集散控制系统概述
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DCS是分布式控制系统的英文缩写(Distributed Control System),在国内自控行业又称之为集散控制系统。
即所谓的分布式控制系统,或在有些资料中称之为集散系统,是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统,它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。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,通信、显示和控制等4C技术,其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。在系统功能方面,DCS和集中式控制系统的区别不大,但在系统功能的实现方法上却完全不同。
首先,DCS的骨架—系统网络,它是DCS的基础和核心。由于网络对于DCS整个系统的实时性、可靠性和扩充性,起着决定性的作用,因此各厂家都在这方面进行了精心的设计。对于DCS的系统网络来说,它必须满足实时性的要求,即在确定的时间限度内完成信息的传送。这里所说的“确定”的时间限度,是指在无论何种情况下,信息传送都能在这个时间限度内完成,而这个时间限度则是根据被控制过程的实时性要求确定的。因此,衡量系统网络性能的指标并不是网络的速率,即通常所说的每秒比特数(bps),而是系统网络的实时性,即能在多长的时间内确保所需信息的传输完成。系统网络还必须非常可靠,无论在任何情况下,网络通信都不能中断,因此多数厂家的DCS均采用双总线、环形或双重星形的网络拓扑结构。为了满足系统扩充性的要求,系统网络上可接入的最大节点数量应比实际使用的节点数量大若干倍。这样,一方面可以随时增加新的节点,另一方面也可以使系统网络运行于较轻的通信负荷状态,以确保系统的实时性和可靠性。在系统实际运行过程中,各个节点的上网和下网是随时可能发生的,特别是操作员站,这样,网络重构会经常进行,而这种操作绝对不能影响系统的正常运行,因此,系统网络应该具有很强在线网络重构功能。
其次,这是一种完全对现场I/O处理并实现直接数字控制(DDC)功能的网络节点。一般一套DCS中要设置现场I/O控制站,用以分担整个系统的I/O和控制功能。这样既可以避免由于一个站点失效造成整个系统的失效,提高系统可靠性,也可以使各站点分担数据采集和控制功能,有利于提高整个系统的性能。DCS的操作员站是处理一切与运行操作有关的人机界面(HMI-Human Machine Interface或operator interface)功能的网络节点。
DCS自动化控制系统
集散控制系统(DCS)简介
DCS,即所谓的分布式控制系统,或在有些资料中称之为集散系统,是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统,它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。在系统功能方面,DCS和集中式控制系统的区别不大,但在系统功能的实现方法上却完全不同。
首先,DCS的骨架——系统网络,它是DCS的基础和核心。由于网络对于DCS整个系统的实时性、可靠性和扩充性,起着决定性的作用,因此各厂家都在这方面进行了精心的设计。对于DCS的系统网络来说,它必须满足实时性的要求,即在确定的时间限度内完成信息的传送。这里所说的“确定”的时间限度,是指在无论何种情况下,信息传送都能在这个时间限度内完成,而这个时间限度则是根据被控制过程的实时性要求确定的。因此,衡量系统网络性能的指标并不是网络的速率,即通常所说的每秒比特数(bps),而是系统网络的实时性,即能在多长的时间内确保所需信息的传输完成。系统网络还必须非常可靠,无论在任何情况下,网络通信都不能中断,因此多数厂家的DCS均采用双总线、环形或双重星形的网络拓扑结构。为了满足系统扩充性的要求,系统网络上可接入的最大节点数量应比实际使用的节点数量大若干倍。这样,一方面可以随时增加新的节点,另一方面也可以使系统网络运行于较轻的通信负荷状态,以确保系统的实时性和可靠性。在系统实际运行过程中,各个节点的上网和下网是随时可能发生的,特别是操作员站,这样,网络重构会经常进行,而这种操作绝对不能影响系统的正常运行,因此,系统网络应该具有很强在线网络重构功能。
其次,这是一种完全对现场I/O处理并实现直接数字控制(DOS)功能的网络节点。一般一套DCS中要设置现场I/O控制站,用以分担整个系统的I/O和控制功能。这样既可以避免由于一个站点失效造成整个系统的失效,提高系统可靠性,也可以使各站点分担数据采集和控制功能,有利于提高整个系统的性能。DCS的操作员站是处理一切与运行操作有关的人机界面(HMI-Human Machine Interface或operator
集散控制系统DCS的特点
随着信息技术的飞速发展,当前,DCS系统在煤、电、化工等工业领域应用广泛,逐渐从原来的配角角色转变为决定各工业企业安全经济运行的主角地位。通过各项实践证明,集散控制系统的应用,在大大减轻了工作人员的工作强度的同时,也提高了工作效率。
集散控制系统(DCS)是一种以微处理器为基础的分散型综合控制系统,DCS系统综合了计算机技术、网络通讯技术、自动控制技术、冗余及自诊断技术,采用了多层分级的结构,适用现代化生产的控制与管理需求,目前已成为工业过程控制的主流系统。集散控制系统把计算机、仪表和电控技术融合在一起,结合相应的软件,可以实现数据自动采集、处理、工艺画面显示、参数超限报警、设备故障报警和报表打印等功能,并对主要工艺参数形成了历史趋势记录,随时查看,并设置了安全操作级别,既方便了管理,又使系统运行更加安全可靠。
目前,DCS集散控制系统在各大行业都有一定的领域了。也许有人还真的不知道DCS集散系统到底有多好?好在哪里?有哪些特点?今天小编就想大家介绍一下DCS的特点。
其主要特点是控制分散,集中管理。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。
DCS在控制上的最大特点是依靠各种控制、运算模块的灵活组态,可实现多样化的控制策略以满足不同情况下的需要,使得在单元组合仪表实现起来相当繁琐与复杂的命题变得简单。随着企业改革的高柔性、高效益的要求,以经典控制理论为基础的控制方案已经不能适应,以多变量预测控制为代表的先进控制策略的提出和成功应用之后,先进过程控制受到了过程工业界的普遍关注。
需要强调的是,广泛应用各种先进控制与优化技术是挖掘并提升DCS综合性能最有效、最直接、也是最具价值的发展方向。仪表技术向数字化、智能化、网络化方向发展工业控制设备的智能化、网络化发展,可以促使过程控制的功能进一步分散下移,实现真正意义
1.什么是集散控制系统?其基本设计思想是什么?
答:集散型控制系统(Distributed Control System,简称DCS)是以多台微处理器为基础的集中分散型控制系统。世界上第一台实现集中管理和分散控制的新型计算机控制系统TDC2000型集散控制系统于1975年由美国Honeywell公司推出。
设计思想是“集中管理、分散控制”,所谓集中管理,就是把整个生产过程的全部操作、显示集中在同一个操作站进行;而分散控制就是用多个微处理器来分散承担生产过程的控制,每个微处理器只控制少量回路。
2.简述集散控制系统的体系结构及各层次的主要功能。
答:按照DCS各组成部分的功能分布,自下而上分别是现场控制级、过程控制级、过程管理级和经营管理级。与这四层结构相对应的四层局部网络分别是现场网络(Field Network,Fnet)、控制网络 (Control Network,Cnet)、监控网络(Supervision Network,Snet)和管理网络(Management Network,Mnet)。
(1)现场控制级的典型设备是各类传感器、变送器和执行器。现场控制级设备直接与生产过程相连,是DCS的基础。它的主要功能为三个方面。一是完成过程数据采集与处理;二是直接输出操作命令、实现分散控制;三是完成与上级设备的数据通信,实现网络数据库共享;四是完成对现场控制级智能设备的监测、诊断和组态等。
(2)过程控制级主要由过程控制站、数据采集站和现场总线接口等构成。主要功能表现在一是采集过程数据,进行数据转换与处理;二是对生产过程进行监测和控制,输出控制信号,实现反馈控制、逻辑控制、顺序控制和批量控制功能;三是现场设备及 I/O 卡件的自诊断;四是与过程操作管理级进行数据通信。
(3)过程管理级的主要设备有操作站、工程师站和监控计算机等。操作站是操作人员与DCS相互交换信息的人机接口设备,是DCS的核心显示、操作和管理装置。工程师站是为控制工程师对DCS进行配置、组态、调试、维护所设置的工作站。监控计算机的主要功能是完成复杂的数据处理和运算功能。