李東光 唐麗潔

（唐山三友集團興達化纖有限公司，河北 唐山063305）

1.分布式集散控制系統(tǒng)（DCS）工作原理及特點

DCS（DISTRIBUTEDCONTROLSYSTEM）系統(tǒng)是由通信網(wǎng)絡(luò)傳輸至控制中心，在控制中心實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備統(tǒng)一的監(jiān)視和控制，通過分布式的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集單元對現(xiàn)場儀表工藝數(shù)據(jù)進行采集。該系統(tǒng)性能先進，功能齊全，組態(tài)靈活方便，是性能價格比較高的中小型分布式集散控制系統(tǒng)。系統(tǒng)主要用于工業(yè)自動化領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理以及控制輸出，是油氣田、化工等行業(yè)實現(xiàn)自動化控制的理想選擇。

2.分布式集散控制系統(tǒng)（DCS）結(jié)構(gòu)

2.1 分布式集散控制系統(tǒng)（DCS）結(jié)構(gòu)

它可分為現(xiàn)場設(shè)備控制層、監(jiān)控管理層和通信網(wǎng)絡(luò)層。

2.11 現(xiàn)場控制層。它是由多個RTU或PLC組成，每個RTU構(gòu)成了一個現(xiàn)場子控制系統(tǒng)，負責(zé)對本地現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和控制。RTU為模塊式結(jié)構(gòu)，用戶可以根據(jù)實際需要靈活選擇功能模塊。

2.12 監(jiān)控管理層。它是由服務(wù)器、工程師站和操作員站組成，內(nèi)裝ECHODCS組態(tài)軟件，負責(zé)現(xiàn)場控制系統(tǒng)的集中監(jiān)控、配置、管理和維護。

2.13 通信網(wǎng)絡(luò)。在監(jiān)控管理層內(nèi)，服務(wù)器、工程師站和操作員站之間采用冗余的100M以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)。通過客戶機/服務(wù)器方式，實現(xiàn)監(jiān)控數(shù)據(jù)的共享。

2.2 分布式集散控制系統(tǒng)（DCS）結(jié)構(gòu)特點

2.21 自主性：系統(tǒng)上各工作站是通過網(wǎng)絡(luò)接口連接起來的，各工作站獨立自主地完成自己的任務(wù)，且各站的容量可擴充，配套軟件隨時可組態(tài)加載，是一個能獨立運行的高可靠性子系統(tǒng)。

2.22 高可靠性：高可靠性是DCS的生命力所在，從結(jié)構(gòu)上采用容錯設(shè)計，使得在任一個單元失效的情況下，仍然保持系統(tǒng)的完整性，即使全局性通信或管理失效，局部站仍能維持工作。從硬件上包括操作站、控制站、通訊鏈路都采用雙重化配置。從軟件上采用分段與模塊化設(shè)計，積木式結(jié)構(gòu)，采用程序卷回或指令復(fù)執(zhí)的容錯設(shè)計。

2.23 適應(yīng)性、靈活性和可擴充性：硬件和軟件采用開放式，標準化設(shè)計，系統(tǒng)積木式結(jié)構(gòu)，具有靈活的配置可適應(yīng)不同用戶的需要。工廠改變生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)流程時只需改變系統(tǒng)配置和控制方案，相應(yīng)使用組態(tài)軟件填一些表格即可實現(xiàn)。

2.24 在線性與實時性：通過人機接口等對過程對象的數(shù)據(jù)進行實時采集、分析等，可進行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組態(tài)回路的在線修改、局部故障的在線維修。

2.25 協(xié)調(diào)性：實時高可靠的工業(yè)控制局部網(wǎng)絡(luò)使整個系統(tǒng)信號共享，各站之間從總體功能及優(yōu)化處理方面具有充分的協(xié)調(diào)性。

2.26 友好性：DCS軟件面向工業(yè)控制技術(shù)人員、工藝技術(shù)人員和生產(chǎn)操作人員，采用實用而簡捷的人機會話系統(tǒng)，CRT高分辨率交互圖形顯示，復(fù)合窗口技術(shù)，畫面豐富，縱觀、控制、調(diào)整、趨勢、流程圖、回路一覽、批量控制、計量報表、操作指導(dǎo)畫面、菜單功能等均具有實時性。平面密封式薄膜操作鍵盤、觸摸式屏幕、鼠標器、跟蹤球等操作器更便于操作。

3.分布式集散控制系統(tǒng)（DCS）重要性認識

多年來，分布式集散控制系統(tǒng)在企業(yè)電儀車間生產(chǎn)、技改、管理層面取得了驕人戰(zhàn)績。首先是UPS的并機應(yīng)用。UPS它所帶負荷是DCS系統(tǒng)及其操作站，如果斷電，生產(chǎn)線將完全失控。有時候隨著其使用年限的增加，UPS故障頻發(fā)，電儀技術(shù)人員可以選配UPS并機方案，選用兩臺UPS同時供電輸出，兩臺可以互為備用，最大限度的可以穩(wěn)定生產(chǎn)；其次是隔離安全柵的改型。隨著年限的使用，隔離安全柵一般是19吋卡籠柜模式，造價高，供貨周期廠，困擾著電儀人員。為解決這一難題，電儀操作人員可選用導(dǎo)軌安裝卡，滿足工藝生產(chǎn)需求，而且安裝維修簡便，備件儲備充足；第三，PH計測量方法改進。PH計測量數(shù)據(jù)的準確直接影響纖維品質(zhì)，原來測量方法都是使用密閉流通池模式，因介質(zhì)壓力波動，時常導(dǎo)致數(shù)據(jù)波動，而且PH電極消耗居高不下。電儀采用常壓下流通池安裝測量方式，成功消解了壓力波動影響，并將PH計移動到環(huán)境相對較好的崗位安裝，大幅降低了PH計電極的消耗；第四，電動機強冷風(fēng)扇的改造。老線紡練電動機多數(shù)為強冷風(fēng)扇，風(fēng)扇故障引起的停機很多，電儀人員結(jié)合生產(chǎn)實際，考慮到電機有效控溫，決定改造為自冷風(fēng)扇控溫，改造后降溫功能滿足應(yīng)用，而且減少了故障點，對穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)貢獻了力量。

4.分布式集散控制系統(tǒng)（DCS）應(yīng)用研究

在知識經(jīng)濟引領(lǐng)社會發(fā)展的大潮流下，企業(yè)電儀職工自我素質(zhì)的提升顯得尤為重要。上面談到了企業(yè)電議職工對其的認識，現(xiàn)就電議職工本身來說，需要做的一些工作。

企業(yè)電氣儀表專業(yè)技術(shù)發(fā)展很快，新產(chǎn)品、新技術(shù)層出不窮，作為應(yīng)用維修部門，電儀始終將技能培訓(xùn)、業(yè)務(wù)提升作為日常任務(wù)的重點抓緊抓牢，不敢松懈。首先，抓好崗位應(yīng)知應(yīng)會的培訓(xùn)。這一層級的培訓(xùn)以工段班組為主。由主管技術(shù)員主導(dǎo)培訓(xùn)，針對特定崗位，搜集整理事故案例，對一線職工進行業(yè)務(wù)指導(dǎo)；其次，舉辦專題知識講座。這一層級的培訓(xùn)由主任工程師完成。針對生產(chǎn)線偶發(fā)、頻發(fā)故障的設(shè)備進行專題匯總，培訓(xùn)對象是一線的班組長、技術(shù)員，重點在理論層面拔高班組長、技術(shù)員的業(yè)務(wù)技能；第三，聯(lián)系生產(chǎn)廠家，做好設(shè)備選型交換，確定應(yīng)用后，外委人員專業(yè)培訓(xùn)。DCS系統(tǒng)發(fā)展更新很快，電儀先后選配的福克斯波羅公司的IA系統(tǒng)，西門子公司的PCS7系統(tǒng)電儀都派員參加了廠家組織的組態(tài)編程培訓(xùn)，培訓(xùn)回來的技術(shù)人員再將培訓(xùn)所學(xué)廣而告之，傳遞給身邊的同事，從而形成合力，共謀技術(shù)進階。

多年來，電儀技術(shù)創(chuàng)新成果顯著，相信電議職工在自我素質(zhì)各方面整體提升的情況下，其所做的貢獻在化纖發(fā)展建設(shè)大潮將會發(fā)揮更加重要的作用。

[1]ABBDCS系統(tǒng)及RosemountFF儀表在甲醇生產(chǎn)過程中的應(yīng)用.《自動化信息》,2007年06期.

[2]應(yīng)用于工業(yè)水處理系統(tǒng)的DCS控制.《廣西質(zhì)量監(jiān)督導(dǎo)報》,2008年08期.

[3]何衍慶,俞金壽,蔣慰孫.分散控制系統(tǒng)中先進控制算法的研究[S].煉油化工自動化.

[4]《集散型控制系統(tǒng)選型與應(yīng)用》.清華大學(xué)出版社.

[5]《分布式控制系統(tǒng)（DCS）設(shè)計與應(yīng)用實例》.清華大學(xué)出版社.