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分散控制系统DCS(DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM)含义是控制危险分散集中显示。分散控制系统DCS是集4C(COMMUNICATION,COMPUTER,CONTROL,CRT)技术于一身的监控技术。他的特点是从上到下的树状拓扑大系统,其中通讯是其关键技术。DCS由四部份组成:I/O板、控制器、操作站、通讯网络。I/O板和控制器国际上各DCS厂家的技术水平都相差不远,如果说有些差别的话是控制器内的算法有多有少,算法的组合有些不一样,I/O板的差别在于有的有智能,有些没有,但是控制器读取所有I/O数据必须在一秒钟内完成一个循环;操作站差别比较大,主要差别是选用PC机还是选用小型机、采用UNIX还是采用NT操作系统、采用专用的还是通用的监视软件,操作系统和监视软件配合比较好时可以减少死机现象;差别大的是通讯网络,差的是轮询方式,好的是例外报告方式,其速度要相差很多。控制器I/O部件和生产过程相联接,操作站和人相联系,通讯网络把这两部分联成系统。所以操作站是DCS的重要组成部分,工程师站给控制站和操作站组态,历史站记录生产过程的历史数据。
DCS系统的数据主要来自现场的信号和各种变量,在控制站中表现为与工位号对应的相关测量值(PV)、设定值(SV)、操作输出值(MV)及回路状态等。这些数据被采集到DCS控制站相应的存储器里,构成实时数据。其他属于与工位号有关的组态信息,如量程、工程单位、回路连接信息、顺序控制信息等,也在控制站中存储,但同时必须在操作站或工程师站中存储,而且有映像关系。中小型DCS控制站,以控制16-32回路为限、分散性较易为人们所接受。目前小型DCS所占有的市场,已逐步与PLC、FCS共享,今后小型DCS可能首先与这2种系统融合,而且“软DCS”技术将首先在小型DCS中得到发展。控制站是整个DCS的基础,它的可靠性和安全性为重要,死机和控制失灵的现象是不允许的,而且冗余、掉电保护、抗干扰、构成防爆系统等方面都应很有效而可靠,才能满足用户要求。多年的实践经验证明,绝大多数厂家的DCS控制站是能够胜任用户要求的。
DCS系统价格相对PLC系统较高,当然应从性能价格比、产品生命周期及用户根据实际生产装置的自控要求对DCS进行选型、工程费用、维修费用等方面综合考虑。更重要的是目前PLC系统、工控机系统(IPC)的价格都是以廉价著称,所以DCS厂商在这方面面临的形势很严峻,今后5年虽然DCS可以生存,但应在降低成本、减少维修费用、发展远程诊断和维护及完善服务体系等方面多下功夫,应对以直销为主的方式进行修正,即让更多的同行能参加到DCS应用的行列中来。
DCS的发展初衷主要是解决系统中的控制回路的控制算法。70年代中期,过程工业发展很快,但由于设备大型化、工艺流程连续性要求高、要控制的工艺参数增多,而且条件苛刻,要求显示操作集中等,使已经普及的电动单元组合仪表不能完全满足要求,在此情况下,业内厂商经过市场调查,确定开发的DCS产品应以模拟量反馈控制为主,辅以开关量的顺序控制和模拟量开关量混合型的批量控制。所以今天DCS的优势仍然是实现模拟量控制,模拟量控制及其算法是DCS的核心技术。
从目前的DCS来看,一个控制器完成几十个回路的运算和几百点的采集、再加适量的逻辑运算,经现场使用,效果是比较好的。这就产生控制器升级的问题了。有时控制器和检测元件的距离还是比较远,这就促进现场总线的发展。