西門子dcs控制系統(tǒng)技術(shù)問題與特點(diǎn)

　　傳統(tǒng)的DCS系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足90年代自動化過程控制系統(tǒng)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和要求，SIMATICPCS7過程控制系統(tǒng)就是在這種形勢下開發(fā)的新一代過程控制系統(tǒng)，它是一個全集成的、結(jié)構(gòu)完整、功能完善、面向整個生產(chǎn)過程的過程控制系統(tǒng)。

　　隨著工業(yè)自動化過程控制理論和計算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，以及對工業(yè)自動化過程控制系統(tǒng)的可靠性、復(fù)雜性、功能的完善性、系統(tǒng)的可維護(hù)性、人機(jī)界面的友好性、數(shù)據(jù)的可分析可管理性等各個方面都提出了愈來愈高的要求， 同時也為工業(yè)自動化過程控制系統(tǒng)的發(fā)展指明了方向：

　　系統(tǒng)之間的橫向數(shù)據(jù)交換日益增加

　　系統(tǒng)與管理層和現(xiàn)場儀表級的數(shù)據(jù)交換日益增加

　　現(xiàn)場總線的應(yīng)用越來越廣泛

　　廠商的產(chǎn)品日益開放，通過OPC、SQL等技術(shù)使得不同系統(tǒng)之間的準(zhǔn)確、高速、大量的數(shù)據(jù)交換得以實(shí)現(xiàn)全集成，一體化的解決方案

　　因此，傳統(tǒng)的DCS系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足90年代自動化過程控制系統(tǒng)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和要求，SIMATICPCS7過程控制系統(tǒng)就是在這種形勢下開發(fā)的新一代過程控制系統(tǒng)，它是一個全集成的、結(jié)構(gòu)完整、功能完善、面向整個生產(chǎn)過程的過程控制系統(tǒng)。 SIMATIC PCS7是西門子公司結(jié)合最先進(jìn)的計算機(jī)軟、硬件技術(shù)，在西門子公司S5，S7系列可編程控制器及TELEPERM系列集散系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，面向所有過程控制應(yīng)用場合的先進(jìn)過程控制系統(tǒng)。

　　DCS系統(tǒng)由多臺計算機(jī)分別控制生產(chǎn)過程中多個控制回路，同時又可集中獲取數(shù)據(jù)、集中管理和集中控制的自動控制系統(tǒng)。分布式控制系統(tǒng)采用微處理機(jī)分別控制各個回路，而用中小型工業(yè)控制計算機(jī)或高性能的微處理機(jī)實(shí)施上一級的控制。

　　經(jīng)過這些年來的不斷應(yīng)用，DCS系統(tǒng)在行業(yè)發(fā)展的一些局限性逐步體現(xiàn)出來，DCS存在的問題：

　　1、互操作性差。盡管模擬儀表已統(tǒng)一4～20mA信號標(biāo)準(zhǔn)，可大部分技術(shù)參數(shù)仍由制造商自定，致使不同品牌儀表無法互換。因此導(dǎo)致用戶依賴制造廠，無法使用性能價格比最優(yōu)的配套儀表，甚至出現(xiàn)個別制造商壟斷市場的局面。

　　2、可靠性差。模擬信號傳輸不僅精確度低，且易受干擾。為此采用各種措施提高抗干擾性和傳輸精確度，其結(jié)果是增加了成本。

　　3、失控狀態(tài)。操作員在控制室既不了解現(xiàn)場模擬儀表的工作狀況，也不能對其進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，更不能預(yù)測事故，導(dǎo)致操作員對其處于失控狀態(tài)。因操作員不能及時發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場儀表故障，而發(fā)生事故已屢見不鮮。

　　4、1對1結(jié)構(gòu)。1臺儀表，1對傳輸線，單向傳輸1個信號。這種結(jié)構(gòu)造成接線龐雜、工程周期長、安裝費(fèi)用高、維護(hù)困難。

　　SIEMENS PCS7過程控制系統(tǒng)具備了以下幾個方面的特點(diǎn)：

　　高度的可靠性和穩(wěn)定性

　　高速度，大容量的控制器

　　客戶/服務(wù)器的結(jié)構(gòu)

　　集中的，從上到下的組態(tài)方式

　　能靈活、可靠地嫁接于老系統(tǒng)

　　集中的，友好的人機(jī)界面

　　含有配方功能的批量處理包

　　開放的結(jié)構(gòu)，可以同管理級進(jìn)行通訊

　　同現(xiàn)場總線技術(shù)溶為一體

　　SIMATIC PCS7采用優(yōu)秀的上位機(jī)軟件WinCC作為操作和監(jiān)控的人機(jī)界面，利用開放的現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場信息采集和系統(tǒng)通訊，采用S7自動化系統(tǒng)作為現(xiàn)場控制單元實(shí)現(xiàn)過程控制，以靈活多樣的分布式I/O接收現(xiàn)場傳感檢測信號。

　　SIMATIC PCS7是基于全集成自動化思想的系統(tǒng)，其集成的核心是統(tǒng)一的過程數(shù)據(jù)庫和唯一的數(shù)據(jù)庫管理軟件，所有的系統(tǒng)信息都存儲于一個數(shù)據(jù)庫中而且只需輸入一次，這樣就大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的整體性和信息的準(zhǔn)確性。

　　SIMATIC PCS7的通訊系統(tǒng)采用的是工業(yè)以太網(wǎng)和PROFIBUS現(xiàn)場總線。工業(yè)以太網(wǎng) 用于系統(tǒng)站之間的數(shù)據(jù)通訊。

　　SIMATICPCS7采用符合IEC61131-3國際標(biāo)準(zhǔn)的編程軟件和現(xiàn)場設(shè)備庫，提供連續(xù)控制、順序控制及高級編程語言?，F(xiàn)場設(shè)備庫提供大量的常用的現(xiàn)場設(shè)備信息及功能塊，可大大簡化組態(tài)工作，縮短工程周期。SIMATICPCS7具有ODBC、OLE等標(biāo)準(zhǔn)接口，并且應(yīng)用以太網(wǎng)、PROFIBUS現(xiàn)場總線等開放網(wǎng)絡(luò)，從而具有很強(qiáng)的開放性，可以很容易地連接上位機(jī)管理系統(tǒng)和其它廠廠商的控制系統(tǒng)。

　　發(fā)展方向：

　　DCS發(fā)展至今已相當(dāng)成熟和實(shí)用，毫無疑問，它仍是當(dāng)前工業(yè)自動化系統(tǒng)應(yīng)用及選型的主流，不會隨著現(xiàn)場總線技術(shù)的出現(xiàn)而立即退出現(xiàn)場過程控制的舞臺。面對挑戰(zhàn)，DCS將沿著以下趨勢繼續(xù)向前發(fā)展：

　　1）DCS專業(yè)化：DCS為更適合各相應(yīng)領(lǐng)域的應(yīng)用，就要進(jìn)一步了解相應(yīng)專業(yè)的工藝和應(yīng)用要求，以逐步形成如核電DCS，變電站DCS、玻璃DCS、水泥DCS等。

　　2）DCS工業(yè)PC化：由IPC組成DCS已成為一大趨勢，PC作為DCS的操作站或節(jié)點(diǎn)機(jī)已很普遍，PC-PLC、PC-STD、PC-NC等就是PC-DCS先驅(qū)，IPC成為DCS的硬件平臺。

　　3）向綜合方向發(fā)展：標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)通信鏈路和通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，將各種單（多）回路調(diào)節(jié)器、PLC、工業(yè)PC、NC等工控設(shè)備構(gòu)成大系統(tǒng)，以滿足工廠自動化要求，并適應(yīng)開放式的大趨勢。

　　4）向智能化方向發(fā)展：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、推理機(jī)能等的發(fā)展，尤其是知識庫系統(tǒng)（KBS）和專家系統(tǒng)（ES）的應(yīng)用，如自學(xué)習(xí)控制、遠(yuǎn)距離診斷、自尋優(yōu)等，人工智能會在DCS各級實(shí)現(xiàn)。與FF現(xiàn)場總線類似，以微處理器為基礎(chǔ)的智能設(shè)備如智能I/O、PID控制器、傳感器、變送器、執(zhí)行器、人機(jī)接口、PLC相繼出現(xiàn)。