黃春成

摘 要：在當(dāng)代，DCS系統(tǒng)在我國(guó)的各個(gè)行業(yè)特別是生產(chǎn)型企業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，其根本原因在于應(yīng)用這一系統(tǒng)能夠在一定程度上使得相關(guān)設(shè)備可以分布控制，可以減少相關(guān)設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題的機(jī)率，對(duì)于降低企業(yè)成本，提高產(chǎn)能，增加企業(yè)效益起到很大作用。

關(guān)鍵詞：DCS系統(tǒng)；應(yīng)用；發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

DCS是分散控制系統(tǒng)（Distributed Control System）的簡(jiǎn)稱，國(guó)內(nèi)一般習(xí)慣稱為集散控制系統(tǒng)。它是一個(gè)由過(guò)程控制級(jí)和過(guò)程監(jiān)控級(jí)組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，綜合了計(jì)算機(jī)、通信、顯示和控制等技術(shù)，其基本思想是分散控制、集中操作、分級(jí)管理、配置靈活、組態(tài)方便。

1 應(yīng)用DCS系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)

相關(guān)研究中了解到應(yīng)用DCS系統(tǒng)具備諸多優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在4個(gè)方面：第一，DCS系統(tǒng)能夠在各個(gè)操控對(duì)象上實(shí)現(xiàn)運(yùn)行控制的目標(biāo)，能夠避免相關(guān)設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題。加上DCS系統(tǒng)自身控制功能相對(duì)分散，控制工作相對(duì)明確。而且DCS系統(tǒng)還能夠提升計(jì)算機(jī)設(shè)備邏輯控制能力，這也從側(cè)面說(shuō)明DCS系統(tǒng)具有較高可靠性。第二，理論上來(lái)說(shuō)，各項(xiàng)設(shè)備應(yīng)用DCS系統(tǒng)，對(duì)于實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)系統(tǒng)之間的信息交互起到不可忽視的作用。而且DCS還能夠滿足各項(xiàng)運(yùn)行系統(tǒng)擴(kuò)容的目的，對(duì)于推進(jìn)各項(xiàng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行等方面也起到無(wú)可替代的作用。第三，任何設(shè)備和系統(tǒng)在運(yùn)行之前，都需要相關(guān)人員對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行控制算法和其他方面因素有一個(gè)全面的了解，并將各項(xiàng)設(shè)備運(yùn)行模式與DCS系統(tǒng)進(jìn)行有效結(jié)合，嚴(yán)格控制各項(xiàng)設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，借以實(shí)現(xiàn)DCS系統(tǒng)控制水平提升的目的。第四、正是因?yàn)镈CS系統(tǒng)具有分散性的特點(diǎn)，各個(gè)控制計(jì)算機(jī)自身控制任務(wù)相對(duì)單一，一旦計(jì)算機(jī)某一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題，相關(guān)人員能夠在短時(shí)間內(nèi)找出計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題的可能，及時(shí)維護(hù)出現(xiàn)問(wèn)題的計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)，有效排除故障，這對(duì)于推進(jìn)DCS控制系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行也起到不可忽視的作用 。

盡管DCS系統(tǒng)具有諸多優(yōu)勢(shì)，但是不可否認(rèn)DCS系統(tǒng)還存在一些不足，對(duì)于DCS系統(tǒng)的不足來(lái)說(shuō)，其主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：第一，企業(yè)內(nèi)部使用的儀器設(shè)備大多數(shù)為模擬儀表，這些儀器儀表本身缺乏信息傳輸功能，在實(shí)施計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理的過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題的可能性較大，對(duì)網(wǎng)絡(luò)管理合理性也有非常嚴(yán)重的影響。第二，一般來(lái)說(shuō)，不同廠家所生產(chǎn)出來(lái)的DCS系統(tǒng)在運(yùn)行模式和各方面參數(shù)上大相徑庭，這就導(dǎo)致DCS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間互換性能較差，如果不對(duì)這種現(xiàn)象制定有效的解決措施，長(zhǎng)此以往勢(shì)必造成DCS系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)紊亂，加上DCS系統(tǒng)開(kāi)放性也沒(méi)有達(dá)到相關(guān)設(shè)備運(yùn)行要求，在進(jìn)行數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換時(shí)需要借助其他儀器設(shè)備，無(wú)形中加大DCS系統(tǒng)運(yùn)行成本，對(duì)DCS系統(tǒng)的發(fā)展存在很大的影響。

2 DCS系統(tǒng)的具體應(yīng)用

DCS自20世紀(jì)70年代問(wèn)世以來(lái)，發(fā)展異常迅速。目前，它作為新一代工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程控制設(shè)備，在世界范圍內(nèi)被廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、紡織、電力、食品等工業(yè)，我國(guó)在石油、冶金、化工與電力等行業(yè)也已普遍推廣應(yīng)用。

2.1 DCS系統(tǒng)在制糖工業(yè)中的應(yīng)用

在實(shí)施制糖工業(yè)時(shí)，引入DCS系統(tǒng)，對(duì)制糖各工段進(jìn)行集中監(jiān)測(cè)控制，如榨機(jī)及各類(lèi)電機(jī)的啟停及運(yùn)轉(zhuǎn)速度、運(yùn)行頻率等各參數(shù)的檢測(cè)控制，還有煮糖罐糖漿的溫度、料位，還有錘度等參數(shù)的檢測(cè)顯示，使DCS系統(tǒng)與制糖各工段內(nèi)部相關(guān)儀器設(shè)備進(jìn)行有效結(jié)合，精確檢測(cè)制糖各工序，各部位的各種參數(shù)，有效避免在制糖過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，提高制糖企業(yè)的產(chǎn)能和產(chǎn)品質(zhì)量。

2.2 DCS系統(tǒng)在發(fā)電工程中的應(yīng)用

DCS系統(tǒng)發(fā)電工程中也有廣泛的應(yīng)用，在實(shí)施發(fā)電工程時(shí)引入DCS系統(tǒng)，集中監(jiān)控發(fā)電機(jī)組的各個(gè)位置的溫度、壓力、轉(zhuǎn)速、振動(dòng)、脹差、軸向位移、發(fā)電機(jī)的頻率、發(fā)電功率及各電機(jī)運(yùn)行電流等參數(shù)，能夠有效控制發(fā)電機(jī)組相關(guān)信息系統(tǒng)，并制定總線連接模式，保證發(fā)電機(jī)組各項(xiàng)系統(tǒng)硬件之間能夠?qū)崿F(xiàn)信息穩(wěn)定傳輸?shù)哪康?，使發(fā)電機(jī)組達(dá)到安全平穩(wěn)運(yùn)行的目的。

2.3 DCS系統(tǒng)在石油化工中的應(yīng)用

石化工業(yè)的特點(diǎn)是連續(xù)大生產(chǎn)，特別強(qiáng)調(diào)安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)期、滿負(fù)荷、優(yōu)化的運(yùn)行。隨著生產(chǎn)裝置的大型化、復(fù)雜化，過(guò)程控制在生產(chǎn)上占有的地位日趨重要。多年來(lái)，我國(guó)石化工業(yè)也努力采用先進(jìn)的電子技術(shù)改造傳統(tǒng)生產(chǎn)方法，積極開(kāi)發(fā)投資少、見(jiàn)效快、經(jīng)濟(jì)效益好的微機(jī)控制項(xiàng)目。例如催化裂化監(jiān)控系統(tǒng)等。同時(shí)在一些工藝復(fù)雜、效益較高、管理有一定基礎(chǔ)的重要關(guān)鍵生產(chǎn)裝置上采用DCS。采用DCS系統(tǒng)的石化企業(yè)，絕大部分都取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)起了促進(jìn)作用，DCS系統(tǒng)具有常規(guī)儀表無(wú)法代替的優(yōu)點(diǎn)，充分顯示了DCS安全可靠性高、控制算法豐富、組態(tài)靈活、調(diào)節(jié)品質(zhì)高、人機(jī)界面友好、操作方便、易于擴(kuò)展、信息管理集中等特點(diǎn)。

2.4 DCS系統(tǒng)在其他行業(yè)的應(yīng)用

DCS系統(tǒng)在我國(guó)各個(gè)行業(yè)都有極廣泛的應(yīng)用，企業(yè)引用DCS系統(tǒng)后提高了企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量，降低了能耗，保證了安全生產(chǎn)，且效益非常顯著?？梢?jiàn)DCS系統(tǒng)對(duì)于提升各個(gè)行業(yè)發(fā)展的穩(wěn)定性，全面提升我國(guó)地方經(jīng)濟(jì)水平等方面起到不可忽視的作用。

3 DCS系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

FCS是現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（Fieldbus Control System）的簡(jiǎn)稱，它是用現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)控制器、儀表設(shè)備互聯(lián)，構(gòu)成現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)，同時(shí)控制功能徹底下放到現(xiàn)場(chǎng)。目前新型的DCS已有很強(qiáng)的順序控制功能；新型的PLC，在處理閉環(huán)控制方面也不差，并且兩者都能組成大型網(wǎng)絡(luò)，DCS與PLC的適用范圍，已有很大的交叉。而FCS則是由DCS與PLC發(fā)展而來(lái)，不僅具備DCS與PLC的特點(diǎn)，而且跨出了革命性的一步。通過(guò)使用FCS系統(tǒng)，用戶可以大量減少現(xiàn)場(chǎng)接線，用單個(gè)現(xiàn)場(chǎng)儀表可實(shí)現(xiàn)多變量通信，不同制造廠生產(chǎn)的裝置間可以完全互操作，增加現(xiàn)場(chǎng)一級(jí)的控制功能，系統(tǒng)集成大大簡(jiǎn)化，并且維護(hù)十分簡(jiǎn)便，降低了安裝成本和維修費(fèi)用。不難從采用DCS系統(tǒng)的電廠中與自動(dòng)控制系統(tǒng)有關(guān)的所用電纜公里數(shù)看出，電纜在基建投資中所占份額很大，可見(jiàn)采用FCS系統(tǒng)后可以減少大量現(xiàn)場(chǎng)接線，節(jié)約很大一次投資，同時(shí)降低了安裝成本，而且維護(hù)成本更低，將給企業(yè)產(chǎn)生非常大的經(jīng)濟(jì)效益?？梢?jiàn)FCS系統(tǒng)已在一定程度上融合了DCS與PLC系統(tǒng)的特點(diǎn)，且大有趕超DCS系統(tǒng)的趨勢(shì)，DCS以后的發(fā)展趨勢(shì)將會(huì)是往FCS方向發(fā)展。FCS系統(tǒng)有望成為21世紀(jì)控制系統(tǒng)的主流產(chǎn)品。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，先了解DCS系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)和不足、了解DCS系統(tǒng)在各行業(yè)中的實(shí)際應(yīng)用、了解DCS系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，今后可以為拓展DCS系統(tǒng)的應(yīng)用和進(jìn)一步發(fā)展提供動(dòng)力、可以為推進(jìn)我國(guó)各行業(yè)穩(wěn)步發(fā)展提供可靠的技術(shù)支持。

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