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DCS硬件系统培训教程VIP免费

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DCS硬件系统——原理、指标、试验和应用2课程目标本课程结束后,应达到下列目标:基本了解DCS硬件系统的组成和原理熟悉DCS硬件系统各主要模块的技术指标了解DCS硬件指标的试验和测试方法初步了解DCS硬件系统的工程应用设计初步了解DCS硬件系统的可靠性和完全性减小或消除DCS用户和制造商之间的信息不对称性3课程建议少看书少记录多建议多怀疑课上交流清楚,课后一身轻松。4内容提纲DCS硬件组成主控制器AI设备AO设备DI设备SOE设备DO设备PI设备电源设备控制网络设备系统网络设备组态与人机接口DCS硬件可靠性与安全性5典型DCS系统的硬件体系结构通讯介质转换控制网络系统网络6Distributed&DecentralizedDCS硬件体系发展趋势逻辑分布:即传统DCS中“D”的含义Distributed.地域分散:现场总线分布式I/O构成的DCS的“D”的还应增加一层含义Decentralized.满足现状:4-20mA模拟仪表仍占主流连通未来:现场总线智能仪表开始缓慢增长开放性:主控制器可以挂接其它开放的I/O系统,I/O模块也可以挂接到其它开放的主控制器上。开放性是制造商对用户的责任,它将在未来节省用户大量的后续投资。7过程控制器的发展趋势:独立于I/O存在物理结构:可独立安装上行网络:以太网一统天下下行网络:支持多种主流的现场总线控制软件:向上独立于HMI,向下独立于I/O采集通讯协议:可同时支持多种通讯链路混合应用:兼顾流程工业和离散制造业特点HMI接口:可支持其它商用的HMI软件编程语言:IEC61131-3标准操作系统:微内核实时操作系统随着用户对DCS的深入了解,单纯以主频来评价控制器的时代过去了。8过程控制I/O的发展趋势:2S智能化(Smarter):不仅是加单片机支持现场总线,可节省电缆。支持开放协议,易于集成。支持软件设定,免跳线,避免更换模块时误操作。自诊断,便于维护。小型化(Smaller):不仅是减小尺寸抛弃专用机笼,适合现场安装。一般采用导轨安装方式模块化、全封闭、小尺寸结构热插拔,且插拔方便低功耗集成更多的功能Smarter&Smaller9操作层设备:紧跟主流商用机商用机的可靠性已经满足大多数场合的需要工控机的采购量在缩小专用计算机已经没有市场甚至操作层计算机可由用户自行选购鉴于上述原因,对操作层设备不再介绍。我们需要关注的重点是:I/O和控制器10主控制器(MainControlUnit)11MCU各部件的功能CPU系统网络接口控制网络接口固态盘SRAM电池冗余控制电路电源电路12冗余分类:DMR与TMR模块1模块2模块1模块2模块3双模冗余DMR-DualModuleRedundancy三模冗余TMR-TripleModuleRedundancy13冗余分类:同构冗余与异构冗余用不同的物理实现原理来构建冗余个体。目的:防止共因故障。14冗余分类:备用式冗余与表决式冗余模块1模块2模块1模块2表决器选择器状态指令指令输出输出指令指令输入输入备用式冗余BackupRedundancy表决式冗余VotingRedundancy15备用式冗余的三种方式冷备用(ColdBackup)温备用(WarmBackup)热备用(HotBackup)16双模和三模表决冗余(DMR&TMR)模块1模块2表决器输出模块1模块2表决器输出模块3双模表决冗余(2取2系统)(2outof2)(2oo2)三模表决冗余(3取2系统)(2outof3)(2oo3)17主备双模表决冗余系统模块3模块4表决器B输出模块1模块2表决器A输出输出互锁选择器输出A机B机互锁信号互锁信号主备18备用式冗余系统的关键性能:无扰切换什么是无扰切换?理论上如何保证无扰切换:时间相关量处理数据周期拷贝法运算周期同步法19表决冗余的关键:故障安全什么是故障安全(Fail-safe)?如何实现故障安全冗余:硬件冗余、软件冗余、信息冗余、时间冗余。表决同步重构诊断避错检错纠错重试重启20故障安全准则(1)(1)每个安全性相关的模块必须经过充分的分析和测试。(2)每个安全相关功能,应该冗余运行(推荐)。(3)如果软件的正确性不能得到证明,必须由两个以上的多样性设计版本冗余运行。(4)在合适的时间内,应周期性进行软件数据正确性检查。(5)每个程序模块在执行前和执行后都应...

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