淺談DCS軟件系統的應用優點

黃龍山東泰安昆侖能源有限公司

淺談DCS軟件系統的應用優點

黃龍
山東泰安昆侖能源有限公司

摘要：計算機控制系統（DCS）以其集中控制和分散管理的優良特性、靈活可靠的性能、友好直觀的互動界面，受到了廣大客戶青睞，被廣泛應用于工業控制系統中。本文詳細介紹了DCS系統的這些優點和應用功能，對于DCS系統的使用和維護人員有一定的理論指導意義。本文的作用對于學習研究DCS系統的人員會起到拋磚引玉的作用。本文針對DCS系統的基本特點為出發點，著重討論了DCS作為應用于化工過程控制工業的計算機控制系統的突出優點。對于DCS工程技術人員有一定的參考價值。

關鍵詞：DCS；集散控制；過程控制；人機界面

引言

計算機控制系統（DCS）以其集中控制和分散管理的優良特性、靈活可靠的性能、友好直觀的互動界面，受到了廣大客戶青睞，被廣泛應用于工業控制系統中。本文詳細介紹了DCS系統的這些優點和應用功能，對于DCS系統的使用和維護人員有一定的理論指導意義。本文的作用對于學習研究DCS系統的人員會起到拋磚引玉的作用。隨著計算機技術（IT）的飛速發展和現代工業的技術的不斷進步，有越來越多的計算機應用于工業生產中。比較典型的應用于工業系統的計算機有嵌入式系統、工業可編程控制器（PLC），還有就是集散控制系統。這些系統適用于不同的工業生產場合。例如，PLC適用于比較小型的、簡單一些的控制場合，如機械加工、電梯等的控制；而對于大型的，特別是化工、煉油等過程工業也控制場合，DCS系統就比較適合。現代化工過程控制系統中，計算機的應用非常廣泛，其中的尤其以DCS系統的大量應用為代表。

一、DCS系統概述

DCS是DistribuledControlSyetem的縮寫，一般我們叫做分散控制系統。它的主要特點是集中控制分散管理，提髙安全性；信息集中管理，有利于更高一級的控制。DCS是流程工業關鍵的控制設備，形象地稱其為過程工業的“大腦”和“眼睛”。它的可用性、可靠性和安全性以及靈活的擴展和新技術的集成能力決定著整個工廠生產運行中控制系統對生產效益貢獻的大小以及能夠降低設備生命周期內的維護成本。

二、集散系統的主要組成部件

現場控制站FidldClntrolStation（FCS）：完成現場數據的采集和控制功能，是系統的基礎部分，用于過程現場輸入順出信號處理，進行模擬變量調節控制、一些順序過程的控制以及邏輯運算和實時快速運算等功能。

人–機接口站HumanInterfaceStation（HIS）：用于過程生產運行的操作和監視。完成與工程師站、操作員站的操作接口功能;一般分成兩級，低級的人–機接口在現場控制器附近，可完成手∕自動切換和參數的顯示；高級的人–機接口以CRT為基礎的控制臺，有歷史數據的存儲和復制，動態流程圖及其它圖形的顯示，有綜合報警、過程監視、打印等功能。

過程控制通訊網絡PrcocessControlNetwork：將現場控制器、人–機接口裝置連成一個完整的系統;還允許與上位計算機連接。

上位計算機接口：完成最優化控制和部分管理工作，沒有上位機，現場控制器仍然工作。

三、集散控制系統的優點

DCS有許多優點，主要包括6個方面：

1.分散性和集中性

分散的主要目的是為了使危險分散，進而提髙系統的可靠性和安全性。DCS的集中性解釋是指集中監視、集中操作和集中管理。DCS分散性的含義有不同的解釋，一方面是控制對象的分散，還有控制設備地域上的分散、控制功能多種多樣和危險因素的分散等。

2.自治性和協調性

DCS系統的分散和協調的統一控制是其特點，也是優點。這種分散和集中的設計思想以及自治和協調的設計原則，讓DCS以其獨有的優勢獲得進一步發展，并廣泛地應用到各工業場合中。DCS系統中的各臺計算機均可獨立地工作，這一功能被稱為自治性。DCS的協調性是指系統中的各臺計算機和現場控制器的連接用統一的通信網絡互聯在一起，相互傳送信息，相互協讕工作，共同實現系統的總體功能。DCS的分散和集中、自治和協調不是互相對立，而是互相影響互為補充。

3.靈活性和擴展性

模塊化設計方式廣泛的應用于DCS軟、硬件中。硬件配置可靈活地構成各類不同容量的系統。在企業生產擴大的時候還可根據企業的要求進行系統擴展。軟件程序提供的功能模塊比較多樣，進行簡單的組態即可構成各類功能不同的控制系統。在生產工藝和流程發生改變的時候，相應的控制方案可以進行修改，簡單的工藝變化只需通過組態變化就可以構成新的控制方案，而硬件配置卻不需要改變。

4.先進性和兼容性

DCS系統綜合集成了計算機、控制、通訊和圖形顯示技術。并隨著這些技術的發展而不斷發展，新型DCS的推出通常兼容老DCS系統的軟件和硬件，新老系統間可以無縫傳遞過程信息，從而實現新老系統的兼容。

5.可靠性和適應性

DCS系統的可靠性來源于其分散性帶來系統的危險分散。同時，由于系統采用高性能的電子元器件、先進的生產工藝和抗各種干擾技術。使得DCS對工作環境的要求降低了許多。DCS設備的安裝位置可比較靈活，可能滿足不同生產的需要。DCS的各項功能可適應現代化大型生產線的控制和管理需求。

6.新穎性和友好性

DCS人機界面，采用動態畫面、語音表達等多媒體技術，圖文并茂，形象直觀，使操作人員宛如進人了現場。這是DCS的新穎性主要表現。

DCS為操作人員提供了直觀的人機界面（HMI）。操作員站采用彩色畫面和交互式圖形，常用的DCS畫面有總貌、組、點、趨勢、報警、操作指導和流程圖等。操作采用圖形窗口、鍵盤、鼠標或專用球標等標準設備，使得操作很簡便。

參考文獻：

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