上几十家公司已推出近百个分散 控制系统品种,且有几代产品。 能瀑与动力工程学院 2021/2/22

《计算机分散控制系统》 能 源 与 动 力 工 程 学 院 School of Energy & Power Engineering 2021/2/22 10 3. 第三阶段(80年代中、后期) 是DCS的完善阶段。目前分散控制系统仍在 不断融合多种先进技术，使其规模、功能、可 靠性、柔软性、适应性、灵活性、实时性、扩 展性、经济性等不断完善和提高，促进着分散 控制系统向模块化、标准化、开放化、综合化、 集成化、智能化的方向高速发展。 至今,世界上几十家公司已推出近百个分散 控制系统品种，且有几代产品