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DCS控制系統的特點

2021-09-09 來源:elecfans

集散控制系統是以微處理器為基礎,采用控制功能分散、顯示操作集中、兼顧分而自治和綜合協調的設計原則的新一代儀表控制系統。集散控制系統簡稱DCS,也可直譯為“分散控制系統”或“分布式計算機控制系統”。


它采用控制分散、操作和管理集中的基本設計思想,采用多層分級、合作自治的結構形式。其主要特征是它的集中管理和分散控制。目前DCS在電力、冶金、石化等各行各業都獲得了極其廣泛的應用。


DCS通常采用分級遞階結構,每一級由若干子系統組成,每一個子系統實現若干特定的有限目標,形成金字塔結構。


可靠性是DCS發展的生命,要保證DCS的高可靠性主要有三種措施:一是廣泛應用高可靠性的硬件設備和生產工藝;二是廣泛采用冗余技術;三是在軟件設計上廣泛實現系統的容錯技術、故障自診斷和自動處理技術等。當今大多數集散控制系統的MTBF可達幾萬甚至幾十萬小時。

DCS的特點

DCS是計算機技術、控制技術和網絡技術高度結合的產物。DCS通常采用若干個控制器(過程站)對一個生產過程中的眾多控制點進行控制,各控制器間通過網絡連接并可進行數據交換。操作采用計算機操作站,通過網絡與控制器連接,收集生產數據,傳達操作指令。因此,DCS的主要特點歸結為一句話就是:分散控制集中管理。


分級遞階控制系統

在垂直和水平方向都是分級的。

最簡單的DCS系統至少在垂直方向分兩級,即:操作管理級和過程控制級。在水平方向上各個過程控制級之間是相互協調的分級,它們把數據向上送達操作管理級,同時接收操作管理級的指令,各個水平分級間相互也進行數據交換。DCS系統越大,其垂直方向和水平方向分級的范圍也越廣。


分級遞階控制系統的優點是各個分級有各自的分工范圍,相互之間有協調,通常,這種協調由上一級來完成。


分散控制

分散是DCS的一個重要特點。

分散的含義不單是分散控制,還包含了其他意義。如:地域分散,功能分散,設備分散,危險分散等。分散的目的是為了使危險分散,提高設備的可利用率。

自治與協調性

DCS的各個組成部分是各自為政的自治系統,各自完成各自的功能,相互之間又有聯系,數據信息相互交換,各種條件相互制約,在系統的協調下工作。

分散過程控制裝置完成數據的采集、信號的處理、計算以及數據輸出等功能。操作管理裝置完成數據的顯示、操作監視和操縱信號的發送等功能。通信系統則完成操作管理裝置與分散過程控制裝置間的通信。


分散的基礎是被分散的系統是自治的系統;遞階分級的基礎是被分級的系統是協調的。


DCS控制系統的特點

1、高可靠性

由于DCS將系統控制功能分散在各臺計算機上實現,系統結構采用容錯設計,因此某一臺計算機出現的故障不會導致系統其它功能的喪失。此外,由于系統中各臺計算機所承擔的任務比較單一,可以針對需要實現的功能采用具有特定結構和軟件的專用計算機,從而使系統中每臺計算機的可靠性也得到提高。


2、開放性

DCS采用開放式、標準化、模塊化和系列化設計,系統中各臺計算機采用局域網方式通信,實現信息傳輸,當需要改變或擴充系統功能時,可將新增計算機方便地連入系統通信網絡或從網絡中卸下,幾乎不影響系統其他計算機的工作。


3、靈活性

通過組態軟件根據不同的流程應用對象進行軟硬件組態,即確定測量與控制信號及相互間連接關系、從控制算法庫選擇適用的控制規律以及從圖形庫調用基本圖形組成所需的各種監控和報警畫面,從而方便地構成所需的控制系統。


4、易于維護

功能單一的小型或微型專用計算機,具有維護簡單、方便的特點,當某一局部或某個計算機出現故障時,可以在不影響整個系統運行的情況下在線更換,迅速排除故障。


5、協調性

各工作站之間通過通信網絡傳送各種數據,整個系統信息共享,協調工作,以完成控制系統的總體功能和優化處理。


6、控制功能齊全

控制算法豐富,集連續控制、順序控制和批處理控制于一體,可實現串級、前饋、解耦、自適應和預測控制等先進控制,并可方便地加入所需的特殊控制算法。DCS的構成方式十分靈活,可由專用的管理計算機站、操作員站、工程師站、記錄站、現場控制站和數據采集站等組成,也可由通用的服務器、工業控制計算機和可編程控制器構成。處于底層的過程控制級一般由分散的現場控制站、數據采集站等就地實現數據采集和控制,并通過數據通信網絡傳送到生產監控級計算機。生產監控級對來自過程控制級的數據進行集中操作管理,如各種優化計算、統計報表、故障診斷、顯示報警等。隨著計算機技術的發展,DCS可以按照需要與更高性能的計算機設備通過網絡連接來實現更高級的集中管理功能,如計劃調度、倉儲管理、能源管理等。

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