DCS 简介

DCS 简介

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1.DCS简介

DCS也就是Distributed control system直译分布式控制系统,国内一般习惯称为集散控制系统。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统,综合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和控制(Control)等4C技术,其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。

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2.DCS的特点

2.1 高可靠性

由于DCS将系统控制功能分散在各台计算机上实现,系统结构采用容错设计,因此某一台计算机出现的故障不会导致系统其它功能的丧失。此外,由于系统中各台计算机所承担的任务比较单一,可以针对需要实现的功能采用具有特定结构和软件的专用计算机,从而使系统中每台计算机的可靠性也得到提高。

2.2 开放性DCS采用开放式、标准化、模块化和系列化设计

系统中各台计算机采用局域网方式通信,实现信息传输,当需要改变或扩充系统功能时,可将新增计算机方便地连入系统通信网络或从网络中卸下,几乎不影响系统其他计算机的工作。

2.3 灵活性

通过组态软件根据不同的流程应用对象进行软硬件组态,即确定测量与控制信号及相互间连接关系、从控制算法库选择适用的控制规律以及从图形库调用基本图形组成所需的各种监控和报警画面,从而方便地构成所需的控制系统。

2.4 易于维护

功能单一的小型或微型专用计算机,具有维护简单、方便的特点,当某一局部或某个计算机出现故障时,可以在不影响整个系统运行的情况下在线更换,迅速排除故障。

2.5 协调性

各工作站之间通过通信网络传送各种数据,整个系统信息共享,协调工作,以完成控制系统的总体功能和优化处理。

2.6控制功能齐全

控制算法丰富,集连续控制、顺序控制和批处理控制于一体,可实现串级、前馈、解耦、自适应和预测控制等先进控制,并可方便地加入所需的特殊控制算法。

DCS的构成方式十分灵活,可由专用的管理计算机站、操作员站、工程师站、记录站、现场控制站和数据采
集站等组成,也可由通用的服务器、工业控制计算机和可编程控制器构成。处于底层的过程控制级一般由分散的现场控制站、数据采集站等就地实现数据采集和控制,并通过数据通信网络传送到生产监控级计算机。

生产监控级对来自过程控制级的数据进行集中操作管理,如各种优化计算、统计报表、故障诊断、显示报警等。随着计算机技术的发展,DCS可以按照需要与更高性能的计算机设备通过网络连接来实现更高级的集中管迎能,如计划调度、仓储管理、能源管理等。

3.DCS的结构

DCS的典型子系统是操作员站,工程师站,过程控制网络,控制器和I / O模块。

DCS包括过程级、操作级和管理级。

  • 过程级:主要由过程控制站、I/O单元和现场仪表组成,是系统控制功能的主要实施部分。
  • 操作级:主要包括操作员站和工程师站,完成系统的操作和组态。
  • 管理级:主要是指工厂管理信息系统(MIS系统),作为DCS更高层次的应用。

3.1 操作站

操作员站可轻松访问过程图形,面板,报警摘要,报警面板,趋势,显示导航,从而直观地了解过程。操作员站可从传统过程监视和控制扩展到诊断。诊断包括监视智能设备和机械监视,网络和网络监控,从而增加了流程的正常运行时间并减少了计划外的停机。

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3.2 工程站

工程师站可以灵活地实施系统以满足项目和过程的需求。工程师可以在过程设计和控制要求可用时以模块化的方式在系统中即时实现系统的各个部分。工程可以根据过程的需要分阶段进行在敏捷模式下变得越来越清晰。工程师只需花费很少的精力即可指定控制回路和现场设备,然后快速完成配置。

3.3 过程控制网

过程控制网络是连接整个DCS的骨干网。网络遍布整个工厂,以可靠的确定性方式连接所有智能设备。过程控制网络也称为PCN,可以是诸如以太网之类的开放协议,也可以是专有的.PCN通常安装在冗余监视器中以提高可靠性,并且远离常规电源线安装,以减少电磁干扰的影响,从而提高整个系统的可靠性。

3.4 控制器

控制器执行控制策略以帮助优化过程。控制器有冗余和非冗余配置。控制策略的执行速度决定了控制的质量。控制器具有丰富的库,可用于PID,级联,前馈等各种算法。控制器从与其相连的输入模块的通道接收输入。同样,控制器将输出发送到输出模块的已组态通道,以驱动最终控制元件。

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3.5 I / O模组

I / O模块是一个模块化子系统,旨在安装在仪器附近的现场.I / O模块参与网络以与控制器进行通信。I / O模块也可以成为通过现场总线网络与智能现场设备进行通信的网关。I / O模块也可以在关键控制回路中配置为冗余。

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4. 过程控制站的组成

DCS的过程控制站是一个完整的计算机系统,主要由电源、CPU(中央处理器)、网络接口和I/O组成。

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