自動化控制系統

DCS是 分布 式控制系 英文 縮寫(Distributed Control System),在國內自控行業又稱之為 集散控制系統 。是相對于集中式控制系統而言的一種 新型 計算機控制系統,它是在集中式控制系統的基礎上發展、演變而來的。

它是一個由過程控制級和過程監控級組成的以通信網絡為紐帶的多級計算機系統,綜合了計算機,通信、顯示和控制等4C技術,其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活以及組態方便。

在特殊控制領域,如核電站控制系統,DCS的含義被誤叫做 數字化控制系統 (Digital controlsystem),其實質仍為分布式操作系統。

概 述

首先,DCS的骨架—系統網絡,它是DCS的基礎和核心。由于網絡對于DCS整個系統的實時性、可靠性和擴充性,起著決定性的作用,因此各廠家都在這方面進行了精心的設計。對于DCS的系統網絡來說,它須***滿足實時性的要求,即在確定的時間限度內完成信息的傳送。這里所說的“確定”的時間限度,是指在無論何種情況下,信息傳送都能在這個時間限度內完成,而這個時間限度則是根據被控制過程的實時性要求確定的。因此,衡量系統網絡性能的指標并不是網絡的速率

DCS

,即通常所說的每秒 比特數 (bps),而是系統網絡的實時性,即能在多長的時間內確保所需信息的傳輸完成。系統網絡還須***非常可靠,無論在任何情況下,網絡通信都不能中斷,因此多數廠家的DCS均采用雙總線、環形或雙重星形的 網絡拓撲結構 。為了滿足系統擴充性的要求,系統網絡上可接入的***大 節點 數量應比實際使用的節點數量大若干倍。這樣,一方面可以隨時增加新的節點,另一方面也可以使系統網絡運行于較輕的通信負荷狀態,以確保系統的實時性和可靠性。在系統實際運行過程中,各個節點的上網和下網是隨時可能發生的,特別是操作員站,這樣,網絡重構會經常進行,而這種操作******不能影響系統的正常運行,因此,系統網絡應該具有很強在線網絡重構功能。

其次,這是一種完全對現場 I/O 處理并實現 直接數字控制 (DDC)功能的 網絡節點 。一般一套DCS中要設置現場I/O 控制站 ,用以分擔整個系統的I/O和控制功能。這樣既可以避免由于一個站點失效造成整個系統的失效,提高 系統可靠性 ,也可以使各站點分擔 數據采集 和控制功能,有利于提高整個系統的性能。DCS的操作員站是處理一切與運行操作有關的 人機界面 (HMI-Human MachineInterface或operator interface)功能的 網絡節點 。

工程師站是對DCS進行離線的配置、 組態 工作和在線的系統監督、控制、維護的網絡節點,其主要功能是提供對DCS進行組態,配置工作的工具軟件(即 組態軟件 ),并在DCS在線運行時實時地監視DCS網絡上各個節點的運行情況,使 系統工程師 可以通過工程師站及時調整系統配置及一些系統參數的設定,使DCS隨時處在***佳的工作狀態之下。與集中式控制系統不同,所有的DCS都要求有系統組態功能,可以說,沒有系統組態功能的系統就不能稱其為DCS。

DCS自1975年問世以來,已經經歷了四十多年的發展歷程。在這四十多年中,DCS雖然在系統的體系結構上沒有發生重大改變,但是經過不斷的發展和完善,其功能和性能都得到了巨大的提高。總的來說,DCS正在向著更加開放,更加標準化,更加產品化的方向發展。

作為 生產過程自動化 領域的 計算機控制系統 ,傳統的DCS僅僅是一個狹義的概念。如果以為DCS只是生產過程的自動化系統,那就會引出錯誤的結論,因為現在的計算機控制系統的含義已被大大擴展了,它不僅包括過去DCS中所包含的各種內容,還向下深入到了現場的每臺 測量設備 、 執行機構 ,向上發展到了生產管理,企業經營的方方面面。傳統意義上的DCS現在僅僅是指 生產過程控制 這一部分的自動化,而 工業自動化 系統的概念,則應定位到企業全面解決方案,即totalsolution的層次。只有從這個角度上提出問題并解決問題,才能使計算機自動化真正起到其應有的作用。

DCS

DCS具有以下特點:

1. 高可靠性。由于DCS將系統控制功能分散在各臺計算機上實現,系統結構采用 容錯設計 ,因此某一臺計算機出現的故障不會導致系統其他功能的喪失。此外,由于系統中各臺計算機所承擔的任務比較單一,可以針對需要實現的功能采用具有特定結構和軟件的 專用計算機 ,從而使系統中每臺計算機的可靠性也得到提高。

2. 開放性。DCS采用開放式,標準化、模塊化和系列化設計,系統中各臺計算機采用局域網方式通信,實現信息傳輸,當需要改變或擴充系統功能時,可將新增計算機方便地連入系統 通信網絡 或從網絡中卸下,幾乎不影響系統其他計算機的工作。