DCS控制系统组成部分有哪些特点是什么《资讯》

2018-08-12 20:36:22来源：贤集网 赵媛

DCS是分布式控制系统Distributed Control System的缩写，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。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。DCS自1975年问世以来，已经经历了二十多年的发展历程。在这二十多年中，DCS虽然在系统的体系结构上没有发生重大改变，但是经过不断的发展和完善，其功能和性能都得到了巨大的提高。总的来说，DCS正在向着更加开放，更加标准化，更加产品化的方向发展。DCS控制系统虽然是强大，但是对它了解的人并不多，下面贤集网小编来为大家介绍DCS控制系统组成、特点、日常维护、发展趋势。一起来看看吧！

DCS控制系统组成部分

世界上有多种类型的DCS，在功能、容量、特点上各具特色，其结构特点主要有以下五大部分。

1、人机接口：包括操作员接口和工程师接口。前者实现对工艺过程运行的监视和操作，通过通讯网络与现场控制站连接；后者实现对控制功能的组态，直接与现场控制站连接。

2、现场控制站：现场控制站是DCS的核心，DCS由它实现对现场过程信号进行输入/输出、数据采集、反馈控制、顺序控制等。

3、通讯网络：用于连接各个站进行相互通讯、交换数据。

4、通用计算机接口：用于DCS与通用计算机连接通讯，完成更高层次的控制和管理。

5、上位机：上位机主要实现高层次的优化管理。如优化控制、成本管理与控制等。

DCS控制系统的特点

1、高可靠性

由于DCS将系统控制功能分散在各台计算机上实现，系统结构采用容错设计，因此某一台计算机出现的故障不会导致系统其它功能的丧失。此外，由于系统中各台计算机所承担的任务比较单一，可以针对需要实现的功能采用具有特定结构和软件的专用计算机，从而使系统中每台计算机的可靠性也得到提高。

2、开放性

DCS采用开放式、标准化、模块化和系列化设计，系统中各台计算机采用局域网方式通信，实现信息传输，当需要改变或扩充系统功能时，可将新增计算机方便地连入系统通信网络或从网络中卸下，几乎不影响系统其他计算机的工作。

3、灵活性

通过组态软件根据不同的流程应用对象进行软硬件组态，即确定测量与控制信号及相互间连接关系、从控制算法库选择适用的控制规律以及从图形库调用基本图形组成所需的各种监控和报警画面，从而方便地构成所需的控制系统。

4、易于维护

功能单一的小型或微型专用计算机，具有维护简单、方便的特点，当某一局部或某个计算机出现故障时，可以在不影响整个系统运行的情况下在线更换，迅速排除故障。

5、协调性

各工作站之间通过通信网络传送各种数据，整个系统信息共享，协调工作，以完成控制系统的总体功能和优化处理。

6、控制功能齐全

控制算法丰富，集连续控制、顺序控制和批处理控制于一体，可实现串级、前馈、解耦、自适应和预测控制等先进控制，并可方便地加入所需的特殊控制算法。DCS的构成方式十分灵活，可由专用的管理计算机站、操作员站、工程师站、记录站、现场控制站和数据采集站等组成，也可由通用的服务器、工业控制计算机和可编程控制器构成。处于底层的过程控制级一般由分散的现场控制站、数据采集站等就地实现数据采集和控制，并通过数据通信网络传送到生产监控级计算机。生产监控级对来自过程控制级的数据进行集中操作管理，如各种优化计算、统计报表、故障诊断、显示报警等。随着计算机技术的发展，DCS可以按照需要与更高性能的计算机设备通过网络连接来实现更高级的集中管理功能，如计划调度、仓储管理、能源管理等。

DCS控制系统日常维护

一、控制室管理

1、密封所有可能引入灰尘、潮气和鼠害或其它有害昆虫的走线孔（坑）等；（如控制室采用架空进线方式，电缆穿墙处采用密封模块等）。

2、保证空调设备稳定运行，保证室温变化小于5℃/h，避免由于温度、湿度急剧变化导致在系统设备上的凝露；[根据HG/T20508中“控制室应进行温度和湿度控制。控制室的操作室、机柜室、工程师室等室温宜为：冬季20℃±2℃，夏季26℃±2℃，温度变化率小于5℃/h；相对湿度宜为：40%～60% ，湿度变化率小于6%/h。”

3、避免在控制室内使用无线电或移动通信设备，避免系统受电磁场和无线电频率干扰。

4、控制室内H2S小于10ppb，SO2小于50ppb，Cl2小于1ppb。[根据HG/T20508中空气中粒径小于10μm的灰尘浓度应小于0.2mg/m3；空气中有害物质最高允许浓度应符合下列规定：H2S小于0.01mg/m3；SO2小于0.1mg/m3；Cl2小于0.01mg/m3]

5、准入人员权限、钥匙的管理。

二、操作员站硬件管理

1、保持清洁，防灰防水；

2、严禁擅自改装、拆装机器；

3、键盘与鼠标操作须用力恰当，轻拿轻放，避免尖锐物刮伤表面；

4、尽量避免电磁场对显示器的干扰，避免移动运行中的工控机、显示器等，避免拉动或碰伤设备连接电缆和通讯电缆等。

5、显示器应远离热源，保证显示器通风口不被他物挡住；

6、在进行显示器连接或拆除前，请确认计算机电源开关处于“关”状态；

7、定期用湿海绵清洗显示器；

8、严禁在已上电情况下进行连接、拆除或移动操作员站主机；

9、操作员站主机电源接地线应与系统的工作地相连，减少干扰；

10、操作员站主机的滤网要经常清洗。

三、操作员站软件管理

1、严禁使用非正版Windows软件；

2、操作人员严禁退出实时监控；

3、操作人员严禁任意修改计算机系统的配置设置，严禁任意增加、删除或移动硬盘上的文件和目录；

4、系统维护人员应谨慎使用外来软盘或光盘等，防止病毒侵入；

5、严禁在实时监控操作平台进行不必要的多任务操作；

6、系统维护人员应做好控制子目录文件的备份，各自控回路的 PID 参数，调节器正反作用等系统数据记录工作；

7、系统维护人员对系统参数作出必要修改后，应及时做好记录工作。

四、操作员站检查

1、主机、显示器、鼠标、键盘等硬件是否完好；

2、实时监控工作是否正常，包括数据刷新、各功能画面的（鼠标和键盘）操作是否正常；

3、查看故障诊断画面，是否有故障提示。

五、控制站管理

1、严禁擅自改装、拆装系统部件；

2、不得拉动机笼接线；

3、不得拉动接地线；

4、避免拉动或碰伤供电线路；

5、锁好柜门。

6、定期清扫控制站风扇滤网。

六、控制站检查

1、卡件是否工作正常，有无故障显示（查看指示灯）；

2、直流电源模块是否工作正常。

3、接地线连接是否牢固。

七、通信网络管理

1、不得拉动或碰伤通信电缆；

2、系统上电后，通信线接头不能与机柜等导电体相碰，互为冗余的通信线、通信接头不能碰在一起，以免烧坏通信网卡。

DCS控制系统的发展趋势

近年来，在DCS关联领域有许多新进展，主要表现在如下一些方面。

1、系统功能向开放式方向发展

传统DCS的结构是封闭式的，不同制造商的DCS之间难以兼容。而开放式的DCS将可以赋予用户更大的系统集成自主权，用户可根据实际需要选择不同厂商的设备连同软件资源连入控制系统，达到最佳的系统集成。这里不仅包括DCS与DCS的集成，更包括DCS与PLC、FCS及各种控制设备和软件资源的广义集成。

2、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，实现真正意义上的“全数字”、“全分散”控制。另外，由于这些智能仪表具有的精度高、重复性好、可靠性高，并具备双向通信和自诊断功能等特点，致使系统的安装、使用和维护工作更为方便。

3、工控软件正向先进控制方向发展

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，主要包括先进控制、过程优化、信息集成、系统集成等软件的开发和产业化应用。在未来，工业控制软件也将继续向标准化、网络化、智能化和开放性发展方向。

4、系统架构向FCS方向发展

单纯从技术而言，现阶段现场总线集成于DCS可以有三种方式：

①现场总线于DCS系统I/O总线上的集成――通过一个现场总线接口卡挂在DCS的I/O总线上，使得在DCS控制器所看到的现场总线来的信息就如同来自一个传统的DCS设备卡一样。例如Fisher-Rosemount公司推出的DeltaV系统采用的就是此种集成方案。②现场总线于DCS系统网络层的集成――就是在DCS更高一层网络上集成现场总线系统，这种集成方式不需要对DCS控制站进行改动，对原有系统影响较小。如Smar公司的302系列现场总线产品可以实现在DCS系统网络层集成其现场总线功能。

③现场总线通过网关与DCS系统并行集成――现场总线和DCS还可以通过网关桥接实现并行集成。如SUPCON的现场总线系统，利用HART协议网桥连接系统操作站和现场仪表，从而实现现场总线设备管理系统操作站与HART协议现场仪表之间的通信功能。

上述是贤集网小编为大家介绍的DCS控制系统组成、特点、日常维护、发展趋势。希望能够加深大家对DCS控制系统的了解！作为生产过程自动化领域的计算机控制系统，传统的DCS仅仅是一个狭义的概念。如果以为DCS只是生产过程的自动化系统，那就会引出错误的结论，因为现在的计算机控制系统的含义已被大大扩展了，它不仅包括过去DCS中所包含的各种内容，还向下深入到了现场的每台测量设备、执行机构，向上发展到了生产管理，企业经营的方方面面。传统意义上的DCS现在仅仅是指生产过程控制这一部分的自动化，而工业自动化系统的概念，则应定位到企业全面解决方案，即total solution 的层次。只有从这个角度上提出问题并解决问题，才能使计算机自动化真正起到其应有的作用。如今，计算机技术突飞猛进，更多新的技术被应用到了DCS之中，DCS控制系统前景不可估量。

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