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DCS分布式控制系统发展的三次变革

作者:自动化点击:248 次发布时间:2022-12-01 17:29:28

DCS是分布式控制系统的英文缩写(Distributed Control System),在国内自控行业又称之为集散控制系统。是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统,它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。DCS

  分散控制系统是以微处理器为基础,采用控制功能分散、显示操作集中、兼顾分而自治和综合协调的设计原则的新一代仪表控制系统。集散控制系统简称DCS,也可直译为“分散控制系统”或“分布式计算机控制系统”。

  它采用控制分散、操作和管理集中的基本设计思想,采用多层分级、合作自治的结构形式。其主要特征是它的集中管理和分散控制。DCS在电力、冶金、石化等各行各业都获得了极其广泛的应用。

DCS从1975年问世以来,大约有三次比较大的变革:

七十年代操作站的硬件、操作系统、监视软件都是专用的,由各DCS厂家自己开发的,也没有动态流程图,通讯网络基本上都是轮询方式的;在这个时期DCS的技术特点表现为:

1)采用微处理器为基础的控制单元,实现分散控制,有各种各样的算法,通过组态独立完成回路控制,具有自诊断功能

2)采用带CRT显示器的操作站与过程单元分离,实现集中监视,集中操作

3)采用较先进的冗余通信系统

八十年代就不一样了,通讯网络较多使用令牌方式;在这个时期DCS的技术特点表现为:DCS分布式控制系统发展的三次变革

1)微处理器的位数提高,CRT显示器的分辨率提高

2)强化的模块化系统

3)强化了系统信息管理,加强通信功能三阶段

1985年以后,集散系统进入第三代,其技术特点表现为:

1)采用开放系统管理

2)操作站采用32位微处理器

3)采用实时多用户多任务的操作系统

九十年代操作站出现了通用系统,九十年代末通讯网络有部份遵守TCP/IP协议,有的开始采用以太网。总的来看,变化主要体现在I/O板、操作站和通讯网络。控制器相对来讲变化要小一些。操作站主要表现在由专用机变化到通用机,如PC机和小型机的应用。但是目前它的操作系统一般采用UNIX,也有小系统采用NT,相比较来看UNIX的稳定性要好一些,NT则有死机现象。I/O板主要体现在现场总线的引入DCS系统。

进入九十年代以后,计算机技术突飞猛进,更多新的技术被应用到了DCS之中。PLC是一种针对顺序逻辑控制发展起来的电子设备,它主要用于代替不灵活而且笨重的继电器逻辑。现场总线技术在进入九十年代中期以后发展十分迅猛,以至于有些人已做出预测:基于现场总线的FCS将取代DCS成为控制系统的主角。DCS

从理论上讲,一个DCS系统可以应用于各种行业,但是各行业有它的特殊性,所以DCS也就出现了不同的分支,有时也由于DCS厂家技术人员工艺知识的局限性而引起,如HONEYWELL公司对石化比较熟悉,其产品在石化行业应用较多,而BAILEY的产品则在电力行业应用比较普遍。用户在选择DCS的时候主要是要注意其技术人员是否对该生产工艺比较熟悉;然后要看该系统适用于多大规模,比如NT操作系统的就适应于较小规模的系统;最后是价格,不同的组合价格会有较大的差异,而国产的DCS系统价格比进口的DCS至少要低一半,算上备品备件则要低得更多。

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;差别最大的是通讯网络,最差的是轮询方式,最好的是例外报告方式,根据我们的实验,其速度要相差七八倍。


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