我们先看下这个DCS系统的字面含义,Distributed Control System简称DCS,Distributed分布式,所以DCS系统的中文含义为“分布式控制系统”又叫集散控制系统。DCS系统是一个为满足大型工业生产和日益复杂的过程控制要求,从综合自动化角度出发,将过程控制及过程监控综合在一起,结合4C技术,计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和控制(Control),发展起来的新型控制系统。
DCS系统的设计理念是:分散控制,集中管理,分级管理,配置灵活,组态方便。
DCS系统的特点:
可靠性DCS系统的设计基本上都会采用冗余设计,冗余的含义就是将系统的重要设备,CPU及各种模块,采用一用一备的形式进行设计,当某一CPU或模块出现故障时,备用的设备马上进行工作,或者可以选择两者同时工作,这样就减少了因为关键设备发生故障导致的系统瘫痪。
开放性系统采用开放式平台,系统化、模块化、标准化,各个互联的计算机系统可以通过以太网等通讯方式实现集中互联,互相访问,当有增减系统的需要时,直接可以对系统的模块进行增减,对于系统设计与维护更加方便。
模块化DCS系统发展到现在,更倾向于模块化的设计,所有的核心设备都变成了模块化的设计,比如CPU,电源,I/O模块,通讯模块、AI/AO模块,这些设备,都被设计成了独立的模块,一个机柜的组装,只需要将模块的底座安装后,将相应的模块安装到底座上,就实现了硬件的安装了。每个模块都集成了自己的CPU,都带处理功能,处理速度更加快速,同时各个模块之间互不干扰,在某个模块出现问题,不会影响其他模块,并且支持带电热插拔。
功能强大
DCS系统的控制功能已经非常的丰富了,连续控制,串级控制,PID控制等等,系统强大的运算能够满足上述的复杂控制过程,对于各行各业的生产过程,都能达到很好的控制精度。
系统的组成结构
对于DCS系统的组成方式我将它分成三级,①现场级,②是控制级,③是操作级,其中还有一个比较重要的组成就是通讯,通讯贯穿整个系统,从一到三,哪一个级别都缺少不得。
现场级现场级主要是现场的仪表及相应的执行机构,我们知道,很多的生产企业,组建DCS系统的目的就是实现生产过程的自动化,那么就需要对很多的生产参数进行实时监控,如温度、压力、流量、液位等等,并对一些执行机构进行控制,如调节阀,开关阀,各种循环泵。现场级的作用就是采集这些设备的实时参数,并将这些参数反馈给控制级,对于现场级来说,就相当于我们的眼睛和手,收集并执行。
控制级控制级就是相当于整个DCS系统的核心了,系统的CPU,网络,各种模块,将现场级传送过来的数据进行解析,并通过系统内部的相应程序给出相应的控制方式,可以说,控制级就相当于我们的大脑,需要对我们所看到的信息进行处理,然后将想做的事情通过神经传送给我们的手脚,也就是说,接收现场级的信息,进行计算,再输出给现场级的执行机构。
操作级
操作级实际上也可以叫做上位机,对于系统的处理结构,我们需要通过相应的组态软件,实时的查看,同时我们有很多人为控制的设备,比如手动开关某个阀门,或者手动启动某些循环泵,这都是需要我们操作员在电脑组态软件上进行操作的,操作级可以分为多个的权限对系统的操作级别进行限制,有操作员级别,可以对设备进行操作,对数据进行查看,另一种就是工程师级别,工程师级别的权限可以进到系统的核心,更改系统的控制方式等等。
系统的应用
DCS系统的应用现在较为广泛,很多的行业,都已经采纳了DCS系统,例如石油化工行业,冶金行业,生物制药行业等等,都采用了DCS控制,因为这些行业基本上都是过程控制,而对于过程控制,DCS系统再适合不过的,能够对生产过程的控制达到优质,这是采用DCS系统的起初原因。