过程控制发展历程.ppt

2023/6/181先进过程控制 王卓 房间：A楼608 电话：3873 E-mail： 2023/6/182第一讲 过程控制系统发展历程及先进控制技术现状 2023/6/183内容过程控制系统发展先进控制简介先进控制产品现状课程内容和考核办法 2023/6/184计算机控制系统的进化手动?气动?电动?计算机控制50年前 70年代 80年代 90年代 2023/6/185集中型计算机控制系统 直接数字控制系统(DDC)?集中型计算机控制系统?分层计算机控制系统。 直接数字控制系统(DDC) ：主要是由一台数字计算机替代一组模拟控制器 集中型计算机控制系统：把几十个甚至几百个控制回路以及上千个过程变量的显示、操作和控制集中在单一计算机上来实现。即在一台计算机上实现过程监视、数据收集、数据处理、数据存储、报警和登录、控制等功能。 2023/6/186集中型计算机控制系统  -计算机和调节器混合控制系统 控制功能由传统的模拟仪表来实现 2023/6/187集中型计算机控制系统  -监督计算机控制系统(SCC) 控制功能由DDC计算机来实现 2023/6/188集散型计算机控制系统 DCS的核心结构 ——三点一线 ：计算机网络 过程控制站 操作站 工程师站 引入网络 2023/6/189集散型计算机控制系统 缺点：DCS系统中最关键的部分是与工业生产过程打交道的过程控制站，它仍然是集中的。 4~20mA信号，以模拟方式进行传输。这种方式在检测环节存在的问题是精度低、动态补偿能力差、无自诊断功能，在传输上存在的问题是单向性 2023/6/1810著名的DCS厂商EmersonHoneywellRockwellSiemensGEABB横河和利时浙大中控上海新华 2023/6/1811现场总线控制系统(FCS) 定义：现场总线是将现场仪表与控制室系统连接起来的全数字化、双向、多站的通信网络。 特点：通信数字化控制功能全分布 优点：智能化、简单化、标准化 低成本、易移植、易扩展 2023/6/1812现场总线控制系统(FCS) 优点：结构开放，系统集成灵活、方便；硬件智能化、传输数字化、控制计算高品质化等特点；布线容易，便于施工，可节省大量电缆、控制设备，从而降低系统成本 。 2023/6/1813现场总线控制系统(FCS)-结构 数字网络深入现场控制功能下放到现场 2023/6/1814现场总线控制系统(FCS)-标准组织：IEC和ISOIEC61158(99年)FF H1 , ControlNet，Profibus，P-Net，FF H2， SwiftNet，WorldFIP，Interbus 随后IEC TC17B通过了三种总线标准：SDS（Smart Distributed System）ASI（Actuator Sensor Interface）Device NETISO11898的CAN（Control Area Network） EPA——我国自主制定 2023/6/1815现场总线控制系统(FCS) -多样性行业习惯如Profibus一直应用于PLC行业，FF应用于仪表行业； 利益冲突各工控厂商不愿放弃自己的标准和已占有的市场份额； 领域差别不同的现场总线有着不同的应用领域，不存在能解决所有工业问题的现场总线。 2023/6/1816现场总线控制系统(FCS)-标准工业以太网－－21世纪的新宠Ethernet ProtocolComplementary device netowrksEtherNet/IPDeviceNet, ControlNetFoundation Fieldbus HSEFoundation Fieldbus H1IDAIDA, Modbus TCP/IPPROFInetProfibus DP, Profibus PA, AS-i 2023/6/1817工业以太网工业以太网伴随总线集成方法支持的厂商EtherNet/IPDeviceNet, ControlNet封装法美国罗克维尔公司Foundation Fieldbus HSEFoundation FieldbusH1封装法现场总线基金会IDAIDA, Modbus TCP/IP封装法法国施耐德公司PROFInetProfibus DP, Profibus PA, AS-I网关/代理服务器法德国西门子公司OPC--OPC基金会 2023/6/1818现场总线控制系统(FCS)-NCS3000 2023/6/1819NCS4000 2023/6/1820当前过程控制系统发展的主要特点生产装置实施先进控制成为主流卡边生产低投入，高产出APC软件应用年增长率－－30%过程优化受到普遍重视DCS走向国际标准开放系统?FC