DCS技术的分析与展望

2013-08-15 00:51徐涛王振孙铭兖矿鲁南化工有限公司山东滕州277527
化工管理 2013年18期
关键词:工控总线工业

徐涛 王振 孙铭(兖矿鲁南化工有限公司 山东滕州 277527)

0、引言

过程控制在自动化技术方面得到了广泛地应用, 在工业方面应用的历史仅仅有100 多年的时间,直至微型计算机的问世,过程控制才取得重大进展,数字计算机开始用于工业控制中,并形成了计算机集中控制系统,但却没有形成控制网络体系,存在一定的危险性。 鉴于此,人们研发出了DCS 系统,该系统既可以达到集中控制的目的,又可以分散危险,因此,在目前的工业控制领域中获得较为广泛地应用。DCS 系统应用了很多技术,随着我国科学技术的不断进步,计算机等技术日益成熟,并给DCS 带来了巨大的竞争。 本文就DCS 的相关情况作了简要分析。

1、目前DCS 结构特点及其所采用的技术

1.1、硬件的网络分层结构

比较有代表性的DCS 网络系统主要有以下三个分级:第一,过程控制级;第二,控制管理级;第三,生产管理级。 过程控制级采用的是PLC 或I/O 模块,进而实现控制现场设备的目标。 控制管理级则是将工控网络和PLC 或I /O 模块连接起来, 以达到对流程设备的上位机监控的目的。 生产管理级主要由以下四个部分组成的:第一,文件服务器;第二,管理计算机;第四,工业局域网;第三,监控计算机。 以随时全面掌握现场信息,从而达到对上层的生产进行管理的目的。 由于这一系统对某些局部具有不可靠性,所以,其不易对整个系统产生较大的危害。 此外,随着一系列软硬件的相继问世并得到广泛应用, 其整个系统的可靠性有了巨大的提高,正是由于这个原因,DCS 在今天的工业自动控制系统中得到了较为广泛的应用。

1.2、软件特点

因为DCS 具有一些特殊的功能, 所以其软件系统与我们常说的软件系统存在一定的差异,有其独特的特点。由DCS 软件的构成框图以及工作原理可知,DCS 具有明显的分层网络结构。 虽然工程师站需要处理大量的工作, 但这些工作是由操作员站等专用软件来完成的,因此,人们的工作就是如何更好地使用这些软件。

1.3、DCS的缺点

DCS 虽然具有一定的发展程度,并得到了广泛应用,但随着科学技术的不断发展,一系列新技术相继问世,人们对DCS 提出了更高的要求,因此,目前DCS 还存在一些缺点,主要有:第一,系统需要处理大量的接线工作;第二,其信号、抗干扰等方面的性能较差;第三,当连接一些不同的DCS 时会出现一些问题。

2、当前影响DCS 发展的几种主要技术

2.1、现场总线系统的迅速发展

现场总线系统作为一种新型的控制系统, 属于一种自动化领域技术。它的问世给工业控制领域带来了辉煌的时代。正是由于现场总线技术的发展,才形成了一种新型的控制系统,该系统具有结构合理、可靠性高等优点。

2.2、网络技术的飞速发展

目前,控制网络正朝着更开放、更透明的方向发展,但DCS中的一些现场总线却没有达到彻底开放的目的, 其与太网相比具有一些劣势,比如传输率较低等。 近年来,随着网络技术的不断发展,太网技术广泛应用于工控领域,形成太网控制技术。

2.3、无线连接技术

现如今,无线连接技术一般在数据采集方面应用得较多,却很少用于工程控制方面。 但随着无线连接技术的逐渐成熟,其会在工程控制领域得到较为广泛的应用。 它的一个较为明显的特点就是可以实现较大的通讯距离。 又某种机遇无线连接的中百控制已经研发成功, 这为无线连接技术在工控中使用进一步提供了可能。

3、DCS 的发展趋势

综上所述,随着工业控制领域中的一系列新技术不断出现,其产生的新控制方案以及思想给以往的DCS 控制既提出了严峻的挑战,又提供了较好的机遇。 因此,DCS 应充分利用各种新技术,以完善本身的功能,保持与时代同步。

3.1、充分利用现场总线技术将DCS进一步分散化

FCS 虽然具有较多的优点,但在具体的应用过程中,很少有完全的FCS,这主要是由于:第一,现场总线接口的设备的研发工作需要大量的费用;第二,现场总线具有较多的标准,且具有不统一、排斥等特点;第三,对于某些复杂的工艺过程,DCS 具有明显的优势。 因此,我们不但要取FCS 技术得合理之处,而且还要将FCS 技术融于DCS 中,从而形成了二者的组合系统,又具有二者的优点。

3.2、将工业控制网络进一步引入DCS,将其完全网络化

目前,DCS 一般采用的数据通讯网络都是工业局域网技术,并以此来传输相关信息,实现整个系统的管理,但实际上采用的却是现场总线方式,其具有较低的传输率,成本高于其他产品。而太网成本低,且已经有较长的发展历史,最重要的是,太网得到了极大地改进,从根本上避免了冲突碰撞的问题等,因此,在工业控制现场级中引用太网技术在不久的将来具有较好的前景。

3.3、将无线连接技术引入DCS系统

现如今,DCS 中的数据采集设备普遍采用的是连接在一块的电缆以及控制室, 这种连接方式给系统维修等工作带来较多的不便。 但是,采用无线连接网络结构却可以避免上述缺点,此外,还降低了成本,改善了系统的性能。 尽管这一技术还处于初步研发阶段,却具有较好的发展前景。

4、结论

总之,DCS 技术虽然已经发展成为一种比较成熟的技术,但还面临着很大的挑战。 因此, 必须充分利用DCS 技术的本身优势,广泛采用最为先进的技术,以获得较为完备的功能,从而满足时代发展的要求。

[1]李永博,孙瑜;当前DCS 技术的分析与展望[J].微计算机信息,2004 年07 期

[2]刘素红.锌焙烧工艺中DCS 控制系统的设计和应用研究[D].重庆大学,2006.

[3]张雷.DCS 在火力发电机组电气控制系统中的应用[D].山东大学,2006.

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