關于DCS系統的應用分析

摘 要：論文首先界定了DCS系統的概念，分析了DCS系統的特點，繼而剖析了DCS系統運用過程中因電網系統、電磁、信號線路、電容、電感耦合引入、接地系統的混亂等引起的干擾以及網絡通訊所引發的故障問題。最后基于DCS系統運用中出現的問題，給出了相應的改進策略，以期提高系統的穩定性、可靠性及安全性。

關鍵詞：DCS系統；干擾；策略

引言

近年來，DCS在生產中的運用越來越廣泛，不僅有效地提高了生產的自動化水平，而且保障了機組運行的安全性及經濟性。但是，在實際運用的過程中，不可避免地存在一些比較突出的問題。基于此，筆者結合自己學習及工作的經歷和經驗，在相關理論的支撐下，對DCS系統的運用進行了較為系統的研究。

1 DCS系統概述

1.1 DCS系統的概念

DCS又稱為分散控制系統，DCS是通過多臺計算機來控制生產過程中的多個控制回路，并可以集中地獲取、管理相關數據的一種自動控制系統。這種系統主要是通過微處理機來控制各個回路，各個回路之間以及上下級之間通過高速數據通道來交換信息。這樣就實現了系統內部各個系統之間的信息傳遞及溝通的網絡。只要在系統設計的時候將相關的生產流程包含到系統控制的范圍之內，就可以實現生產流程的自動化控制。并且這個系統還具有相關數據的獲取、監控、管理及人機互換等方面的功能。由此可以看出DCS是一個具有很強的可靠性，并具有獨立控制能力的一個系統。如果子系統出現故障的話，其網絡式設計結構，可以為數據的獲取、傳遞及提取，選擇新的通道。換句話說，DCS的子系統出現問題，幾乎不會對整個系統的運作產生什么影響。而且這種系統與計算機的多級控制系統比較，也具有比較突出的優勢，DCS在結構上更加靈活，布局也更加合理，系統的設計及運用成本也不是很高，這也是DCS近年來得到廣泛運用的主要原因之一。

1.2 DCS系統的特點

DCS相對于集中式控制系統來說，具有以下幾個方面的特點。首先，DCS具有非常高的可靠性，DCS將整個的系統分成多個分系統，而且系統的控制功能也被分植到這些分系統之內，也就是說系統的控制是由多臺計算共同實現的。所以，每臺計算機所承擔的任務相對來說就比較單一，出現錯誤的概率不大，這在一定程度上提高了系統的穩定性及可靠性。其次，DCS具有開放性。DCS在設計之初，采用的就是開放式、標準化、模塊化、系列化的設計方式，系統中不同的計算機采用局域網的方式進行信息的交換與傳遞，這樣系統內的計算機就在不影響整個系統功能的前提下，實現計算機的增加及減少。再次，DCS功能比較齊全，各部分之間的協調性也比較強。整個系統的控制算法豐富，可以有效地實現串級、前饋、解耦、自適應和預測控制等先進控制，而且各個工作站之間可以通過網絡傳送相關的數據。這樣系統可以通過信息共享，協調工作完成控制系統的總體功能和優化處理。

2 DCS系統運用中存在的問題

目前，大機組的儀器控制基本上選用的都是DCS系統。因為對于大型機組的運作中，可能出現的最大問題就是整個機組的癱瘓，這樣將造成巨大的經濟損失。而DCS系統具有故障分散的特點，可以有效地提高系統的穩定性。因此，DCS系統一經推出就得到了廣泛的運用。但是在實際的運用過程中DCS系統還是存在一些比較突出的問題。具體主要表現在以下幾個方面。首先，DCS系統在運作的過程中容易受到一定的干擾，嚴重影響著系統的運作效率。具體來說這種干擾主要來源于電網系統的干擾、電磁的干擾、信號線路、電容、電感耦合引入的干擾以及接地系統的混亂所引起的干擾等。其次，DCS系統的在運作的過程中會出現一些網絡通訊故障。比如頻繁地出現數據中斷，畫面的數據變紅或者不顯現數據等。這些故障的出現不僅影響著系統的穩定性及可靠性，而且會實際的生產活動造成一定的困擾。

3 DCS系統運用的改進策略

通過上面的分析可以看出，DCS系統雖然具有自動性、開放性、故障分散等方面的優勢[1]，但是在實際的運用過程中，還是存在一些比較突出的問題。為提高DCS系統的運用效率及效果，筆者結合自己的工作經驗及相關理論，提出以下幾條改進策略。首先，針對電網系統的干擾，DCS系統可以采用如下圖所示的供電結構[2]（圖3-1）。這種供電結構不僅不會出現斷電，而且結構中的UPS還具有隔離干擾的性能。電磁波干擾的避免措施主要是要做好防雷措施，同時將DCS系統和防雷系統與接地系統進行等電位的連接，這樣就可以有效地避免雷電電磁波所帶來的干擾。對于空間輻射電磁場的干擾，可以通過設置屏蔽電纜及對DCS系統的局部屏蔽來消除[3。

圖3-1 不間斷供電的供電結構圖

信號線路、電容、電感耦合引入所造成的干擾。其中信號線路的引入干擾相對來說最強。對于此，除了選用屏蔽電纜外，在電纜的輻射過程中也要盡量保證電纜不要和動力電纜靠近或者平行，并遠離大功率的變壓器等[4]。而電容、電感耦合器引入的干擾預防措施，主要是通過選用金屬電纜管道或金屬電纜橋架敷設信號線來避免，值得強調的是金屬電纜管道或金屬電纜橋架都要做好接地，這樣才能達到預期的效果，消除電容、電感耦合引入的干擾。另外，對于網絡通訊故障問題，則要根據實際的情況，做恰當的選擇。一般來說，首先要查看交換機的工作狀態，看其運作是否正常。其次，斷掉通往上游的線路，進行處理后再依次重啟。如果不能解決則要相關的專業人們進行調試。

4 結束語

通過論文的研究可以看出，DCS系統的運用不僅可以有效地提高生產效率，而且能夠有效地降低生產成本。DCS系統的運用，可以提高生產體統的穩定性及安全性，尤其是對于一些大型機組來說，這種優勢的體現更為明顯、突出。但是在運用的過程中，要注意避免一些不必要的干擾，以免影響系統的正常運作。最后，希望論文的研究為相關的工作者及研究人員提供一定的借鑒與參考價值，也為DCS系統的運用及推廣做出一定的貢獻。

參考文獻

[1]吳承志.公路工程施工投標與項目成本管理[M].北京：人民交通出版社，2009.

[2]張紅巖.公路施工企業經濟效益分析[J].公路與汽運，2011，（05）.

[3]王金全，方志華，仲未央..工業控制系統的現狀與展望[J].中國電力，2009（1）：114-115.

[4]陳小飚.火電廠控制系統分散化的現狀及趨勢[J].浙江電力，2011（4）：96-97.