DCS系統(tǒng)的主要技術(shù)概述及特點(diǎn)分析

DCS系統(tǒng)概述

DCS系統(tǒng)（DIstirbuted Control System，分散控制系統(tǒng)）是隨著現(xiàn)代大型工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的不斷興起和過程控制要求的日益復(fù)雜應(yīng)運(yùn)而生的綜合控制系統(tǒng)，它是計(jì)算機(jī)技術(shù)、系統(tǒng)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和多媒體技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，可提供窗口友好的人機(jī)界面和強(qiáng)大的通訊功能。是完成過程控制、過程管理的現(xiàn)代化設(shè)備。

針對(duì)不同行業(yè)、不同項(xiàng)目，在充分調(diào)查了計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、應(yīng)用軟件技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)的基礎(chǔ)上，使用各種分散控制系統(tǒng)（DCS），高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)的完成工程設(shè)計(jì)、組態(tài)、成套供貨、現(xiàn)場啟動(dòng)調(diào)試、性能測試及考核驗(yàn)收，推出切實(shí)可行的技術(shù)方案。

系統(tǒng)的主要技術(shù)概述

1、系統(tǒng)主要有現(xiàn)場控制站（I/O站）、數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)、人機(jī)接口單元（操作員站OPS、工程師站ENS）、機(jī)柜、電源等組成。系統(tǒng)具備開放的體系結(jié)構(gòu)，可以提供多層開放數(shù)據(jù)接口。

2、硬件系統(tǒng)在惡劣的工業(yè)現(xiàn)場具有高度的可靠性、維修方便、工藝先進(jìn)。底層漢化的軟件平臺(tái)具備強(qiáng)大的處理功能，并提供方便的組態(tài)復(fù)雜控制系統(tǒng)的能力與用戶自主開發(fā)專用高級(jí)控制算法的支持能力；易于組態(tài)，易于使用。支持多種現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)以便適應(yīng)未來的擴(kuò)充需要。

3、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用合適的冗余配置和診斷至模件級(jí)的自診斷功能，具有高度的可靠性。系統(tǒng)內(nèi)任一組件發(fā)生故障，均不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的工作。

4、系統(tǒng)的參數(shù)、報(bào)警、自診斷及其他管理功能高度集中在CRT上顯示和在打印機(jī)上打印，控制系統(tǒng)在功能和物理上真正分散。

5、整個(gè)系統(tǒng)的可利用率至少為99.9％；系統(tǒng)平均無故障時(shí)間為10萬小時(shí)，實(shí)現(xiàn)了核電、火電、熱電、石化、化工、冶金、建材諸多領(lǐng)域的完整監(jiān)控。

6、“域”的概念。把大型控制系統(tǒng)用高速實(shí)時(shí)冗余網(wǎng)絡(luò)分成若干相對(duì)獨(dú)立的分系統(tǒng)，一個(gè)分系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)域，各域共享管理和操作數(shù)據(jù)，而每個(gè)域內(nèi)又是一個(gè)功能完整的DCS系統(tǒng)，以便更好的滿足用戶的使用。

7、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可靠性、開放性及先進(jìn)性。在系統(tǒng)操作層，采用冗余的100Mbps以太網(wǎng)；在控制層，采用冗余的100Mbps工業(yè)以太網(wǎng)，保證系統(tǒng)的可靠性；在現(xiàn)場信號(hào)處理層，12Mbps的PROFIBUS總線連接中央控制單元和各現(xiàn)場信號(hào)處理模塊。

8、標(biāo)準(zhǔn)的Client/Server結(jié)構(gòu)。MACS系統(tǒng)的操作層采用Client/Server結(jié)構(gòu)。

9、開放并且可靠的操作系統(tǒng)。系統(tǒng)的操作層采用WINDOWS NT操作系統(tǒng)；控制站采用成熟的嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)QNS以確?？刂葡到y(tǒng)的實(shí)時(shí)性、安全性和可靠性。

10、標(biāo)準(zhǔn)的控制組態(tài)軟件?？梢詫?shí)現(xiàn)任何監(jiān)測、控制要求。

11、可擴(kuò)展性和可裁剪性。保證經(jīng)濟(jì)性。

DCS具有以下特點(diǎn)

高可靠性

由于DCS將系統(tǒng)控制功能分散在各臺(tái)計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用容錯(cuò)設(shè)計(jì)，因此某一臺(tái)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)的故障不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)其它功能的喪失。此外，由于系統(tǒng)中各臺(tái)計(jì)算機(jī)所承擔(dān)的任務(wù)比較單一，可以針對(duì)需要實(shí)現(xiàn)的功能采用具有特定結(jié)構(gòu)和軟件的專用計(jì)算機(jī)，從而使系統(tǒng)中每臺(tái)計(jì)算機(jī)的可靠性也得到提高。

開放性

DCS采用開放式、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和系列化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)中各臺(tái)計(jì)算機(jī)采用局域網(wǎng)方式通信，實(shí)現(xiàn)信息傳輸，當(dāng)需要改變或擴(kuò)充系統(tǒng)功能時(shí)，可將新增計(jì)算機(jī)方便地連入系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)或從網(wǎng)絡(luò)中卸下，幾乎不影響系統(tǒng)其他計(jì)算機(jī)的工作。

靈活性

通過組態(tài)軟件根據(jù)不同的流程應(yīng)用對(duì)象進(jìn)行軟硬件組態(tài)，即確定測量與控制信號(hào)及相互間連接關(guān)系、從控制算法庫選擇適用的控制規(guī)律以及從圖形庫調(diào)用基本圖形組成所需的各種監(jiān)控和報(bào)警畫面，從而方便地構(gòu)成所需的控制系統(tǒng)。

易于維護(hù)

功能單一的小型或微型專用計(jì)算機(jī)，具有維護(hù)簡單、方便的特點(diǎn)，當(dāng)某一局部或某個(gè)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，可以在不影響整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的情況下在線更換，迅速排除故障。

協(xié)調(diào)性

各工作站之間通過通信網(wǎng)絡(luò)傳送各種數(shù)據(jù)，整個(gè)系統(tǒng)信息共享，協(xié)調(diào)工作，以完成控制系統(tǒng)的總體功能和優(yōu)化處理。

控制功能齊全

控制算法豐富，集連續(xù)控制、順序控制和批處理控制于一體，可實(shí)現(xiàn)串級(jí)、前饋、解耦、自適應(yīng)和預(yù)測控制等先進(jìn)控制，并可方便地加入所需的特殊控制算法。 DCS的構(gòu)成方式十分靈活，可由專用的管理計(jì)算機(jī)站、操作員站、工程師站、記錄站、現(xiàn)場控制站和數(shù)據(jù)采集站等組成，也可由通用的服務(wù)器、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和可編程控制器構(gòu)成。 處于底層的過程控制級(jí)一般由分散的現(xiàn)場控制站、數(shù)據(jù)采集站等就地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制，并通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)傳送到生產(chǎn)監(jiān)控級(jí)計(jì)算機(jī)。生產(chǎn)監(jiān)控級(jí)對(duì)來自過程控制級(jí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中操作管理，如各種優(yōu)化計(jì)算、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、故障診斷、顯示報(bào)警等。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，DCS可以按照需要與更高性能的計(jì)算機(jī)設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)連接來實(shí)現(xiàn)更高級(jí)的集中管理功能，如計(jì)劃調(diào)度、倉儲(chǔ)管理、能源管理等。

審核編輯：郭婷