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什么是DCS,它的发展史是怎样的?dcs谁发明的

作者:机械网
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什么是DCS,它的发展史是怎样的?dcs谁发明的

  

什么是DCS,它的发展史是怎样的?dcs谁发明的

  根据题意可知,其实DCS就是以微处理器为基础的分散型计算机控制系统,采用4C技术相结合的技术产物。其在生产方面应用主要特性就是集中管理和分散控制,因此把它叫做分散控制系统,也有的叫集散控制系统。

  DCS的发展史

  扒开其历史还要从20世纪60年代初说起,那时计算机刚开始涉足控制领域,用于生产过程的安全监视和操作指导。经常是一台计算机控制管理全厂的生产,却造成整个系统控制人物集中。一旦计算机罢工那么全厂生产就停摆,因此直接数字控制系统在实际生产的应用宣告失败。但是人们意识到直接数字控制系统比模拟控制系统有许多优点,只要解决系统可靠性问题那么后面计算机用闭环控制可能性希望很大。于是当时工程师确实创造性的研制分散控制系统。

  这台DCS控制系统的祖宗就是霍尼韦尔公司在1975年推出TDC-2000的分散控制系统,首先在火电厂实验确实在安全和经济运行取得显著效果。TDC-2000的诞生为过程控制仪表的制造和发展指明方向,过来各个仪表制造厂家根据自身的优势从不同角度切入研发和生产DCS,主要还是跟着霍尼韦尔研究方向作为\"指向标\",在常规仪表方面入手进行深入研究,因此才形成常规控制方面的见长的DCS系统。

  在第一代DCS系统的基础上,在20世纪80年代诞生第二代DCS,主要以微机技术和局域网的介入,使得集散控制系统技术的到突飞猛进。第三代DCS主要的变化就是局域网络采用ISO标准的MAP。第四代DCS分散控制系统主要以管理控制一体化形成出现,其特征就是信息化和集成性。

  目前的DCS典型产品

  国外的有霍尼韦尔公司的Experion PKS,艾默生公司的PPlantWeb和Ovation,横河公司的CENTUM-R3,西门子公司的PCS7等。国内的有和利时和浙大中控最为知名,还有上海新华、国电智深、山东鲁能、上海自仪等。

  DCS是分布式控制系统的英文缩写(Distributed Control System),在国内自控行业又称之为集散控制系统。是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统,它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。

  DCS是分布式控制系统的英文缩写(Distributed Control System),在国内自控行业又称之为集散控制系统。是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统,它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。

  中文名

  分布式控制系统

  外文名

  Distributed Control System

  别称

  集散控制系统

  发明时间

  1975年

  分布式控制系统

  它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统,综合了计算机,通信、显示和控制等4C技术,其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。

  在特殊控制领域,如核电站控制系统,DCS的含义被误叫做数字化控制系统(Digital control system),其实质仍为分布式操作系统。

  概 述

  首先,DCS的骨架—系统网络,它是DCS的基础和核心。由于网络对于DCS整个系统的实时性、可靠性和扩充性,起着决定性的作用,因此各厂家都在这方面进行了精心的设计。对于DCS的系统网络来说,它必须满足实时性的要求,即在确定的时间限度内完成信息的传送。这里所说的“确定”的时间限度,是指在无论何种情况下,信息传送都能在这个时间限度内完成,而这个时间限度则是根据被控制过程的实时性要求确定的。因此,衡量系统网络性能的指标并不是网络的速率,即通常所说的每秒比特数(bps),而是系统网络的实时性,即能在多长的时间内确保所需信息的传输完成。系统网络还必须非常可靠,无论在任何情况下,网络通信都不能中断,因此多数厂家的DCS均采用双总线、环形或双重星形的网络拓扑结构。为了满足系统扩充性的要求,系统网络上可接入的最大节点数量应比实际使用的节点数量大若干倍。这样,一方面可以随时增加新的节点,另一方面也可以使系统网络运行于较轻的通信负荷状态,以确保系统的实时性和可靠性。在系统实际运行过程中,各个节点的上网和下网是随时可能发生的,特别是操作员站,这样,网络重构会经常进行,而这种操作绝对不能影响系统的正常运行,因此,系统网络应该具有很强在线网络重构功能。

  DCS

  其次,这是一种完全对现场I/O处理并实现直接数字控制(DDC)功能的网络节点。一般一套DCS中要设置现场I/O控制站,用以分担整个系统的I/O和控制功能。这样既可以避免由于一个站点失效造成整个系统的失效,提高系统可靠性,也可以使各站点分担数据采集和控制功能,有利于提高整个系统的性能。DCS的操作员站是处理一切与运行操作有关的人机界面(HMI-Human Machine Interface或operator interface)功能的网络节点。

  工程师站是对DCS进行离线的配置、组态工作和在线的系统监督、控制、维护的网络节点,其主要功能是提供对DCS进行组态,配置工作的工具软件(即组态软件),并在DCS在线运行时实时地监视DCS网络上各个节点的运行情况,使系统工程师可以通过工程师站及时调整系统配置及一些系统参数的设定,使DCS随时处在最佳的工作状态之下。与集中式控制系统不同,所有的DCS都要求有系统组态功能,可以说,没有系统组态功能的系统就不能称其为DCS。

  DCS自1975年问世以来,已经经历了四十多年的发展历程。在这四十多年中,DCS虽然在系统的体系结构上没有发生重大改变,但是经过不断的发展和完善,其功能和性能都得到了巨大的提高。总的来说,DCS正在向着更加开放,更加标准化,更加产品化的方向发展。

  作为生产过程自动化领域的计算机控制系统,传统的DCS仅仅是一个狭义的概念。如果以为DCS只是生产过程的自动化系统,那就会引出错误的结论,因为现在的计算机控制系统的含义已被大大扩展了,它不仅包括过去DCS中所包含的各种内容,还向下深入到了现场的每台测量设备、执行机构,向上发展到了生产管理,企业经营的方方面面。传统意义上的DCS现在仅仅是指生产过程控制这一部分的自动化,而工业自动化系统的概念,则应定位到企业全面解决方案,即total solution的层次。只有从这个角度上提出问题并解决问题,才能使计算机自动化真正起到其应有的作用。DCS具有以下特点:

  DCS

  1. 高可靠性。由于DCS将系统控制功能分散在各台计算机上实现,系统结构采用容错设计,因此某一台计算机出现的故障不会导致系统其他功能的丧失。此外,由于系统中各台计算机所承担的任务比较单一,可以针对需要实现的功能采用具有特定结构和软件的专用计算机,从而使系统中每台计算机的可靠性也得到提高。

  2. 开放性。DCS采用开放式,标准化、模块化和系列化设计,系统中各台计算机采用局域网方式通信,实现信息传输,当需要改变或扩充系统功能时,可将新增计算机方便地连入系统通信网络或从网络中卸下,几乎不影响系统其他计算机的工作。

  形态组成

  DCS是分布式控制系统的英文缩写(Distributed Control System),在国内自控行业又称之为集散控制系统。

  它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统,综合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和控制(Control)等4C技术,其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。

  发展历史

  第一阶段

  1975-1980年,在这个时期集散控制系统的技术特点表现为:

  DCS

  1)采用微处理器为基础的控制单元,实现分散控制,有各种各样的算法,通过组态独立完成回路控制,具有自诊断功能

  2)采用带CRT显示器的操作站与过程单元分离,实现集中监视,集中操作

  3)采用较先进的冗余通信系统

  第二阶段

  1980—1985.,在这个时期集散控制系统的技术特点表现为:

  1)微处理器的位数提高,CRT显示器的分辨率提高

  2)强化的模块化系统

  3)强化了系统信息管理,加强通信功能

  第三阶段

  1985年以后,集散系统进入第三代,其技术特点表现为:

  1)采用开放系统管理

  2)操作站采用32位微处理器

  3)采用实时多用户多任务的操作系统

  进入九十年代以后,计算机技术突飞猛进,更多新的技术被应用到了DCS之中。PLC是一种针对顺序逻辑控制发展起来的电子设备,它主要用于代替不灵活而且笨重的继电器逻辑。现场总线技术在进入九十年代中期以后发展十分迅猛,以至于有些人已做出预测:基于现场总线的FCS将取代DCS成为控制系统的主角。

  一、DCS全称:Distributed Control System它的中文意思是集散控制系统.思想:集中管理分散控制(危险分散、控制分散、而操作和管理集中)的基本设计思想。四C技术:计算机(computer)、通信(communication)、显示(CRT)、控制(control)。

  二、构成:

  集散控制系统通常由过程控制单元、电源、I/O卡件、机柜、卡笼、通讯网络、操作站、工程师站、软件等组成。

  三、特点:

  1. 完善的控制功能(PID控制、顺序控制、逻辑控制、批量控制等。

  2. 丰富的监控功能(可以监控生产装置的生产情况)

  3. 简便的安装调试

  4. 良好的性能和价格比

  5. 可靠性好(有完善的自诊断功能、MTBF达105天)

  四、DCS发展历史:

  第一套DCS系统是美国HONEYWELL公司1975年推出的TDC2000至今三十多年的历史,它几经更新换代,技术性能日趋完善。据不完全统计现在集散控制系统的类型有2000-3000种,厂家也不计其数如:横河公司的 CENTUM CS 、ABB公司的FREELANCE、FOXBORO公司的I/AS以及国产的浙大中控公司的ECS、和利时公司的DCS系统等。

  分散控制系统DCS(DistributedControlSystem),又称分布式控制系统,产生于20世纪70年代中期,最初是由仪表制造厂商研发出来,当时主要应用于化工行业。它是在集中控制系统的基础上发展而来,综合了计算机、通信、显示和控制等4C技术,是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统,具有连续控制、批量控制、逻辑顺序控制、数据采集等功能。DCS将分散的仪表控制和集中式计算机控制系统二者的优势有机结合起来,体系结构是一个分布式、分支树状结构,从垂直结构来看,分为分散过程控制级、集中操作监控级以及综合信息管理级三级,各级之间既相互独立又相互联系,每一级中又可水平分解成不同的子模块,如分散过程控制级就可分为现场控制站、PLC、智能调节器和其他测控装置。其具有通用性强、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、显示操作集中、人机界面友好、安装简单规范化、调试方便、运行安全可靠等优点。要想了解更多关于分散控制系统的相关资讯,可以去视界网看一下www.shijiezx.com/news/show.php?itemid=20223a10c180e8d9

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