1 引言
DCS(DistributedControlSystem)系统在火电厂发电机组过程控制中的应用已有十多年的历史了,而且正在越来越多地得到应用。当今流行的DCS系统有C&E的MOD-300,HONEYWELL的TDC-3000,FOXBORO的I/AS,日本横河的CENTUMXL,WESTINGHOUSE的WDPF,BAILEY的INFI-90,SIEMANS的TELEPERMME/XP。就目前这几家主要DCS厂商所提供的系统来看,在应用上均不同程度地存在一些问题,例如系统可靠性,实时性,系统组态的灵活便捷性等都有待进一步突破。本文对DCS系统在实际应用中存在的一些问题加以分析探讨。
2 DCS系统推出的初衷
DCS系统的推出并逐步发展成为过程控制领域的主角是由于以下一些原因:
(1)现代化的生产工艺系统日趋大型化,复杂化,需要检测和控制的参数大量增加,使得传统的仪表控制系统显得难以胜任,势必得另辟蹊径。
(2)传统的仪表控制系统通常使用多个生产厂家提供的产品,使得工艺生产所需的备品备件品种繁多,为此而化费大量人力物力,并且工艺生产在相当程度上依赖这些仪表生产厂商。这一状况也希望有所改变。
(3)数字电路技术的迅猛发展,尤其是大规模集成电路技术的应用,集成度以及成品率大幅度提高,使得在过程控制中大量使用微处理器在成本上成为可能。
(4)自动化控制理论的发展,特别是连续系统离散化理论,采样理论,这些理论大大地推进了过程控制从传统的仪表控制系统向DCS系统变革的进程。
(5)通讯理论和技术的发展,在对局域网(LAN)的大量研究过程中,通讯理论和技术得到了极大的发展和完善,这方面对DCS系统发展的影响是举足轻重的。
(6)计算机应用技术的发展,尤其是微软公司的WINDOWS-95这样的操作系统软件的推出,为计算机在过程控制系统中的应用奠定了基础,计算机和操作人员之间有了良好的界面,使不具备计算机专门知识的操作人员乐于接受。
(7)计算机集中控制系统存在固有的一些缺陷如故障集中,因此为了提高可靠性而需要巨大的费用,集中控制系统需要较大规模的计算机,价钱昂贵。相对来说DCS系统所用的微处理器和微机要便宜得多,故障相对分散,并且DCS系统中的微机或微处理器是并行运行的,相对于集中控制系统计算机的串行运行来说处理速度也大大提高,因此具有更高的实时性指标,这些是DCS系统优于集中控制系统而得到迅速发展的关键所在。
以上列举了足以说明为什么DCS系统会在过程控制领域一显身手的主要原因。现在来看看最初推出DCS系统的一些初衷。
DCS系统是相对于计算机集中控制系统而言的计算机(或微机)控制系统,它是在对计算机局域网的研究基础上发展起来的,是过程控制专家们借用计算机局域网的研究成果,把局域网变成一个实时性、可靠性要求很高的网络型控制系统,运用于过程控制领域。