一般的，300mw以上的火力發電機組採用的分散控制系統，是由彼此獨立的工作站點（現場控制單元、操作員介面站、工程師站工作站等）和資料通訊網路組成的。其控制功能是在組成系統的硬體基礎上，由軟體給予實現的。因此分散控制系統的功能和實現這些功能的軟體，也分散在各個工作站點上，分散在各工作站點上的軟體由通訊軟體彼此相連，組成完整的控制軟體系統，圖3-1為分散控制系統的軟體示意圖。
dcs作為乙個完整的計算機監控系統，它的軟體配置具有體系龐大、內容複雜、分散布置等特點。每一種不同型號的dcs所配置的軟體無論是在軟體體系，還是在具體某個軟體差別均較大，但是歸納起來，基本上可以分為系統軟體和應用軟體兩大類。
圖3-1 分散控制系統的軟體示意圖
系統軟體是計算機系統的一部分，一般指通用的、面向計算機或面向應用服務的軟體，他們用於開發、管理、除錯和支援應用程式，為使用者開發應用系統提供乙個平台，也可以用於應用軟體維護和計算家硬體診斷。系統軟體與應用物件無關，例如實時多工作業系統、各種傳統的高階語言（如c語言、fortran），以及與這些高階語言配套的編譯程式、庫函式程式、連線程式、除錯工具程式和診斷程式等。系統軟體王網友計算機製造商向dcs製造商提供，dcs製造商整合後供使用者使用，但是使用者一般不能隨意對它進行修改。
應用軟體是在實施多工作業系統下的**執行，直接控制或參與生產工藝流程的軟體。一般有現場控制單元中現場訊號的採集和處理軟體、模擬控制軟體、順序控制軟體等；操作員介面站中的圖形顯示軟體、實時資料庫軟體、歷史資料的曲線顯示軟體、報警顯示軟體、定時製表列印和資料收集軟體、歷史資料收集和儲存軟體；工程師站的組態軟體。
一、分散作業系統
為了使計算機系統的所有資源（包括**處理器、儲存器、各種外部裝置及各種軟體）協調一致，有條不紊的工作，就必須有乙個軟體來進行統一管理和統一排程，這種軟體稱為作業系統，作業系統是組織、管理和控制計算機系統活動的程式，它負責在無需使用者參與的情況下，控制系統軟體模組的活動，管理多使用者多工處理及系統檔案。作業系統軟體包括作業系統和其它子系統，例如內部程序通訊和目標管理程式。作業系統是乙個龐大的管理控制程式，它一般包括程序與處理機排程、作業管理、儲存管理、裝置管理和檔案管理五個管理功能。
對於過程監控的計算機一般採用實時作業系統，針對生產過程控制系統實時性要求高和外部裝置多的特點，加強了對系統的程序管理，中斷管理、時鐘管理和裝置管理。
對dcs來講，不同型號的dcs可採用不同的作業系統，但是其前提必須是實時、多工和支援網路的作業系統。目前使用最多的是unix為基礎的作業系統。現場控制單元、操作員介面站、工程師站工作站等各自擁有自身的實時多工作業系統，這樣各個工作站即可以在各自的作業系統支援下獨立工作，又可通過網路通訊軟體的支援實現通過資料高速公路的各站的資料交換和資訊共享。
二、dcs的分布式資料庫
由於dcs分布式的結構，在dcs中廣泛採用了分布式資料庫，以保證整個計算機控制系統資料交換和處理的高效、可靠執行。分布式資料是乙個邏輯上完整，而物理上分散在若干互相連線著的節點上的資料庫系統；或者說，分布式資料庫就是乙個邏輯資料庫，它由分布於乙個網路的若干個節點上的資料庫組成。分布式資料庫具有處理能力分散和資料資訊分散的特點，對dcs而言，計算機網路上的所有資料庫均可以方便的進行相互訪問，並傳輸資料。
不同的dcs，它的分布式資料庫系統各有特點，但是一般由基本控制單元的資料庫和工作站（操作員介面站和工程師站）的資料庫兩大部分構成。
1。基本控制單元的資料庫
基本控制單元的資料庫，基本上分實時資料庫和標準演算法庫兩大類。實時資料庫是基本控制單元資料庫的核心。
在dcs工作時，從現場測點採集來的，或從資料通訊網路上其他節點傳送過來的資料，均被存放在實時資料庫中，基本控制單元的其他應用軟體（如控制演算法軟體）需要資料時，可以不直接從硬體上去取，而是直接從實時資料庫中去取用，運算的中間結果或狀態也被存放在實時資料庫中。由於具有了資料共享的實時資料庫，當幾個控制演算法都要使用某乙個現場測點的資料時，這幾個演算法就不必每次都得從輸入裝置去取輸入**，在進行資料轉換、判斷輸入資料是否正常等，而是由基本控制單元週期性的對現場測點進行資料採集、加工處理，然後存放在實時資料庫中，這樣就保證了資料共享情況下資料處理的高效率。儘管不同型號的dcs基本控制單元的實時資料庫結構各具特色，但是實時資料庫一般應包括系統中所處理的各種點的點索引號、點字元名稱、說明資訊、報警管理資訊、顯示用資訊、轉換用資訊，以及一些演算法的計算用資訊等幾方面的內容。
在實時資料中，每乙個點的資訊為乙個記錄，也稱為點記錄。
2。工作站的資料庫
工作站的資料庫基本上有實時資料庫和組態資料庫兩大類。實時資料庫是工作站資料庫的核心。
工作站的實時資料庫也有點記錄組成，即每乙個點（現場測點或經計算機處理後的點）是實時資料庫中的乙個點記錄。這種記錄也有若干項組成，但記錄的項通常很少，只有點的數值、狀態、單位、點名等，凡是操作員站要用到的點，都包括在該資料庫中。實時資料庫中的數值狀態由其節點經過通訊進行傳送，在dcs工作時，工作站若需要對記錄進行操作，如顯示、列印某點的數值、狀態時，可以直接從實時資料庫中呼叫。
在dcs工作時，往往需要對資料庫內容進行修改，如點的報警限值、報警死區、報警優先順序、調節引數、設定值等，而且修改往往要求**進行。在進行具體修改時，一般現在共總顯示出要修改引數原先的內容，然後再進行修改，最後送入實時資料庫儲存
不同型別的dcs採用的資料庫系統不盡相同，較多的有sql關係型資料庫語言和informix的相關資料庫管理系統。
三、現場控制單元軟體系統
現場控制單元是分散控制系統中的主要工作站之一。火電廠的分散控制系統採用32位以上處理機，它可實現對幾千個現場測點（模擬量、開關量、脈衝量等測點）的資料採集和處理，以及上百個控制迴路（模擬控制迴路順序控制迴路）的計算和控制輸出，甚至可實現一些諸如自適應控制、專家系統等高階控制功能。控制單元一般具有現場各測點的資料採集和處理、控制演算法、控制輸出以及網路通訊等功能，這些功能的實現是依靠一套完整的、預製使用的軟體系統來支援的。
1。現場控制單元的軟體結構
多數火電廠現場控制單元的軟體採用模組化設計，如圖3-2所示。其軟體系統一般是由執行**部分和資料部分組成，其中：
圖3-2 現場控制單元軟體結構
1）執行**部分。它包括資料採集和處理、控制演算法庫、控制應用軟體、控制輸出和網路通訊等模組，它們一般固化在eprom中。執行**又可分為週期執行**和隨機執行**。
周其執行**完成的是週期性的功能，例如：週期性的資料採集、轉換處理、越陷檢查；週期性的控制運算；週期性的網路資料通訊；週期性的系統狀態監測等。週期性執行過程一般由時鐘管理定時啟用，處理常規的電廠自動功能，如資料採集、控制功能等。
隨機執行**完成的是實時處理功能，例如：檔案順序訊號處理；實施網路資料的接收；系統故障訊號處理（如電源掉電等）。這類訊號發生的時間不定，若一旦發生，就應及時處理。
隨機執行過程一般由中斷管理啟用。
2）資料部分。現場控制單元軟體系統的資料部分是指實時資料庫，它通常保留在ram儲存器之中。系統復位或開機時，這些資料的初始值從網路上裝入；執行時，有實時資料重新整理。
2。週期性軟體的執行過程
典型的現場控制單元週期性軟體的過程入圖3-3所示。它是實現火電廠資料採集核心、模擬控制及順序控制等功能的基礎。執行過程中，首先根據實時資料庫中各測點的先後次序和測點的硬體位址、啟動資料採集的硬體進行工作，並將採集到的**取過來。
其次將**按資料庫中測點對應的資料轉換係數進行資料轉換，使之成為工程單位數值，並根據資料庫中測點對應的報警限制進行比較判斷，已做出相應的處理。接著是將處理好的測點書至於狀態等寫入資料庫，重新整理原來的資料庫資訊。然後根據應用軟體設計時所確定的次序，逐個進行模擬控制迴路或順序控制迴路的控制運算，並直接輸出運算結果，以控制現場生產裝置的執行。
在週期性軟體執行的間歇時間內，**診斷軟體執行，用來檢查硬體和軟體是否正常。
圖3-3 現場控制單元週期性軟體執行順序
對於不同的工程專案，由於控制的工藝流程或設計要求不同，對控制演算法運算的要求也將不同，在軟體執行過程中，控制演算法運算規律決定與控制應用軟體，而控制應用軟體通常是根據控制工藝流程的要求，把控制演算法庫中的有關演算法按一定規律連線，並對其中引數賦值形成。這就是通過組態構成的控制策略。
3。輸入、輸出軟體
通用現場控制單元中，一般固化有開關量輸入、開關量輸出、模擬量輸入、模擬量輸出處理、脈衝量輸入處理等。這些模組是火電機組控制應用中使用率最高的輸入輸出軟體模組，它們與相應的過程介面模件硬體配合，實現對火電廠生產過程的資料採集，和過程控制的實施。是分散控制系統對火電廠過程實現自動化的基礎。
1）開關量的輸入
開關量只有兩種狀態，即「開」和「關」。因此，乙個開關量可以用資料（機器碼）的某一位給予描述，該位了「0」表示「關」，該位為「1」表示「開」，按資料結構所設定的週期，由時鐘管理定時啟用或由中斷管理啟用。現場控制單元開關量的輸入一般是分組進行的，每一次輸入操作可以獲得8個16個開關量的狀態，然後將個開關量的狀態分被寫入到實時資料庫所對應的資料位上。
多數開關量輸入需進行報警檢測，其方法也很簡單，只要盤被當前至於系統所設的報警值是否一致，若一致，則置報警位。
2）開關量的輸出
開關量輸出比較簡單，經運算、處理所得的開關輸出量存放在實時資料庫內，輸出軟體直接從事是資料庫相應位置取出待輸出的開關量值，並於其它各輸出位一道通過現場恐韓控制單元的介面輸出。
3）模擬量輸入處理
模擬量輸入訊號的採集和處理與開關量輸入訊號相比要複雜得多。其過程為：由軟體模組送出通道位址選中所輸入的通道，然後啟動a/d轉換、延時，後讀入a/d轉換的結果，對在cpu內的數字量資料進行一系列的資料處理（如尖峰訊號的抑制、數字濾波、工程單位制的轉換、報警檢查、儀表測量報警檢測，寫回資料庫等）。
經由模擬量輸入處理軟體處理的現場模擬量，可用於顯示，作為現場引數是否正常的報警判斷，又可作為被調量，為控制演算法直接呼叫。
4）模擬量的輸出處理
目前，火電廠控制輸出訊號等級一般為4~20ma的電流訊號或1-5v的電壓訊號。現場控制單元採用的模擬量輸出處理模組多為線性模組，即輸出訊號的值與計算機傳送的值時曾線性關係的。模擬量輸出處理過程實際上是輸入現行轉換的逆運算過程。
模擬量的輸出處理時將計算機計算而得的浮點數，對應其輸出電量範圍，計算出其電量值，再用電量值求得輸出二進位制編碼送到模擬量輸出通道，由此控制執行機構。
4。過程控制軟體
現場控制單元是對生產過程實現直接數字控制的裝置。因此，它一般裝有一套功能較為完善的控制演算法庫，其中的各種控制演算法以模組形式提供給使用者，譬如火電廠的常規比例-積分-微分演算法，有對應的pid演算法模組。在有些分散控制系統中，將控制模組按一定順序編碼，這種編碼稱為功能碼，在應用中可用不同的功能碼代表不同的控制模組。
分散控制系統的控制功能一般由相應的組態工具軟體生成，即使用者根據生產過程控制的要求，利用控制演算法庫所提供的控制模組，在工程師工作站用組態軟體生成自己所需的控制規律（對若干控制模組進行有機結合），然後將生成的控制規律下裝到現場控制單元作為過程控制的應用軟體。
第三節系統的設計
教學目標 知識與技能 通過具體的系統設計案例分析，使學生初步掌握系統設計的基本方法。過程與方法 具備一定的系統設計和系統評價的能力。情感 態度和價值觀 培養學生團隊精神和認真學習 刻苦鑽研 堅忍不拔的意志和毅力。教學重點 1 系統設計的基本方法。2 讓學生會運用系統設計的知識進行簡單的系統設計。教學...
第三節羧酸
羧酸酯 一 一 乙酸的結構 分子式是結構式是結構簡式是官能團是飽和一元脂肪羧酸的分子通式為或乙酸是極性分子。二.乙酸的性質 1.物理性質 乙酸俗稱是一種具有氣味的體，溶於水和乙醇。熔 沸點較 其熔點為16.6 時，因此當溫度低於16.6 時，乙酸就凝成像冰一樣的晶體，故無水乙酸又稱 2.化學性質 1...
第三節巴爾扎克
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