DCS是分布式控制系統(tǒng)的英文縮寫,在國內(nèi)自控行業(yè)又稱之為集散控制系統(tǒng)
。是相對于集中式控制系統(tǒng)而言的一種新型計算機控制系統(tǒng)
,它是在集中式控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展、演變而來的
。
這點也是大家都應(yīng)該熟知的
,不然到×后被人問及DCS的含義卻啞口無聲就顯得尷尬了。
它是一個由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級計算機系統(tǒng)
,綜合了計算機,通信
、顯示和控制等4C技術(shù),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(tài)方便
。
DCS包括過程級
、操作級和管理級。過程級主要由過程控制站
、I/O單元和現(xiàn)場儀表組成
,是系統(tǒng)控制功能的主要實施部分。操作級包括:操作員站和工程師站,完成系統(tǒng)的操作和組態(tài)
。管理級主要是指工廠管理信息系統(tǒng)(MIS系統(tǒng))。
在特殊控制領(lǐng)域
,如核電站控制系統(tǒng)
,DCS的含義被誤叫做數(shù)字化控制系統(tǒng)(Digital control system)
,其實質(zhì)仍為分布式操作系統(tǒng)
。
DCS的骨架—系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),它是DCS的基礎(chǔ)和核心
。
由于網(wǎng)絡(luò)對于DCS整個系統(tǒng)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(jìn)行了精心的設(shè)計。對于DCS的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)來說
,它必須滿足實時性的要求
,即在確定的時間限度內(nèi)完成信息的傳送。因此
,衡量系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)性能的指標(biāo)并不是網(wǎng)絡(luò)的速率
,即通常所說的每秒比特數(shù)(bps),而是系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的實時性
,即能在多長的時間內(nèi)確保所需信息的傳輸完成。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)還必須非?div id="m50uktp" class="box-center"> ?煽?div id="m50uktp" class="box-center"> ,無論在任何情況下,網(wǎng)絡(luò)通信都不能中斷
,因此多數(shù)廠家的DCS均采用雙總線、環(huán)形或雙重星形的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
。
為了滿足系統(tǒng)擴充性的要求
,系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)上可接入的×大節(jié)點數(shù)量應(yīng)比實際使用的節(jié)點數(shù)量大若干倍。這樣
,一方面可以隨時增加新的節(jié)點
,另一方面也可以使系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運行于較輕的通信負(fù)荷狀態(tài),以確保系統(tǒng)的實時性和可靠性
。一般一套DCS中要設(shè)置現(xiàn)場I/O控制站
,用以分擔(dān)整個系統(tǒng)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(tǒng)的失效
,提高系統(tǒng)可靠性
,也可以使各站點分擔(dān)數(shù)據(jù)采集和控制功能
,有利于提高整個系統(tǒng)的性能
。DCS的操作員站是處理一切與運行操作有關(guān)的人機界面功能的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。
DCS具有以下特點:
1.高可靠性
由于DCS將系統(tǒng)控制功能分散在各臺計算機上實現(xiàn)
,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用容錯設(shè)計
,因此某一臺計算機出現(xiàn)的故障不會導(dǎo)致系統(tǒng)其他功能的喪失。此外
,由于系統(tǒng)中各臺計算機所承擔(dān)的任務(wù)比較單一
,可以針對需要實現(xiàn)的功能采用具有特定結(jié)構(gòu)和軟件的專用計算機,從而使系統(tǒng)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(biāo)準(zhǔn)化
、模塊化和系列化設(shè)計,系統(tǒng)中各臺計算機采用局域網(wǎng)方式通信
,實現(xiàn)信息傳輸
,當(dāng)需要改變或擴充系統(tǒng)功能時,可將新增計算機方便地連入系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)或從網(wǎng)絡(luò)中卸下
,幾乎不影響系統(tǒng)其他計算機的工作。
3.靈活性
通過組態(tài)軟件根據(jù)不同的流程應(yīng)用對象進(jìn)行軟硬件組態(tài)
,即確定測量與控制信號及相互間連接關(guān)系
、從控制算法庫選擇適用的控制規(guī)律以及從圖形庫調(diào)用基本圖形組成所需的各種監(jiān)控和報警畫面,從而方便地構(gòu)成所需的控制系統(tǒng)
。
4.易于維護
功能單一的小型或微型專用計算機
,具有維護簡單、方便的特點
,當(dāng)某一局部或某個計算機出現(xiàn)故障時
,可以在不影響整個系統(tǒng)運行的情況下在線更換,迅速排除故障。
5.協(xié)調(diào)性
各工作站之間通過通信網(wǎng)絡(luò)傳送各種數(shù)據(jù)
,整個系統(tǒng)信息共享
,協(xié)調(diào)工作,以完成控制系統(tǒng)的總體功能和優(yōu)化處理。
6.控制功能齊
全控制算法豐富
,集連續(xù)控制
、順序控制和批處理控制于一體,可實現(xiàn)串級
、前饋
、解耦、自適應(yīng)和預(yù)測控制等先進(jìn)控制
,并可方便地加入所需的特殊控制算法
。DCS的構(gòu)成方式十分靈活
,處于底層的過程控制級一般由分散的現(xiàn)場控制站
、數(shù)據(jù)采集站等就地實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制,并通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)傳送到生產(chǎn)監(jiān)控級計算機
。