DCS控制系統在工業自動化中應用

陳濤

摘 要：現在的DCS控制系統采用的是網絡冗余技術和分布處理單元冗余技術、電源冗余技術等，對生產自動化控制的主流技術，該系統具有自動化、危險性低、管理性強、結構簡單、控制靈活等優點，深受企業的廣泛應用。本文結合生產實際分析了DCS 系統的結構圖及應用，設計了一種基于ARM分布處理單元結構，闡述了DCS 系統在日常使用中的維護技術。

關鍵詞：DCS系統；工業自動化；應用分析

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A

一般地，DCS控制系統又叫分散控制系統，它在整個環節中充分集中了系統控制技術、多媒體技術、計算機技術和網絡通訊技術。說起它的特點，它可提供窗口人機界面以及通訊等諸多的功能。可以這樣說，它是完成了過程控制及管理的一個特殊設備，滿足了在工業自動化中的實際應用。

在網絡方面，DCS網絡是整個系統的中樞神經。在安全方面可以有效地保證DCS控制設備的安全性。同時DCS還采用了雙冗余的控制系統技術。在實際的工作中如果是重要控制單元出現了問題一般它都會有相關的冗余單元及時地變化到其他程序上，這樣主要是確保系統的安全。另外一方面，DCS控制系統還可以采用開放的方式進行它的模塊化、系列化和標準化設計，來具體實現信息方面的傳輸。再有就是如果是隨時需要改變或擴充相關的系統功能時，我們可以將新增計算機連入系統中，及時地進行系統工作。

1 DCS 系統的結構圖及應用

一般地來說，DCS的結構圖是以計算機網絡為基礎，并且連接在網絡上的三類節點—面向被控過程現場的現場I/O控制站、面向DCS監督管理人員等的工程師站。具體如圖1所示。

具體分析來說是，現場控制器部分是用來控制現場所有的設備，在工作原理上采用DDC運算能力，同時還可以對那些稍微復雜的功能進行控制，而它的數據采集是由微型計算機、輸入通道和輸出設備等組成并進行數據處理。在它的采集過程數據中是用來顯示、記錄、分析處理和打印制表。

而如圖1所示中的操作員站是特別為操作人員進行提供的一個人機界面，確保操作員及時了解現場運行狀態、運行參數，并可通過輸出設備讓操作人員方便快捷的了解設備故障信息。同時還可以對歷史數據進行處理，調用歷史數據庫完成運行報表等。并用于完成上述功能的軟件，包括趨勢顯示、歷史數據庫存儲、事件記錄打印和報警處理。

工程師站是采用通用微型計算機工作站進行離線配置和組態。在實際工作中，它第一時間會把相對應的模塊調到顯示器屏幕上，最后再進行有關特殊規定進行逐一的填寫。在這方面的操作時應該注意的是當用戶需要變更控制方案時，我們不必改變接線，只要重新組態即可。說起組態的措施具體為：

首先要建立一個目標工程。在正式應用組態前，在此工程名稱的基礎上就會自然形成工程數據目錄。這個確定好以后再確定測點清單等內容，比如說IO單元的配置及測點分配等。在系統組態設備方面，我們可以采用圖形方式，因為系統網絡上連接的每一種設備都是與某個基本圖形對應的。

2 一種基于ARM分布處理單元結構的設計

這種單元結構如圖2所示，它可以分為上層網絡模塊，存儲器模塊，電源管理模塊等。實際上，這種單元結構是由控制器和存儲模塊這兩大部分組成。具體地工作原理體現在上層網絡模塊它有冗余網絡和實現主/冗余分布處理單元進行數據交換的網絡，而下面的網絡模塊是由分為主次的2條485網絡組成。

3 DCS 系統維護分析

隨著信息技術的不斷發展DCS系統也逐步向集成化、開放化、智能化方向發展，實現了開放式的通信系統，與管理信息緊密的結合，使其能夠實現可靠的實時全數字技術，將成為新一代的DCS。但是在應用中也要注意DCS 系統維護。

實際中，為了掌握DCS的運行及發現和消除運行設備的異常和缺陷，我們要及時對DCS設備進行不定期巡視檢查。首先要檢查的就是工程師站、通信網絡、電源、操作員站等狀態是否正常；其中它的冗余設備應處于激活狀態。同時還要做好DCS系統與DEH系統是否同步等。

除此之外還要做好對那些發現參數異常現象應及時進行檢查或校準，并做好記錄；對歷史數據存儲設備應處于激活狀態；軟驅及光驅在使用一段時間后，要定期清洗。并且要做好模件進行檢查和試驗的試驗控制柜。試驗控制柜應該具備對各種模件、穩定性檢查的功能，以便對電纜、端子板及電源進行可靠性、功能性、穩定性檢查。

參考文獻

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