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自動化控制設備 Product Show

DCS控制系統

集散控制系統簡稱DCS,也可直譯為“分散控制系統”或“分布式計算機控制系統”。它采用控制分散、操作和管理集中的基本設計思想,采用多層分級、合作自治的結構形式。其主要特征是它的集中管理和分散控制。目前DCS在電力、冶金、石化等各行各業都獲得了極其廣泛的應用。

DCS通常采用分級遞階結構,如圖3.1所示,每一級由若干子系統組成,每一個子系統實現若干特定的有限目標,形成金字塔結構。

可靠性是DCS發展的生命,要保證DCS的高可靠性主要有三種措施:一是廣泛應用高可靠性的硬件設備和生產工藝;二是廣泛采用冗余技術;三是在軟件設計上廣泛實現系統的容錯技術、故障自診斷和自動處理技術等。當今大多數集散控制系統的MTBF可達幾萬甚至幾十萬小時。

近年來,在DCS關聯領域有許多新進展,主要表現在如下一些方面。

(1)系統功能向開放式方向發展 傳統DCS的結構是封閉式的,不同制造商的DCS之間難以兼容。而開放式的DCS將可以賦予用戶更大的系統集成自主權,用戶可根據實際需要選擇不同廠商的設備連同軟件資源連入控制系統,達到最佳的系統集成。這里不僅包括DCS與DCS的集成,更包括DCS與PLC、FCS及各種控制設備和軟件資源的廣義集成。

(2)儀表技術向數字化、智能化、網絡化方向發展 工業控制設備的智能化、網絡化發展,可以促使過程控制的功能進一步分散下移,實現真正意義上的“全數字”、“全分散”控制。另外,由于這些智能儀表具有的精度高、重復性好、可靠性高,并具備雙向通信和自診斷功能等特點,致使系統的安裝、使用和維護工作更為方便。

(3)工控軟件正向先進控制方向發展 廣泛應用各種先進控制與優化技術是挖掘并提升DCS綜合性能最有效、最直接、也是最具價值的發展方向,主要包括先進控制、過程優化、信息集成、系統集成等軟件的開發和產業化應用。在未來,工業控制軟件也將繼續向標準化、網絡化、智能化和開放性發展方向。

(4)系統架構向FCS方向發展 單純從技術而言,現階段現場總線集成于DCS可以有三種方式:① 現場總線于DCS系統I/O總線上的集成――通過一個現場總線接口卡掛在DCS的I/O總線上,使得在DCS控制器所看到的現場總線來的信息就如同來自一個傳統的DCS設備卡一樣。例如Fisher-Rosemount公司推出的DeltaV系統采用的就是此種集成方案。② 現場總線于DCS系統網絡層的集成――就是在DCS更高一層網絡上集成現場總線系統,這種集成方式不需要對DCS控制站進行改動,對原有系統影響較小。如Smar公司的302系列現場總線產品可以實現在DCS系統網絡層集成其現場總線功能。③ 現場總線通過網關與DCS系統并行集成――現場總線和DCS還可以通過網關橋接實現并行集成。如SUPCON的現場總線系統,利用HART協議網橋連接系統操作站和現場儀表,從而實現現場總線設備管理系統操作站與HART協議現場儀表之間的通信功能。

一直以來DCS的重點在于控制,它以“分散”作為關鍵字。但現代發展更著重于全系統信息綜合管理,今后“綜合”又將成為其關鍵字,向實現控制體系、運行體系、計劃體系、管理體系的綜合自動化方向發展,實施從最底層的實時控制、優化控制上升到生產調度、經營管理,以至最高層的戰略決策,形成一個具有柔性、高度自動化的管控一體化系統。

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