DCS系统在铜冶炼工艺中的应用

　　集散型控制系统（Distributed Control System，简称DCS）是以微型计算机为基础，用数据通信把它们联系在一起，对生产过程进行集中监视和管理进行分散控制的新型自动化控制系统。它是四“C”技术（即计算机-Computer、通讯-Communication、控制-Control和CRT-阴极射线管Cathode-Ray Tube显示技术）高度发展相结合的产物。

一、TDC3000系统的一般构成

　　TDC3000系统是由一系列硬件和软件组成，来完成数据采集和控制。系统主要有两大网络相连接而成。下面是TDC3000系统的一般网络结构图。

图一、TDC3000网络结构图

　　(一)、Local Control Network 局域控制网

　　局域控制网简称LCN，主要是将一些控制窗口(US操作站)、高级控制模块(应用模件AM、计算机模件CM)及过程网络连接在一起，实现数据采集和控制。其性能有：

　　广播式通讯，令牌传递，“令牌环”;
　　传输数率为5M/Sec，串行传输;
　　最多可挂64个节点/LCN;
　　最长达300M/LCN;
　　最多可扩展到7段，最长为4.9KM;
　　75欧姆终端同轴电缆，冗余网络，LCNA、LCNB;
　　每分钟自动切换一次。

　　直接挂在LCN网络上的设备称为LCN节点;主要有以下几种类型：

　　1.通用操作站(UNIversal Station简称US)：是TDC3000的人机界口，它可以针对不同的工作而设定为操作员操作站(Operator)、工程师操作站(Engineer)和万能操作站(操作员站+工程师站)。作为操作员操作站，它可以实现以下功能：监视和操作连续与非连续的过程;报警并处理报警;显示并打印趋势、报告和报表;监视和控制系统状态和诊断程序。作为工程师操作站，可以实现的功能：网络组态;建立过程数据库;建立用户图形;设计报表;编写控制语言程序(CL语言)等等。

　　2.通用工作站(Universal Work Station简称UWS)：也叫远程工作站，是一种可选的人机界面，功能与US完全一致，唯一不同之处是UWS是用于办公室环境。

　　3.UXS操作站：也是一种可选的人机界面，它有两套操作系统除了具有US的全部功能以外，还有一套UNIX系统，具有窗口画面的管理功能。一台UXS 操作站最多可打开4个LCN窗口和若干个WINDOWS窗口并可对任意一个窗口进行缩放。UNIX系统主要是用于和上位机通讯如：ALPHA机，实现在 PC机上最多可同时观看到4幅流程图画面。

　　4.历史模件(History Module简称HM)：提供了大量存储在硬盘上的数据，在HM中可存储和访问的数据类型有：历史报警;操作站信息;系统状态变化;系统错误信息;系统维护指南;提供报表与趋势所需的连续过程的历史数据;所有类型的系统文件等等。

　　5.应用模件(Application Module简称AM)：具有综合的控制算法功能，包含了一整套标准的改进型控制算法，并且可运用CL语言进行进一步改进算法和策略。

　　6.增强型PLC接口模件(Extend PLC Gateway Module简称EPLCG)：主要提供LCN网络与PLC之间的通讯;转换LCN与PLC之间的数据;扫描程序，处理PLC的数据并提供报警信息;可支持Modicon PLC、AB PLC和Honeywell PLC;并可进行冗余和非冗余配置。

　　7.工厂网络模件(Plant Network Module简称PLNM)：LCN网络与上位机网络的接口模件，主要提供LCN与上位机之间的通讯和数据交换。

　　8.网络接口模件(Network Gateway Module简称NG)：连接多条LCN网络，进行相互访问。

　　9.网络接口模件(Network Interface Module简称NIM)：是LCN网络与万能控制网络(简称UCN)的接口，主要完成两种网络间的通讯和数据转换的功能。

(二)、Universal Control Network万能控制网络

　　万能控制网络简称UCN，主要是传输过程数据，完成对生产过程的控制。其性能有：

　　与过程设备相连;
　　传输数率为5M/Sec;
　　最多可挂32个冗余节点/UCN;
　　最长可达800M/UCN;
　　每条网络终端都有75欧姆终端电阻;
　　冗余网络：UCNA，UCNB。

　　挂在UCN网络上的节点有

　　1.增强型过程管理器(Advanced Process Manager简称APM)：提供了极强的数据采集和控制能力，可处理数字量DI与DO点，模拟量AI与AO点，脉冲量输入PI，低信号模拟量输入 LLAI、LLMUX等等;多达160条的调节控制回路，可进行流量补偿等运算、PID控制、马达控制等等各种运算或逻辑控制，使用CL语言还可改进控制策略，并可与UCN上其它设备进行点对点通讯。

　　2.逻辑控制器(Logic Manager简称LM)：是一种以开关量为主的控制器，提供高速逻辑控制，与PLC(即可编程序控制器)相似，可执行数字和模拟量逻辑控制，并可与UCN上的APM或其它LM实现点对点通讯。