徐濤 王振 孫銘（兗礦魯南化工有限公司 山東滕州 277527）

0、引言

過程控制在自動化技術(shù)方面得到了廣泛地應用， 在工業(yè)方面應用的歷史僅僅有100 多年的時間，直至微型計算機的問世，過程控制才取得重大進展，數(shù)字計算機開始用于工業(yè)控制中，并形成了計算機集中控制系統(tǒng)，但卻沒有形成控制網(wǎng)絡體系，存在一定的危險性。 鑒于此，人們研發(fā)出了DCS 系統(tǒng)，該系統(tǒng)既可以達到集中控制的目的，又可以分散危險，因此，在目前的工業(yè)控制領(lǐng)域中獲得較為廣泛地應用。DCS 系統(tǒng)應用了很多技術(shù)，隨著我國科學技術(shù)的不斷進步，計算機等技術(shù)日益成熟，并給DCS 帶來了巨大的競爭。 本文就DCS 的相關(guān)情況作了簡要分析。

1、目前DCS 結(jié)構(gòu)特點及其所采用的技術(shù)

1.1、硬件的網(wǎng)絡分層結(jié)構(gòu)

比較有代表性的DCS 網(wǎng)絡系統(tǒng)主要有以下三個分級：第一，過程控制級；第二，控制管理級；第三，生產(chǎn)管理級。 過程控制級采用的是PLC 或I/O 模塊，進而實現(xiàn)控制現(xiàn)場設備的目標。 控制管理級則是將工控網(wǎng)絡和PLC 或I /O 模塊連接起來， 以達到對流程設備的上位機監(jiān)控的目的。 生產(chǎn)管理級主要由以下四個部分組成的：第一，文件服務器；第二，管理計算機；第四，工業(yè)局域網(wǎng)；第三，監(jiān)控計算機。 以隨時全面掌握現(xiàn)場信息，從而達到對上層的生產(chǎn)進行管理的目的。 由于這一系統(tǒng)對某些局部具有不可靠性，所以，其不易對整個系統(tǒng)產(chǎn)生較大的危害。 此外，隨著一系列軟硬件的相繼問世并得到廣泛應用， 其整個系統(tǒng)的可靠性有了巨大的提高，正是由于這個原因，DCS 在今天的工業(yè)自動控制系統(tǒng)中得到了較為廣泛的應用。

1.2、軟件特點

因為DCS 具有一些特殊的功能， 所以其軟件系統(tǒng)與我們常說的軟件系統(tǒng)存在一定的差異，有其獨特的特點。由DCS 軟件的構(gòu)成框圖以及工作原理可知，DCS 具有明顯的分層網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。 雖然工程師站需要處理大量的工作， 但這些工作是由操作員站等專用軟件來完成的，因此，人們的工作就是如何更好地使用這些軟件。

1.3、DCS的缺點

DCS 雖然具有一定的發(fā)展程度，并得到了廣泛應用，但隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，一系列新技術(shù)相繼問世，人們對DCS 提出了更高的要求，因此，目前DCS 還存在一些缺點，主要有：第一，系統(tǒng)需要處理大量的接線工作；第二，其信號、抗干擾等方面的性能較差；第三，當連接一些不同的DCS 時會出現(xiàn)一些問題。

2、當前影響DCS 發(fā)展的幾種主要技術(shù)

2.1、現(xiàn)場總線系統(tǒng)的迅速發(fā)展

現(xiàn)場總線系統(tǒng)作為一種新型的控制系統(tǒng)， 屬于一種自動化領(lǐng)域技術(shù)。它的問世給工業(yè)控制領(lǐng)域帶來了輝煌的時代。正是由于現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展，才形成了一種新型的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)合理、可靠性高等優(yōu)點。

2.2、網(wǎng)絡技術(shù)的飛速發(fā)展

目前，控制網(wǎng)絡正朝著更開放、更透明的方向發(fā)展，但DCS中的一些現(xiàn)場總線卻沒有達到徹底開放的目的， 其與太網(wǎng)相比具有一些劣勢，比如傳輸率較低等。 近年來，隨著網(wǎng)絡技術(shù)的不斷發(fā)展，太網(wǎng)技術(shù)廣泛應用于工控領(lǐng)域，形成太網(wǎng)控制技術(shù)。

2.3、無線連接技術(shù)

現(xiàn)如今，無線連接技術(shù)一般在數(shù)據(jù)采集方面應用得較多，卻很少用于工程控制方面。 但隨著無線連接技術(shù)的逐漸成熟，其會在工程控制領(lǐng)域得到較為廣泛的應用。 它的一個較為明顯的特點就是可以實現(xiàn)較大的通訊距離。 又某種機遇無線連接的中百控制已經(jīng)研發(fā)成功， 這為無線連接技術(shù)在工控中使用進一步提供了可能。

3、DCS 的發(fā)展趨勢

綜上所述，隨著工業(yè)控制領(lǐng)域中的一系列新技術(shù)不斷出現(xiàn)，其產(chǎn)生的新控制方案以及思想給以往的DCS 控制既提出了嚴峻的挑戰(zhàn)，又提供了較好的機遇。 因此，DCS 應充分利用各種新技術(shù)，以完善本身的功能，保持與時代同步。

3.1、充分利用現(xiàn)場總線技術(shù)將DCS進一步分散化

FCS 雖然具有較多的優(yōu)點，但在具體的應用過程中，很少有完全的FCS，這主要是由于：第一，現(xiàn)場總線接口的設備的研發(fā)工作需要大量的費用；第二，現(xiàn)場總線具有較多的標準，且具有不統(tǒng)一、排斥等特點；第三，對于某些復雜的工藝過程，DCS 具有明顯的優(yōu)勢。 因此，我們不但要取FCS 技術(shù)得合理之處，而且還要將FCS 技術(shù)融于DCS 中，從而形成了二者的組合系統(tǒng)，又具有二者的優(yōu)點。

3.2、將工業(yè)控制網(wǎng)絡進一步引入DCS,將其完全網(wǎng)絡化

目前，DCS 一般采用的數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡都是工業(yè)局域網(wǎng)技術(shù)，并以此來傳輸相關(guān)信息，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的管理，但實際上采用的卻是現(xiàn)場總線方式，其具有較低的傳輸率，成本高于其他產(chǎn)品。而太網(wǎng)成本低，且已經(jīng)有較長的發(fā)展歷史，最重要的是，太網(wǎng)得到了極大地改進，從根本上避免了沖突碰撞的問題等，因此，在工業(yè)控制現(xiàn)場級中引用太網(wǎng)技術(shù)在不久的將來具有較好的前景。

3.3、將無線連接技術(shù)引入DCS系統(tǒng)

現(xiàn)如今，DCS 中的數(shù)據(jù)采集設備普遍采用的是連接在一塊的電纜以及控制室， 這種連接方式給系統(tǒng)維修等工作帶來較多的不便。 但是，采用無線連接網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)卻可以避免上述缺點，此外，還降低了成本，改善了系統(tǒng)的性能。 盡管這一技術(shù)還處于初步研發(fā)階段，卻具有較好的發(fā)展前景。

4、結(jié)論

總之，DCS 技術(shù)雖然已經(jīng)發(fā)展成為一種比較成熟的技術(shù)，但還面臨著很大的挑戰(zhàn)。 因此， 必須充分利用DCS 技術(shù)的本身優(yōu)勢，廣泛采用最為先進的技術(shù)，以獲得較為完備的功能，從而滿足時代發(fā)展的要求。

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