PDF《安徽天康（集团）股份有限公司 销售热线：0550-7021966》

安徽天康(集团)股份有限公司 销售热线:0550-7021966 在工业企业中,应用效益最直接、最明显的系统应当是工业控制系统,特 别是 DCS(分布式控制系统).

尽管若干年以前,就有人判定 DCS 即将被 FCS(现 场总线控制系统)所取代,然而直至今日,DCS 仍然具有相当的生命力. ARC 咨询机构

2003 年发布了世界 DCS 市场预测报告.该报告预测,世界 DCS 市场从

2002 年至

2007 年将保持 2.5%的增长, 从2003 年的

91 亿美元增长到

103 亿美元.DCS 的发展速度之所以不高,主要原因是美国等发达国家的经济增长速 度减慢所造成.而中国近几年的 DCS 的增长速度应该在 10%以上.当今的 DCS 与十年前的 DCS 相比,发生了根本性的变化. DCS 已经进入第四代 受信息技术(网络通信技术、计算机硬件技术、嵌入式系统技术、现场总线 技术、各种组态软件技术、数据库技术等)发展的影响,以及用户对先进的控制 功能与管理功能需求的增加,各DCS 厂商(以Honeywell、Emerson、Foxboro、 横河、ABB 为代表)纷纷提升 DCS 系统的技术水平,并不断地丰富其内容.可以 说,以Honeywell 公司最新推出的 Experion PKS(过程知识系统)、Emerson 公司的 PlantWeb (Emerson Process Management)、Foxboro 公司的 A

2、横河公 司的 R3(PRM-工厂资源管理系统)和ABB 公司的 Industrial IT 系统为标志的 新一代 DCS 已经形成. 如果我们把当年 Foxboro 公司的 I/A Series 看作第三代 DCS 系统里程碑的 话, 那么以上几家的最新 DCS 可以划为第四代. 第四代 DCS 的最主要标志是两个 I 开头的单词:Information (信息)和Integration(集成). 第四代 DCS 的技术特点 第四代 DCS 的体系结构主要分为四层结构:现场仪表层、控制装置单元层、 工厂(车间)层和企业管理层.一般 DCS 厂商主要提供除企业管理层之外的三层 功能, 而企业管理层则通过提供开放的数据库接口, 连接第三方的管理软件平台 (ERP、CRM、SCM 等).所以说,当今 DCS 主要提供工厂(车间)级的所有控制 和管理功能,并集成全企业的信息管理功能. DCS 充分体现信息化和集成化 信息和集成基本描述了当今 DCS 系统正在发生的变化. 用户已经可以采集整 个工厂车间和过程的信息数据, 但是用户希望这些大量的数据能够以合适的方式 体现,并帮助决策过程,让用户以他明白的方式,在方便的地方得到真正需要的 数据. 信息化体现在各 DCS 系统已经不是一个以控制功能为主的控制系统, 而是一 个充分发挥信息管理功能的综合平台系统.DCS 提供了从现场到设备,从设备到 车间,从车间到工厂,从工厂到企业集团整个信息通道.这些信息充分体现了全 面性、准确性、实时性和系统性. 大部分 DCS 提供了过去常规 DCS 功能、SCADA(监控和数据采集)功能以及 MES(制造执行系统)的大部分功能.与ERP 不同,MES 汇集了车间中用以管理 和优化、 从下订单到成品的生产活动全过程的相关硬件或软件组件, 它控制和利 PDF 文件使用 pdfFactory 试用版本创建 www.fineprint.cn 安徽天康(集团)股份有限公司 销售热线:0550-7021966 用实时准确的制造信息来指导、传授、响应并报告车间发生的各项活动,同时向 企业决策支持过程提供有关生产活动的任务评价信息.MES 的功能包括车间的资 源分配、过程管理、质量控制、维护管理、数据采集、性能分析和物料管理等功 能模型,与DCS 相关的各功能模块有资源配置与状态(Resource Allocation and Status)、派遣生产单元(Dispatching Production Units)、文档控制(Document Control)、数据收集/获取(Data Collection/Acquisition)、劳工管理(Labor Management)、质量管理(Quality Management)、维护管理(Maintenance Management)、 产品跟踪(Product Tracking)、 性能分析(Performance Analysis). DCS 的集成性则体现在两个方面:功能的集成和产品的集成.过去的 DCS 厂 商基本上是以自主开发为主, 提供的系统也是自己的系统.当今的 DCS 厂商更强 调的系统集成性和方案能力, DCS 中除保留传统 DCS 所实现的过程控制功能之外, 还集成了 PLC(可编程逻辑控制器)、RTU(采集发送器)、FCS、各种多回路调 节器、各种智能采集或控制单元等.此外,各DCS 厂商不再把开发组态软件或制 造各种硬件单元视为核心技术, 而是纷纷把 DCS 的各个组成部分采用第三方集成 方式或 OEM 方式.例如,多数 DCS 厂商自己不再开发组态软件平台,而转入采用 兄弟公司(如Foxboro 用Wonderware 软件为基础)的通用组态软件平台,或其 它公司提供的软件平台(Emerson 用Intellution 的软件平台做基础).此外, 许多 DCS 厂家甚至 I/O 组件也采用 OEM 方式(Foxboro 采用 Eurothem 的I/O 模块,横河的 R3 采用富士电机的 Processio 作为 I/O 单元基础,Honeywell 公司 的PKS 系统则采用 Rockweell 公司的 PLC 单元作为现场控制站. DCS 变成真正的混合控制系统 过去 DCS 和PLC 主要通过被控对象的特点(过程控制和逻辑控制) 来进行划 分.但是,第四代的 DCS 已经将这种划分模糊化了.几乎所有的第四代 DCS 都包 容了过程控制、逻辑控制和批处理控制,实现混合控制.这也是为了适应用户的 真正控制需求. 因为多数的工业企业绝不能简单地划分为单一的过程控制和逻辑 控制需求, 而是由过程控制为主或逻辑控制为主的分过程组成的. 我们要实现整 个生产过程的优化, 提高整个工厂的效率,就必须把整个生产过程纳入统一的分 布式集成信息系统.例如,典型的冶金系统、造纸过程、水泥生产过程、制药生 产过程和食品加工过程、 发电过程, 大部分的化工生产过程都是由部分的连续调 节控制和部分的逻辑联锁控制构成. 第四代的 DCS 系统几乎全部采用 IEC61131-3 标准进行组态软件设计.该标 准原为 PLC 语言设计提供的标准.同时一些 DCS(如Honeywell 公司的 PKS)还 直接采用成熟的 PLC 作为控制站. 多数的第四代 DCS 都可以集成中小型 PLC 作为 底层控制单元. 今天的小型和微型 PLC 不仅具备了过去大型 PLC 的所有基本逻辑 运算功能,而且高级运算、通信以及运动控制也能实现. DCS 包含 FCS 功能并进一步分散化 过去一段时间,一些学者和厂商把 DCS 和FCS 对立起来.其实,真正推动 FCS 进步的仍然是世界主要几家 DCS 厂商.所以,DCS 不会被 FCS 所代替,而是 DCS 会包容 FCS,实现真正的 DCS.如今,这一预测正在被现实所验证.所有的 第四代 DCS 都包含了各种形式的现场总线接口, 可以支持多种标准的现场总线仪 表、执行机构等.此外,各DCS 还改变了原来机柜架式安装 I/O 模件、相对集中 的控制站结构,取而代之的是进一步分散的 I/O 模块(导轨安装),或小型化的 PDF 文件使用 pdfFactory 试用版本创建 www.fineprint.cn 安徽天康(集团)股份有限公司 销售热线:0550-7021966 I/O 组件(可以现场安装)或中小型的 PLC. 分布式控制的一个重要优点是逻辑分割, 工程师可以方便地把不同设备的控 制功能按设备分配到不同的合适控制单元上, 这样操作工可以根据需要对单个控 制单元进行模块化的功能修改、下装和调试.另一个优点是,各个控制单元分布 安装在被控设备附近,既节省电缆,又可以提高该设备的控制速度.一些 DCS 还包括分布式 HMI 就地操作站, 人和机器将有机地融合在一起, 共同完成一个智 能化工厂的各种操作. 例如 Emerson 的DeltaV、 Foxboro 的A2 中的小模块结构、 Ovation 的分散模块结构等. 可以说,现在的 DCS 厂商已经越过炒作概念的误区,而是突出实用性.一套 DCS 可以适应多种现场安装模式:或用现场总线智能仪表,或采用现场 I/O 智能 模块就地安装(既节省信号电缆,又不用昂贵的智能仪表),或采用柜式集中安 装(特别适合改造现场).一切由用户的现场条件决定,充分体现为用户设想. DCS 进入低成本时代 DCS 在上世纪

80 年代甚至

90 年代还是技术含量高、应用相对复杂、价格也 相当昂贵的工业控制系统.随着应用的普及,大家对信息技术的理解,DCS 已经 走出高贵的神秘塔,变成大家熟悉的、价格合理的常规控制产品. 第四代 DCS 的另一个显著特征就是各系统纷纷采用现成的软件技术和硬件 (I........