DCS分散控制系統(tǒng)原理.doc

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1、DCS分散控制系統(tǒng)原理發(fā)布時間：2010-1-5作者：過程控制服務(wù)網(wǎng)DCS分散控制系統(tǒng)原理第一講緒論DCS從1975年問世以來，大約有三次比較大的變革，七十年代操作站的硬件、操作系統(tǒng)、監(jiān)視軟件都是專用的，由各DCS廠家自己開發(fā)的，也沒有動態(tài)流程圖，通訊網(wǎng)絡(luò)基本上都是輪詢方式的；八十年代就不一樣了，通訊網(wǎng)絡(luò)較多使用令牌方式；九十年代操作站出現(xiàn)了通用系統(tǒng)，九十年代末通訊網(wǎng)絡(luò)有部份遵守TCP/IP協(xié)議，有的開始采用以太網(wǎng)?？偟膩砜矗兓饕w現(xiàn)在Ｉ／Ｏ板、操作站和通訊網(wǎng)絡(luò)?？刂破飨鄬碇v變化要小一些。操作站主要表現(xiàn)在由專用機變化到通用機，如PC機和小型機的應(yīng)用。但

2、是目前它的操作系統(tǒng)一般采用UNIX，也有小系統(tǒng)采用NT，相比較來看UNIX的穩(wěn)定性要好一些，NT則有死機現(xiàn)象。I/O板主要體現(xiàn)在現(xiàn)場總線的引入DCS系統(tǒng)。從理論上講，一個DCS系統(tǒng)可以應(yīng)用于各種行業(yè)，但是各行業(yè)有它的特殊性，所以DCS也就出現(xiàn)了不同的分支，有時也由于DCS廠家技術(shù)人員工藝知識的局限性而引起，如HONEYWELL公司對石化比較熟悉，其產(chǎn)品在石化行業(yè)應(yīng)用較多，而ＢAILEY的產(chǎn)品則在電力行業(yè)應(yīng)用比較普遍。用戶在選擇DCS的時候主要是要注意其技術(shù)人員是否對該生產(chǎn)工藝比較熟悉；然后要看該系統(tǒng)適用于多大規(guī)模，比如NT操作系統(tǒng)的就適應(yīng)于較小規(guī)模的系統(tǒng)；最

3、后是價格，不同的組合價格會有較大的差異，而國產(chǎn)的DCS系統(tǒng)價格比進口的DCS至少要低一半，算上備品備件則要低得更多。DCS由四部份組成：I/O板、控制器、操作站、通訊網(wǎng)絡(luò)。I/O板和控制器國際上各DCS廠家的技術(shù)水平都相差不遠，如果說有些差別的話是控制器內(nèi)的算法有多有少，算法的組合有些不一樣，I/O板的差別在于有的有智能，有些沒有，但是控制器讀取所有I/O數(shù)據(jù)必須在一秒鐘內(nèi)完成一個循環(huán)；操作站差別比較大，主要差別是選用PC機還是選用小型機、采用UNIX還是采用NT操作系統(tǒng)、采用專用的還是通用的監(jiān)視軟件,操作系統(tǒng)和監(jiān)視軟件配合比較好時可以減少死機現(xiàn)象；差別最大

4、的是通訊網(wǎng)絡(luò)，最差的是輪詢方式，最好的是例外報告方式，根據(jù)我們的實驗，其速度要相差七八倍?！〉诙vDCS在選型中的幾個問題被控制對象確定以后，選用什么樣的控制系統(tǒng)就成為重要問題。主要是根據(jù)項目規(guī)模和投資預(yù)算來考慮的，以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)的DCS系統(tǒng)和早期的模擬儀表組成的控制系統(tǒng)，從工程項目的實施來看，本質(zhì)差別不大，主要考慮項目規(guī)模和投資預(yù)算，但DCS與模擬儀表相比，它更為復(fù)雜，技術(shù)性要求更高，下面我來談?wù)凞CS系統(tǒng)選型中的幾個問題。從理論上來講，DCS可以用與不同的工藝過程，它是通用的，但是，DCS的制造廠家專長與某一領(lǐng)域。如：HOMEYWELL主要用于石化部門

5、，BAILEY公司的N90、INFI90主要用于電力系統(tǒng)，ROSEMOUNT的RS3、Δ-V大多用于化工系統(tǒng)。但也不能否認不同工藝過程會有一些特殊要求，如：電廠一定要有電調(diào)設(shè)備和SOE，石化部門一定要有選擇性控制，水泥行業(yè)一定要有大純滯后控制補償?shù)龋x型時也要考慮這些因素。第二點就是經(jīng)濟性，應(yīng)該從DCS本身價格和預(yù)計所創(chuàng)效益角度考慮。DCS有國產(chǎn)的和進口的，對相同檔次而言，進口的控制功能強一些，有一些先進的控制算法，如Smith預(yù)估、三維矩陣運算等，國產(chǎn)DCS價格要比進口的低很多，也能滿足技術(shù)要求。從結(jié)構(gòu)上來看，國外DCS的控制器各廠家差別不太遠，控制器的預(yù)

6、置算法稍有差別，控制器與I/O板的連接方式也有所不同。而操作站區(qū)別較大。有以PC機為基礎(chǔ)的，有以小型機為基礎(chǔ)的，操作系統(tǒng)一般選用UNIX類系統(tǒng)。小型機的價格要比PC機高很多，進口小型機操作站的價格要高于四萬美金，而且許多機型已經(jīng)停產(chǎn)（如DEC公司的VAX機和α機）。PC機的操作站不到三萬美金，它的操作系統(tǒng)采用NT，其穩(wěn)定性沒有UNIX好。小型機的接口采用SCSI，傳輸速率是串行的8倍之多。以NT操作系統(tǒng)作為操作站的，點數(shù)要少一些，不然會頻繁死機，國產(chǎn)的PC機更便宜得多，采用PC機操作站，可以采用最新的機型，操作人員對軟件的安裝、調(diào)試、聯(lián)網(wǎng)和開發(fā)也要熟悉得多。

7、監(jiān)視軟件有專用的也可以用通用的，通用的監(jiān)視軟件開放性要好一些，用戶應(yīng)按照項目的規(guī)模大小和預(yù)算資金來選擇使用。DCS比較貴的原因，除了上述理由外，還有控制器的電源系統(tǒng)，通常采用冗余供電，電源的引入和散熱是價格貴的主要原因，各個DCS系統(tǒng)在這方面差別比較大。把控制器和操作站聯(lián)系起來的通訊網(wǎng)絡(luò)也要考慮，如果采用通用的以太網(wǎng)，則網(wǎng)卡等價格很低，專用的網(wǎng)絡(luò)接口很貴，最貴可以達到20000美金。因此，經(jīng)濟性與很多因素有關(guān)，有時外商給你報價降下來，實際是改變了一些結(jié)構(gòu)而已，并沒有給你什么優(yōu)惠，甚至他的利潤還增加了。這時可取的辦法是聯(lián)系國內(nèi)類似的單位和請教有經(jīng)驗的專家。第三

8、點就是承包方的技術(shù)力量，也就是承包方對哪一工藝過程和