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DCS自动化控制系统

文章出处:河北康吉森 人气:发表时间:2021-9-20 15:41:31

   DCS自动化控制系统,DCS是 Data Communication Subsystem (数据通信子系统)的简称。DCS是一种“分散式控制系统”,而PLC (可编程控制器) 只是一种控制“装置”,两者是“系统”与“装置”的区别。系统可以实现任何装置的功能与协调,PLC装置只实现本单元所具备的功能。

   DCS自动化控制系统包括三大部分:带I/O部件的控制器、通讯网络和人机接口。人机接口包括操作站、工程师站和历史站。控制器I/O部件和生产过程相联接,操作站和人相联系,通讯网络把这两部分联成系统。所以操作站是DCS的重要组成部分,工程师站给控制器和操作站组态,历史站记录生产过程的历史数据。最近几年开发的人机界面还有动态数据服务器。一个DCS系统控制器和I/O部件通常可以运行16-20年,而操作站因为有活动部件,所以比较容易损坏,如:硬盘、键盘、CRT、软驱等,运行6-8年后出现故障的概率就比较大,所以在DCS自动化控制系统运行过程中,操作站更新的情况比较多。

 

DCS自动化控制系统


   DCS自动化控制系统的过程控制站是一个完整的计算机系统,主要由电源、CPU(中央处理器)、网络接口和I/O组成 I/O:控制系统需要建立信号的输入和输出通道,这就是I/O。DCS中的I/O一般是模块化的,一个I/O模块上有一个或多个I/O通道,用来连接传感器和执行器(调节阀)。 I/O单元:通常,一个过程控制站是有几个机架组成,每个机架可以摆放一定数量的模块。CPU所在的机架被称为CPU单元,同一个过程站中只能有一个CPU单元,其他只用来摆放I/O模块的机架就是I/O单元。

   DCS自动化控制系统网络是整个系统的中枢神经,它是安全可靠双冗余的高速通讯网络,系统的拓展性与开放性更好。而PLC因为基本上都为个体工作,其在与别的PLC或上位机进行通讯时,所采用的网络形式基本都是单网结构,网络协议也经常与国际标准不符。在网络安全上,PLC没有很好的保护措施,我们采用电源、CPU、网络双冗余。

   DCS自动化控制系统所有I/O模块都带有CPU,可以实现对采集及输出信号品质判断与标量变换,故障带电插拔,随机更换。而PLC模块只是简单电气转换单元,没有智能芯片,故障后相应单元全部瘫痪。

总之,由于销售量还是比较小,跟踪用户的反应还不够,所以我国还缺少一套千锤百炼有自主产权的功能码。这套软件是没有卖的。一定要自己开发,在不同的操作系统下,编的程序就不一样。这与要不要控制器这个硬件没有关系。使用现场总线系统也需要算法,用PC作为既控制又显示同样需要算法。

   另外一个问题是控制器的电源系统,我国基本都采用整体式电源。由于我国的DCS自动化控制系统价格很低,利润也很低,DCS自动化控制系统制造厂家没有资金投入来开发电源系统。国外DCS自动化控制系统的电源冗余见下图。在即将把两台电源安装到柜子上时,需分别带负载调整。调整时,两台电源的负载一定是相同的,要调整到相同的输出,然后安装到机柜上。电源系统中有一块电源检测板,能显示两台电源的输出情况。两台能同时给负载供电。最好工作在平衡电压的状态。经20年的运行证明电源系统是良好的。

   N+1的电源方案没有进入到我国的DCS系统。进口DCS采用N+1电源,问题也很多。N+1电源的意思是只要知道每一个所插模件的功率,把所有模件所需功率求和,而每个模件电源的功率是一定的,所需总功率除以模件电源的功率,就得到电源数。有小数位,都要进一位成为整数,这个整数为N,然后再加一,称为N+1。第三个问题是由于销量小。很少有第三方帮助完善系统,比如专家系统,实时数据库,与数字仪表及PLC的接口等。

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