DCS控制系統(tǒng)特點(diǎn)

1、集散控制系統(tǒng)(Distributedcontrolsystem)是以微處理器為基礎(chǔ)的對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制的集中分散控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱DC繇統(tǒng)。該系統(tǒng)將若干臺(tái)微機(jī)分散應(yīng)用于過(guò)程控制,全部信息通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)由上位管理計(jì)算機(jī)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化控制，整個(gè)裝置繼承了常規(guī)儀表分散控制和計(jì)算機(jī)集中控制的優(yōu)點(diǎn)，克服了常規(guī)儀表功能單一，人-機(jī)聯(lián)系差以及單臺(tái)微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)危險(xiǎn)性高度集中的缺點(diǎn)，既實(shí)現(xiàn)了在管理、操作和顯示三方面集中，又實(shí)現(xiàn)了在功能、負(fù)荷和危險(xiǎn)性三方面的分散。DCS系統(tǒng)在現(xiàn)代化生產(chǎn)過(guò)程控制中起著重要的作用。集散控制系統(tǒng)的基本組成集散控制系統(tǒng)一般有以下四部分組成：現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)又稱數(shù)據(jù)采

2、集裝置，主要是將過(guò)程非控變量進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理，而且對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)一步加工處理，供CRTM、站顯示和打印，從而實(shí)現(xiàn)開(kāi)環(huán)監(jiān)視，并將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控計(jì)算機(jī)。輸出裝置在有上位機(jī)的情況下，能以開(kāi)關(guān)量或者模擬量信號(hào)的方式，向終端元件輸出計(jì)算機(jī)控制命令。這一個(gè)級(jí)別直接面對(duì)現(xiàn)場(chǎng)，跟現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程相連。比如閥門(mén)、電機(jī)、各類(lèi)住感器、變送器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等等。它們都是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的基礎(chǔ)設(shè)備、同樣也是DCS的基礎(chǔ)。在DCS系統(tǒng)中、這一級(jí)別的功能就是服從上位機(jī)發(fā)來(lái)的命令，同時(shí)向上位機(jī)反饋執(zhí)行的情況。拿軍隊(duì)來(lái)舉例的話，可以形容為最底層的士兵。它們只要能準(zhǔn)確地服從命令，并且準(zhǔn)確地向上級(jí)匯報(bào)情況即完成使命。至于它與上位機(jī)交流，就是

3、通過(guò)模擬信號(hào)或者現(xiàn)場(chǎng)總線的數(shù)字信號(hào)。由于模擬信號(hào)在傳遞的過(guò)程或多或少存在一些失真或者受到干擾，所以目前流行的是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線來(lái)進(jìn)行DCSB號(hào)的傳遞。過(guò)程控制級(jí)又稱現(xiàn)場(chǎng)控制單元或基本控制器，是DCS系統(tǒng)中的核心部分。生產(chǎn)工藝的調(diào)節(jié)都是靠它來(lái)實(shí)現(xiàn)。比如閥門(mén)的開(kāi)閉調(diào)節(jié)、順序控制、連續(xù)控制等等。上面說(shuō)到現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)是“士兵”，那么給它發(fā)號(hào)施令的就是過(guò)程控制級(jí)了。它接受現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)傳來(lái)的信號(hào)，按照工藝要求進(jìn)行控制規(guī)律運(yùn)算，然后將結(jié)果作為控制信號(hào)發(fā)給現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)的設(shè)備。所以，過(guò)程控制級(jí)要具備聰明的大腦，能將“士兵”反饋的軍情進(jìn)行分析，然后做出命令，以使“士兵”能打贏“戰(zhàn)爭(zhēng)”。這個(gè)級(jí)別不是最高的，相當(dāng)于軍隊(duì)里的“中

4、尉”。它也一樣必須將現(xiàn)場(chǎng)的情況反饋給更高級(jí)別的“上?！币簿褪窍旅嬷v的過(guò)程管理級(jí)。過(guò)程管理級(jí)DCS勺人機(jī)接口裝置，普遍配有高分辨率、大屏幕的色彩CRT操作者鍵盤(pán)、打印機(jī)、大容量存儲(chǔ)器等。操作員通過(guò)操作站選擇各種操作和監(jiān)視生產(chǎn)情況、這個(gè)級(jí)別是操作人員跟DCS交換信息的平臺(tái)。是DCS的核心顯示、操作跟管理裝置。操作人員通過(guò)操作站來(lái)監(jiān)視和控制生產(chǎn)過(guò)程，可以通過(guò)屏幕了解到生產(chǎn)運(yùn)行情況，了解每個(gè)過(guò)程變量的數(shù)字跟狀態(tài)。這一級(jí)別在軍隊(duì)中算是很高的“上?！绷?。它所掌握的“大權(quán)”可以根據(jù)需要隨時(shí)進(jìn)行手動(dòng)自動(dòng)切換、修改設(shè)定值，調(diào)整控制信號(hào)、操縱現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的控制。經(jīng)營(yíng)管理級(jí)又稱上位機(jī)，功能強(qiáng)、速度快、

5、容量大。通過(guò)專(zhuān)門(mén)的通信接口與高速數(shù)據(jù)通路相連，綜合監(jiān)視系統(tǒng)各單元，管理全系統(tǒng)的所有信息。這是全廠自動(dòng)化系統(tǒng)的最高一層。只有大規(guī)模的集散控制系統(tǒng)才具備這一級(jí)。相當(dāng)于軍隊(duì)中的“元帥”，他們所面向的使用者是廠長(zhǎng)、經(jīng)理、總工程師等行政管理或運(yùn)行管理人員。它的權(quán)限很大，可以監(jiān)視各部門(mén)的運(yùn)行情況，利用歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)可能發(fā)生的各種情況，從企業(yè)全局利益出發(fā)，幫助企業(yè)管理人員進(jìn)行決策，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)其計(jì)劃目標(biāo)。編輯本段DCS系統(tǒng)的產(chǎn)生背景上世紀(jì)30年代40年代，工業(yè)自動(dòng)化裝置采用的是分散性控制系統(tǒng)。也就是所有設(shè)備都是獨(dú)立運(yùn)行，不聯(lián)網(wǎng)控制。操作員根據(jù)生產(chǎn)需求進(jìn)行計(jì)算后，將獨(dú)立設(shè)備的特性調(diào)節(jié)到適合的程度，然后

6、就開(kāi)始工作。之后采用了氣動(dòng)、電動(dòng)模擬儀表組成過(guò)程控制系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)了一定程度上的集中監(jiān)視、操作和分散控制。較好的適應(yīng)了工業(yè)生產(chǎn)的需求?？墒?，隨著生產(chǎn)規(guī)模和復(fù)雜程度的不斷提高，原有的控制系統(tǒng)顯得滯后、笨重、繁冗、因?yàn)橐慌_(tái)儀表只有一種控制規(guī)律，要實(shí)現(xiàn)某些復(fù)雜的控制就很困難。另外，控制儀表數(shù)量越來(lái)越多，用原來(lái)落后的儀表盤(pán)控制的話，控制盤(pán)越來(lái)越長(zhǎng)，看得人眼睛都會(huì)花掉。最致命的就是老系統(tǒng)之間不便于實(shí)現(xiàn)通信，很難分級(jí)控制和綜合管理。再一個(gè)就是它的系統(tǒng)變更比較麻煩，只有通過(guò)更換儀表和變更儀表連線才能實(shí)現(xiàn)。第三次科技革命開(kāi)始后,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人們開(kāi)始嘗試將計(jì)算機(jī)用于過(guò)程控制。試圖利用計(jì)算機(jī)所具有的功能特點(diǎn)

7、，來(lái)克服常規(guī)模擬儀表的局限性。但當(dāng)時(shí)采用的辦法是用一臺(tái)計(jì)算機(jī)控制幾十甚至上百個(gè)回路，這樣做的危險(xiǎn)性很高，如果計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障，會(huì)導(dǎo)致很?chē)?yán)重的后果，這就是所謂的“危險(xiǎn)集中”。若采用雙機(jī)雙工系統(tǒng)，雖可以提高系統(tǒng)的可靠性，但成本太高，如果工廠的生產(chǎn)規(guī)模不大，則經(jīng)濟(jì)性很差，用戶難以接受。直到上世紀(jì)70年代開(kāi)始，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的日漸成熟，大規(guī)模集成電路及微處理器的誕生后，人們開(kāi)始思考是否能將“危險(xiǎn)分散”。就是原來(lái)靠一臺(tái)大計(jì)算機(jī)完成的“艱巨”任務(wù)，能否用幾十臺(tái)微處理來(lái)完成？這樣的話，即使某一處理器壞了，也不至于會(huì)“牽一發(fā)而動(dòng)全身”，從而使危險(xiǎn)系數(shù)大大降低。答案是肯定的。至此DCS就誕生了。進(jìn)入九十年代以后，

8、計(jì)算機(jī)技術(shù)突飛猛進(jìn)，更多新的技術(shù)被應(yīng)用到了DCS之中。PLC是一種針對(duì)順序邏輯控制發(fā)展起來(lái)的電子設(shè)備，它主要用于代替不靈活而且笨重的繼電器邏輯。現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在進(jìn)入九十年代中期以后發(fā)展十分迅猛，以至于有些人已做出預(yù)測(cè)：基于現(xiàn)場(chǎng)總線的FCS將取代DCS成為控制系統(tǒng)的主角。編輯本段集散控制系統(tǒng)的特點(diǎn)DCSB制系統(tǒng)與常規(guī)模擬儀表及集中型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相比，具有很顯著的特點(diǎn)。1、系統(tǒng)構(gòu)成靈活。從總體上看，DCSS是由各個(gè)工作站通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)組網(wǎng)而成的。你可以把他現(xiàn)象成“因特網(wǎng)”。根據(jù)生產(chǎn)需求，你可以隨時(shí)加入或者撤去工作站。系統(tǒng)組態(tài)很靈活。2、操作管理便捷。DCS的人機(jī)反饋都是通過(guò)CRT跟鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等實(shí)

9、現(xiàn)的。你可以想象成在因特網(wǎng)沖浪一樣，你可以監(jiān)視生產(chǎn)裝置乃至整個(gè)工廠的運(yùn)行情況。3、控制功能豐富。原先用模擬控制回路實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜運(yùn)算，通過(guò)高精度的微處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)。難道還有什么算法CPL現(xiàn)不了的嗎？！4、信息資源共享。你可以把工作站想象成因特網(wǎng)上的各個(gè)網(wǎng)站，只要你在DCS系統(tǒng)中，并且權(quán)限夠大，你就能了解到你要的任何參數(shù)。5、安裝、調(diào)試方便。相比原先的模擬控制系統(tǒng)，那么多的飛線頭，一大堆類(lèi)似頭發(fā)絲的電線。DCS系統(tǒng)算是很方便了。6、安全可靠性高。難道現(xiàn)在還有什么東西的可靠性比電腦更高嗎??？DCS系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)DCS勺硬件系統(tǒng)主要由集中操作管理裝置、分散過(guò)程控制裝置和通信接口設(shè)備等組成。通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)將這

10、些硬件設(shè)備連接起來(lái)，共同實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集分散控制和集中監(jiān)視、操作及管理等功能?，F(xiàn)場(chǎng)控制站現(xiàn)場(chǎng)控制站中的主要設(shè)備是現(xiàn)場(chǎng)控制單元?，F(xiàn)場(chǎng)控制單元式DCS直接與生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行信息交互的IO處理系統(tǒng)，它的主要任務(wù)是進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及處理，對(duì)被控對(duì)象實(shí)施閉環(huán)反饋控制、順序控制和批量控制。用戶可以根據(jù)不同的應(yīng)用需求，選擇配置不同的現(xiàn)場(chǎng)控制單元構(gòu)成現(xiàn)場(chǎng)控制站。它可以是以面向連續(xù)生產(chǎn)的過(guò)程控制為主，輔以順序邏輯控制，構(gòu)成的一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)多種復(fù)雜控制方案的現(xiàn)場(chǎng)控制站；也可以是以順序控制、連鎖控制功能為主的現(xiàn)場(chǎng)控制站；還可以是一個(gè)對(duì)大批量過(guò)程信號(hào)進(jìn)行總體信息采集的現(xiàn)場(chǎng)控制站?，F(xiàn)場(chǎng)控制站是一個(gè)可以獨(dú)立運(yùn)行的計(jì)算機(jī)檢測(cè)控制系統(tǒng)。由于它是專(zhuān)為過(guò)程檢測(cè)、控制而設(shè)計(jì)的通用型設(shè)備，所以其機(jī)柜、電源、輸入輸出通道和控制計(jì)算機(jī)等，與一般的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有所不同。操作站運(yùn)行在PC硬件平臺(tái)、NT操作系統(tǒng)下的通用操作站的出現(xiàn)，給DCS用戶帶來(lái)