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随着电力企业自动化控制水平的逐渐提高以及现代化工业过程控制规模不断扩大,复杂程度不断增加,工艺过程不断强化,分散控制系统随着而来。

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分散控制系统概述

分散控制系统(Distributed Control System, 简称DCS)是以微处理器为核心,采用数据通信技术和CRT 显示技术,对生产过程进行集中操作管理和分散控制的系统,也称为集散控制系统(Total Distributed Control System,简称TDCS 或TDC),或称分布式计算机控制系统(Distributed Computer Control System,简称DCCS)。

DCS 是70 年代中期发展起来的新型控制系统,是4C 技术(计算机Computer、控制Control、通信Communication、阴极射线管CRT 显示)相结合的产物。随着技术的发展,它又融合了信息(Correspondence)管理技术,目前的DCS 是完成过程控制和信息管理的现代化的装置(即5C 技术)。集散控制系统就是以大型工业生产过程及其相互关系日益复杂的控制对象为前提,从生产过程综合自动化的角度出发,按照系统工程中分解与协调的原则研制开发出来的,以微处理机为核合,结合了控制技术、通信技术和RT 显示技术的新型控制系统。此系统已广泛应用于各个行业的过程控制中,特别是在火力发电厂得到了广泛应用。

自1975 年问世以来,DCS有4次比较大的变革。20 世纪70 年代操作站的硬件、操作系统、监视软件都是专用的,由各DCS 厂家自己开发,也没有动态流程图,通信网络基本上都是轮询方式;80 年代通信网络较多使用令牌方式;90 年代操作站出现了通用系统,90年代末通信网络有部分遵守TCP/IP 协议,有的开始采用以太网;第4 代DCS 系统的发展主要体现在功能更加集成化,包容了过程控制、逻辑控制和批处理控制,真正实现了混合控制,并进一步分散化。Honeywell 公司最新推出的Experion PKS(过程知识系统),Emerson 公司的PlantWeb(EmersonPro-cess Management),Foxboro 公司的A2,横河公司的R3(PRM-工厂资源管理系统),ABB 公司的`IndustrialIT 系统为标志的。第四代DCS 已经形成。新一代DCS 的最主要标志是两个I开头的单词:Information(信息)和Integration(集成)。

从系统的功能角度上看,分散控制系统是一个多功能分级控制系统的结构体系。分散控制系统按功能可以划分为直接控制、过程管理、生产管理和经营管理等四个层次级别。

各级采用不同类型、不同功能的计算机,构成具有一定相对独立性的子系统,承担指定的任务,各系统之间使用高速数据通信线路向上连接,相互传递信息,协调工作。

直接控制级,也称为过程控制级,是DCS 的基础,对生产过程实现数据采集、过程控制、设备监测、系统测试和诊、报警及冗余切换等任务。过程管理级,也称为监督管理级,它综合监视过程各站的所有信息,除完成各生产过程的优化控制计算和最佳设定值的设定外,还负责各直接控制级工作的协调管理,以及与上位生产管理级计算机的联系。生产管理级这一层,管理计算机负责全厂的生产协调,指挥和控制生产的全局。经营管理级居于中央计算机上,对全厂进行总体协调和管理,负责企业的经营方法和策略,实现整个生产系统的最优化。