浅谈DCS软件系统的应用优点

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浅谈DCS软件系统的应用优点

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摘要：计算机控制系统（DCS）以其集中控制和分散管理的优良特性、灵活可靠的性能、友好直观的互动界面，受到了广大客户青睐，被广泛应用于工业控制系统中。本文详细介绍了DCS系统的这些优点和应用功能，对于DCS系统的使用和维护人员有一定的理论指导意义。本文的作用对于学习研究DCS系统的人员会起到抛砖引玉的作用。本文针对DCS系统的基本特点为出发点，着重讨论了DCS作为应用于化工过程控制工业的计算机控制系统的突出优点。对于DCS工程技术人员有一定的参考价值。

关键词：DCS；集散控制；过程控制；人机界面

引言

计算机控制系统（DCS）以其集中控制和分散管理的优良特性、灵活可靠的性能、友好直观的互动界面，受到了广大客户青睐，被广泛应用于工业控制系统中。本文详细介绍了DCS系统的这些优点和应用功能，对于DCS系统的使用和维护人员有一定的理论指导意义。本文的作用对于学习研究DCS系统的人员会起到抛砖引玉的作用。随着计算机技术（IT）的飞速发展和现代工业的技术的不断进步，有越来越多的计算机应用于工业生产中。比较典型的应用于工业系统的计算机有嵌入式系统、工业可编程控制器（PLC），还有就是集散控制系统。这些系统适用于不同的工业生产场合。例如，PLC适用于比较小型的、简单一些的控制场合，如机械加工、电梯等的控制；而对于大型的，特别是化工、炼油等过程工业也控制场合，DCS系统就比较适合。现代化工过程控制系统中，计算机的应用非常广泛，其中的尤其以DCS系统的大量应用为代表。

一、DCS系统概述

DCS是DistribuledControlSyetem的缩写，一般我们叫做分散控制系统。它的主要特点是集中控制分散管理，提髙安全性；信息集中管理，有利于更高一级的控制。DCS是流程工业关键的控制设备，形象地称其为过程工业的“大脑”和“眼睛”。它的可用性、可靠性和安全性以及灵活的扩展和新技术的集成能力决定着整个工厂生产运行中控制系统对生产效益贡献的大小以及能够降低设备生命周期内的维护成本。

二、集散系统的主要组成部件

现场控制站FidldClntrolStation（FCS）：完成现场数据的采集和控制功能，是系统的基础部分，用于过程现场输入顺出信号处理，进行模拟变量调节控制、一些顺序过程的控制以及逻辑运算和实时快速运算等功能。

人–机接口站HumanInterfaceStation（HIS）：用于过程生产运行的操作和监视。完成与工程师站、操作员站的操作接口功能;一般分成两级，低级的人–机接口在现场控制器附近，可完成手∕自动切换和参数的显示；高级的人–机接口以CRT为基础的控制台，有历史数据的存储和复制，动态流程图及其它图形的显示，有综合报警、过程监视、打印等功能。

过程控制通讯网络PrcocessControlNetwork：将现场控制器、人–机接口装置连成一个完整的系统;还允许与上位计算机连接。

上位计算机接口：完成最优化控制和部分管理工作，没有上位机，现场控制器仍然工作。

三、集散控制系统的优点

DCS有许多优点，主要包括6个方面：

1.分散性和集中性

分散的主要目的是为了使危险分散，进而提髙系统的可靠性和安全性。DCS的集中性解释是指集中监视、集中操作和集中管理。DCS分散性的含义有不同的解释，一方面是控制对象的分散，还有控制设备地域上的分散、控制功能多种多样和危险因素的分散等。

2.自治性和协调性

DCS系统的分散和协调的统一控制是其特点，也是优点。这种分散和集中的设计思想以及自治和协调的设计原则，让DCS以其独有的优势获得进一步发展，并广泛地应用到各工业场合中。DCS系统中的各台计算机均可独立地工作，这一功能被称为自治性。DCS的协调性是指系统中的各台计算机和现场控制器的连接用统一的通信网络互联在一起，相互传送信息，相互协谰工作，共同实现系统的总体功能。DCS的分散和集中、自治和协调不是互相对立，而是互相影响互为补充。

3.灵活性和扩展性

模块化设计方式广泛的应用于DCS软、硬件中。硬件配置可灵活地构成各类不同容量的系统。在企业生产扩大的时候还可根据企业的要求进行系统扩展。软件程序提供的功能模块比较多样，进行简单的组态即可构成各类功能不同的控制系统。在生产工艺和流程发生改变的时候，相应的控制方案可以进行修改，简单的工艺变化只需通过组态变化就可以构成新的控制方案，而硬件配置却不需要改变。

4.先进性和兼容性

DCS系统综合集成了计算机、控制、通讯和图形显示技术。并随着这些技术的发展而不断发展，新型DCS的推出通常兼容老DCS系统的软件和硬件，新老系统间可以无缝传递过程信息，从而实现新老系统的兼容。

5.可靠性和适应性

DCS系统的可靠性来源于其分散性带来系统的危险分散。同时，由于系统采用高性能的电子元器件、先进的生产工艺和抗各种干扰技术。使得DCS对工作环境的要求降低了许多。DCS设备的安装位置可比较灵活，可能满足不同生产的需要。DCS的各项功能可适应现代化大型生产线的控制和管理需求。

6.新颖性和友好性

DCS人机界面，采用动态画面、语音表达等多媒体技术，图文并茂，形象直观，使操作人员宛如进人了现场。这是DCS的新颖性主要表现。

DCS为操作人员提供了直观的人机界面（HMI）。操作员站采用彩色画面和交互式图形，常用的DCS画面有总貌、组、点、趋势、报警、操作指导和流程图等。操作采用图形窗口、键盘、鼠标或专用球标等标准设备，使得操作很简便。

参考文献：

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[3]王维平等编著.仿真模型有效性确认与验证[M].国防科技大学出版社,1998

[4]陈宗海编著.过程系统建模与仿真[M].中国科学技术大学出版社,1997