自动化-DCS系统介绍[1]

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1、DCS 系统介绍 发帖人: 本杰木 点击率: 4556皿DCS系统介绍DCS 从 1975 年问世以来，大约有三次比较大的变革，七十年代操作站的硬件、 操作系统、监视软件都是专用的，由各DCS厂家自己开发的，也没有动态流程图， 通讯网络基本上都是轮询方式的；八十年代就不一样了，通讯网络较多使用令牌 方式；九十年代操作站出现了通用系统，九十年代末通讯网络有部份遵守 TCP/IP 协议，有的开始采用以太网。总的来看，变化主要体现在I/O板、操作站和通 讯网络。控制器相对来讲变化要小一些。操作站主要表现在由专用机变化到通用 机，如PC机和小型机的应用。但是目前它的操作系统一般采用UNIX，也有小系

2、统采用NT,相比较来看UNIX的稳定性要好一些，NT则有死机现象。I/O板主要 体现在现场总线的引入DCS系统。从理论上讲，一个DCS系统可以应用于各种行业，但是各行业有它 的特殊性，所以DCS也就出现了不同的分支，有时也由于DCS厂家技术人员工艺 知识的局限性而引起，如HONEYWELL公司对石化比较熟悉，其产品在石化行业应 用较多，而BAILEY的产品则在电力行业应用比较普遍。用户在选择DCS的时候 主要是要注意其技术人员是否对该生产工艺比较熟悉；然后要看该系统适用于多 大规模，比如NT操作系统的就适应于较小规模的系统；最后是价格，不同的组 合价格会有较大的差异，而国产的DCS系统价格比进

3、口的DCS至少要低一半，算 上备品备件则要低得更多。DCS由四部份组成：I/O板、控制器、操作站、通讯网络。I/O板 和控制器国际上各DCS厂家的技术水平都相差不远，如果说有些差别的话是控制 器内的算法有多有少，算法的组合有些不一样，I/O板的差别在于有的有智能， 有些没有，但是控制器读取所有I/O数据必须在一秒钟内完成一个循环；操作站 差别比较大，主要差别是选用PC机还是选用小型机、采用UNIX还是采用NT操 作系统、采用专用的还是通用的监视软件,操作系统和监视软件配合比较好时可 以减少死机现象；差别最大的是通讯网络，最差的是轮询方式，最好的是例外报 告方式，根据我们的实验，其速度要相差七八

4、倍。DCS教程第2讲DCS最新操作站一通用操作站 提供:北京晶优宸旭科技有限公司作者:张新薇浏览次数： 7644DCS系统包括三大部分：带I/O部件的控制器、通讯网络和人机接口。人机 接口包括操作站、工程师站和历史站。控制器I/O部件和生产过程相联接，操作 站和人相联系，通讯网络把这两部分联成系统。所以操作站是DCS的重要组成部 分，工程师站给控制器和操作站组态，历史站记录生产过程的历史数据。最近几 年开发的人机界面还有动态数据服务器。一个DCS系统控制器和I/O部件通常可以运行16-20年，而操作站因为 有活动部件，所以比较容易损坏，如：硬盘、键盘、CRT、软驱等，运行6-8年 后出现故障的

5、概率就比较大，所以在DCS运行过程中，操作站更新的情况比较多。DCS 的控制器的变化较小。其变化表现在控制算法的安排、控制算法的 多少，存取的 I/O 点数的多少和内存的大小等，操作系统一般都是专用的。操 作站的变化就很大，八十年代以前的操作站，一般没有硬盘及动态流程图，能显 示的标签数比较少，例如500个标签（标签指的是AI、DI、回路、开关量的逻 辑关系等），八十年代出现了能显示5000个标签的操作站，九十年代出现了能 显示30000个标签的操作站。同时，也出现了在微软的NT通用平台上运行的通 用显示软件。开始，通用软件只在PLC的操作站上使用，后来也逐渐应用在DCS 上。它的标签量可以达

6、到10000个，甚至更多。DCS 操作站发展的过程（以 BAILEY 的操作站为例）如下：一八十年代初，N90的操作站是OIU系列，当时是无硬盘、无动态流 程图的，标签量500。后来增加了硬盘和流程图，标签量1400-5000点。八十年 代中期推出了 MCS系列，标签量10000，特别是MCS PULS，它是SCSI接口，可 以有30000个标签点，当时在DCS市场上处于领先地位。1986年，BAILEY产品 占世界DCS市场的1/3。到1988年，共有8500套在世界各国运转。到了 90年 代，DCS市场争夺激烈，BAILEY无论在技术上还是在销售方面都不象80年代那 样光辉。于是BAILE

7、Y公司欲通过购买FISCHER&易ORTER、HARTMANN&BRAUN等公 司销售他们的系统来重铸辉煌。BAILEY 的控制器和通讯网络都比较好，但在操作站上面，不能与竞争 者相比,BAILEY最新的操作站是以WINDOWS NT、通用微机为基础的Conductor NT。 实际上，该操作站不是为INFI-90开发的，它是FISCHER-PORTER的系统6的操 作站，用它的监控软件嵌入和INFI-90通讯的驱动软件而成。由于销售量不大， 磨合的机会少，问题比较多，死机现象严重。OIS40系列的操作站运行在DEC的 VMS 平台上。实际上，它仍然是在 MCS 操作站的 MTOS 操作系统平

8、台上，开发了 一个与VMS通讯的驱动软件，因为80年代的OIU和MCS在80年代末都已经停止 销售。BAILEY只卖OIS20系列和OIS40系列。OIS20系列是90年代初推向市场的，它本质上是MCS，但它们能与 INFI-90通讯.它的开发、制造成本都比较低，性能也比较好。OIS20系列的辅 站不是用网络来传输信息的，只是在主站上多加了 1 块显卡来实现辅站。后来因 维护成本很高，硬盘和软驱都难以买到，用户反映不好。继 OIS20 系列， BAILEY 公司推出了 OIS41、 OIS42 ，在操作站之间增加 了以太网卡，组成后门网络，可以实现打印机共享。把图形传给不同主站的能力 也有所增

9、强，也给用户提供了开发打印系统的空间，这是后话。由于 OIS40、 0IS41、OIS42主机性能较差，所以操作站的性能提高不明显。直到0IS43 Alpha 芯片的出现，性能才得到提高。同时，加拿大BAILEY公司开发了 PCV，它是以 PC 为基础的操作站，采用 QNX 操作系统。因为它的标签量较少，价格低廉，运 行稳定，故适用于小系统的使用，这就是BAILEY的OIS1O系列，版本5以前， 只有文本没有图形。版本 5 以后既有文本也有图形。 OIS11 操作站后门之间用 ARCNET联网。0IS12既可用ARCNET也可用以太网联网。由于OIS4O系列软件结构复杂，故价格较高，更重要的一

10、点是DEC公司 被COMPAQ公司兼并，Alpha机255/233停止生产，这给BAILEY公司和用户无疑 是雪上加霜。二.八十年代中期，因为 PLC 操作站的开发都不太成功，一些软件公司 就开发了通用的监控软件，且很快就被PLC制造厂家所采用。如：FIX、INTOUCH、 ONSPEC 等（一共有上百种），由于市场前景较好，所以软件开发商又开发了许 多PLC的驱动软件。到了九十年代，又开发了 DCS的驱动软件。最早采用通用工 控监控软件的是MOORE公司的APEC系统，它既可以用INTOUCH也可用FIX。由 于INFI-90系统在九十年代一直没有推出比较优秀的操作站，故PREVISE公司推

11、 出了 OPsCon 操作站。OPsCon操作站运行在PC硬件平台，NT操作系统下，把FIX作为监控软 件，并开发了能与多种DCS通讯的对应驱动软件，标签量为10000个。因为FIX 软件在世界各地已经销售了 90000套，它与各种PLC、DCS和NT系统磨合较好， 这种操作站可以运用在多种PLC、DCS操作站上。在INFI-90系统上应用已经有 几千台。如：新西兰的一家造纸厂，原来已经运行有CONDUCT NT，后来还是改 用 OPsCon。通用操作站的出现，给DCS用户带来了以下方便：1、不必再为原DCS生产厂家是否倒闭、兼并，该型产品是否已经停 产、备件是否能够找到而操心。2、由于通用操

12、作站的适用面广，相对生产量大，成本下降，因而可 以节省用户的经费。维护费用也比较少。3、采用通用系统要比使用各种不同的专用系统更为简单，用户也可 减少人员培训的费用。4、更新和升级容易。5、开放性能好，很容易建立生产管理信息系统。因此，通用操作站是 DCS 的发展方向。DCS教程第3讲DCS在选型中的几个问题 提供:北京晶优宸旭科技有限公司 作者:张新薇浏览次数：6178被控制对象确定以后，选用什么样的控制系统就成为重要问题。主要是根据 项目规模和投资预算来考虑的，以数字技术为基础的DCS系统和早期的模拟仪表 组成的控制系统，从工程项目的实施来看，本质差别不大，主要考虑项目规模和 投资预算，但

13、DCS与模拟仪表相比，它更为复杂，技术性要求更高，下面我来谈 谈DCS系统选型中的几个问题。从理论上来讲，DCS可以用与不同的工艺过程， 它是通用的，但是，DCS的制造厂家专长与某一领域。如：HOMEYWELL主要用于 石化部门， BAILEY 公司的 N90、INFI90 主要用于电力系统， ROSEMOUNT 的 RS3、 -V大多用于化工系统。但也不能否认不同工艺过程会有一些特殊要求，如： 电厂一定要有电调设备和SOE，石化部门一定要有选择性控制，水泥行业一定要 有大纯滞后控制补偿等，选型时也要考虑这些因素。第二点就是经济性，应该从 DCS 本身价格和预计所创效益角度考 虑。 DCS 有

14、国产的和进口的，对相同档次而言，进口的控制功能强一些，有一些 先进的控制算法，如Smith预估、三维矩阵运算等，国产DCS价格要比进口的低 很多，也能满足技术要求。从结构上来看，国外DCS的控制器各厂家差别不太远， 控制器的预置算法稍有差别，控制器与I/O板的连接方式也有所不同。而操作站 区别较大。有以PC机为基础的，有以小型机为基础的，操作系统一般选用UNIX 类系统。小型机的价格要比PC机高很多，进口小型机操作站的价格要高于四万 美金，而且许多机型已经停产（如DEC公司的VAX机和a机）。PC机的操作站 不到三万美金，它的操作系统采用NT,其稳定性没有UNIX好。小型机的接口采 用SCSI

15、，传输速率是串行的8倍之多。以NT操作系统作为操作站的，点数要少 一些，不然会频繁死机，国产的PC机更便宜得多，采用PC机操作站，可以采用 最新的机型，操作人员对软件的安装、调试、联网和开发也要熟悉得多。监视软 件有专用的也可以用通用的，通用的监视软件开放性要好一些，用户应按照项目 的规模大小和预算资金来选择使用。DCS 比较贵的原因，除了上述理由外，还有控制器的电源系统，通 常采用冗余供电，电源的引入和散热是价格贵的主要原因，各个DCS系统在这方 面差别比较大。把控制器和操作站联系起来的通讯网络也要考虑，如果采用通用的 以太网，则网卡等价格很低，专用的网络接口很贵，最贵可以达到20000美金

16、。因此，经济性与很多因素有关，有时外商给你报价降下来，实际是 改变了一些结构而已，并没有给你什么优惠，甚至他的利润还增加了。这时可取 的办法是联系国内类似的单位和请教有经验的专家。第三点就是承包方的技术力量，也就是承包方对哪一工艺过程和 DCS 本身比较熟悉。如经常做化工控制系统的承包商来做轧制的控制系统，他对 活套的控制、卷曲的控制和张力的控制等就不太熟悉，做的工程就不会太好。如 果承包方对DCS本身不熟悉，控制器做的太大时会产生死机。不少工厂都购买了 不同厂家的 DCS 系统，我们称之为“八国联军”状态，此时更要选择技术力量比 较强的单位抓总，而不宜选择某一个国外厂商作为承包商。第四点是售后服务，国外厂商通常情况下配品、备件供应价格高， 且不能及时提供。 DCS 用户应选择厂商实力雄厚的，技术力量强的、境内技术支 持好的厂家。计算机技术发展很快，DCS厂家也会不断更新它的产品，新旧产品 兼容性要好才行，个别厂家新旧系