浅谈DCS系统的应用与发展趋势

黄春成

摘 要：在当代，DCS系统在我国的各个行业特别是生产型企业得到广泛的应用，其根本原因在于应用这一系统能够在一定程度上使得相关设备可以分布控制，可以减少相关设备在运行过程中出现问题的机率，对于降低企业成本，提高产能，增加企业效益起到很大作用。

关键词：DCS系统；应用；发展趋势

中图分类号：TP273 文献标志码：A

0 引言

DCS是分散控制系统（Distributed Control System）的简称，国内一般习惯称为集散控制系统。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、通信、显示和控制等技术，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。

1 应用DCS系统的优缺点

相关研究中了解到应用DCS系统具备诸多优势，主要表现在4个方面：第一，DCS系统能够在各个操控对象上实现运行控制的目标，能够避免相关设备在运行过程中出现问题。加上DCS系统自身控制功能相对分散，控制工作相对明确。而且DCS系统还能够提升计算机设备逻辑控制能力，这也从侧面说明DCS系统具有较高可靠性。第二，理论上来说，各项设备应用DCS系统，对于实现各项系统之间的信息交互起到不可忽视的作用。而且DCS还能够满足各项运行系统扩容的目的，对于推进各项系统稳定运行等方面也起到无可替代的作用。第三，任何设备和系统在运行之前，都需要相关人员对系统运行控制算法和其他方面因素有一个全面的了解，并将各项设备运行模式与DCS系统进行有效结合，严格控制各项设备在运行过程中出现问题，借以实现DCS系统控制水平提升的目的。第四、正是因为DCS系统具有分散性的特点，各个控制计算机自身控制任务相对单一，一旦计算机某一节点出现问题，相关人员能够在短时间内找出计算机节点出现问题的可能，及时维护出现问题的计算机节点，有效排除故障，这对于推进DCS控制系统稳定运行也起到不可忽视的作用 。

尽管DCS系统具有诸多优势，但是不可否认DCS系统还存在一些不足，对于DCS系统的不足来说，其主要表现在两个方面：第一，企业内部使用的仪器设备大多数为模拟仪表，这些仪器仪表本身缺乏信息传输功能，在实施计算机网络管理的过程中出现问题的可能性较大，对网络管理合理性也有非常严重的影响。第二，一般来说，不同厂家所生产出来的DCS系统在运行模式和各方面参数上大相径庭，这就导致DCS系统的网络及现场设备之间互换性能较差，如果不对这种现象制定有效的解决措施，长此以往势必造成DCS系统运行状态紊乱，加上DCS系统开放性也没有达到相关设备运行要求，在进行数据信息转换时需要借助其他仪器设备，无形中加大DCS系统运行成本，对DCS系统的发展存在很大的影响。

2 DCS系统的具体应用

DCS自20世纪70年代问世以来，发展异常迅速。目前，它作为新一代工业自动化过程控制设备，在世界范围内被广泛应用于石油、化工、冶金、纺织、电力、食品等工业，我国在石油、冶金、化工与电力等行业也已普遍推广应用。

2.1 DCS系统在制糖工业中的应用

在实施制糖工业时，引入DCS系统，对制糖各工段进行集中监测控制，如榨机及各类电机的启停及运转速度、运行频率等各参数的检测控制，还有煮糖罐糖浆的温度、料位，还有锤度等参数的检测显示，使DCS系统与制糖各工段内部相关仪器设备进行有效结合，精确检测制糖各工序，各部位的各种参数，有效避免在制糖过程中出现问题，提高制糖企业的产能和产品质量。

2.2 DCS系统在发电工程中的应用

DCS系统发电工程中也有广泛的应用，在实施发电工程时引入DCS系统，集中监控发电机组的各个位置的温度、压力、转速、振动、胀差、轴向位移、发电机的频率、发电功率及各电机运行电流等参数，能够有效控制发电机组相关信息系统，并制定总线连接模式，保证发电机组各项系统硬件之间能够实现信息稳定传输的目的，使发电机组达到安全平稳运行的目的。

2.3 DCS系统在石油化工中的应用

石化工业的特点是连续大生产，特别强调安全、稳定、长期、满负荷、优化的运行。随着生产装置的大型化、复杂化，过程控制在生产上占有的地位日趋重要。多年来，我国石化工业也努力采用先进的电子技术改造传统生产方法，积极开发投资少、见效快、经济效益好的微机控制项目。例如催化裂化监控系统等。同时在一些工艺复杂、效益较高、管理有一定基础的重要关键生产装置上采用DCS。采用DCS系统的石化企业，绝大部分都取得了较好的经济效益，对工业生产起了促进作用，DCS系统具有常规仪表无法代替的优点，充分显示了DCS安全可靠性高、控制算法丰富、组态灵活、调节品质高、人机界面友好、操作方便、易于扩展、信息管理集中等特点。

2.4 DCS系统在其他行业的应用

DCS系统在我国各个行业都有极广泛的应用，企业引用DCS系统后提高了企业的产品质量，降低了能耗，保证了安全生产，且效益非常显著。可见DCS系统对于提升各个行业发展的稳定性，全面提升我国地方经济水平等方面起到不可忽视的作用。

3 DCS系统未来发展趋势

FCS是现场总线控制系统（Fieldbus Control System）的简称，它是用现场总线网络将现场各个控制器、仪表设备互联，构成现场总线控制系统，同时控制功能彻底下放到现场。目前新型的DCS已有很强的顺序控制功能；新型的PLC，在處理闭环控制方面也不差，并且两者都能组成大型网络，DCS与PLC的适用范围，已有很大的交叉。而FCS则是由DCS与PLC发展而来，不仅具备DCS与PLC的特点，而且跨出了革命性的一步。通过使用FCS系统，用户可以大量减少现场接线，用单个现场仪表可实现多变量通信，不同制造厂生产的装置间可以完全互操作，增加现场一级的控制功能，系统集成大大简化，并且维护十分简便，降低了安装成本和维修费用。不难从采用DCS系统的电厂中与自动控制系统有关的所用电缆公里数看出，电缆在基建投资中所占份额很大，可见采用FCS系统后可以减少大量现场接线，节约很大一次投资，同时降低了安装成本，而且维护成本更低，将给企业产生非常大的经济效益。可见FCS系统已在一定程度上融合了DCS与PLC系统的特点，且大有赶超DCS系统的趋势，DCS以后的发展趋势将会是往FCS方向发展。FCS系统有望成为21世纪控制系统的主流产品。

结语

综上所述，先了解DCS系统的优势和不足、了解DCS系统在各行业中的实际应用、了解DCS系统的未来发展趋势，今后可以为拓展DCS系统的应用和进一步发展提供动力、可以为推进我国各行业稳步发展提供可靠的技术支持。

参考文献

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