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DCS系统软件构成

文章出处:河北康吉森 人气:发表时间:2021-9-8 10:45:10

   DCS系统软件构成,通常可以为用户提供相当丰富的功能软件模块和功能软件包,控制工程师利用DCS系统提供的组态软件,将各种功能软件进行适当的“组装连接”(即组态),生成满足控制系统的要求各种应用软件。


DCS系统软件构成

   

   DCS系统现场控制单元的软件主要包括以实时数据库为中心的数据巡检、控制算法、控制输出和网络通信等软件模块组成。实时数据库起到了中心环节的作用,在这里进行数据共享,各执行代码都与它交换数据,用来存储现场采集的数据、控制输出以及某些计算的中间结果和控制算法结构等方面的信息。数据巡检模块用以实现现场数据、故障信号的采集,并实现必要的数字滤波、单位变换、补偿运算等辅助功能。DCS的控制功能通过组态生成,不同的系统,需要的控制算法模块各不相同,通常会涉及以下一些模块:算术运算模块、逻辑运算模块、PID控制模块、变型PID模块、手自动切换模块、非线性处理模块、执行器控制模块等等。控制输出模块主要实现控制信号以故障处理的输出。

   DCS系统中的操作站用以完成系统的开发、生成、测试和运行等任务,这就需要相应的系统软件支持,这些软件包括操作系统、编程语言及各种工具软件等。一套完善的DCS,在操作站上运行的应用软件应能实现如下功能:实时数据库、网络管理、历史数据库管理、图形管理、历史数据趋势管理、数据库详细显示与修改、记录报表生成与打印、人机接口控制、控制回路调节、参数列表、串行通信和各种组态等。

   DCS系统的开发过程主要是采用系统组态软件依据控制系统的实际需要生成各类应用软件的过程。组态软件功能包括基本配置组态和应用软件组态。基本配置组态是给系统一个配置信息,如系统的各种站的个数、它们的索引标志、每个控制站的最大点数、最短执行周期和内存容量等。应用软件的组态则包括比较丰富的内容,主要包括以下几个方面。

(1) 控制回路的组态

   控制回路的组态在本质上就是利用系统提供的各种基本的功能模块,来构成各种各样的实际控制系统。目前各种不同的DCS系统提供的组态方法各不相同,归纳起来有指定运算模块连接方式、判定表方式、步骤记录方式等等。

   指定运算模块连接方式是通过调用各种独立的标准运算模块,用线条连接成多种多样的控制回路,最终自动生成控制软件,这是一种信息流和控制功能都很直观的组态方法。判定表方式是一种纯粹的填表形式,只要按照组态表格的要求,逐项填入内容或回答问题即可,这种方式很利于用户的组态操作。

   步骤记入方式是一种基于语言指令的编写方式,编程自由度大,各种复杂功能都可通过一些技巧实现,但组态效率较低。另外,由于这种组态方法不够直观,往往对组态工程师在技术水平和组态经验有较高的要求。

(2) 实时数据库生成

   实时数据库是DCS最基本的信息资源,这些实时数据由实时数据库存储和管理。在DCS中,建立和修改实时数据库记录的方法有多种,常用的方法是用通用数据库工具软件生成数据库文件,系统直接利用这种数据格式进行管理或采用某种方法将生成的数据文件转换为DCS所要求的格式。

(3) 工业流程画面的生成

   DCS系统是一种综合控制系统,它必须具有丰富的控制系统和检测系统画面显示功能。显然,不同的控制系统,需要显示的画面是不一样的。总的来说,结合总貌、分组、控制回路、流程图、报警等画面,以字符、棒图、曲线等适当的形式表示出各种测控参数、系统状态,是DCS组态的一项基本要求。此外,根据需要还可显示各类变量目录画面、操作指导画面、故障诊断画面、工程师维护画面和系统组态画面。

(4) 历史数据库的生成

   所有DCS系统都支持历史数据存储和趋势显示功能,历史数据库通常由用户在不需要编程的条件下,通过屏幕编辑编译技术生成一个数据文件,该文件定义了各历史数据记录的结构和范围。历史数据库中数据一般按组划分,每组内数据类型、采样时间一样。在生成时对各数据点的有关信息进行定义。

(5) 报表生成

   DCS系统的操作员站的报表打印功能也是通过组态软件中的报表生成部分进行组态,不同的DCS在报表打印功能方面存在较大的差异。一般来说,DCS支持如下两类报表打印功能:一是周期性报表打印,二是触发性报表打印,用户根据需要和喜好生成不同的报表形式。

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