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現(xiàn)在國內(nèi)有哪些做DCS的廠家?國外又有哪些?

有提問者提問可知,現(xiàn)在國內(nèi)外有那些做dcs的廠家。但是國內(nèi)的DCS起步晚,所以說現(xiàn)在只能接近我國的DCS水平只能接近第四代,還達(dá)不到現(xiàn)在四代DCS水平,但是國外DCS大咖廠家的基本上是第四代產(chǎn)品,我國還要奮起直追。



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那么先說說國內(nèi)有那些DCS廠家吧!國內(nèi)知名的DCS廠家比如和利時、浙大中控、上海新華已經(jīng)推出第三代或接近第四代的DCS產(chǎn)品。像上海新華公司的XDPF-400、和利時公司的HOLLIAS、浙大中控的WebField。名氣不大的的有國電智深公司的EDPF_NT、華能信息產(chǎn)業(yè)的PINECONTROL、上海電氣自儀公司的MAX800、山東魯能公司的LN200 。其中新華公司的XDPF-400和利時公司的HOLLIAS上海電氣自儀公司的MAX800和國電智深公司的EDPF_NT在火電發(fā)電廠比較受青睞。

國外大咖公司的DCS基本進(jìn)入第四代?;裟犴f爾公司的Experion PKS艾默生公司的PIantWeb和西屋公司的OVation 英維思-??怂共_公司的I/AseriesA2 橫河公司的R3 西門子公司的PCS7日立公司的HIACS-700 ABB公司的INdusttrial^IT等系統(tǒng)。

綜上所述,國內(nèi)外的DCS廠家的DCS產(chǎn)品基本羅列出來,從中也看到很多國外知名品牌的DCS系統(tǒng)占據(jù)了大部分市場,但是我國作為后起之秀不僅要達(dá)到四代DCS水平跨代都有可能實(shí)現(xiàn)。

什么是DCS,它的發(fā)展史是怎樣的?

分散控制系統(tǒng)DCS(DistributedControlSystem),又稱分布式控制系統(tǒng),產(chǎn)生于20世紀(jì)70年代中期,最初是由儀表制造廠商研發(fā)出來,當(dāng)時主要應(yīng)用于化工行業(yè)。它是在集中控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來,綜合了計(jì)算機(jī)、通信、顯示和控制等4C技術(shù),是一個由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級計(jì)算機(jī)系統(tǒng),具有連續(xù)控制、批量控制、邏輯順序控制、數(shù)據(jù)采集等功能。DCS將分散的儀表控制和集中式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)二者的優(yōu)勢有機(jī)結(jié)合起來,體系結(jié)構(gòu)是一個分布式、分支樹狀結(jié)構(gòu),從垂直結(jié)構(gòu)來看,分為分散過程控制級、集中操作監(jiān)控級以及綜合信息管理級三級,各級之間既相互獨(dú)立又相互聯(lián)系,每一級中又可水平分解成不同的子模塊,如分散過程控制級就可分為現(xiàn)場控制站、PLC、智能調(diào)節(jié)器和其他測控裝置。其具有通用性強(qiáng)、系統(tǒng)組態(tài)靈活、控制功能完善、數(shù)據(jù)處理方便、顯示操作集中、人機(jī)界面友好、安裝簡單規(guī)范化、調(diào)試方便、運(yùn)行安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。要想了解更多關(guān)于分散控制系統(tǒng)的相關(guān)資訊,可以去視界網(wǎng)看一下www.shijiezx.com/news/show.php?itemid=20203a10c180e8d9

根據(jù)題意可知,其實(shí)DCS就是以微處理器為基礎(chǔ)的分散型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),采用4C技術(shù)相結(jié)合的技術(shù)產(chǎn)物。其在生產(chǎn)方面應(yīng)用主要特性就是集中管理和分散控制,因此把它叫做分散控制系統(tǒng),也有的叫集散控制系統(tǒng)。

DCS的發(fā)展史

扒開其歷史還要從20世紀(jì)60年代初說起,那時計(jì)算機(jī)剛開始涉足控制領(lǐng)域,用于生產(chǎn)過程的安全監(jiān)視和操作指導(dǎo)。經(jīng)常是一臺計(jì)算機(jī)控制管理全廠的生產(chǎn),卻造成整個系統(tǒng)控制人物集中。一旦計(jì)算機(jī)罷工那么全廠生產(chǎn)就停擺,因此直接數(shù)字控制系統(tǒng)在實(shí)際生產(chǎn)的應(yīng)用宣告失敗。但是人們意識到直接數(shù)字控制系統(tǒng)比模擬控制系統(tǒng)有許多優(yōu)點(diǎn),只要解決系統(tǒng)可靠性問題那么后面計(jì)算機(jī)用閉環(huán)控制可能性希望很大。于是當(dāng)時工程師確實(shí)創(chuàng)造性的研制分散控制系統(tǒng)。

這臺DCS控制系統(tǒng)的祖宗就是霍尼韋爾公司在1975年推出TDC-2000的分散控制系統(tǒng),首先在火電廠實(shí)驗(yàn)確實(shí)在安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行取得顯著效果。TDC-2000的誕生為過程控制儀表的制造和發(fā)展指明方向,過來各個儀表制造廠家根據(jù)自身的優(yōu)勢從不同角度切入研發(fā)和生產(chǎn)DCS,主要還是跟著霍尼韋爾研究方向作為"指向標(biāo)",在常規(guī)儀表方面入手進(jìn)行深入研究,因此才形成常規(guī)控制方面的見長的DCS系統(tǒng)。

在第一代DCS系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,在20世紀(jì)80年代誕生第二代DCS,主要以微機(jī)技術(shù)和局域網(wǎng)的介入,使得集散控制系統(tǒng)技術(shù)的到突飛猛進(jìn)。第三代DCS主要的變化就是局域網(wǎng)絡(luò)采用ISO標(biāo)準(zhǔn)的MAP。第四代DCS分散控制系統(tǒng)主要以管理控制一體化形成出現(xiàn),其特征就是信息化和集成性。

目前的DCS典型產(chǎn)品

國外的有霍尼韋爾公司的Experion PKS,艾默生公司的PPlantWeb和Ovation,橫河公司的CENTUM-R3,西門子公司的PCS7等。國內(nèi)的有和利時和浙大中控最為知名,還有上海新華、國電智深、山東魯能、上海自儀等。

DCS是分布式控制系統(tǒng)的英文縮寫(Distributed Control System),在國內(nèi)自控行業(yè)又稱之為集散控制系統(tǒng)。是相對于集中式控制系統(tǒng)而言的一種新型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),它是在集中式控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展、演變而來的。

它是一個由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級計(jì)算機(jī)系統(tǒng),綜合了計(jì)算機(jī),通信、顯示和控制等4C技術(shù),其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活以及組態(tài)方便。在特殊控制領(lǐng)域,如核電站控制系統(tǒng),DCS的含義被誤叫做數(shù)字化控制系統(tǒng)(Digital control system),其實(shí)質(zhì)仍為分布式操作系統(tǒng)。概 述首先,DCS的骨架—系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),它是DCS的基礎(chǔ)和核心。由于網(wǎng)絡(luò)對于DCS整個系統(tǒng)的實(shí)時性、可靠性和擴(kuò)充性,起著決定性的作用,因此各廠家都在這方面進(jìn)行了精心的設(shè)計(jì)。對于DCS的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)來說,它必須滿足實(shí)時性的要求,即在確定的時間限度內(nèi)完成信息的傳送。這里所說的“確定”的時間限度,是指在無論何種情況下,信息傳送都能在這個時間限度內(nèi)完成,而這個時間限度則是根據(jù)被控制過程的實(shí)時性要求確定的。因此,衡量系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)性能的指標(biāo)并不是網(wǎng)絡(luò)的速率DCS,即通常所說的每秒比特數(shù)(bps),而是系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時性,即能在多長的時間內(nèi)確保所需信息的傳輸完成。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)還必須非??煽?,無論在任何情況下,網(wǎng)絡(luò)通信都不能中斷,因此多數(shù)廠家的DCS均采用雙總線、環(huán)形或雙重星形的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。為了滿足系統(tǒng)擴(kuò)充性的要求,系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)上可接入的最大節(jié)點(diǎn)數(shù)量應(yīng)比實(shí)際使用的節(jié)點(diǎn)數(shù)量大若干倍。這樣,一方面可以隨時增加新的節(jié)點(diǎn),另一方面也可以使系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行于較輕的通信負(fù)荷狀態(tài),以確保系統(tǒng)的實(shí)時性和可靠性。在系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過程中,各個節(jié)點(diǎn)的上網(wǎng)和下網(wǎng)是隨時可能發(fā)生的,特別是操作員站,這樣,網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)會經(jīng)常進(jìn)行,而這種操作絕對不能影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行,因此,系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具有很強(qiáng)在線網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)功能。其次,這是一種完全對現(xiàn)場I/O處理并實(shí)現(xiàn)直接數(shù)字控制(DDC)功能的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。一般一套DCS中要設(shè)置現(xiàn)場I/O控制站,用以分擔(dān)整個系統(tǒng)的I/O和控制功能。這樣既可以避免由于一個站點(diǎn)失效造成整個系統(tǒng)的失效,提高系統(tǒng)可靠性,也可以使各站點(diǎn)分擔(dān)數(shù)據(jù)采集和控制功能,有利于提高整個系統(tǒng)的性能。DCS的操作員站是處理一切與運(yùn)行操作有關(guān)的人機(jī)界面(HMI-Human Machine Interface或operator interface)功能的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。工程師站是對DCS進(jìn)行離線的配置、組態(tài)工作和在線的系統(tǒng)監(jiān)督、控制、維護(hù)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),其主要功能是提供對DCS進(jìn)行組態(tài),配置工作的工具軟件(即組態(tài)軟件),并在DCS在線運(yùn)行時實(shí)時地監(jiān)視DCS網(wǎng)絡(luò)上各個節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行情況,使系統(tǒng)工程師可以通過工程師站及時調(diào)整系統(tǒng)配置及一些系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定,使DCS隨時處在最佳的工作狀態(tài)之下。與集中式控制系統(tǒng)不同,所有的DCS都要求有系統(tǒng)組態(tài)功能,可以說,沒有系統(tǒng)組態(tài)功能的系統(tǒng)就不能稱其為DCS。DCS自1975年問世以來,已經(jīng)經(jīng)歷了四十多年的發(fā)展歷程。在這四十多年中,DCS雖然在系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)上沒有發(fā)生重大改變,但是經(jīng)過不斷的發(fā)展和完善,其功能和性能都得到了巨大的提高??偟膩碚f,DCS正在向著更加開放,更加標(biāo)準(zhǔn)化,更加產(chǎn)品化的方向發(fā)展。作為生產(chǎn)過程自動化領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),傳統(tǒng)的DCS僅僅是一個狹義的概念。如果以為DCS只是生產(chǎn)過程的自動化系統(tǒng),那就會引出錯誤的結(jié)論,因?yàn)楝F(xiàn)在的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的含義已被大大擴(kuò)展了,它不僅包括過去DCS中所包含的各種內(nèi)容,還向下深入到了現(xiàn)場的每臺測量設(shè)備、執(zhí)行機(jī)構(gòu),向上發(fā)展到了生產(chǎn)管理,企業(yè)經(jīng)營的方方面面。傳統(tǒng)意義上的DCS現(xiàn)在僅僅是指生產(chǎn)過程控制這一部分的自動化,而工業(yè)自動化系統(tǒng)的概念,則應(yīng)定位到企業(yè)全面解決方案,即total solution的層次。只有從這個角度上提出問題并解決問題,才能使計(jì)算機(jī)自動化真正起到其應(yīng)有的作用。DCSDCS具有以下特點(diǎn):1. 高可靠性。由于DCS將系統(tǒng)控制功能分散在各臺計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn),系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用容錯設(shè)計(jì),因此某一臺計(jì)算機(jī)出現(xiàn)的故障不會導(dǎo)致系統(tǒng)其他功能的喪失。此外,由于系統(tǒng)中各臺計(jì)算機(jī)所承擔(dān)的任務(wù)比較單一,可以針對需要實(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)中每臺計(jì)算機(jī)的可靠性也得到提高。2. 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,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。形態(tài)組成DCS是分布式控制系統(tǒng)的英文縮寫(Distributed Control System),在國內(nèi)自控行業(yè)又稱之為集散控制系統(tǒng)。它是一個由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級計(jì)算機(jī)系統(tǒng),綜合了計(jì)算機(jī)(Computer)、通訊(Communication)、顯示(CRT)和控制(Control)等4C技術(shù),其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活、組態(tài)方便。發(fā)展歷史第一階段1975-1980年,在這個時期集散控制系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)表現(xiàn)為:DCS1)采用微處理器為基礎(chǔ)的控制單元,實(shí)現(xiàn)分散控制,有各種各樣的算法,通過組態(tài)獨(dú)立完成回路控制,具有自診斷功能2)采用帶CRT顯示器的操作站與過程單元分離,實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)視,集中操作3)采用較先進(jìn)的冗余通信系統(tǒng)第二階段1980—1985.,在這個時期集散控制系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)表現(xiàn)為:1)微處理器的位數(shù)提高,CRT顯示器的分辨率提高2)強(qiáng)化的模塊化系統(tǒng)3)強(qiáng)化了系統(tǒng)信息管理,加強(qiáng)通信功能第三階段1985年以后,集散系統(tǒng)進(jìn)入第三代,其技術(shù)特點(diǎn)表現(xiàn)為:1)采用開放系統(tǒng)管理2)操作站采用32位微處理器3)采用實(shí)時多用戶多任務(wù)的操作系統(tǒng)進(jìn)入九十年代以后,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是一種針對順序邏輯控制發(fā)展起來的電子設(shè)備,它主要用于代替不靈活而且笨重的繼電器邏輯?,F(xiàn)場總線技術(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:基于現(xiàn)場總線的FCS將取代DCS成為控制系統(tǒng)的主角。特點(diǎn)介紹DCS是分散控制系統(tǒng)(Distributed Control System)的簡稱,國內(nèi)一般習(xí)慣稱為集散控制系統(tǒng)。它是一個由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級計(jì)算機(jī)系統(tǒng),綜合了計(jì)算機(jī)(Computer)、通訊(Communication)、顯示(CRT)和控制(Control)等4C技術(shù),其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活、組態(tài)方便,DCS特點(diǎn)如下。高可靠性由于DCS將系統(tǒng)控制功能分散在各臺計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn),系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用容錯設(shè)計(jì),因此某一臺計(jì)算機(jī)出現(xiàn)的故障不會導(dǎo)致系統(tǒng)其它功能的喪失。此外,由于系統(tǒng)中各臺計(jì)算機(jī)所承擔(dān)的任務(wù)比較單一,可以針對需要實(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,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)用對象進(jìn)行軟硬件組態(tài),即確定測量與控制信號及相互間連接關(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)某一局部或某個計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時,可以在不影響整個系統(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??刂乒δ荦R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、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)控級計(jì)算機(jī)。生產(chǎn)監(jiān)控級對來自過程控制級的數(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)報表、故障診斷、顯示報警等。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)更高級的集中管理功能,如計(jì)劃調(diào)度、倉儲管理、能源管理等。結(jié)構(gòu)從結(jié)構(gòu)上劃分,DCS包括過程級、操作級和管理級。過程級主要由過程控制站、I/O單元和現(xiàn)場儀表組成,是系統(tǒng)控制功能的主要實(shí)施部分。操作級包括:操作員站和工程師站,完成系統(tǒng)的操作和組態(tài)。管理級主要是指工廠管理信息系統(tǒng)(MIS系統(tǒng)),作為DCS更高層次的應(yīng)用,目前國內(nèi)紙行業(yè)應(yīng)用到這一層的系統(tǒng)較少。DCS的控制程序:DCS的控制決策是由過程控制站完成的,所以控制程序是由過程控制站執(zhí)行的。過程控制站的組成:DCS的過程控制站是一個完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),主要由電源、CPU(中央處理器)、網(wǎng)絡(luò)接口和I/O組成I/O:控制系統(tǒng)需要建立信號的輸入和輸出通道,這就是I/O。DCS中的I/O一般是模塊化的,一個I/O模塊上有一個或多個I/O通道,用來連接傳感器和執(zhí)行器(調(diào)節(jié)閥)。I/O單元:通常,一個過程控制站是有幾個機(jī)架組成,每個機(jī)架可以擺放一定數(shù)量的模塊。CPU所在的機(jī)架被稱為CPU單元,同一個過程站中只能有一個CPU單元,其他只用來擺放I/O模塊的機(jī)架就是I/O單元。國內(nèi)外應(yīng)用分散控制系統(tǒng)1975 年美國Honeywell和日本橫河公司幾乎同一時間推出了各自的分散控制系統(tǒng)。美國最大的儀表控制公司Honeyw ell 首次向世界推出了它的綜合分散控制系統(tǒng)TDC—2000 ( Toal Distributed Control-2000),這一系統(tǒng)的發(fā)表,立即引起美國工業(yè)控制界高度評價,稱之為“最鼓舞人心的事件”。日本橫河公司推出了CEN TUM系統(tǒng)。世界各國的各大公司也紛紛加入,推出了一個又一個集散系統(tǒng),從此過程控制進(jìn)入了集散系統(tǒng)的新時期。在此期間有美國泰勒儀表公司的MO SË,費(fèi)雪爾公司的DCÉ —400,貝利公司的N —90,??怂共_公司的Cpect rum 和德國西門子公司的Telepermm。隨著計(jì)算機(jī)特別是微型計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,加上各制造商的激烈競爭,使DCS 很快從70 年代的第一代發(fā)展到90 年代初的第三代DCS。盡管在這之前的集散系統(tǒng)的技術(shù)水平已經(jīng)很高,但其中存在著一個最主要的弊病是: 各大公司推出的幾十種型號的系統(tǒng),幾乎都是該公司的專利產(chǎn)品,每個公司為了保護(hù)自身的利益,采用的都是專利網(wǎng)絡(luò),這就為全廠、全企業(yè)的管理帶來問題。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展與網(wǎng)絡(luò)開發(fā)使各控制廠商更多地采用商業(yè)計(jì)算機(jī)的技術(shù),80年代末許多公司推出新一代的集散系統(tǒng),其主要特征是新系統(tǒng)的局部網(wǎng)絡(luò)采用MA P 協(xié)議; 引用智能變送器與現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu); 在控制軟件上引入PLC 的順序控制與批量控制,使DCS 也具有PLC 的功能。至90 年代初各國知名的DCS 有:3000,Bailey 的IN F I—90,Ro semoun t 的RS—3,W est Hoo se 的WDPF,L eeds &Non th rup 的MAX—1000,Foxbo ro 的IöA S,日本橫河的CEN TUM。這里所提到的均為大型的DCS,為了適應(yīng)市場的需要各廠商也開發(fā)了不少中小型的DCS 系統(tǒng)如S—9000,MAX—2,LXL,A 2 PACS 等等。流程工業(yè)CIMS流程工業(yè)CIMS是一個復(fù)雜的綜合自動化系統(tǒng),處理的對象是整個企業(yè)的全部生產(chǎn)活動,DCS作為一種有效的工具和實(shí)現(xiàn)手段,在流程工業(yè)CIMS中完成重要的基礎(chǔ)控制和實(shí)時生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集、動態(tài)監(jiān)控等功能。與管理類計(jì)算機(jī)相比,DCS能夠提供更加可靠的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù),使CIMS系統(tǒng)所作出的優(yōu)化決策也更加可靠。從功能上看,流程工業(yè)CIMS中的生產(chǎn)自動化系統(tǒng)、動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)和在線質(zhì)量控制都可以由DCS實(shí)現(xiàn)。從流程工業(yè)CIMS的層次結(jié)構(gòu)看,DCS主要擔(dān)負(fù)過程控制和過程優(yōu)化任務(wù),有些生產(chǎn)調(diào)度和生產(chǎn)管理工作也可在DCS上完成。主要廠家國內(nèi)DCS主要廠家有:上海新華,南京科遠(yuǎn)自動化集團(tuán)股份有限公司,杭州優(yōu)穩(wěn),浙江中控,和利時,浙江威盛,自儀股份、魯能控制,國電智深,上海華文,上海樂華,正泰中自等。國外的有:西屋公司、艾默生、FOXBORO、ABB、西門子、霍尼韋爾、橫河、羅克韋爾、山武-霍尼韋爾公司、FISHER-ROSEMOUNT公司等。相關(guān)問答1. 什么是DCS?DCS是分布式控制系統(tǒng)的英文縮寫(Distributed Control System),在國內(nèi)自控行業(yè)又稱之為集散控制系統(tǒng)。2. DCS有什么特點(diǎn)?DCS是計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高度結(jié)合的產(chǎn)物。DCS通常采用若干個控制器(過程站)對一個生產(chǎn)過程中的眾多控制點(diǎn)進(jìn)行控制,各控制器間通過網(wǎng)絡(luò)連接并可進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。操作采用計(jì)算機(jī)操作站,通過網(wǎng)絡(luò)與控制器連接,收集生產(chǎn)數(shù)據(jù),傳達(dá)操作指令。因此,DCS的主要特點(diǎn)歸結(jié)為一句話就是:分散控制集中管理。4. DCS的控制程序是由誰執(zhí)行的?DCS的控制決策是由過程控制站完成的,所以控制程序是由過程控制站執(zhí)行的。5. 過程控制站的組成如何?DCS的過程控制站是一個完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),主要由電源、CPU(中央處理器)、網(wǎng)絡(luò)接口和I/O組成。日常維護(hù)1 過程通道故障:過程通道故障出現(xiàn)最多的是I/O卡故障。I/O卡故障一般的判斷與處理:通過系統(tǒng)診斷,更換通道或通過更換備用件處理,至于其內(nèi)部元件老化或是其他原因造成的損壞,一般控制人員不好判斷。I/O卡的檢修一般是由廠家處理,目前的熱控檢修人員的手段還不能達(dá)到像檢修常規(guī)儀表那樣檢修。而且生產(chǎn)廠家的I/O卡件已制造成一體化的趨勢,這樣只能購買備件。好在這類故障只是在調(diào)試階段出現(xiàn)較多,正常運(yùn)行中出現(xiàn)幾率很低。一次元件或控制設(shè)備出現(xiàn)故障有時不能直接被操作員發(fā)現(xiàn),只有異?;驁缶蟛磐ㄖ獰峥厝藛T處理。這樣對檢修人員和運(yùn)行人員的素質(zhì)要求就要提高,運(yùn)行人員要詳細(xì)介紹故障前后的狀態(tài)便于熱控檢修人員能夠快速、準(zhǔn)確地處理缺陷,減少故障的擴(kuò)大化,另外許多DCS廠家在產(chǎn)品宣傳上都支持卡件熱撥,做為控制人員,在運(yùn)行中更換卡件時一定要做好安全防護(hù)措施否則會引起系統(tǒng)變化或負(fù)荷變化,尤其數(shù)字量卡件。2 對于操作員站死機(jī)無論國產(chǎn)與進(jìn)口設(shè)備都有相關(guān)的報道,那么究其原因比較多,硬盤或卡件故障,冷卻風(fēng)扇負(fù)荷過重等等,有時會發(fā)生人為操作現(xiàn)象,一般在修改控制邏輯下裝軟件重啟設(shè)備或強(qiáng)制設(shè)備保護(hù)信號時,最易發(fā)生操作事件,輕則設(shè)備異常,重則易造成設(shè)備停運(yùn)后果非常嚴(yán)重;對死機(jī)后重啟,不同廠家的啟動時間不同,少則幾十秒,多則幾分鐘,人為該操作發(fā)生的故障在熱工專業(yè)中的不安全事件中占有很大比例,在操作中尤為引起高度重視,減少人為故障。3球標(biāo)操作不正常,一般是由于機(jī)械裝置長期工作、老化、污染、點(diǎn)通斷不可靠、電纜插件不牢等這樣的就需要換檢查即可。4控制操作失靈:是由于球標(biāo)的操作信號沒有正常改變過程通道的狀態(tài),造成操作失效,這是2個方面造成的,一個方面是軟件缺陷,另一方面是硬件本身故障的狀態(tài)針對這樣的缺陷通常做法檢查過程通道功能正常后,再檢查操作遠(yuǎn)必要時進(jìn)行重起初始操作。5 對于薄膜鍵盤主要是鍵盤接觸不良信號電纜松動或主機(jī)誤動鍵盤或啟動不完整都可以導(dǎo)致其功能不正常應(yīng)用針對不同情況處理。6打印機(jī)不工作一般是由于配置的原因,這樣的故障應(yīng)檢查打印機(jī)的設(shè)置及其硬件是否正常進(jìn)行處理。報表軟件功能不強(qiáng)主要表現(xiàn)在由于打印機(jī)打印報表和SOE等造成死機(jī),或者打印機(jī)的SOE記錄時問與實(shí)際情況不符;SOE打印瀏覽后不能返回歷史曲線;SOE時間順序不一致有時偏差很大,這會延誤事故分析的進(jìn)展時,有時還會誤導(dǎo)分析方向,SOE問題既與系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理,SOE點(diǎn)沒完全集中在一個DPU上的有關(guān),也與系統(tǒng)硬件及軟件設(shè)計(jì)考慮不周有關(guān)。這種故障的出現(xiàn),通過分析認(rèn)為這主要是對電廠的總體方面考慮的不太完美,在小的方面還不夠仔細(xì)會出現(xiàn)這樣那樣的故障,針對這種情況要認(rèn)真對待,不放過蛛絲馬跡,與廠家認(rèn)真研究提出問題進(jìn)一步完善,讓該系統(tǒng)更好地為生產(chǎn)服務(wù)。7 電源故障:電源故障問題較多,保險配置不合理,備用電源不能自投,電源波動引起保護(hù)誤動及接插頭接觸不良易造成無電源。針對電源故障處理相對比較容易。首先,認(rèn)真核對保險的配置及容量,真正起到保險的作用;其次,UPS的配備很重要,它可以在電源波動時也能保證系統(tǒng)正常供電,而且要考慮冗余和備用問題。8 干擾造成的故障:對于干擾主要是接地問題,備用電源的切換和大功率的無線通信設(shè)備如手機(jī)、對講機(jī)等。另外還有DCS系統(tǒng)的干擾信號可能由本身造成的。那么對于DCS系統(tǒng)的接地問題越來越引起人們的重視,尤其在電力行業(yè),大功率電器設(shè)備的啟動和停止都會干擾DCS的控制信號,造成不必要的故障。為了防止干擾信號串入系統(tǒng),嚴(yán)格執(zhí)行屏蔽和接地要求和方式,信號線遠(yuǎn)離干擾源,同時采取防電源波動措施。主/從過程處理機(jī)之間在機(jī)組運(yùn)行時,除非萬不得以,盡量不要人為切換,已防產(chǎn)生干擾,如必須切換,應(yīng)采取措施,先將控制切手動,以免對機(jī)組運(yùn)行工況產(chǎn)生影響。對電子設(shè)備問、工程師站等重點(diǎn)部位,應(yīng)絕對禁止使用大功率無線電通信設(shè)備。 [1] 相關(guān)控制系統(tǒng)總述計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,引起了自動化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變革,一種世界上最新型的控制系統(tǒng)即現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(Fieldbus Control System,F(xiàn)CS)在上世紀(jì)九十年代走向?qū)嵱没?,并正以迅猛的勢頭快速發(fā)展?,F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)是目前自動化技術(shù)中的一個熱點(diǎn),正越來越受到國內(nèi)外自動化設(shè)備制造商與用戶的關(guān)注?,F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的出現(xiàn),將給自動化領(lǐng)域在過程控制系統(tǒng)上帶來又一次革命,其深度和廣度將超過歷史的任何一次,從而開創(chuàng)自動化的新紀(jì)元。FCS可以說是第五代過程控制系統(tǒng),是由PLC(Programmable Controller)或DCS(Distributed Control System)發(fā)展而來的。FCS與PLC及DCS之間有千絲萬縷的聯(lián)系,又存在著本質(zhì)的差異。本文針對PLC、DCS、FCS三大控制系統(tǒng)的特點(diǎn)、性能和差異作一分析。1 PLC、FCS三大控制系統(tǒng)的基本特點(diǎn)目前,在連續(xù)型流程生產(chǎn)工業(yè)過程控制中,有三大控制系統(tǒng),即PLC、DCS和FCS。它們各自的基本特點(diǎn)如下:PLC1.從開關(guān)量控制發(fā)展到順序控制、運(yùn)算處理,是從下往上的。2.邏輯控制、定時控制、 計(jì)數(shù)控制、 步進(jìn)(順序)控制、連續(xù)PID控制、 數(shù)據(jù)控制――PLC具有數(shù)據(jù)處理能力、 通信和聯(lián)網(wǎng)等多功能。3.可用一臺PC機(jī)為主站,多臺同型PLC為從站。4.也可一臺PLC為主站,多臺同型PLC為從站,構(gòu)成PLC網(wǎng)絡(luò)。這比用PC機(jī)作主站方便之處是:有用戶編程時,不必知道通信協(xié)議,只要按說明書格式寫就行。5.PLC網(wǎng)絡(luò)既可作為獨(dú)立DCS/TDCS,也可作為DCS/TDCS的子系統(tǒng)。6.主要用于工業(yè)過程中的順序控制,新型PLC也兼有閉環(huán)控制功能。FCS1.FCS是第五代過程控制系統(tǒng),它是21世紀(jì)自動化控制系統(tǒng)的方向。是3C技術(shù)(Communication,Computer, Control)的融合?;救蝿?wù)是:本質(zhì)(本征)安全、危險區(qū)域、易變過程、難于對付的非常環(huán)境。(2)全數(shù)字化、智能、多功能取代模擬式單功能儀器、儀表、控制裝置。3.用兩根線聯(lián)接分散的現(xiàn)場儀表、控制裝置,取代每臺儀表的兩根線?!艾F(xiàn)場控制”取代“分散控制”;數(shù)據(jù)的傳輸采用“總線”方式。4.從控制室到現(xiàn)場設(shè)備的雙向數(shù)字通信總線,是互聯(lián)的、雙向的、串行多節(jié)點(diǎn)、開放的數(shù)字通信系統(tǒng)取代單向的、單點(diǎn)、并行、封閉的模擬系統(tǒng)。5.用分散的虛擬控制站取代集中的控制站。6.把微機(jī)處理器轉(zhuǎn)入現(xiàn)場自控設(shè)備,使設(shè)備具有數(shù)字計(jì)算和數(shù)字通信能力,信號傳輸精度高,遠(yuǎn)程傳輸。實(shí)現(xiàn)信號傳輸全數(shù)字化、控制功能分散、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一全開放。7.可上局域網(wǎng),再可與internet相通。既是通信網(wǎng)絡(luò),又是控制網(wǎng)絡(luò)。8.3類FCS的典型應(yīng)用:1) 連續(xù)的工藝過程自動控制如石油化工,其中“本安防爆”技術(shù)是絕對重要的;2)分立的工藝動作自動控制如汽車制造機(jī)器人、汽車;3)多點(diǎn)控制如樓宇自動化。這三大控制系統(tǒng),尤其是DCS、PLC,都在電站得到了廣泛應(yīng)用,而且效果也非常好。系統(tǒng)差異差異2.1.1 DCS或PLCPLC系統(tǒng)與DCS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)差異不大,只是在功能的著重點(diǎn)上的不同,DCS著重于閉環(huán)控制及數(shù)據(jù)處理。PLC著重于邏輯控制及開關(guān)量的控制,也可實(shí)現(xiàn)模擬量控制。DCS或PLC系統(tǒng)的關(guān)鍵是通信。也可以說數(shù)據(jù)公路是分散控制系統(tǒng)DCS及PLC的脊柱。由于它的任務(wù)是為系統(tǒng)所有部件之間提供通信網(wǎng)絡(luò),因此,數(shù)據(jù)公路自身的設(shè)計(jì)就決定了總體的靈活性和安全性。數(shù)據(jù)公路的媒體可以是:一對絞線、同軸電纜或光纖電纜。DCS的特點(diǎn)是:(1)控制功能強(qiáng)。可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制規(guī)律,如串級、前饋、解耦、自適應(yīng)、最優(yōu)和非線性控制等。也可實(shí)現(xiàn)順序控制。(2)系統(tǒng)可靠性高。(3)采用CRT操作站有良好的人機(jī)界面。(4)軟硬件采用模塊化積木式結(jié)構(gòu)。(5)系統(tǒng)容易開發(fā)。(6)用組態(tài)軟件,編程簡單,操作方便。(7)有良好的性價比。通過數(shù)據(jù)公路的設(shè)計(jì)參數(shù),基本上可以了解一個特定DCS或PLC系統(tǒng)的相對優(yōu)點(diǎn)與弱點(diǎn)。1.系統(tǒng)能處理多少I/O信息。2.系統(tǒng)能處理多少與控制有關(guān)的控制回路的信息。3.能適應(yīng)多少用戶和裝置(CRT、控制站等)。4.傳輸數(shù)據(jù)的完整性是怎樣徹底檢查的。5.?dāng)?shù)據(jù)公路的最大允許長度是多少。6.?dāng)?shù)據(jù)公路能支持多少支路。7.?dāng)?shù)據(jù)公路是否能支持由其它制造廠生產(chǎn)的硬件(可編程序控制器、計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)記錄裝置等)。為保證通信的完整,大部分DCS或PLC廠家都能提供冗余數(shù)據(jù)公路。為了保證系統(tǒng)的安全性,使用了復(fù)雜的通信規(guī)約和檢錯技術(shù)。所謂通信規(guī)約就是一組規(guī)則,用以保證所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)接收與發(fā)送。目前在DCS和PLC系統(tǒng)中一般使用兩類通信手段,即同步的和異步的,同步通信依靠一個時鐘信號來調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)的傳輸和接收,異步網(wǎng)絡(luò)采用沒有時鐘的報告系統(tǒng)。2.1.2 FCSFCS具有(1)很好的開放性、互操作性和互換性。(2)全數(shù)字通信。(3)智能化與功能自治性。(4)高度分散性。(5)很強(qiáng)的適用性。FCS的關(guān)鍵要點(diǎn)有三點(diǎn):1.FCS系統(tǒng)的核心是總線協(xié)議,即總線標(biāo)準(zhǔn)。采用雙絞線、光纜或無線電方式傳輸數(shù)字信號,減少大量導(dǎo)線,提高了可靠性和抗干擾能力。FCS從傳感器、變送器到調(diào)節(jié)器一直是數(shù)字信號,這就使我們很容易地處理更復(fù)雜、更精確的信號,同時數(shù)字通信的差錯功能可檢出傳輸中的誤碼。FCS可以將PID控制徹底分散到現(xiàn)場設(shè)備(Field Device)中?;诂F(xiàn)場總線的FCS又是全分散、全數(shù)字化、全開放和可互操作的新一代生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng),它將取代現(xiàn)場一對一的4~20mA模擬信號線,給傳統(tǒng)的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)帶來革命性的變化。根據(jù)IEC61158的定義,現(xiàn)場總線是安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場裝置與控制室內(nèi)的自動控制裝置之間的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)場總線使測控設(shè)備具備了數(shù)字計(jì)算和數(shù)字通信能力,提高了信號的測量、傳輸和控制精度,提高了系統(tǒng)與設(shè)備的功能、性能。IEC/TC65的SC65C/WG6工作組于1984年開始致力于推出世界上單一的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)工作,走過了16年的艱難歷程,于1993年推出了IEC61158-2,之后的標(biāo)準(zhǔn)制定就陷于混亂。2000年初公布的IEC61158現(xiàn)場總線國際標(biāo)準(zhǔn)子集有八種,分別為:①類型1 IEC技術(shù)報告(FFH1);②類型2 Control-NET(美國Rockwell公司支持);③類型3 Profibus(德國Siemens公司支持);④類型4 P-NET(丹麥Process Data公司支持);⑤類型5 FFHSE(原FFH2)高速以太網(wǎng)(美國Fisher Rosemount公司支持);⑥類型6 Swift-Net(美國波音公司支持);⑦類型7 WorldFIP(法國Alsto公司支持);⑧類型8 Interbus(美國Phoenix Contact公司支持)。除了IEC61158的8種現(xiàn)場總線外,IEC TC17B通過了三種總線標(biāo)準(zhǔn):SDS(Smart Distributed System);ASI(Actuator Sensor Interface);Device NET。另外,ISO公布了ISO 11898 CAN標(biāo)準(zhǔn)。其中Device NET于2002年10月8日被中國批準(zhǔn)為國家標(biāo)準(zhǔn),并于2003年4月1日開始實(shí)施。所以,要實(shí)現(xiàn)這些總線類型的相互兼容和互操作,就目前狀態(tài)而言,幾乎是不可能的。開放的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的互操作性,就一個特定類型的現(xiàn)場總線而言,只要遵循同一類型現(xiàn)場總線的總線協(xié)議,對其產(chǎn)品是開放的,并具有互操作性。換句話說,不論什么廠家的產(chǎn)品,只要遵循同一類型總線的總線協(xié)議,產(chǎn)品之間是開放的,并具有互操作性,就可以組成總線網(wǎng)絡(luò)。另外,F(xiàn)CS還可以通過網(wǎng)關(guān)和企業(yè)的上級管理網(wǎng)絡(luò)相連,以便管理者掌握第一手資料,為決策提供依據(jù)。所以現(xiàn)場總線具有開放性、互操作性、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性、靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、現(xiàn)場設(shè)備的高度智能化、對環(huán)境的高度適應(yīng)性等諸多突出特點(diǎn)。2.FCS系統(tǒng)的基礎(chǔ)是數(shù)字智能現(xiàn)場裝置控制功能下放到現(xiàn)場儀表中,控制室內(nèi)儀表裝置主要完成數(shù)據(jù)處理、監(jiān)督控制、優(yōu)化控制、協(xié)調(diào)控制和管理自動化等功能。數(shù)字智能現(xiàn)場裝置是FCS系統(tǒng)的硬件支撐,是基礎(chǔ);道理很簡單,F(xiàn)CS系統(tǒng)執(zhí)行的是自動控制裝置與現(xiàn)場裝置之間的雙向數(shù)字通信現(xiàn)場總線信號制?,F(xiàn)場裝置必須遵循統(tǒng)一的總線協(xié)議,即相關(guān)的通訊規(guī)約,具備數(shù)字通信功能,能實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)字通。再一點(diǎn),現(xiàn)場總線的一大特點(diǎn)就是要增加現(xiàn)場一級控制功能。3.FCS系統(tǒng)的本質(zhì)是信息處理現(xiàn)場化對于一個控制系統(tǒng),無論是采用DCS還是采用現(xiàn)場總線,系統(tǒng)需要處理的信息量至少是一樣多的。實(shí)際上,采用現(xiàn)場總線后,可以從現(xiàn)場得到更多的信息?,F(xiàn)場總線系統(tǒng)的信息量沒有減少,甚至增加了,而傳輸信息的線纜卻大大減少了。這就要求一方面要大大提高線纜傳輸信息的能力,另一方面要讓大量信息在現(xiàn)場就地完成處理,減少現(xiàn)場與控制機(jī)房之間的信息往返??梢哉f現(xiàn)場總線的本質(zhì)就是信息處理的現(xiàn)場化。由現(xiàn)場智能儀表完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、控制運(yùn)算和數(shù)據(jù)輸出等功能。現(xiàn)場儀表的數(shù)據(jù)(包括采集的數(shù)據(jù)和診斷數(shù)據(jù))通過現(xiàn)場總線傳送到控制室的控制設(shè)備上,控制室的控制設(shè)備用來監(jiān)視各個現(xiàn)場儀表的運(yùn)行狀態(tài),保存智能儀表上傳的數(shù)據(jù),同時完成少量現(xiàn)場儀表無法完成的高級控制功能。2.2 典型系統(tǒng)比較通過使用現(xiàn)場總線,用戶可以大量減少現(xiàn)場接線,用單個現(xiàn)場儀表可實(shí)現(xiàn)多變量通信,不同制造廠生產(chǎn)的裝置間可以完全互操作,增加現(xiàn)場一級的控制功能,系統(tǒng)集成大大簡化,并且維護(hù)十分簡便。傳統(tǒng)的過程控制儀表系統(tǒng)每個現(xiàn)場裝置到控制室都需使用一對專用的電纜或雙絞線,以傳送4mA~20mA信號。現(xiàn)場總線系統(tǒng)中,每個現(xiàn)場裝置到接線盒的雙絞線仍然可以使用,但是從現(xiàn)場接線盒到中央控制室僅用一根雙絞線完成數(shù)字通信。通過采用現(xiàn)場總線控制系統(tǒng),到底能節(jié)省多少電纜,編者就不作詳細(xì)的計(jì)算。應(yīng)用差異上述的比較是偏重于純技術(shù)性的比較,下面就DCS與FCS系統(tǒng)在具體應(yīng)用方面進(jìn)行比較。前題是DCS系統(tǒng)與典型的、理想的FCS系統(tǒng)進(jìn)行比較。具體比較:1.DCS系統(tǒng)是個大系統(tǒng),其控制器的功能強(qiáng)而且在系統(tǒng)中的作用十分重要,數(shù)據(jù)公路更是系統(tǒng)的關(guān)鍵,所以,必須整體投資一步到位,事后的擴(kuò)容難度較大。而FCS功能下放較徹底,信息處理現(xiàn)場化,數(shù)字智能現(xiàn)場裝置的廣泛采用,使得控制器功能與重要性相對減弱。因此,F(xiàn)CS系統(tǒng)投資起點(diǎn)低,可以邊用、邊擴(kuò)、邊投運(yùn)。2.DCS系統(tǒng)是封閉式系統(tǒng),各公司產(chǎn)品基本不兼容。而FCS系統(tǒng)是開放式系統(tǒng),不同廠商、不同品牌的各種產(chǎn)品基本能同時連入同一現(xiàn)場總線,達(dá)到最佳的系統(tǒng)集成。3.DCS系統(tǒng)的信息全都是二進(jìn)制或模擬信號形成的,必須通過D/A與A/D轉(zhuǎn)換。而FCS系統(tǒng)將D/A與A/D轉(zhuǎn)換在現(xiàn)場一次表完成,實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化通信,使精度得到大的提高,可提高到0.1%。并且FCS系統(tǒng)可以將PID閉環(huán)控制功能裝入現(xiàn)場設(shè)備中,縮短了控制周期,提高運(yùn)算速度,從而改善調(diào)節(jié)性能。4.DCS它可以控制和監(jiān)視工藝全過程,對自身進(jìn)行診斷、維護(hù)和組態(tài)。但是,由于自身的致命弱點(diǎn),其I/O信號采用傳統(tǒng)的模擬量信號,因此,它無法在DCS工程師站上對現(xiàn)場儀表(含變送器、執(zhí)行器等)進(jìn)行遠(yuǎn)方診斷、維護(hù)和組態(tài)。FCS采用全數(shù)字化技術(shù),數(shù)字智能現(xiàn)場裝置發(fā)送多變量信息,而不僅僅是單變量信息,并且還具備檢測信息差錯的功能。FCS采用的是雙向數(shù)字通信現(xiàn)場總線信號制。因此,它可以對現(xiàn)場裝置(含變送器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等)進(jìn)行遠(yuǎn)方診斷、維護(hù)和組態(tài)。5.FCS由于信息處理現(xiàn)場化,與DCS相比可以省去相當(dāng)數(shù)量的隔離器、端子柜、I/O終端、I/O卡件、I/O文件及I/O柜,同時也節(jié)省了I/O裝置及裝置室的空間與占地面積。同時,F(xiàn)CS可以減少大量電纜與敷設(shè)電纜用的橋架等,同時也節(jié)省了設(shè)計(jì)、安裝和維護(hù)費(fèi)用。6.FCS相對于DCS組態(tài)簡單,由于結(jié)構(gòu)、性能標(biāo)準(zhǔn)化,便于安裝、運(yùn)行、維護(hù)。發(fā)展前景大家都知道FCS是由PLC或DCS發(fā)展而來,現(xiàn)在FCS系統(tǒng)被廣泛的應(yīng)用,那么,PLC與DCS前景又將如何。PLC于20世紀(jì)60年代末期在美國首先出現(xiàn),目的是用來取代繼電器,執(zhí)行邏輯、計(jì)時、計(jì)數(shù)等順序控制功能,建立柔性程序控制系統(tǒng)。1976年正式命名,并給予定義:PLC(Programmable logic Controller)是一種數(shù)字控制專用電子計(jì)算機(jī),它使用了可編程序存儲器儲存指令,執(zhí)行諸如邏輯、順序、計(jì)時、計(jì)數(shù)與演算等功能,并通過模擬和數(shù)字輸入、輸出等組件,控制各種機(jī)械或工作程序。經(jīng)過30多年的發(fā)展,PLC已十分成熟與完善,并具有強(qiáng)大的運(yùn)算、處理和數(shù)據(jù)傳輸功能。并定義為可編程控制器(Programmable Controller PLC)。PLC在FCS系統(tǒng)中的地位似乎已被確定并無多少爭論。PLC作為一個站掛在高速總線上。充分發(fā)揮PLC在處理開關(guān)量方面的優(yōu)勢。另外,電廠輔助車間,例如水處理車間、循環(huán)水車間、除灰除渣車間、輸煤車間等,這些車間的工藝過程多以順序控制為主。PLC對于順序控制有其獨(dú)特的優(yōu)勢。輔助車間的控制系統(tǒng)應(yīng)以遵循現(xiàn)場總線通訊協(xié)議的PLC或能與FCS進(jìn)行通訊交換信息的PLC為優(yōu)選對象?,F(xiàn)場總線的應(yīng)用是工業(yè)過程控制發(fā)展的主流之一??梢哉fFCS的發(fā)展應(yīng)用是自動化領(lǐng)域一場革命。采用現(xiàn)場總線技術(shù)構(gòu)造低成本現(xiàn)場總線控制系統(tǒng),促進(jìn)現(xiàn)場儀表的智能化、控制功能分散化、控制系統(tǒng)開放化,符合工業(yè)控制系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展趨勢??傊?jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展在經(jīng)歷了基地式氣動儀表控制系統(tǒng)、電動單元組合式模擬儀表控制系統(tǒng)、集中式數(shù)字控制系統(tǒng)以及集散控制系統(tǒng)(DCS)后,將朝著現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)的方向發(fā)展。雖然以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的FCS發(fā)展很快,但FCS發(fā)展還有很多工作要做,如統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、儀表智能化等。另外,傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的維護(hù)和改造還需要DCS,因此FCS完全取代傳統(tǒng)的DCS還需要一個漫長的過程,同時DCS本身也在不斷的發(fā)展與完善??梢钥隙ǖ氖牵Y(jié)合DCS、工業(yè)以太網(wǎng)、先進(jìn)控制等新技術(shù)的FCS將具有強(qiáng)大的生命力。工業(yè)以太網(wǎng)以及現(xiàn)場總線技術(shù)作為一種靈活、方便、可靠的數(shù)據(jù)傳輸方式,在工業(yè)現(xiàn)場得到了越來越多的應(yīng)用,并將在控制領(lǐng)域中占有更加重要的地位。結(jié)論在未來,工業(yè)過程控制系統(tǒng)中,數(shù)字技術(shù)向智能化、開放性、網(wǎng)絡(luò)化、信息化發(fā)展,同時,工業(yè)控制軟件也將向標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、開放性發(fā)展。因此現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS的出現(xiàn),數(shù)字式分散控制DCS及PLC并不會消亡,DCS及PLC系統(tǒng)會更加向智能化、開放性、網(wǎng)絡(luò)化、信息化發(fā)展?;蛑皇菍⑦^去處于控制系統(tǒng)中心地位的DCS移到現(xiàn)場總線的一個站點(diǎn)上去。這樣說,DCS或PLC處于控制系統(tǒng)中心地位的局面從此將被打破。今后的控制系統(tǒng)將會是:FCS處于控制系統(tǒng)中心地位,兼有DCS、PLC系統(tǒng)一種新型標(biāo)準(zhǔn)化、智能化、開放性、網(wǎng)絡(luò)化、信息化控制系統(tǒng)。

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