DCS是什么 你了解多少

DCS是 Data Communication Subsystem （數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)）的簡(jiǎn)稱。DCS是一種“分散式控制系統(tǒng)”，而PLC (可編程控制器) 只是一種控制“裝置”，兩者是“系統(tǒng)”與“裝置”的區(qū)別。系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)任何裝置的功能與協(xié)調(diào)，PLC裝置只實(shí)現(xiàn)本單元所具備的功能。

DCS系統(tǒng)包括三大部分：帶I/O部件的控制器、通訊網(wǎng)絡(luò)和人機(jī)接口。人機(jī)接口包括操作站、工程師站和歷史站?？刂破鱅/O部件和生產(chǎn)過程相聯(lián)接，操作站和人相聯(lián)系，通訊網(wǎng)絡(luò)把這兩部分聯(lián)成系統(tǒng)。所以操作站是DCS的重要組成部分，工程師站給控制器和操作站組態(tài)，歷史站記錄生產(chǎn)過程的歷史數(shù)據(jù)。最近幾年開發(fā)的人機(jī)界面還有動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)器。一個(gè)DCS系統(tǒng)控制器和I/O部件通?？梢赃\(yùn)行16-20年，而操作站因?yàn)橛谢顒?dòng)部件，所以比較容易損壞，如：硬盤、鍵盤、CRT、軟驅(qū)等，運(yùn)行6-8年后出現(xiàn)故障的概率就比較大，所以在DCS運(yùn)行過程中，操作站更新的情況比較多。

自現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在90年代后期問世以來，開創(chuàng)了自動(dòng)化控制技術(shù)的新紀(jì)元一數(shù)字時(shí)代。現(xiàn)場(chǎng)總線是數(shù)字化的、雙向通信的智能化的控制系統(tǒng)，集成現(xiàn)場(chǎng)總線驅(qū)動(dòng)的就地設(shè)備、控制系統(tǒng)和具有預(yù)測(cè)功能的維護(hù)軟件，以提高電站的信息化和智能化水平，最終實(shí)現(xiàn)電站控制水平、經(jīng)濟(jì)效益和競(jìng)爭(zhēng)力的質(zhì)的提升。

目前大多數(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)已進(jìn)行過IEC61508認(rèn)證，通訊協(xié)議通過了IEC 1158-2 (1993)和ISAS50.02-1992標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)總線'Ff-816 31.25 kbits/s認(rèn)證，用“使用中得到證明”的方法在發(fā)電廠的實(shí)際應(yīng)用中已經(jīng)得到初步驗(yàn)證。與DCS系統(tǒng)最初在電站應(yīng)用一樣，現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的功能安全評(píng)價(jià)，將在實(shí)際使用由逐漸被人們認(rèn)識(shí)，并將得到證實(shí)。

現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)給自動(dòng)化領(lǐng)域帶來一場(chǎng)革命，這一技術(shù)代表了自動(dòng)化的發(fā)展方向，數(shù)字通信是一種趨勢(shì)，是任何人阻擋不了的，這些都是現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展之必然。就雙向數(shù)字通信現(xiàn)場(chǎng)總線信號(hào)技術(shù)本身，也必將會(huì)給火電廠安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行及提高管理水平帶來實(shí)實(shí)在在的效益。

現(xiàn)場(chǎng)總線是利用總線驅(qū)動(dòng)的I/O卡件、高速的現(xiàn)場(chǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)、智能的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，大大簡(jiǎn)化控制系統(tǒng)的安裝調(diào)試，是實(shí)現(xiàn)電廠數(shù)字化、智能化、信息化的基礎(chǔ)?，F(xiàn)場(chǎng)總線獲取的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的基礎(chǔ)資料，是提高發(fā)電廠管理水平的必備的基礎(chǔ)資料?，F(xiàn)場(chǎng)總線在中國(guó)電站的應(yīng)用研究，伴隨火力發(fā)電廠新建600MW機(jī)組控制系統(tǒng)的配置、自動(dòng)化裝置的選型水平、發(fā)電廠的總體布置及安裝要求的提高而快速發(fā)展。

DCS的過程控制站是一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，主要由電源、CPU（中央處理器）、網(wǎng)絡(luò)接口和I/O組成 I/O：控制系統(tǒng)需要建立信號(hào)的輸入和輸出通道，這就是I/O。DCS中的I/O一般是模塊化的，一個(gè)I/O模塊上有一個(gè)或多個(gè)I/O通道，用來連接傳感器和執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）。 I/O單元：通常，一個(gè)過程控制站是有幾個(gè)機(jī)架組成，每個(gè)機(jī)架可以擺放一定數(shù)量的模塊。CPU所在的機(jī)架被稱為CPU單元，同一個(gè)過程站中只能有一個(gè)CPU單元，其他只用來擺放I/O模塊的機(jī)架就是I/O單元。

DCS網(wǎng)絡(luò)是整個(gè)系統(tǒng)的中樞神經(jīng)，它是安全可靠雙冗余的高速通訊網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)的拓展性與開放性更好。而PLC因?yàn)榛旧隙紴閭€(gè)體工作，其在與別的PLC或上位機(jī)進(jìn)行通訊時(shí)，所采用的網(wǎng)絡(luò)形式基本都是單網(wǎng)結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議也經(jīng)常與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)不符。在網(wǎng)絡(luò)安全上，PLC沒有很好的保護(hù)措施，我們采用電源、CPU、網(wǎng)絡(luò)雙冗余。

DCS系統(tǒng)所有I/O模塊都帶有CPU，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)采集及輸出信號(hào)品質(zhì)判斷與標(biāo)量變換，故障帶電插拔，隨機(jī)更換。而PLC模塊只是簡(jiǎn)單電氣轉(zhuǎn)換單元，沒有智能芯片，故障后相應(yīng)單元全部癱瘓。

總之，由于銷售量還是比較小，跟蹤用戶的反應(yīng)還不夠，所以我國(guó)還缺少一套千錘百煉有自主產(chǎn)權(quán)的功能碼。這套軟件是沒有賣的。一定要自己開發(fā)，在不同的操作系統(tǒng)下，編的程序就不一樣。這與要不要控制器這個(gè)硬件沒有關(guān)系。使用現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)也需要算法，用PC作為既控制又顯示同樣需要算法。

另外一個(gè)問題是控制器的電源系統(tǒng)，我國(guó)基本都采用整體式電源。由于我國(guó)的DCS系統(tǒng)價(jià)格很低，利潤(rùn)也很低，DCS制造廠家沒有資金投入來開發(fā)電源系統(tǒng)。國(guó)外DCS系統(tǒng)的電源冗余見下圖。在即將把兩臺(tái)電源安裝到柜子上時(shí)，需分別帶負(fù)載調(diào)整。調(diào)整時(shí)，兩臺(tái)電源的負(fù)載一定是相同的，要調(diào)整到相同的輸出，然后安裝到機(jī)柜上。電源系統(tǒng)中有一塊電源檢測(cè)板，能顯示兩臺(tái)電源的輸出情況。兩臺(tái)能同時(shí)給負(fù)載供電。最好工作在平衡電壓的狀態(tài)。經(jīng)20年的運(yùn)行證明電源系統(tǒng)是良好的。

N+1的電源方案沒有進(jìn)入到我國(guó)的DCS系統(tǒng)。進(jìn)口DCS采用N+1電源，問題也很多。N+1電源的意思是只要知道每一個(gè)所插模件的功率，把所有模件所需功率求和，而每個(gè)模件電源的功率是一定的，所需總功率除以模件電源的功率，就得到電源數(shù)。有小數(shù)位，都要進(jìn)一位成為整數(shù)，這個(gè)整數(shù)為N，然后再加一，稱為N+1。第三個(gè)問題是由于銷量小。很少有第三方幫助完善系統(tǒng)，比如專家系統(tǒng)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，與數(shù)字儀表及PLC的接口等。