淺析DCS、SIS和MIS三大控制系統(tǒng)的區(qū)別

一、DCS、SIS和 MIS定義和分工

1.DCS

集散控制系統(tǒng) (Distributed Control system) 是以微處理器為基礎(chǔ)的集中分散型控制系統(tǒng)。自70年代中期第一套集散控制系統(tǒng)問世以來，集散控制系統(tǒng)已經(jīng)在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。集散控制系統(tǒng)的主要特性是通過實(shí)時(shí)監(jiān)控達(dá)到集中管理和分散控制。

2.SIS

廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng) ( Supervisory Informntion System )是集過程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、優(yōu)化控制及生產(chǎn)過程管理為一體的廠級(jí)自動(dòng)化信息系統(tǒng)。SIS的目標(biāo)是通過大規(guī)模的數(shù)據(jù)搜集處理，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)實(shí)時(shí)信息與管理信息的共享，在此基礎(chǔ)上，通過計(jì)算、分析、統(tǒng)計(jì)、優(yōu)化、數(shù)據(jù)挖掘手段，實(shí)現(xiàn)化工廠生產(chǎn)過程監(jiān)視、工藝設(shè)備性能及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析和運(yùn)行指導(dǎo)。主要特性體現(xiàn)再系統(tǒng)決策支持上。

3. MIS

管理信息系統(tǒng) ( Management Information System) ，是一個(gè)由人、計(jì)算機(jī)等組成的能進(jìn)行信息的收集、傳送、儲(chǔ)存、維護(hù)和使用的系統(tǒng)，能夠?qū)崪y(cè)企業(yè)的各種運(yùn)行情況，并利用過去的歷史數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)未來，從企業(yè)全局的角度出發(fā)輔助企業(yè)進(jìn)行決策，利用信息控制企業(yè)的行為，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)其規(guī)劃目標(biāo)。這里給出的定義強(qiáng)調(diào)了管理信息系統(tǒng)的功能和性質(zhì)，也強(qiáng)調(diào)了管理信息系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)對(duì)企業(yè)管理而言只是一種工具。

二、DCS、SIS和 MIS關(guān)系

DCS系統(tǒng)重在實(shí)時(shí)監(jiān)控和精確控制，以設(shè)備安全、穩(wěn)定運(yùn)行為目的。SIS是建立在DCS基礎(chǔ)上的，通過對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析對(duì)全廠生產(chǎn)運(yùn)行實(shí)時(shí)指揮調(diào)度，以保證生產(chǎn)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性為目的。而MIS是管理信息系統(tǒng)，主要任務(wù)是信息處理、任務(wù)流轉(zhuǎn)和工作協(xié)同等，為全廠的生產(chǎn)經(jīng)營和行政管理人員提供所需的信息，強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)、輔助、財(cái)務(wù)等關(guān)系協(xié)調(diào)，主要完成設(shè)備和維修管理直至生產(chǎn)經(jīng)營管理、財(cái)務(wù)管理以及辦公自動(dòng)化。因此，SIS系統(tǒng)、MIS系統(tǒng)、DCS系統(tǒng)是面向不同層次、不同目標(biāo)，具有不同功能的三種系統(tǒng)，既有相互聯(lián)系，又有重大區(qū)別。這三個(gè)系統(tǒng)應(yīng)該并存，相互不能代替，有些功能可以交叉。

三、電廠經(jīng)典案例

通過數(shù)字化電廠的建設(shè)，希望能夠達(dá)到提高生產(chǎn)效率、減少能源損耗、優(yōu)化人力資源配置、降低維修費(fèi)用、增強(qiáng)安全性和可靠性等目的。

數(shù)字化電廠功能結(jié)構(gòu)圖如下圖：

1、實(shí)現(xiàn)下面這些功能：

（1）以先進(jìn)的DCS統(tǒng)一控制汽機(jī)、鍋爐、輔助系統(tǒng)、電氣和仿真系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，可以針對(duì)不同特點(diǎn)的系統(tǒng)，采用不同的控制器和控制策略，形成一系列的控制器、控制軟件和在線優(yōu)化仿真功能，但是必須采用統(tǒng)一的I/O設(shè)備、統(tǒng)一的通信協(xié)議、統(tǒng)一的人機(jī)交互界面，這樣才能保證系統(tǒng)間的無縫連接、保證統(tǒng)一的運(yùn)行和統(tǒng)一的維護(hù)。

（2）DCS與SIS的數(shù)據(jù)庫一體化。取消DCS與SIS之間的連接接口，一方面簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)備和連接，另一方面促使SIS的優(yōu)化計(jì)算等功能能夠直接應(yīng)用于DCS，此外還可以節(jié)約投資。

（3）實(shí)現(xiàn)SIS和DCS的高級(jí)應(yīng)用功能。通過計(jì)算、分析、統(tǒng)計(jì)、優(yōu)化、數(shù)據(jù)挖掘手段，實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠生產(chǎn)過程監(jiān)視、機(jī)組性能及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析、機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行指導(dǎo)、機(jī)組負(fù)荷分配優(yōu)化、鍋爐吹灰優(yōu)化、設(shè)備故障診斷、壽命管理等應(yīng)用功能。這些功能將大大降低能耗、節(jié)約成本，同時(shí)有助于環(huán)境保護(hù)。

（4）實(shí)現(xiàn)三維設(shè)備信息系統(tǒng)。建立適合于發(fā)電廠的、有效的三位設(shè)備數(shù)據(jù)庫，并在此基礎(chǔ)上建立三維設(shè)備管理信息系統(tǒng)。同時(shí)還要解決該數(shù)據(jù)庫與生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)庫、MIS中的物資、檢修等數(shù)據(jù)庫的融合問題，建立各數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)之間的鏈接，達(dá)到從任何一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)出發(fā)可以到達(dá)其它任何有關(guān)數(shù)據(jù)位置的情況。

（5）在上述基礎(chǔ)上，強(qiáng)化MIS功能。建立工作流程的規(guī)范化和自動(dòng)化，加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)過程、設(shè)備物資、檢修維護(hù)的科學(xué)化管理。

2、數(shù)字化電廠的價(jià)值

（1）優(yōu)化人力資源配置

采用一體化集中控制方式后，可以大幅度減少輔助車間的運(yùn)行人員，向“無人化”工廠發(fā)展。

同時(shí)，由于對(duì)輔助車間的統(tǒng)一管理和控制，便于優(yōu)化控制，減少和及時(shí)處理輔機(jī)的各類事故。

（2）增強(qiáng)安全性和可靠性

MIS功能的強(qiáng)化，可以對(duì)設(shè)備信息進(jìn)行實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的掌握，有助于從全局角度加強(qiáng)設(shè)備的安全監(jiān)管，增強(qiáng)設(shè)備的安全性。

（3）減少建設(shè)費(fèi)用

一體化的控制系統(tǒng)，可以減少采購費(fèi)用，避免在各種通信接口或通信界面上的投資。

（4）減少檢修維護(hù)費(fèi)用

SIS和DCS的高級(jí)應(yīng)用功能，可以對(duì)設(shè)備狀態(tài)、金屬壽命等進(jìn)行有效監(jiān)控和管理，從而避免不必要的維修和設(shè)備更換。采用數(shù)字化全壽命周期管理技術(shù)，可以準(zhǔn)確掌握各種基建和設(shè)備信息，順利進(jìn)行設(shè)備改造和維修維護(hù)。

（5）提高生產(chǎn)效率、減少能源損耗

SIS和DCS的高級(jí)應(yīng)用功能，可以有效優(yōu)化生產(chǎn)過程、提高生產(chǎn)效率，減少能源損耗。

根據(jù)愛默生公司的一份報(bào)告指出，采用數(shù)字化電廠后（不包括全壽命周期管理），600-800MW燃煤機(jī)組的預(yù)期的節(jié)省大量花費(fèi)。按照期望的建設(shè)費(fèi)用，在30年運(yùn)行期內(nèi)每年減少6%。