淺談DCS軟件系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)點

黃龍山東泰安昆侖能源有限公司

淺談DCS軟件系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)點

黃龍
山東泰安昆侖能源有限公司

摘要：計算機控制系統(tǒng)（DCS）以其集中控制和分散管理的優(yōu)良特性、靈活可靠的性能、友好直觀的互動界面，受到了廣大客戶青睞，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)中。本文詳細(xì)介紹了DCS系統(tǒng)的這些優(yōu)點和應(yīng)用功能，對于DCS系統(tǒng)的使用和維護(hù)人員有一定的理論指導(dǎo)意義。本文的作用對于學(xué)習(xí)研究DCS系統(tǒng)的人員會起到拋磚引玉的作用。本文針對DCS系統(tǒng)的基本特點為出發(fā)點，著重討論了DCS作為應(yīng)用于化工過程控制工業(yè)的計算機控制系統(tǒng)的突出優(yōu)點。對于DCS工程技術(shù)人員有一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：DCS；集散控制；過程控制；人機界面

引言

計算機控制系統(tǒng)（DCS）以其集中控制和分散管理的優(yōu)良特性、靈活可靠的性能、友好直觀的互動界面，受到了廣大客戶青睞，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)中。本文詳細(xì)介紹了DCS系統(tǒng)的這些優(yōu)點和應(yīng)用功能，對于DCS系統(tǒng)的使用和維護(hù)人員有一定的理論指導(dǎo)意義。本文的作用對于學(xué)習(xí)研究DCS系統(tǒng)的人員會起到拋磚引玉的作用。隨著計算機技術(shù)（IT）的飛速發(fā)展和現(xiàn)代工業(yè)的技術(shù)的不斷進(jìn)步，有越來越多的計算機應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。比較典型的應(yīng)用于工業(yè)系統(tǒng)的計算機有嵌入式系統(tǒng)、工業(yè)可編程控制器（PLC），還有就是集散控制系統(tǒng)。這些系統(tǒng)適用于不同的工業(yè)生產(chǎn)場合。例如，PLC適用于比較小型的、簡單一些的控制場合，如機械加工、電梯等的控制；而對于大型的，特別是化工、煉油等過程工業(yè)也控制場合，DCS系統(tǒng)就比較適合。現(xiàn)代化工過程控制系統(tǒng)中，計算機的應(yīng)用非常廣泛，其中的尤其以DCS系統(tǒng)的大量應(yīng)用為代表。

一、DCS系統(tǒng)概述

DCS是DistribuledControlSyetem的縮寫，一般我們叫做分散控制系統(tǒng)。它的主要特點是集中控制分散管理，提髙安全性；信息集中管理，有利于更高一級的控制。DCS是流程工業(yè)關(guān)鍵的控制設(shè)備，形象地稱其為過程工業(yè)的“大腦”和“眼睛”。它的可用性、可靠性和安全性以及靈活的擴展和新技術(shù)的集成能力決定著整個工廠生產(chǎn)運行中控制系統(tǒng)對生產(chǎn)效益貢獻(xiàn)的大小以及能夠降低設(shè)備生命周期內(nèi)的維護(hù)成本。

二、集散系統(tǒng)的主要組成部件

現(xiàn)場控制站FidldClntrolStation（FCS）：完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集和控制功能，是系統(tǒng)的基礎(chǔ)部分，用于過程現(xiàn)場輸入順出信號處理，進(jìn)行模擬變量調(diào)節(jié)控制、一些順序過程的控制以及邏輯運算和實時快速運算等功能。

人–機接口站HumanInterfaceStation（HIS）：用于過程生產(chǎn)運行的操作和監(jiān)視。完成與工程師站、操作員站的操作接口功能;一般分成兩級，低級的人–機接口在現(xiàn)場控制器附近，可完成手∕自動切換和參數(shù)的顯示；高級的人–機接口以CRT為基礎(chǔ)的控制臺，有歷史數(shù)據(jù)的存儲和復(fù)制，動態(tài)流程圖及其它圖形的顯示，有綜合報警、過程監(jiān)視、打印等功能。

過程控制通訊網(wǎng)絡(luò)PrcocessControlNetwork：將現(xiàn)場控制器、人–機接口裝置連成一個完整的系統(tǒng);還允許與上位計算機連接。

上位計算機接口：完成最優(yōu)化控制和部分管理工作，沒有上位機，現(xiàn)場控制器仍然工作。

三、集散控制系統(tǒng)的優(yōu)點

DCS有許多優(yōu)點，主要包括6個方面：

1.分散性和集中性

分散的主要目的是為了使危險分散，進(jìn)而提髙系統(tǒng)的可靠性和安全性。DCS的集中性解釋是指集中監(jiān)視、集中操作和集中管理。DCS分散性的含義有不同的解釋，一方面是控制對象的分散，還有控制設(shè)備地域上的分散、控制功能多種多樣和危險因素的分散等。

2.自治性和協(xié)調(diào)性

DCS系統(tǒng)的分散和協(xié)調(diào)的統(tǒng)一控制是其特點，也是優(yōu)點。這種分散和集中的設(shè)計思想以及自治和協(xié)調(diào)的設(shè)計原則，讓DCS以其獨有的優(yōu)勢獲得進(jìn)一步發(fā)展，并廣泛地應(yīng)用到各工業(yè)場合中。DCS系統(tǒng)中的各臺計算機均可獨立地工作，這一功能被稱為自治性。DCS的協(xié)調(diào)性是指系統(tǒng)中的各臺計算機和現(xiàn)場控制器的連接用統(tǒng)一的通信網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)在一起，相互傳送信息，相互協(xié)讕工作，共同實現(xiàn)系統(tǒng)的總體功能。DCS的分散和集中、自治和協(xié)調(diào)不是互相對立，而是互相影響互為補充。

3.靈活性和擴展性

模塊化設(shè)計方式廣泛的應(yīng)用于DCS軟、硬件中。硬件配置可靈活地構(gòu)成各類不同容量的系統(tǒng)。在企業(yè)生產(chǎn)擴大的時候還可根據(jù)企業(yè)的要求進(jìn)行系統(tǒng)擴展。軟件程序提供的功能模塊比較多樣，進(jìn)行簡單的組態(tài)即可構(gòu)成各類功能不同的控制系統(tǒng)。在生產(chǎn)工藝和流程發(fā)生改變的時候，相應(yīng)的控制方案可以進(jìn)行修改，簡單的工藝變化只需通過組態(tài)變化就可以構(gòu)成新的控制方案，而硬件配置卻不需要改變。

4.先進(jìn)性和兼容性

DCS系統(tǒng)綜合集成了計算機、控制、通訊和圖形顯示技術(shù)。并隨著這些技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)展，新型DCS的推出通常兼容老DCS系統(tǒng)的軟件和硬件，新老系統(tǒng)間可以無縫傳遞過程信息，從而實現(xiàn)新老系統(tǒng)的兼容。

5.可靠性和適應(yīng)性

DCS系統(tǒng)的可靠性來源于其分散性帶來系統(tǒng)的危險分散。同時，由于系統(tǒng)采用高性能的電子元器件、先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和抗各種干擾技術(shù)。使得DCS對工作環(huán)境的要求降低了許多。DCS設(shè)備的安裝位置可比較靈活，可能滿足不同生產(chǎn)的需要。DCS的各項功能可適應(yīng)現(xiàn)代化大型生產(chǎn)線的控制和管理需求。

6.新穎性和友好性

DCS人機界面，采用動態(tài)畫面、語音表達(dá)等多媒體技術(shù)，圖文并茂，形象直觀，使操作人員宛如進(jìn)人了現(xiàn)場。這是DCS的新穎性主要表現(xiàn)。

DCS為操作人員提供了直觀的人機界面（HMI）。操作員站采用彩色畫面和交互式圖形，常用的DCS畫面有總貌、組、點、趨勢、報警、操作指導(dǎo)和流程圖等。操作采用圖形窗口、鍵盤、鼠標(biāo)或?qū)Ｓ们驑?biāo)等標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，使得操作很簡便。

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