ZRGC-735DCS分布式过程控制系统实训装置
分布式过程控制系统实训装置,过程控制实验台提供AI、AO、DO等传感器检测及执行器控制信号接口，便于连线组成不同的控制系统。通过安全型接插式导线将实验板与信号板之间进行不同的配线。
小编
一、基础简介
本实训装置由硬件和系统两部构成，其中硬件包括控制储物柜、智能仪表、DCS控制等单元构成；系统包括数值库系统、设备组态系统、设备编程系统、工业组态系统、服务系统包及工程数学系统等构成。
信号连接口面板：控制对象中的仪表信号和电气信号转移到信号接线板上，提供*、AO、DO等传感器检验测试及执行器控制信号连接口，方便连线构成不一样的控制系统。经过安全型接插式导线将实训板与信号板之间实行不一样的配线，以完成过程控制各类实训。
系统互联网分为监控互联网、系统互联网和控制互联网三个层次，监控互联网层完成工程师站、实操员站、计算站与系统服务器的互连，系统互联网层完成现场控制站与系统服务器的互连，控制互联网层完成现场控制站与过程的通讯。
二、配备及功能
（一）系统整体构造
1、系统互联网架构从上至下由管理网（MNET）、系统网（SNET）、控制网（CNET）三层包括。管理网为可选互联网层，用来和厂级生产管理系统如MES、第三方管理系统等实行通讯，并可经过INTERNET完成安全的信息发布，完成数值的管理和共享。
2、系统网连接工程师站、实操员站、历史站和控制站等系统节点，支持P-TO-P（对等网）、C/S（客户机/服务器）、P-TO-P和C/S（混合）三种互联网构造，可快速组建星型、环型或总线型拓扑构造的高速冗余互联网，符合IEEE802.3 及IEEE802.3u 标准，100/1000Mbps 自适应。
3、控制网用来控制站的主控制器与各I/O模型块及智能设备的连接，支持星型和总线型构造，符合IEC61158（国标：JB/T10308.3-2001，欧标：EN50170），保证现场级通讯的就地实时、平稳、快速。
4、系统互联网同时支持20个用户对目标对象实行就地实时在线监控。
5、工程师站
1）主要用来系统管理和组态维护及修改。具有离线组态测试功能；在线下载功能；画面组态和编辑；功能点组态和定义功能；控制线路组态功能；报警、趋势图等定义和编辑功能；通讯定义和组态功能；设备定义和组态功能；数值库定义和组态功能；报表生成功能等。
2）工程师站具有组网能力，应用双网卡配备，可以经过交换机与全厂管理互联网相连，工程师站可兼作实操站。
6、实操员站
1）实操员站提供工序技艺实操人员、工序技艺工程师及仪表自控人员使用的人机界面，具有工业标准的实操员站专用键盘，主要功能：模仿流程图显露；交互特性提供模仿常规盘装仪表的实操面板；就地实时和历史趋势曲线的监视和查询；报警监视清单；功能数值成组监视；设备日志、实操日志、SOE日志和全日志查询；事故追忆查看；工序技艺报表的定时和即时打；用户管理；语音报警提醒。
2）系统实操员站具备不一样级别和不一样实操区域或数值集合的实操权限，具有分权限，分区域显露、查询、报警、控制功能。
7、控制站
1）控制站能适用大型化工装置过程控制的功能及速度要求，具备连续过程控制、批量控制和顺序控制的功能。
2）控制站的主控单元具有IO BUS现场总线主站功能；具有强大的控制运算功能，能够完成模仿量反馈控制、开关量的顺序控制。并而且能够把以上两者集合，完成更复杂的控制功能，包括以下组态编程语言：FBD：功能块图；CFC：连续功能图；SFC：顺序功能图；ST：构造化文本；IL：指令清单；LD：梯形图。
（二）系统配备及功能
1、系统规模：支持:*多15 个域；实操员站： 64 台/每域；现场控制站： 64 台/每域。
2、单个现场控制站规模:I/O 模型块数：100 个；I/O 点数：1600 点；模仿量控制线路数：128 个。
3、就地实时响应能力：SOE 精度：0.4ms；SOE 事件分辨率：1ms；从实操键入到相应输出改变：＜1s；控制器任务调度周期：50ms, 100ms, 200ms, 500ms, 1s；画面数值更新时间：＜1s。
4、系统功能具有数值收集、控制运算、控制输出、设备和状态监视、报警监视、远程通讯、就地实时数值处置整理和显露、历史数值管理、日志记录、事故顺序识别、事故追忆、控制调动、报表打印、计算、以及这些信息的组态、调节测试、打印、下载、诊断等功能。
5、DCS的控制站能适用大型化工装置常规过程控制的功能及速度要求，具备连续过程控制、批量控制和顺序控制的功能。
6、控制器提供的功能和算法
1）各种PID控制
平方/开方；加/减/乘/除四则运算；分段线性化；超前/滞后；延时；/*小值选用；函数发生；折线；程序给定；信号变换；信号限幅；信号选用；改变率限制；重量流量温度压力补偿运算；累积、平均；采样和保持。
2）用户自定义的功能块
3）硬/软实操器连接口
4）控制器可分级别实行控制：比值控制；串级控制；分程控制；温度、压力补偿控制；手动实操；自整定PID控制；选用控制；顺序控制；逻辑控制（含马达控制）。
5）控制器可分级别实行控制
*别的是"驱动"控制，可直接控制*终的驱动元件，如电动机、调动阀或开关阀。
次级别的是"功能组控制"，可运用步程序把功能组控制器构成一个组来作业。
*别的是"过程单元控制"，可以设定功能组模型块和给定调动器的设定值。
7、在批量控制和顺序控制中提供以下算法
1）开关控制
2）与、或、非逻辑
3）计数/计时
4）标准程序步控制
5）用户自定义的功能块
（三）系统特别点
1、安全性
1）隔离：系统总线和模型块之间应用光电隔离，系统电源和现场电源隔离供电，模型块通道之间电气隔离。
2）互联网安全：应用就地实时以太网，配备装备带防火烧墙的交换机；控制器CPU 应用PowerPC 构架的工业级芯片，内置防互联网风暴结合套件。
3）故障诊断：控制器和I/O 模型块均具有智能诊断功能，可实行通讯状态、信号断线、短路、超测量范围等自诊断和故障上报。
2、灵活开放
1）系统互联网、控制互联网、控制器、电源模型块、I/O 模型块均可冗余配备。
2）支持 P-TO-P（对等网）、C/S（客户机/服务器）、P-TO-P 和C/S（混合）三种系统互联网构造。
3）支持星型、环型或总线型拓扑构造的工业以太网连接。
4）兼容各种现场总线，支持 HART、PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA、MODBUS 等各类协议。
5）功能丰富的 HMI 人机界面，符合IEC61131-3 的控制算法编程系统；支持用户自定义各类功能块和脚本语言。
6）可以对控制算法和硬件配备灵活修改。
3、可靠性
重要设备应用的冗余设计
互联网：介质四冗余，逻辑双冗余，热备份，双网0秒变换。
实操站：全部实操站功能相同，可以完成多机冗余。
现场控制站的主控单元（DPU）：双冗余，热备份，无扰变换，无变换时间。
现场控制站的主控单元（DPU）上的以太网卡：双冗余，热备份。
现场控制站内的24V系统电源：双冗余，均流设计。
4、可维护性
现场控制站可以监测I/O模件级状态，Profibus现场总线可以检验测试到通道级状态；主控模件诊断包括CPU与内部存储的周期自检；I/O全部功能模件均为自带CPU的智能卡件，每模件均可实行周期性自诊断，包括通道回读对比、通道的正确性、有效性判别等等。可以诊断全部I/O模件及主控模件运行状态，并将诊断成果上传系统服务器；电源模件具有诊断干接点写入功能；系统中全部单元均有状态指示灯，包括运行灯、故障灯、互联网通信灯、冗余主从状态。 全部过程I/O单元均可带电拔插，以减少维修时间；实操站可显露整个系统设备状态图，包括主控模件、I/O模件、通道状态、实操员站、打印机、互联网通讯等，故障点以特殊颜色或图形标识。
（四）系统技术功能数值
A．数值精确度
B．就地实时响应性
C．系统配备能力
1、DCS的现场I/O站级应用应用双冗余主控单元，管理级应用双冗余100Mbps以太网，实操员应用1：N的冗余配备，诊断至模件级的自诊断功能，使其具有高度的可靠性。
2、系统的功能数值、报警和自诊断功能高度集中在LED上显露和在打印机上打印。
3、处置整理器模型块
1）处置整理器模型块带有LED自诊断显露，使用I／O处置整理系统收集的过程信息来完成模仿控制和数字控制。
2）某一个处置整理器模型块故障，不影响其它处置整理器模型块的运行。 DCS冗余处置整理器模件之间直接应用握手信号唤醒功能，变换完全为无扰变换。双口RAM的直接通讯保证从CPU与主CPU之间的数值更新是同步的，不存在处置整理器模件数值的更新周期。
3）电源故障属系统的可恢复性故障，一旦重新受电，处置整理器模件、实操员站、服务器等能自动恢复正常作业而无需运行人员的任何干预。
4、写入/输出模型块
1）全部的I/O模型块全部有标明I/O作业状态的LED指示和其它诊断显露，如模件电源指示等。
2）DCS与其它供货商提供的控制、保护装置之间的信息交换应用I/O通道时，采取电隔离措施。
3）每一路模仿量写入通道有1个单独A/D变换器，每一块模仿量写入模型块的通道数不超过8点。每一点模仿量输出有一个单独的D/A变换器，每一路热电阻写入有单独的桥路。
4）全部的写入通道、输出通道及其作业电源，均互相隔离。模型块的任一通道故障，不影响其他通道的正常作业。
5、I/O类型
1）模仿量写入：4~20mA信号(接地或不接地)，写入阻抗为250Ω，系统提供4~20mA二线制变送器的直线DC24V电源。
2）模仿量输出：4~20mA或0~10mA可选，驱动线路可带阻抗为750Ω的负载能力。负端接到隔离的信号地上。系统提供24VDC的线路电源。
3）数字量写入：负端接至隔离地上，系统提供对现场写入接点的"查询"电压（V）。"查询"电压（V）为24V DC或220VAC。
4）数字量输出：数字量输出模件应用电隔离输出，隔离电压（V）≥250V，能直接驱动控制用电动机或任何中间继电器。并提供中间继电器储物柜及可靠的作业电源。
5）热电阻(RTD)写入：有直接接受三线制(不需变送器)的Cu50Ω、Cu10Ω、Pt10Ω、Pt100Ω等类型的热电阻能力，并提供这些热电阻所需的电源。
6）热电偶(T/C)写入：能直接接受分度号为N、E、J、K、T、S、B和R 型热电偶信号(不需变送器)。热电偶在整个作业段的线性化在过程站内完成。
7）脉冲量写入：每秒能接受0～10000个脉冲。
8）应用屏蔽电缆的信号：热电偶、热电阻一类的mV信号或电压（V）信号；和保护相关的数字量写入信号；和模仿量控制相关的*、AO信号。
6、数值通讯系统
1）连接到数值通讯系统上的任一系统或设备发生故障，不会导致通讯系统瘫痪或影响其他联网系统和设备的作业。通讯总线的故障不会引起设备跳闸或使DPU不能作业。
2）所提供的通讯总线是冗余的。冗余的数值通讯总线在任何时候全部同时作业。
3）挂在数值通讯总线上的全部站，全部能接受数值通讯总线上的数值，并可向数值总线上发送数值。
4）实操员站之间通讯方式100M的工业以太网，TCP/IP协议，总线拓扑构造，在I/O与控制器之间的现场总线为标准ISO国际现场总线ProfiBUS－DP，通讯速率为12Mbps。
（四）智能仪表控制系统
智能仪表控制系统的核心为带通信功能的仪表，仪表内包括各种算法，能按照现场现象确定仪表控制算法的各种功能数值。带通讯功能的仪表与上位计算机的系统具备平台通讯，保证仪表各种功能数值和过程值能进入系统平台的数值库，加上组态的流程画面和实操界面，可以在上位计算机整定功能数值，对过程值记录解析，达到控制效果。
（五）控制对象：
本装置主要采用不锈钢框体结构、不锈钢储水箱、三个串接有机玻璃水箱、3kW三相电加热锅炉(由不锈钢锅炉内胆加温筒和封闭式锅炉夹套包括)、盘管和敷塑不锈钢管道等构成。供水系统有两路：一路由三相（380V恒压供水）磁力驱动泵、压力仪表、电动调动阀、交流AC电磁阀、涡轮流量计及手动调动阀构成；另一路由三相磁力驱动泵（220V变频调节速度，经过变频器来驱动）、涡轮流量计及手动调动阀构成。
实训台基础配备及功能如下
三、可完成的教学项目
（一）计算机测控系统
项目一 实训系统认知；
项目二 模型块的通信和使用；
项目三 组态编程和数值读取；
项目四 系统通信和使用；
项目五 DCS系统编程；
项目六 现场总线技术与DCS。
（二）工序技艺设备和仪表器具仪表
项目一 温度、压力、液位和流量测量；
项目二 水泵负载特性测量；
项目三 管道压力和流量藕合特性测量；
项目四 电动调动阀特性测量；
项目五 调压器特性测量；
项目六 变频器水泵控制特性测量
（三）工业系统对象特性的测量
项目一 单容水箱液位数学模型的测量；
项目二 双容水箱液位数学模型的测量；
项目三 非线性容积水箱液位数学模型的测量；
项目四 测量不一样阻力下单容水箱液位数学模型；
项目五 锅炉与加热器对象数学模型；
项目六 滞后管数学模型；
（四）简便设计型控制
项目一 单闭环流量控制；
项目二 单容水箱液位定值；
项目三 双容水箱液位定值；
项目四 三容水箱液位定值；
项目五 锅炉水温定值控制；
项目六 联锁控制。
（五）复杂设计型控制
项目一 闭环双水箱液位串级；
项目二 下水箱液位控制和进口流量串级；
项目三 单闭环流量比值控制；
项目四 锅炉温度和和换热器反馈控制；
项目五 管道压力和流量解耦控制。
（六） 创新型设计与研究
项目六 大延迟系统补偿控制；
项目七 自适应控制算法；
项目八 模糊控制算法；
项目九 现场总线控制系统。
（七） 工程应用型设计
项目十 工业项目设计；
项目十一 报警系统设计；
项目十二 关键事件处置整理和记录设计；
项目十三 系统趋势和历史存储设计；
项目十四 系统登录和安全性设计；
项目十五 互联网化控制系统的研究。
本实训装置由硬件和系统两部构成，其中硬件包括控制储物柜、智能仪表、DCS控制等单元构成；系统包括数值库系统、设备组态系统、设备编程系统、工业组态系统、服务系统包及工程数学系统等构成。
信号连接口面板：控制对象中的仪表信号和电气信号转移到信号接线板上，提供*、AO、DO等传感器检验测试及执行器控制信号连接口，方便连线构成不一样的控制系统。经过安全型接插式导线将实训板与信号板之间实行不一样的配线，以完成过程控制各类实训。
系统互联网分为监控互联网、系统互联网和控制互联网三个层次，监控互联网层完成工程师站、实操员站、计算站与系统服务器的互连，系统互联网层完成现场控制站与系统服务器的互连，控制互联网层完成现场控制站与过程的通讯。
二、配备及功能
（一）系统整体构造
1、系统互联网架构从上至下由管理网（MNET）、系统网（SNET）、控制网（CNET）三层包括。管理网为可选互联网层，用来和厂级生产管理系统如MES、第三方管理系统等实行通讯，并可经过INTERNET完成安全的信息发布，完成数值的管理和共享。
2、系统网连接工程师站、实操员站、历史站和控制站等系统节点，支持P-TO-P（对等网）、C/S（客户机/服务器）、P-TO-P和C/S（混合）三种互联网构造，可快速组建星型、环型或总线型拓扑构造的高速冗余互联网，符合IEEE802.3 及IEEE802.3u 标准，100/1000Mbps 自适应。
3、控制网用来控制站的主控制器与各I/O模型块及智能设备的连接，支持星型和总线型构造，符合IEC61158（国标：JB/T10308.3-2001，欧标：EN50170），保证现场级通讯的就地实时、平稳、快速。
4、系统互联网同时支持20个用户对目标对象实行就地实时在线监控。
5、工程师站
1）主要用来系统管理和组态维护及修改。具有离线组态测试功能；在线下载功能；画面组态和编辑；功能点组态和定义功能；控制线路组态功能；报警、趋势图等定义和编辑功能；通讯定义和组态功能；设备定义和组态功能；数值库定义和组态功能；报表生成功能等。
2）工程师站具有组网能力，应用双网卡配备，可以经过交换机与全厂管理互联网相连，工程师站可兼作实操站。
6、实操员站
1）实操员站提供工序技艺实操人员、工序技艺工程师及仪表自控人员使用的人机界面，具有工业标准的实操员站专用键盘，主要功能：模仿流程图显露；交互特性提供模仿常规盘装仪表的实操面板；就地实时和历史趋势曲线的监视和查询；报警监视清单；功能数值成组监视；设备日志、实操日志、SOE日志和全日志查询；事故追忆查看；工序技艺报表的定时和即时打；用户管理；语音报警提醒。
2）系统实操员站具备不一样级别和不一样实操区域或数值集合的实操权限，具有分权限，分区域显露、查询、报警、控制功能。
7、控制站
1）控制站能适用大型化工装置过程控制的功能及速度要求，具备连续过程控制、批量控制和顺序控制的功能。
2）控制站的主控单元具有IO BUS现场总线主站功能；具有强大的控制运算功能，能够完成模仿量反馈控制、开关量的顺序控制。并而且能够把以上两者集合，完成更复杂的控制功能，包括以下组态编程语言：FBD：功能块图；CFC：连续功能图；SFC：顺序功能图；ST：构造化文本；IL：指令清单；LD：梯形图。
（二）系统配备及功能
| 序号 | 名称 | 技术功能数值 | 数量 | 备注 |
| 1 | K系列主控制器模型块 |
写入电压（V）：21.6~26.4VDC 热插拔：支持 模型块冗余：主从热备冗余，冗余变换时间50ms CPU：工业级PowerPC, 330MHz, 32位 存储器：NOR FLASH，16M Bytes NAND FLSAH，128M Bytes DDR2 SDRAM，128M Bytes 掉电保持SRAM，1M Bytes 掉电保护：后备电池保持，掉电后数值保持时间大于2年，电池寿命大于5年，可在线更换 系统网：为双网冗余的100Mbps以太网 控制网：总线协议PROFIBUS-DP，作业方式双网冗余，通讯速率187.5 Kbps、500Kbps、1.5Mbps |
1块 | |
| 2 | 4槽主控制器背板模型块 |
电源写入：冗余写入3路电源，1路系统电源，2路现场电源 (1路240W，1路120W) 电源输出：系统电源、现场电源均应用12路输出，每两路实行冗余 主控IP地址设定：拨码开关设定 IO-BUS站地址设定：跳线设定 电源写入：24V±10% 插槽数：4 电源写入插座：2路冗余，6针插座 |
1块 | |
| 3 | 直线DC输出电源 |
·写入电压（V）：115VAC/230VAC，变换开关选用· 输出电压（V）：24VDC ·保护：输出短路、过载、过压、超温保护 |
2块 | |
| 4 | 系统专用直线DC输出电源 |
写入电压（V）：176~264VAC 写入电流（A）：1.4A/230VAC 规格限定输出电压（V）：24VDC 输出电压（V）精度：±2% 规格限定输出电流（A）：10A 规格限定输出功率：240W 电压（V）调节率: ±1% 输出过载保护: 105%-150%，消除过载后，自动恢复 输出过压保护: 125%-150%规格限定电压（V） 输出短路保护: 输出短路故障电源保护，短路故障消除后电源自动恢复 |
2块 | |
| 5 | 交流AC电源配电板模型块 |
写入电压（V）: 110V/220VAC（2路） 输出电压（V）: 110V/220VAC（每路写入对应5路输出） |
1块 | |
| 6 | 直线DC电源配电板模型块 |
写入电压（V）: 1组2路24VDC系统电源（Max. 240W）; 1组2路24VDC（240W）现场电源 1组2路24VDC（120W）现场电源 1组2路24/48VDC辅助（查询）电源 输出电压（V）: 冗余系统电源（24VDC）、240W现场电源（24VDC）、120W现场电源; （24VDC）并联分配在2个6孔连接器上输出；冗余24/48VDC辅助（查询）; 负载能力: 24VDC, 负载10A 48VDC, 负载5A |
1块 | |
| 7 | 查询电源分配板模型块 |
输出电压（V）：24VDC/48VDC 输出短路保护：单路输出短路则对应红色指示灯亮 输出电流（A）： 750mA /通道 |
1块 | |
| 8 | 总线形IO-BUS模型块 |
写入电压（V）：24VDC（-10%~+10%） 热插拔：支持 供电方式与端口：8端口：1~6 IO口，7主控口，8拓展口 通讯速率：45.45k bps~3M bps 自适应 级联个数：3级级联/1.5Mbps，2级级联/3Mbps（每一级HUB的输出和输出之间的延迟不大于1.5μS） 传输距离：200m/1.5M bps（100m/3M bps） 电气带负载能力检验测试：30节点 DP总线：检验测试各支线DP总线的断路、总线差分线之间短路故障 |
2块 | |
| 9 | 总线形IO-BUS连接器模型块 |
电源写入：2路现场电源：240W@24VDC、120 W@24VDC 电源输出：系统电源以及现场电源均应用12路输出，每两路实行冗余，其中现场电源1（240W）分为8路，现场电源2（120W）分为4路 连接器插槽数：1个DP-HUB插槽 电源写入插座：2路冗余，6针插座，焊接在底层基板上 复合总线连接器：2组8口molex连接器，每组6路，包括6对冗余链路；每一个连接器中均含有一路IO通讯总线、一路系统24V电源、一路现场24V电源 |
2块 | |
| 10 | 8通道模仿量写入模型块 |
通道数目：8 信号类型：电流（A）写入 测量范围：4～20mA（输出界限0.5~22.7mA） 通道带负载能力：Max. 800Ω@24VDC F.S. DAC分辨率：12位 精度：0.20% F.S.（10～45℃） 平稳度：0.05% F.S. 非线性度：0.05% F.S.（-20～60℃） 隔离耐压：1500VAC，1分钟@5mA |
1块 | |
| 11 | 8通道模仿量输出模型块 |
通道数目：8 信号类型：电流（A）写入 测量范围：4～20mA（输出界限0.5~22.7mA） 通道带负载能力：Max. 800Ω@24VDC F.S. DAC分辨率：12位 精度：0.20% F.S.（10～45℃） 平稳度：0.05% F.S. 非线性度：0.05% F.S.（-20～60℃） 隔离耐压：1500VAC，1分钟@5mA |
1块 | |
| 12 | 模仿量模型块底座 | K-AT01 | 2块 | |
| 13 | 16通道24VDC数字量输出模型块 |
通道数目：16 信号类型：源型输出 带载能力：负载电流（A）Max. 50mA@24VDC 每通道； 负载阻抗：700～3200Ω 隔离耐压：1500VAC，1分钟@5mA 通道保护：通道输出限流 故障诊断类型：现场电源掉电 |
1块 | |
| 14 | 16通道DO底座 | K-DOT01 | 1块 | |
| 15 | 16通道DO继电器输出端子板 | K-DOR01 | 1块 | |
| 16 | 工程师站系统（教学版） | 主要用来系统管理和组态维护及修改。具有离线组态测试功能；在线下载功能；画面组态和编辑；功能点组态和定义功能；控制线路组态功能；报警、趋势图等定义和编辑功能；通讯定义和组态功能；设备定义和组态功能；数值库定义和组态功能；报表生成功能等。 | 1套 | |
| 17 | 预制电缆 | 适用来交流ACU0/U为300/500V电力、冶金、石化等行业以电子计算机为主的自动控制系统、计算机集散控制系统、自动化控制系统作控制线以及检验测试用仪表器具仪表用电子计算机电缆。 | 1套 |
1、系统规模：支持:*多15 个域；实操员站： 64 台/每域；现场控制站： 64 台/每域。
2、单个现场控制站规模:I/O 模型块数：100 个；I/O 点数：1600 点；模仿量控制线路数：128 个。
3、就地实时响应能力：SOE 精度：0.4ms；SOE 事件分辨率：1ms；从实操键入到相应输出改变：＜1s；控制器任务调度周期：50ms, 100ms, 200ms, 500ms, 1s；画面数值更新时间：＜1s。
4、系统功能具有数值收集、控制运算、控制输出、设备和状态监视、报警监视、远程通讯、就地实时数值处置整理和显露、历史数值管理、日志记录、事故顺序识别、事故追忆、控制调动、报表打印、计算、以及这些信息的组态、调节测试、打印、下载、诊断等功能。
5、DCS的控制站能适用大型化工装置常规过程控制的功能及速度要求，具备连续过程控制、批量控制和顺序控制的功能。
6、控制器提供的功能和算法
1）各种PID控制
平方/开方；加/减/乘/除四则运算；分段线性化；超前/滞后；延时；/*小值选用；函数发生；折线；程序给定；信号变换；信号限幅；信号选用；改变率限制；重量流量温度压力补偿运算；累积、平均；采样和保持。
2）用户自定义的功能块
3）硬/软实操器连接口
4）控制器可分级别实行控制：比值控制；串级控制；分程控制；温度、压力补偿控制；手动实操；自整定PID控制；选用控制；顺序控制；逻辑控制（含马达控制）。
5）控制器可分级别实行控制
*别的是"驱动"控制，可直接控制*终的驱动元件，如电动机、调动阀或开关阀。
次级别的是"功能组控制"，可运用步程序把功能组控制器构成一个组来作业。
*别的是"过程单元控制"，可以设定功能组模型块和给定调动器的设定值。
7、在批量控制和顺序控制中提供以下算法
1）开关控制
2）与、或、非逻辑
3）计数/计时
4）标准程序步控制
5）用户自定义的功能块
（三）系统特别点
1、安全性
1）隔离：系统总线和模型块之间应用光电隔离，系统电源和现场电源隔离供电，模型块通道之间电气隔离。
2）互联网安全：应用就地实时以太网，配备装备带防火烧墙的交换机；控制器CPU 应用PowerPC 构架的工业级芯片，内置防互联网风暴结合套件。
3）故障诊断：控制器和I/O 模型块均具有智能诊断功能，可实行通讯状态、信号断线、短路、超测量范围等自诊断和故障上报。
2、灵活开放
1）系统互联网、控制互联网、控制器、电源模型块、I/O 模型块均可冗余配备。
2）支持 P-TO-P（对等网）、C/S（客户机/服务器）、P-TO-P 和C/S（混合）三种系统互联网构造。
3）支持星型、环型或总线型拓扑构造的工业以太网连接。
4）兼容各种现场总线，支持 HART、PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA、MODBUS 等各类协议。
5）功能丰富的 HMI 人机界面，符合IEC61131-3 的控制算法编程系统；支持用户自定义各类功能块和脚本语言。
6）可以对控制算法和硬件配备灵活修改。
3、可靠性
重要设备应用的冗余设计
互联网：介质四冗余，逻辑双冗余，热备份，双网0秒变换。
实操站：全部实操站功能相同，可以完成多机冗余。
现场控制站的主控单元（DPU）：双冗余，热备份，无扰变换，无变换时间。
现场控制站的主控单元（DPU）上的以太网卡：双冗余，热备份。
现场控制站内的24V系统电源：双冗余，均流设计。
4、可维护性
现场控制站可以监测I/O模件级状态，Profibus现场总线可以检验测试到通道级状态；主控模件诊断包括CPU与内部存储的周期自检；I/O全部功能模件均为自带CPU的智能卡件，每模件均可实行周期性自诊断，包括通道回读对比、通道的正确性、有效性判别等等。可以诊断全部I/O模件及主控模件运行状态，并将诊断成果上传系统服务器；电源模件具有诊断干接点写入功能；系统中全部单元均有状态指示灯，包括运行灯、故障灯、互联网通信灯、冗余主从状态。 全部过程I/O单元均可带电拔插，以减少维修时间；实操站可显露整个系统设备状态图，包括主控模件、I/O模件、通道状态、实操员站、打印机、互联网通讯等，故障点以特殊颜色或图形标识。
（四）系统技术功能数值
A．数值精确度
| 模仿量写入精度 | ≤0.1% | |
| 模仿量输出精度 | ≤0.1% | |
| 时钟误差 | 现场控制站间误差 | ≤0.1秒 |
| 实操员站间误差 | ≤0.1秒 | |
| 记录精度 | 模仿量时间精确到秒，开关量时间精确到毫秒 | |
| SOE分辨率 | 站内≤1毫秒，站间≤2毫秒 | |
| 系统可运用率 | ≥99.99% | |
| 系统平均修复时间 | < 0.5小时 | |
| 互联网通讯速率 | 100Mbps | |
| 实操 | 从写入改变到显露改变 | ≤收集周期+1秒 |
| 从实操键入到输出改变 | ≤1秒 | |
| 从写入改变到输出改变 | ≤收集周期+运算周期 | |
| 屏幕显露 | 画面显露完成时间 | ≤1秒 |
| 动态元素更新时间 | ≤1秒 | |
| 扫描周期 | 模仿量 | *快50毫秒 |
| 开关量 | *快20毫秒 | |
| 控制周期 | 线路控制 | *快100毫秒 |
| 逻辑控制 | *快50毫秒 |
| 系统 | 域数 | 8 |
| 单域 | 站数 | 62 |
| 工程师站 | 1 | |
| 实操员站 | ≤19 | |
| 现场控制站（含通信站） | ≤40 | |
| 物理I/O点 | ≤10000个 | |
| 控制线路数 | ≤1000个 |
1、DCS的现场I/O站级应用应用双冗余主控单元，管理级应用双冗余100Mbps以太网，实操员应用1：N的冗余配备，诊断至模件级的自诊断功能，使其具有高度的可靠性。
2、系统的功能数值、报警和自诊断功能高度集中在LED上显露和在打印机上打印。
3、处置整理器模型块
1）处置整理器模型块带有LED自诊断显露，使用I／O处置整理系统收集的过程信息来完成模仿控制和数字控制。
2）某一个处置整理器模型块故障，不影响其它处置整理器模型块的运行。 DCS冗余处置整理器模件之间直接应用握手信号唤醒功能，变换完全为无扰变换。双口RAM的直接通讯保证从CPU与主CPU之间的数值更新是同步的，不存在处置整理器模件数值的更新周期。
3）电源故障属系统的可恢复性故障，一旦重新受电，处置整理器模件、实操员站、服务器等能自动恢复正常作业而无需运行人员的任何干预。
4、写入/输出模型块
1）全部的I/O模型块全部有标明I/O作业状态的LED指示和其它诊断显露，如模件电源指示等。
2）DCS与其它供货商提供的控制、保护装置之间的信息交换应用I/O通道时，采取电隔离措施。
3）每一路模仿量写入通道有1个单独A/D变换器，每一块模仿量写入模型块的通道数不超过8点。每一点模仿量输出有一个单独的D/A变换器，每一路热电阻写入有单独的桥路。
4）全部的写入通道、输出通道及其作业电源，均互相隔离。模型块的任一通道故障，不影响其他通道的正常作业。
5、I/O类型
1）模仿量写入：4~20mA信号(接地或不接地)，写入阻抗为250Ω，系统提供4~20mA二线制变送器的直线DC24V电源。
2）模仿量输出：4~20mA或0~10mA可选，驱动线路可带阻抗为750Ω的负载能力。负端接到隔离的信号地上。系统提供24VDC的线路电源。
3）数字量写入：负端接至隔离地上，系统提供对现场写入接点的"查询"电压（V）。"查询"电压（V）为24V DC或220VAC。
4）数字量输出：数字量输出模件应用电隔离输出，隔离电压（V）≥250V，能直接驱动控制用电动机或任何中间继电器。并提供中间继电器储物柜及可靠的作业电源。
5）热电阻(RTD)写入：有直接接受三线制(不需变送器)的Cu50Ω、Cu10Ω、Pt10Ω、Pt100Ω等类型的热电阻能力，并提供这些热电阻所需的电源。
6）热电偶(T/C)写入：能直接接受分度号为N、E、J、K、T、S、B和R 型热电偶信号(不需变送器)。热电偶在整个作业段的线性化在过程站内完成。
7）脉冲量写入：每秒能接受0～10000个脉冲。
8）应用屏蔽电缆的信号：热电偶、热电阻一类的mV信号或电压（V）信号；和保护相关的数字量写入信号；和模仿量控制相关的*、AO信号。
6、数值通讯系统
1）连接到数值通讯系统上的任一系统或设备发生故障，不会导致通讯系统瘫痪或影响其他联网系统和设备的作业。通讯总线的故障不会引起设备跳闸或使DPU不能作业。
2）所提供的通讯总线是冗余的。冗余的数值通讯总线在任何时候全部同时作业。
3）挂在数值通讯总线上的全部站，全部能接受数值通讯总线上的数值，并可向数值总线上发送数值。
4）实操员站之间通讯方式100M的工业以太网，TCP/IP协议，总线拓扑构造，在I/O与控制器之间的现场总线为标准ISO国际现场总线ProfiBUS－DP，通讯速率为12Mbps。
（四）智能仪表控制系统
智能仪表控制系统的核心为带通信功能的仪表，仪表内包括各种算法，能按照现场现象确定仪表控制算法的各种功能数值。带通讯功能的仪表与上位计算机的系统具备平台通讯，保证仪表各种功能数值和过程值能进入系统平台的数值库，加上组态的流程画面和实操界面，可以在上位计算机整定功能数值，对过程值记录解析，达到控制效果。
（五）控制对象：
本装置主要采用不锈钢框体结构、不锈钢储水箱、三个串接有机玻璃水箱、3kW三相电加热锅炉(由不锈钢锅炉内胆加温筒和封闭式锅炉夹套包括)、盘管和敷塑不锈钢管道等构成。供水系统有两路：一路由三相（380V恒压供水）磁力驱动泵、压力仪表、电动调动阀、交流AC电磁阀、涡轮流量计及手动调动阀构成；另一路由三相磁力驱动泵（220V变频调节速度，经过变频器来驱动）、涡轮流量计及手动调动阀构成。
实训台基础配备及功能如下
| 序号 | 部件名称 | 主要配备 | 数量 | 备注 |
| 1 | 液位水箱 | 包括上水箱、中水箱、下水箱，三个水箱均应用淡蓝色优质有机玻璃，不但坚实耐用，而而且透明度高，方便直接查看液位的改变和记录成果。上、中水箱尺寸均为：D=25cm，H=20cm；下水箱尺寸为：D=35cm，H=20cm。水箱构造独特，由三个槽构成，分别为缓冲槽、作业槽和出水槽，进水时水管的水先流入缓冲槽，出水时作业槽的水经过带燕尾槽的隔板流入出水槽，这样经过缓冲和线性化的处置整理，作业槽的液位较为平稳，方便查看。水箱下部均接有扩散硅压力传感器与变送器，可对水箱的压力和液位实行检验测试和变送。压力变送器应用二线制模仿压力变送器。三个水箱可以结合成一阶、二阶、三阶单线路液位控制系统和双闭环、三闭环液位串级控制系统。 | 3个 | |
| 2 | 储水箱 | 应用304不锈铁板制成，尺寸为：长×宽×高=68cm×52cm×43cm，容量为152L，完全能适用实训的供水需要。储水箱内部有两个椭圆形塑料过滤网罩，以防杂物进入水泵和管道。水箱的上部和下部装备有注水阀门和排水阀门，便利实训用水的更换。 | 1个 | |
| 3 | 锅炉 |
有3kW三相电加热管加热的常压锅炉，包括加热层（锅炉内胆）和冷却层（锅炉夹套），均由不锈钢精制而成，主要完成相关的温度实训。做温度实训时，冷却层的循环水可以使加热层的热量快速散发，使加热层的温度快速下降。冷却层和加热层全部装备有温度传感器检验测试其温度，可完成温度的定值控制、串级控制，前馈-反馈控制，解耦控制等实训。 内胆尺寸：直径Φ=185mm，高度h=528mm，容积=14.2L；锅炉夹套尺寸：直径Φ=270mm，高度h=420mm，容积=9.8L。 |
1个 | |
| 4 | 盘管 | 模仿工业现场的管道输送和滞后环节，长35米（43圈），管径15mm，在盘管上有三个不一样的温度检验测试点，它们的滞后时间常数不一样，在实训过程中可按照不一样的实训需要选用 | 1套 | |
| 5 | 管道及阀门 |
不一样的温度检验测试点。盘管的出水经过手动阀门的变换既可以流入锅炉内胆，也可以经过涡轮流量计流回储水箱。它可用来完成温度的滞后和流量纯滞后控制实训。 整个系统管道由敷塑不锈钢管连接而成，泵前应用Φ20的管子，泵后应用Φ16的管子，溢流管应用Φ25的管子，全部的手动阀门均应用优质球阀，彻底避免了管道系统生锈的可能性。有效提升了实训台的使用年限。 |
1套 | |
| 6 | 液位变送器 | 应用三只扩散硅液位变送器分别对三个液位水箱的液位实行检验测试；其测量范围为0～5Kpa，精度为0.5级。材料：全不锈钢构造，铝制外壳；测量范围界限：0～5KP；精度：0.5%；绝缘电阻：≥20MΩ/50VDC；零点温度系数：±0.5%FS/10℃；平稳性：±0.5%FS/1年；输出信号：4～20mADC（两线制），带不锈钢隔离膜片，同时应用信号隔离技术，对传感器温度漂移跟随补偿。 | 3只 | |
| 7 | 温度传感器 | 应用Pt100铂热电阻温度传感器，分别用来锅炉内胆、锅炉夹套、盘管（有3个测试点）以及上水箱出口的水温。Pt100测温界限：-200～+650℃。Pt100传感器精度高，热补偿性较好，可用来做标准校验用热电阻。配备有Pt100热电阻标准信号变换 | 5只 | |
| 8 | 流量变送器 | 应用涡轮流量计，涡轮流量计的传感器部分为涡轮构造，是一种速度式检验测试仪表，用来检验测试水流量的大小，当流量很小时其精度也不会降低。公称通径：10毫米（管螺纹G1/2″）；测量范围：0～1.2m3/h；精度：1级；输出信号： 4～20mA DC（两线制）；供电电源：DC24V | 2只 | |
| 9 | 电动调动阀 | 应用智能直行程电动调动阀，用来对控制线路的流量实行调动。具有精度高、技术先进、体积小、重量轻、推动力大、功能强、控制单元与电动执行机构一体化、可靠性高、实操便利等优点，电源为一相220V，控制信号为4～20mADC，可输出为4～20mADC的阀位信号，使用和校正非常便利。 | 1台 | |
| 10 | 磁力驱动泵 | 本装置应用磁力驱动泵做为供水系统，型号为16CQ-8P，流量为30升/分，扬程为8米，功率为0.18KW，转动速度2800rpm。泵体完全应用不锈钢材料，以防止生锈，使用寿命长。本装置应用两只磁力驱动泵,一只为三相380V恒压驱动，另一只为三相变频220V输出驱动。 | 2只 | |
| 11 | 电磁阀 | 装配在电动调动阀的旁路，起到阶跃干扰的作用。电磁阀作业电压（V）：220VAC；公称通径：DN15；管螺纹G1/2″ | 1只 | |
| 12 | 三相电加热管 | 由三根1kW电加热管星形连接而成，用来对锅炉内胆内的水实行加温，每根加热管的电阻值约为50Ω左右。 | 1套 |
（一）计算机测控系统
项目一 实训系统认知；
项目二 模型块的通信和使用；
项目三 组态编程和数值读取；
项目四 系统通信和使用；
项目五 DCS系统编程；
项目六 现场总线技术与DCS。
（二）工序技艺设备和仪表器具仪表
项目一 温度、压力、液位和流量测量；
项目二 水泵负载特性测量；
项目三 管道压力和流量藕合特性测量；
项目四 电动调动阀特性测量；
项目五 调压器特性测量；
项目六 变频器水泵控制特性测量
（三）工业系统对象特性的测量
项目一 单容水箱液位数学模型的测量；
项目二 双容水箱液位数学模型的测量；
项目三 非线性容积水箱液位数学模型的测量；
项目四 测量不一样阻力下单容水箱液位数学模型；
项目五 锅炉与加热器对象数学模型；
项目六 滞后管数学模型；
（四）简便设计型控制
项目一 单闭环流量控制；
项目二 单容水箱液位定值；
项目三 双容水箱液位定值；
项目四 三容水箱液位定值；
项目五 锅炉水温定值控制；
项目六 联锁控制。
（五）复杂设计型控制
项目一 闭环双水箱液位串级；
项目二 下水箱液位控制和进口流量串级；
项目三 单闭环流量比值控制；
项目四 锅炉温度和和换热器反馈控制；
项目五 管道压力和流量解耦控制。
（六） 创新型设计与研究
项目六 大延迟系统补偿控制；
项目七 自适应控制算法；
项目八 模糊控制算法；
项目九 现场总线控制系统。
（七） 工程应用型设计
项目十 工业项目设计；
项目十一 报警系统设计；
项目十二 关键事件处置整理和记录设计；
项目十三 系统趋势和历史存储设计；
项目十四 系统登录和安全性设计；
项目十五 互联网化控制系统的研究。
