淺談DCS系統的應用與發展趨勢

黃春成

摘 要：在當代，DCS系統在我國的各個行業特別是生產型企業得到廣泛的應用，其根本原因在于應用這一系統能夠在一定程度上使得相關設備可以分布控制，可以減少相關設備在運行過程中出現問題的機率，對于降低企業成本，提高產能，增加企業效益起到很大作用。

關鍵詞：DCS系統；應用；發展趨勢

中圖分類號：TP273 文獻標志碼：A

0 引言

DCS是分散控制系統（Distributed Control System）的簡稱，國內一般習慣稱為集散控制系統。它是一個由過程控制級和過程監控級組成的以通信網絡為紐帶的多級計算機系統，綜合了計算機、通信、顯示和控制等技術，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活、組態方便。

1 應用DCS系統的優缺點

相關研究中了解到應用DCS系統具備諸多優勢，主要表現在4個方面：第一，DCS系統能夠在各個操控對象上實現運行控制的目標，能夠避免相關設備在運行過程中出現問題。加上DCS系統自身控制功能相對分散，控制工作相對明確。而且DCS系統還能夠提升計算機設備邏輯控制能力，這也從側面說明DCS系統具有較高可靠性。第二，理論上來說，各項設備應用DCS系統，對于實現各項系統之間的信息交互起到不可忽視的作用。而且DCS還能夠滿足各項運行系統擴容的目的，對于推進各項系統穩定運行等方面也起到無可替代的作用。第三，任何設備和系統在運行之前，都需要相關人員對系統運行控制算法和其他方面因素有一個全面的了解，并將各項設備運行模式與DCS系統進行有效結合，嚴格控制各項設備在運行過程中出現問題，借以實現DCS系統控制水平提升的目的。第四、正是因為DCS系統具有分散性的特點，各個控制計算機自身控制任務相對單一，一旦計算機某一節點出現問題，相關人員能夠在短時間內找出計算機節點出現問題的可能，及時維護出現問題的計算機節點，有效排除故障，這對于推進DCS控制系統穩定運行也起到不可忽視的作用 。

盡管DCS系統具有諸多優勢，但是不可否認DCS系統還存在一些不足，對于DCS系統的不足來說，其主要表現在兩個方面：第一，企業內部使用的儀器設備大多數為模擬儀表，這些儀器儀表本身缺乏信息傳輸功能，在實施計算機網絡管理的過程中出現問題的可能性較大，對網絡管理合理性也有非常嚴重的影響。第二，一般來說，不同廠家所生產出來的DCS系統在運行模式和各方面參數上大相徑庭，這就導致DCS系統的網絡及現場設備之間互換性能較差，如果不對這種現象制定有效的解決措施，長此以往勢必造成DCS系統運行狀態紊亂，加上DCS系統開放性也沒有達到相關設備運行要求，在進行數據信息轉換時需要借助其他儀器設備，無形中加大DCS系統運行成本，對DCS系統的發展存在很大的影響。

2 DCS系統的具體應用

DCS自20世紀70年代問世以來，發展異常迅速。目前，它作為新一代工業自動化過程控制設備，在世界范圍內被廣泛應用于石油、化工、冶金、紡織、電力、食品等工業，我國在石油、冶金、化工與電力等行業也已普遍推廣應用。

2.1 DCS系統在制糖工業中的應用

在實施制糖工業時，引入DCS系統，對制糖各工段進行集中監測控制，如榨機及各類電機的啟停及運轉速度、運行頻率等各參數的檢測控制，還有煮糖罐糖漿的溫度、料位，還有錘度等參數的檢測顯示，使DCS系統與制糖各工段內部相關儀器設備進行有效結合，精確檢測制糖各工序，各部位的各種參數，有效避免在制糖過程中出現問題，提高制糖企業的產能和產品質量。

2.2 DCS系統在發電工程中的應用

DCS系統發電工程中也有廣泛的應用，在實施發電工程時引入DCS系統，集中監控發電機組的各個位置的溫度、壓力、轉速、振動、脹差、軸向位移、發電機的頻率、發電功率及各電機運行電流等參數，能夠有效控制發電機組相關信息系統，并制定總線連接模式，保證發電機組各項系統硬件之間能夠實現信息穩定傳輸的目的，使發電機組達到安全平穩運行的目的。

2.3 DCS系統在石油化工中的應用

石化工業的特點是連續大生產，特別強調安全、穩定、長期、滿負荷、優化的運行。隨著生產裝置的大型化、復雜化，過程控制在生產上占有的地位日趨重要。多年來，我國石化工業也努力采用先進的電子技術改造傳統生產方法，積極開發投資少、見效快、經濟效益好的微機控制項目。例如催化裂化監控系統等。同時在一些工藝復雜、效益較高、管理有一定基礎的重要關鍵生產裝置上采用DCS。采用DCS系統的石化企業，絕大部分都取得了較好的經濟效益，對工業生產起了促進作用，DCS系統具有常規儀表無法代替的優點，充分顯示了DCS安全可靠性高、控制算法豐富、組態靈活、調節品質高、人機界面友好、操作方便、易于擴展、信息管理集中等特點。

2.4 DCS系統在其他行業的應用

DCS系統在我國各個行業都有極廣泛的應用，企業引用DCS系統后提高了企業的產品質量，降低了能耗，保證了安全生產，且效益非常顯著?？梢奃CS系統對于提升各個行業發展的穩定性，全面提升我國地方經濟水平等方面起到不可忽視的作用。

3 DCS系統未來發展趨勢

FCS是現場總線控制系統（Fieldbus Control System）的簡稱，它是用現場總線網絡將現場各個控制器、儀表設備互聯，構成現場總線控制系統，同時控制功能徹底下放到現場。目前新型的DCS已有很強的順序控制功能；新型的PLC，在處理閉環控制方面也不差，并且兩者都能組成大型網絡，DCS與PLC的適用范圍，已有很大的交叉。而FCS則是由DCS與PLC發展而來，不僅具備DCS與PLC的特點，而且跨出了革命性的一步。通過使用FCS系統，用戶可以大量減少現場接線，用單個現場儀表可實現多變量通信，不同制造廠生產的裝置間可以完全互操作，增加現場一級的控制功能，系統集成大大簡化，并且維護十分簡便，降低了安裝成本和維修費用。不難從采用DCS系統的電廠中與自動控制系統有關的所用電纜公里數看出，電纜在基建投資中所占份額很大，可見采用FCS系統后可以減少大量現場接線，節約很大一次投資，同時降低了安裝成本，而且維護成本更低，將給企業產生非常大的經濟效益。可見FCS系統已在一定程度上融合了DCS與PLC系統的特點，且大有趕超DCS系統的趨勢，DCS以后的發展趨勢將會是往FCS方向發展。FCS系統有望成為21世紀控制系統的主流產品。

結語

綜上所述，先了解DCS系統的優勢和不足、了解DCS系統在各行業中的實際應用、了解DCS系統的未來發展趨勢，今后可以為拓展DCS系統的應用和進一步發展提供動力、可以為推進我國各行業穩步發展提供可靠的技術支持。

參考文獻

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