DCS系统基础知识-概念及发展

1、第一讲DCS绪论第二讲通用操作站第三讲DCS选择中的一些问题第四讲DCS动态数据服务器第五讲异种系统的互联互通、时间同步和SDSL技术第六讲DCS的基本结构和PLC的区别第七讲多画面操作站， 操作站的后门程序网络和双网第八电路控制支重轮和DCS系统第九电路DCS控制支重轮的功能子摇滾乐第一电路DCS绪论，概念： DCS是英语词汇(Distributed control system )的简称，意味着集散操纵系统。 是一种以微处理器为基础，对生产过程进行集中监控、操作、管理和分散控制的集中分散控制系统，简称DCS操纵系统。 它将多台微机分布式应用于过程控制，所有信息通过通讯网络由上级管理补正机进

2、行监视，实现最佳控制，装置整体继承通常的补正装置分散控制和补正机集中控制的优点，实现通常的补正功能单、 克服人机联系差距以及单片机操纵系统危险性高度集中的缺点，集中在管理、操作和表示三方面，实现了功能、负荷和危险性三方面分散的DCS系统在现代化生产过程控制中起着重要作用。 变迁： DCS自1975年诞生以来，经历了约3次较大的变革，1975年代，操作工作站的硬件、操作系统、监控软件都是专用的，由各DCS厂商自行开发，没有动态的程序流程图，通讯网络基本上是以轮询方式建立的八十年代不同。 关通讯网络多使用令牌方式。 从九十年代起，操作工作站出现了通用系统，九十年代末，通讯网的一部分遵守TCP/IP

3、连接协议，一部分开始采用以太网。 本公司现在采用以太网，遵守TCP/IP连接协议。 从整体来看，变化主要表现在主板、操作和通讯网络上。 康托支重轮的变化相对较小。 操作站主要表现在从专用机向通用机，例如PC机和小型机的变化的应用中。 但是，目前该操作系统通常采用UNIX，有些系统采用NT。 我厂的DCS系统自2000年引进以来，操作工作站经历了从工作母机向商用PC的变革，操作系统平台也经历了从WINDOWS95、WINDOWSNT4.0、WINDOWS98向WINDOWS2000的变革的艰难历史。 I/O板主要体现在现场总线的引进上。配置： DCS系统由控制站、通讯网络、操作站、人机接口四部分

4、组成。 国际上各DCS厂商的控制局(I/O板和小型小滚珠)的技术水平虽不远，但有差距的话，小型小滚珠内的算法有多少，算法的组合有差距，有I/O板的差距的话，就没有智能，小型小滚珠读取所有的I/O数据操作工作站差异较大，主要差异有选择PC机、选择小型机、采用UNIX、NT操作系统、采用专用监控软件、结合操作系统和监控软件可减少恐慌，一个DCS系统命令支重轮和I/O 例如硬盘、牛鼻子板、CRT、fdd等，由于运行68年后故障的概率高，因此在DCS中运行的第二次通用操作站，DCS的控制支重轮的变化小。 其变化通常是控制算法的配置、控制算法的多寡、网站数据库的I/O点数的多寡、存储器的大小等，其执行操

5、作系统是专用的。 操作工作站变化很大，在八十年代在先的操作工作站中，一般没有硬盘和动态程序流程图，能够显示的标签条数较少，例如出现500标签条(标签条为AI、DI、电路、开关量的逻辑关系等)，八十年代出现了能够显示5000标签条的操作工作站， 九十年代出现了30000标签条，90年代开始出现了在微软的NT通用平台上运行的通用显视器软件，现在多采用2000平台。 最初通用软件只在PLC的操作站使用，后来也用于DCS。 标签条的量会达到10000个以上。DCS操作站的发展过程(以BAILEY的操作站为例)，八十年代初，N90的操作站为OIU系列，当时没有硬盘，没有动态程序流程图，标签条量为500。

6、 之后增加了硬盘和程序流程图，标签条量达到了1400-5000点。 八十年代中期MCS系列上市，标签条量10000，特别是MCS PULS是SCSI接口，有30000个标签条点，当时在DCS市场处于领先地位。 1986年，BAILEY产品占世界DCS市场的三分之一。 到1988年，世界各国已投入使用8500定径套。 到了90年代，DCS市场的争夺激烈，BAILEY在技术上和销售上都没有80年代初那么耀眼。 因此，BAILEY公司想通过购买FISCHERPORTER、HARTMANNBRAUN等公司来销售系统，使其成为灿烂辉煌。BAILEY的控制支重轮和通讯都很好，但是在操作工作站上，不能与其他

7、网络冲突公司相比。 BAILEY最新的操作工作站是基于WINDOWS NT、通用微机的Conductor NT。 实际上，该操作工作站并不是为INFI-90开发的，而是FISCHER-PORTER的系统6的操作工作站，在该工作站中嵌入了使用该监视软件与INFI-90通讯的驱动程序。 由于销售量少，熟悉的机会少，问题多，恐慌严重。 OIS40系列操作工作站在DEC的VMS平台上运行。 实际上，它依然在MCS操作站的MTOS平台上开发了与VMS通讯的驱动软件。 因为80年代的OIU和MCS在80年代末停止了销售。 BAILEY仅销售OIS20系列和OIS40系列。 OIS20系列于90年代初上市，

8、本质上是MCS，但可与INFI-90通讯，开发、制造成本低，性能好。 OIS20系列的从站不是通过网络传输信息，而是在主站中追加1张格拉夫网卡实现从站。 之后，由于维护成本高，硬盘和软驱都很难购买，用户反映不好。 继OIS20系列之后，BAILEY公司又发布了OIS41、OIS42，在操作工作站之间增加了以太网卡，构成了后门程序网络，实现了打印机共享。 将格拉夫速记传达给不同的主站的能力也有所增强，为用户提供了开发印刷系统的空间。 由于OIS40、OIS41、OIS42主体的性能差，因此操作站的性能提高不明显。 在ois 43 alpha芯片出现之前，性能不会提高。 另外，加拿大的BAILEY

9、公司是基于PC的操作站，开发了采用QNX执行操作系统的PCV。 其标签条量少，价格低廉，运行稳定，适合小系统使用。 这是BAILEY的OIS10系列，版本5在先只有文本没有图形。 版本5和更高版本既有文本也有格拉夫快速编码。 OIS11操作工作站的后门程序之间通过ARCNET连接。 OIS12可以通过ARCNET和以太网连接到网络。 二.八十年代中期，由于PLC操作站开发不太成功，有些软件公司开发了通用的监控软件，很快被PLC厂家采用。 例如，FIX、INTOUCH、ONSPEC等(一共一百种)，由于市场前景良好，软件研发人员开发了很多PLC的驱动软件。 到了90年代，开发了DCS的驱动软件。

10、 最初采用通用工程监控软件的是摩托罗拉的APEC系统，INTOUCH和FIX都可以使用。 由于INFI-90系统在90年代没有推出比较好的操作工作站，PREVISE公司也推出了OPsCon操作工作站。 另外，OPsCon操作站在PC硬件平台、NT执行操作系统下运行，将FIX作为监视软件，开发出能够与多个DCS通讯的支持的驱动软件，标签条量为10000个。 由于FIX软件在五洲四海上配套销售了90000，因此与各种PLC、DCS、NT系统的融合良好，该操作工作站能够应用于各种PLC、DCS操作工作站。 已有数千台INFI-90系统的应用。 例如，在新吉兰特的造纸工厂，原本CONDUCT NT开始

11、工作，但之后也切换到OPsCon。通用操作站的出现，给DCS用户带来了以下便利：原来的DCS制造商是否破产合并，这种类型的产品是否停产，是否找到备用品，无需担心。通用操作工作站适用面广、相对产量大、成本低，可节省用户费用。 维护费用也比较少。 与使用各种专用系统相比，采用通用系统更为简单，用户还可以降低员工培训的费用。 更新和升级都很容易。 开放性能好，生产管理情报系统建构方便。 因此，通用操作站在DCS系统中取得了迅速的发展和应用。 另外，在被受控对象确定后，第3次DCS的选定中的几个问题成为重要的问题。 操纵系统，主要基于项目工程规模和投资概预算，由基于数字技术的DCS系统和早期分析仪组成

12、，从工程项目实施来看，本质差别不大，主要考虑项目规模和投资预算，而DCS比模拟仪表复杂，技术要求高理论上，能够使用与DCS不同的过程，尽管它是共同的，但它是DCS制造商的专业领域。 例如： HOMEYWELL主要用于石化部门，BAILEY公司的N90、INFI90以及和利时公司的MACS系统主要用于电力系统，浙江大中控制的ECS系列DCS系统多用于化工系统。 但是，不能否认对不同的进程有特别的要求。 例如，发电厂必须有电气调节设备和SOE，石化部门必须有选择性的控制，水泥行业必须有很大的纯延迟控制补偿，选择时也要考虑这些个的因素。 二是经济性，应该从DCS本身的价格和预期利益的角度来考虑。 D

13、CS有国产的和进口的，对同一等级进口的控制功能强，有几个先进控制算法，如Smith预测、三次元沉积基质运算等，国产DCS的价格比进口的要低得多，能满足技术要求。 从结构上看，海外DCS的小型计算机小滚珠因厂商不同而差异不大，小型计算机小滚珠的前置定径套算法略有不同，小型计算机小滚珠和I/O板的连接方式也不同。 如果控制要求不太高，容量小，功能不复杂，建议采用国产DCS系统，浙江大中控制JX300和ECS系列DCS系统在我厂十三年五载运行中稳定，能满足我厂的控制要求，特别是上线了维护功能相当可靠经济上，第三点是承包人的技术实力，也就是承包人熟悉哪个过程和DCS本身。 做好化工康特罗尔系统的承建商

14、制作轧制的康特罗尔系统，他不太熟悉环顶器的康特罗尔、卷缩的康特罗尔和张力的康特罗尔等，做的工程不太好。 承包人如果不习惯DCS本身，如果控制支重轮过大，就会发生恐慌。 第四点是售后服务，海外厂商通常配件、备品供应价格高，不能及时提供。 DCS用户应选择厂家实力强、技术实力强、国内技术保障好的厂家。 计算机技术迅速发展，DCS厂家也要不断更新其产品，新旧产品兼容性良好。 各个制造商的新旧系统不兼容，在系统升级时会造成巨大损失。 国内DCS厂家的产品、设备供应比较及时，也可以在售后服务方面。 第五点是针对DCS的技术先进性，采用经系统验证的最新技术，以有前景和生活力为指标，包括DCS系统的开放和互

15、联互通、现场总线的应用、第三方软件的萨通讯端口等。 总之，DCS从75年至今已有三十三年五载的应用历史，在可靠性方面基本可以满足要求，系统建构时的选型是非常重要的环节，我们不仅要考虑项目工程规模和投资概预算，还要考虑一系列其他因素，选择是否合适从头决定着该系统今后的命运。 DCS系统是基础自动化，MIS系统注重办公自动化。 两者的反映速度的差异很大，DCS是秒水平，MIS是时间以上的单位。 因此，在两者之间需要隔离数据老虎钳，该隔离数据老虎钳是动态的数据服务器。它的功能是生产过程的监视。履历数据的保存和管理统一质量管理设备的预防性维护设备的故障诊断生产的优化等。 第四届DCS动态数据服务器、D

16、CS、PLC采集现场的生产过程数据通过通讯网络向操作站和动态数据服务器传输数据。 由于动态数据服务收集整个生产过程的模拟计程仪信号或逻辑信号，所以其收集速度巨大。 经过数据的淘金潮整，把信号传送到生产管理部门。 一个企业通常拥有几个不同品牌的DCS、PLC。 为了将这些个的信号全部收集到动态数据服务器中，最好选择通用显视器平台。 此平台显示不同型号的DCS、PLC的信号。 通用显视器平台可使用FIX、INTOUCH、环保、Synall等软件开发各种DCS和PLC的驱动程序软件。 最近商品发货的DCS采用通用操作站，采用NT执行操作系统，监视软件根据FIX、INTOUCH .的DCS型号采用不同

17、的驱动软件。 各种DCS间的信号传输采用OPC服务器连接，还能够向MIS系统的服务器传输少量信号。 FIX、INTOUCH等软件可以保存历史数据，数十个信号可以保存280天。 为了保存更多的历史数据，请使用OSI历史数据库。 OSI历史数据库可保存3年以上。 在这些个的通用监视软件中有OSI的接口。 上一代DCS系统的操作站无论是执行操作系统还是监视软件都是专用的，与其他系统通讯非常困难。 如果为了建立系统间的互联互通，建立了通过计算机接口针织面料的动态数据服务器，则虽然监视软件仍然可以在通用的NT平台上执行，但是那个数据不能上行、下行。 在建立和修改MIS系统的过程中，不要使用动态数据服务器

18、将DCS和PLC数据直接发送到Web。 否则，将影响DCS、PLC的正常运行。 所收集的数据量和数据保密工作决定了需要建构多少动态数据服务。 一般来说，可以达到10000分。 第五届异构系统互联互通、时间同步和SDSL技术，一个企业，特别是大中型企业有很多流程，各个流程相对独立性。 在不同时期建设，不同时间进行技术改造，必须采用不同型号的DCS系统，设备的连锁和控制等采用一些不同型号的PLC系统。 为了在企业内建构综合管理情报系统，异种系统的互联互通和时间同步成为重要的问题。 另外，初始DCS和PLC的互联互通采用以PLC为DCS的一个输入板，DCS专门人才对和PLC的接口板进行设定、修正，与DCS自身的I/O板连接到相同的I/O男低音上。 控制支重轮读取来自PLC的信号，通过DCS的网络将PLC的信号发送到DCS操作站。 这种互联互通的方法存在PLC的高速信号在DCS的操作站中以低速响应的显着缺点。 通过测量，一个微型开关的操作需要几秒钟以上才能出现在DCS的操作站中。 有些DCS需要8秒钟。 另一种互连方法是，通过硬合十礼线将PLC的个别信号连接到DCS的输入板，所输入的个数少，成本高。 一些DCS在DCS网络上