DCS系統(tǒng)設(shè)計(jì)及先進(jìn)控制在DCS系統(tǒng)中應(yīng)用

李璟

（海洋石油富島有限公司 海南省東方市 572600）

DCS 系統(tǒng)是集合有控制技術(shù)、通訊技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的一種分布式控制系統(tǒng)，因而也具有極強(qiáng)的集散控制功能。DCS 作為分布式控制系統(tǒng)的重要構(gòu)成部分，可以將計(jì)算機(jī)控制技術(shù)與通信技術(shù)做出相互融合，以確保分布式信息通訊的順暢，可以保證對(duì)生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)做出全面分析與調(diào)整，同時(shí)對(duì)于設(shè)備運(yùn)行的整體質(zhì)量也能起到一定的維護(hù)作用。在先進(jìn)控制技術(shù)中采用DCS 技術(shù)，同樣可以提升控制的整體效率，以滿足控制技術(shù)的發(fā)展需求，通過對(duì)系統(tǒng)中的各項(xiàng)信息及數(shù)據(jù)做出快速傳遞，以確保分散式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以更加完善。

1 DCS系統(tǒng)概念

1.1 概念

DCS 控制系統(tǒng)是一個(gè)基于微處理器的儀表控制系統(tǒng)，采用分散控制功能/集中顯示和操作的設(shè)計(jì)原則，考慮到分區(qū)、自治和綜合協(xié)調(diào)。以下是有關(guān)于DCS 控制系統(tǒng)的概念。

DCS 控制系統(tǒng)采用分散控制，集中運(yùn)行與管理的基本設(shè)計(jì)思想，當(dāng)存在主機(jī)時(shí)，輸出裝置可以以開關(guān)或者模擬信號(hào)的形式，向終端元件輸出計(jì)算機(jī)控制命令，該層直接面向現(xiàn)場，并與現(xiàn)場連成相連，比如閥門、變送器、電機(jī)、各種傳感器、執(zhí)行器等，他們既是工業(yè)現(xiàn)場的基本設(shè)備，也是DCS 的基礎(chǔ)。

集中管理與分散控制是DCS 的主要特點(diǎn)，分散控制是指系統(tǒng)的控制部分是由幾個(gè)分散性相對(duì)獨(dú)立的子控制機(jī)構(gòu)所表示，這些機(jī)構(gòu)在各自范圍內(nèi)，履行自身的職責(zé)，各司其職，相互并不干涉，以完成各自的目標(biāo)，當(dāng)然這些目標(biāo)也是整個(gè)系統(tǒng)的目標(biāo)。DCS 通常采用分層結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)置，每一層由多個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成。

1.2 設(shè)計(jì)的基本原則

1.2.1 系統(tǒng)柜

（1）按照AI、AO、DI、DO 的順序排列卡件，非冗余在先，冗余在后；

圖1 ：DCS 系統(tǒng)構(gòu)成及主要設(shè)備示意圖

（2）數(shù)字量輸入輸出卡信號(hào)數(shù)量多，信號(hào)線多，在機(jī)柜空間允許的情況下，盡量減少單列數(shù)字輸入輸出卡的數(shù)量；

（3）盡量做到link1 和link2 所帶IO 卡件均衡；

（4）雖然控制器的備用電池可帶兩對(duì)控制器，設(shè)計(jì)時(shí)最好一對(duì)一個(gè)電池（兩個(gè)控制器之間機(jī)柜一般不會(huì)并柜）

1.2.2 配電柜

（1）空開的選擇要依實(shí)際用電負(fù)荷計(jì)算所得，一般大一個(gè)等級(jí)；

（2）UPS 及GPS 的空開都要留一定余量；

（3）現(xiàn)場儀表需要的220V 供電直接從配電柜引出，配保險(xiǎn)供電端子；

（4）遇到進(jìn)線為380V 的情況下，分為三路220V 供電時(shí)盡量平衡三相負(fù)載。

1.2.3 網(wǎng)絡(luò)柜

（1）可采用機(jī)架固定及托盤的方式安裝網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；

（2）網(wǎng)絡(luò)柜內(nèi)配置插座時(shí)要考慮網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及附屬設(shè)備（如光電轉(zhuǎn)換器）的數(shù)量及插頭規(guī)格；

（3）柜內(nèi)風(fēng)扇照明單獨(dú)配空開。

1.2.4 輔助柜

（1）安全柵、繼電器、端子安裝在不同的機(jī)柜內(nèi)；

（2）輔助柜內(nèi)的安裝順序與系統(tǒng)柜卡件的順序一致；

（3）不同控制器的輔助柜盡量不共用；

（4）柜內(nèi)風(fēng)扇照明不采用UPS；

（5）第三方設(shè)備安裝在DCS 輔助柜內(nèi)的，要考慮空間、供電電壓及負(fù)荷。

2 DCS控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

DCS 作為一種具有極強(qiáng)的集散控制功能的分布式控制系統(tǒng)，最基礎(chǔ)的思想就是集中操作、分散控制和分組管理，因此才具有組態(tài)方便、系統(tǒng)存配置靈活等顯著特征，具體可以分析為以下特點(diǎn)：

2.1 可靠性高

DCS 控制系統(tǒng)主要是可以把不同計(jì)算機(jī)上控制功能，實(shí)現(xiàn)集中同一控制的特點(diǎn)，因此在整個(gè)系統(tǒng)中，分散的每臺(tái)計(jì)算機(jī)所承擔(dān)的系統(tǒng)任務(wù)都是單一的，因此在這樣狀況下，不管分散當(dāng)中的任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)系統(tǒng)故障問題，都不會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)具有較大影響。且該結(jié)構(gòu)模式可以針對(duì)不同的系統(tǒng)需求借用不同的計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)其功能要求，這有效提升了計(jì)算機(jī)性能，從而對(duì)系統(tǒng)可靠性也有所提高。

2.2 開放

DCS 控制系統(tǒng)完全采用模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)操作，并且是通過以太網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信。因?yàn)椴捎玫氖悄K化和標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)，就使得本系統(tǒng)就具備了開放的特性，所以在整個(gè)完整的系統(tǒng)中，任何一個(gè)自系統(tǒng)都能在控制系統(tǒng)中進(jìn)行較為方便的接入，同又可以在系統(tǒng)中進(jìn)行隨時(shí)卸載，并且不會(huì)對(duì)任何一個(gè)計(jì)算機(jī)或者是子系統(tǒng)造成有關(guān)影響，同時(shí)不管是在功能擴(kuò)充或是調(diào)整上，都使得該控制系統(tǒng)都極為的方便。

2.3 維護(hù)簡單方便

DCS 控制系統(tǒng)中的每個(gè)計(jì)算機(jī)都是獨(dú)立存在的，且都由微型或小型的計(jì)算機(jī)單一進(jìn)行構(gòu)成的。這也確保了即便某一計(jì)算機(jī)出現(xiàn)問題，并不會(huì)其他計(jì)算機(jī)的功能造成影響。因此在出現(xiàn)故障時(shí)，可以在不影響整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的背景之下，對(duì)故障點(diǎn)所出現(xiàn)的故障進(jìn)行檢測與排除。因此，DCS 控制系統(tǒng)也具有維護(hù)簡單方便的特點(diǎn)。

DCS 控制系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中，可以實(shí)現(xiàn)順序、連續(xù)控制，即可實(shí)現(xiàn)解耦、前饋、串級(jí)、預(yù)測控制以及自適應(yīng)等，因此整個(gè)系統(tǒng)就具備非常靈活的構(gòu)成方式，組成部分主要由現(xiàn)場控制站、管理站、工程師站、操作員站等進(jìn)行組成，當(dāng)然也可以由可編程控制器、服務(wù)器等組成。其中過程級(jí)采集的現(xiàn)場數(shù)據(jù)都是由數(shù)據(jù)采集站和現(xiàn)場控制站來實(shí)現(xiàn)的，并且都是依托于網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，將要求創(chuàng)送至實(shí)施操作的計(jì)算機(jī)。而包含數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和優(yōu)化等，當(dāng)然也包含故障的報(bào)警、診斷、顯示等內(nèi)容，都是由操作級(jí)來實(shí)現(xiàn)對(duì)過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中操作。DCS 可以依據(jù)企業(yè)對(duì)整體管理的需求，操作可以使用具備管理級(jí)的系統(tǒng)，從而就實(shí)現(xiàn)了與管理系統(tǒng)中更高級(jí)別之間的聯(lián)系，企業(yè)就可以最終實(shí)現(xiàn)其他管理功能的集中操作與管理。目前DCS 控制系統(tǒng)在各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域都具有較為廣泛的應(yīng)用，主要就由于其本身具備較高的開放性、可靠性等特征，且維護(hù)和組態(tài)都極為方便等特征因素。而在化工企業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，DCS 控制系統(tǒng)可以說已經(jīng)應(yīng)用的相當(dāng)成熟與完善，企業(yè)展開合理的方案設(shè)計(jì)對(duì)于DCS控制系統(tǒng)來講至關(guān)重要，不僅可以充分展示DCS 控制系統(tǒng)的優(yōu)越性、先進(jìn)性，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)企業(yè)提升自動(dòng)化生產(chǎn)水平。

3 DCS控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的分析

當(dāng)前在現(xiàn)場控制站實(shí)際應(yīng)用中，可以對(duì)計(jì)算機(jī)做出獨(dú)立的檢測與控制，從而提高整個(gè)測控的技術(shù)水平?，F(xiàn)場控制站包括機(jī)械電源等相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施，通過設(shè)置多層連接架，從而以確保電源和模具全面安裝在外邊包裹金屬材質(zhì)上，提高電氣連接的整體控制效率，且具有較好的電磁屏蔽性能，為電子設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行提供了較為安全的環(huán)境。

在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，想要確保電磁屏蔽效果，從而降低電磁對(duì)于操作人員的危害，就需要重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)于現(xiàn)場控制柜中的接地設(shè)置，盡可能的降低電阻值。

在現(xiàn)階段為滿足設(shè)備正常的運(yùn)行，大多數(shù)的機(jī)柜都會(huì)需要安裝風(fēng)扇裝置來穩(wěn)定柜內(nèi)的溫度。此外，也要運(yùn)用風(fēng)扇來促進(jìn)機(jī)會(huì)內(nèi)部與外界空氣之間的交互，從而降低柜內(nèi)產(chǎn)生灰塵的概率。如果控制柜外部的環(huán)境溫度過高或者過低，那么機(jī)會(huì)內(nèi)部都要設(shè)置相對(duì)應(yīng)的空調(diào)裝置，以確保柜內(nèi)溫度平衡。在控制站設(shè)置中，需要展開高效穩(wěn)定的運(yùn)行方式對(duì)交流供電系統(tǒng)進(jìn)行處理異常工作狀態(tài)，以此來確?，F(xiàn)場更趨于穩(wěn)定性狀態(tài)的控制站交流電源，與此同時(shí)，也需要使用雙向電源以確?？刂普咎峁┏渥汶娫?，在現(xiàn)場控制站內(nèi)，原則上是不能設(shè)置大功率的設(shè)備，如果難以避免，那么也要加強(qiáng)對(duì)隔離變壓器的隔離設(shè)置，并在初/次級(jí)線圈之間通過添加接地,來消除其運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的共模干擾，此外也可以借助UPS電源以確保不間斷供電，且在計(jì)算機(jī)控制下，輸入輸出端口的種類也需呈現(xiàn)出多樣化的設(shè)置。

在過程中應(yīng)對(duì)現(xiàn)場控制站交流電源的穩(wěn)定性和可靠性進(jìn)行不斷提高，以此來確保具有穩(wěn)定運(yùn)行的交流供電系統(tǒng)。在計(jì)算機(jī)接口控制中，屬于模式接口設(shè)計(jì)，使用系統(tǒng)通道就需要針對(duì)輸入通道、脈沖量通道等不同形式做出不同的設(shè)計(jì)模擬量，輸入通道具有連續(xù)化學(xué)量和物質(zhì)力量的特點(diǎn)，因此可以對(duì)線路進(jìn)行檢測并快速轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。脈沖通道能夠在現(xiàn)場儀表中得意正常運(yùn)行，依據(jù)機(jī)械設(shè)置、渦流計(jì)量器等對(duì)脈沖信號(hào)作出管理，以確保脈沖信號(hào)的輸入效果得到明顯提升。

4 DCS系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

4.1 控制站設(shè)計(jì)

4.1.1 機(jī)柜和電源

構(gòu)成系統(tǒng)內(nèi)部機(jī)構(gòu)主要由在現(xiàn)場控制站內(nèi)存在著多個(gè)機(jī)架組成，這樣安裝模塊和電源的過程從中可以得到相應(yīng)的幫助，而為了有效的避免電磁干擾，都會(huì)采用金屬材料來進(jìn)行外層包裹，同時(shí)也能保障電子設(shè)備在內(nèi)部進(jìn)行穩(wěn)定的運(yùn)行。而從系統(tǒng)設(shè)計(jì)上來說，在為了保護(hù)人員安全和提高設(shè)計(jì)思維屏蔽效果，那么在對(duì)機(jī)柜進(jìn)行設(shè)計(jì)裝時(shí)，應(yīng)將電阻控制在3Ω 內(nèi)，那么就需要進(jìn)行安裝接地設(shè)置。在實(shí)踐設(shè)計(jì)時(shí)，也需將電風(fēng)扇安裝到機(jī)柜的內(nèi)部，對(duì)于柜產(chǎn)生的熱量進(jìn)行散發(fā)。在使用時(shí)，不僅使得機(jī)柜處于溫度平衡的狀態(tài)，與此同時(shí)，內(nèi)外部氣流也能實(shí)現(xiàn)相互更替，如此灰塵也難以出現(xiàn)在設(shè)備內(nèi)部，就避免了設(shè)備因灰塵而造成的損壞，在這過程中，操作方式可使用正壓進(jìn)風(fēng)進(jìn)行。在進(jìn)行電源提供時(shí)，控制站需要選擇雙向交流電源，因有大功率設(shè)備存在機(jī)柜附近，所以在實(shí)現(xiàn)供電過程就需要相應(yīng)設(shè)計(jì)人員使用隔離變壓器，且實(shí)現(xiàn)接地就使用次級(jí)線圈和初級(jí)線圈來處理。目前在我國電力行業(yè)中都是要求進(jìn)行連續(xù)性生產(chǎn)的，那么采用不間斷CPU就是相應(yīng)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)電源時(shí)需必備的，目前最常用的就是后背電源和在線電源這兩種不間斷電源。

4.1.2 輸入通道和輸出通道

針對(duì)輸入和輸出這兩部分來講，主要包括在現(xiàn)場的控制站的控制系統(tǒng)中，且輸入和輸出中也包含了極多的種類和數(shù)量。同時(shí)，DCS 系統(tǒng)在相應(yīng)的設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，一般就兩種采用通道類型：模擬量通道和脈沖量通道。模擬量輸入通道是需要設(shè)計(jì)人員生產(chǎn)連續(xù)性的產(chǎn)品，并將有效線路轉(zhuǎn)為相對(duì)應(yīng)電信號(hào)，就可以使得電信號(hào)傳輸?shù)捷斎胪ǖ乐?。而脈沖量通道指在儀表設(shè)備中計(jì)算裝置傳輸脈沖信號(hào)，就包括：渦輪計(jì)算器和轉(zhuǎn)速計(jì)裝置，而設(shè)計(jì)人員在脈沖量通道進(jìn)行設(shè)計(jì)過程中時(shí)，須深入的對(duì)測量信號(hào)進(jìn)行分析，因此都會(huì)在IP 板上進(jìn)行安裝標(biāo)準(zhǔn)電路和計(jì)算裝置，從而可以提前為計(jì)算工程量做好足夠準(zhǔn)備。

4.2 主控單元

DCS 系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)過程時(shí)，主要包括CPU 和儲(chǔ)存器兩部分組成的主控單元，首先對(duì)于CPU 的設(shè)計(jì)要基于實(shí)際情況出發(fā)，一般來說常用的是16 位或者32 位的處理器,浮點(diǎn)預(yù)算協(xié)處理器，同樣可以提高其處理能力，降低工作周期。其次，在正常運(yùn)行的計(jì)算機(jī)中最為基礎(chǔ)的就是：包含隨機(jī)和只讀兩種存儲(chǔ)器的相關(guān)設(shè)計(jì)，其中設(shè)計(jì)儲(chǔ)存器時(shí)最為主要的就是可以提高系統(tǒng)的安全性。整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程都應(yīng)依據(jù)具體實(shí)際情況對(duì)于組態(tài)作出相應(yīng)調(diào)整，以便于提高整個(gè)形同運(yùn)行的可靠性。

5 在DCS系統(tǒng)中先進(jìn)控制技術(shù)的應(yīng)用

5.1 應(yīng)用優(yōu)勢

隨著DCS 系統(tǒng)管理技術(shù)不斷加強(qiáng)，現(xiàn)今在化工生產(chǎn)過程中關(guān)于DCS系統(tǒng)應(yīng)用也迎來廣泛應(yīng)用和良好的發(fā)展趨勢。優(yōu)化先進(jìn)控制技術(shù),可以為企業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展創(chuàng)造出更為良好的條件，同時(shí)也將提高企業(yè)的市場競爭力。在現(xiàn)代控制技術(shù)發(fā)展過程中，現(xiàn)代控制技術(shù)理論以及人工智能之間的應(yīng)用，已經(jīng)為先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了更為良好的條件。實(shí)質(zhì)上先進(jìn)控制系統(tǒng)與常規(guī)PID 控制之間存在一定的差異。

如圖2 所示，先進(jìn)控制技術(shù)的應(yīng)用不但可以幫助企業(yè)獲得較大利潤，同時(shí)通過相對(duì)應(yīng)的控制策略作為支撐，其算法控制方法的形式也會(huì)相對(duì)比較多，但是受外界因素的影響較大，一旦外界環(huán)境發(fā)生變化，那么就會(huì)對(duì)參數(shù)的精準(zhǔn)性造成不利的影響，甚至發(fā)生一些突變，如果工業(yè)系統(tǒng)的變化速度較快，那么就會(huì)超出預(yù)算情況。這就導(dǎo)致常規(guī)的控制技術(shù)難以有效的對(duì)復(fù)雜的工業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行處理，只有選擇先進(jìn)控制器系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)工業(yè)過程做出有效的控制。眾所周知，先進(jìn)的控制技術(shù)應(yīng)用在企業(yè)生產(chǎn)過程中，將為企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。相關(guān)資料表明，許多石油工業(yè)化企業(yè)中，借助先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，其經(jīng)濟(jì)效益得到了穩(wěn)定增長，且投入的成本也相對(duì)較低，這位企業(yè)的發(fā)展帶來了豐厚利潤。相關(guān)研究表明，采用先進(jìn)控制技術(shù)可以有效的處理工業(yè)系統(tǒng)存在的問題，通過加強(qiáng)工業(yè)系統(tǒng)的控制，可以賦予工業(yè)系統(tǒng)較好的控制效果，對(duì)其發(fā)展具有積極作用。

圖2 ：先進(jìn)控制技術(shù)

5.2 技術(shù)特點(diǎn)

在DCS 控制系統(tǒng)中，先進(jìn)的控制技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)之間存在較大差異。首先從控制策略而言，先進(jìn)控制技術(shù)主要采用兩種控制策略，分別是擁有模型的控制策略以及知識(shí)控制策略。所謂模型控制策略，其主要應(yīng)用在生物識(shí)別和軟測量等領(lǐng)域。而知識(shí)控制則主要應(yīng)用在智能控制等方面。這兩種控制策略都是控制技術(shù)未來發(fā)展的主要方向。先進(jìn)控制技術(shù)的應(yīng)用可以有效解決傳統(tǒng)控制技術(shù)下常見問題，使得控制策略能夠更好的發(fā)揮自身的作用，并應(yīng)對(duì)多變的工業(yè)環(huán)境，在傳統(tǒng)的控制技術(shù)下往往會(huì)存在一定的不確定性、非線性、多變量耦合等問題，而一些工業(yè)環(huán)境下的模型只有在先進(jìn)控制模型下才能發(fā)揮出其應(yīng)有的成效，先進(jìn)控制技術(shù)具有較強(qiáng)靈活性與環(huán)境適應(yīng)性，可以與各種控制條件與參數(shù)作出有效的協(xié)調(diào)與配合，更好的發(fā)揮出動(dòng)態(tài)生成過程的特點(diǎn)與要求，有效強(qiáng)化了控制的效果。

5.3 技術(shù)發(fā)展

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，往往會(huì)出現(xiàn)很多生化、化學(xué)、相變等反應(yīng)過程，對(duì)于能量與物質(zhì)做出轉(zhuǎn)化與傳遞，因此工業(yè)生產(chǎn)過程實(shí)際上是相對(duì)比較復(fù)雜的。與此同時(shí)，工業(yè)生產(chǎn)過程中存在非線性、信息不完整性、不確定性等特點(diǎn)，因此也會(huì)對(duì)先進(jìn)控制的應(yīng)用造成較大的阻礙。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，這些因素都具有重要的意義，可以對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量造成直接影響，同時(shí)也會(huì)造成材料能源的消耗，生產(chǎn)含速率等技術(shù)指標(biāo)。在連續(xù)化、大型化的工業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)變過程中，工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)質(zhì)性、整體性也會(huì)得到不斷的優(yōu)化，因此在DCS 系統(tǒng)中，為了有效實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)優(yōu)化以及系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)，在裝置復(fù)雜等問題的解決過程中，對(duì)于先進(jìn)控制做出應(yīng)用將取得較好的效果。在過程控制當(dāng)中一個(gè)對(duì)象通過對(duì)PID 控制規(guī)律單項(xiàng)輸出的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)較為簡單的反饋控制，在控制中以經(jīng)典理論作為基礎(chǔ)，在各類工業(yè)生產(chǎn)流程過程中，傳統(tǒng)的PID控制都得到了較為廣泛的應(yīng)用，而在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)過程中，DCS 系統(tǒng)應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，但同樣不能忽略原有的PID 控制，因此，可以借助PID 控制維護(hù)工業(yè)過程的操作和運(yùn)行穩(wěn)定性，在該方式之下，對(duì)于簡單的操作方式則更容易接受和理解。隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，將對(duì)控制技術(shù)的應(yīng)用與結(jié)構(gòu)作出進(jìn)一步的完善，從而實(shí)現(xiàn)DCS 先進(jìn)控制系統(tǒng)的更好應(yīng)用。

6 應(yīng)用實(shí)例

以下就尿素廠 HollySys MACS Ⅱ型DCS 控制系統(tǒng)的應(yīng)用為例，展開簡要分析：

6.1 系統(tǒng)硬件體系結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)的硬件采用了三層通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，最上層為信息管理網(wǎng)，主要來管理和傳輸工廠及的信息，繼而使全廠的信息通道實(shí)現(xiàn)綜合管理。中間層為過程控制網(wǎng)，主要連接控制站、工程師站以及操作員站等進(jìn)行各種實(shí)時(shí)信息的有效傳輸。底層網(wǎng)絡(luò)為控制站內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，采用主控卡指揮式令牌網(wǎng)，存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)通信協(xié)議，是控制站各卡件之間進(jìn)行信息交換的通道。

6.2 系統(tǒng)軟件構(gòu)成及組態(tài)

Hollias MACS 系統(tǒng)軟件主要包括：數(shù)據(jù)站、操作員站控制站和組態(tài)四部分主要軟件構(gòu)成。其中部分組態(tài)系統(tǒng)軟件主要由用戶授權(quán)、系統(tǒng)組態(tài)及格操作軟件構(gòu)成；而另部分主要是系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控軟件，其中主要包含為各類數(shù)據(jù)服務(wù)、報(bào)警記錄以及實(shí)時(shí)監(jiān)控等軟件。在整個(gè)DCS 的組態(tài)過程中都是以多軟件綜合應(yīng)用以及循序漸進(jìn)的一個(gè)過程，因此在應(yīng)用Hollias MACS 軟件時(shí)，且控制系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)過程時(shí)，就可以對(duì)系統(tǒng)工藝要求，進(jìn)行逐步完成。但因注意幾部分問題：①必須要相匹配現(xiàn)場信號(hào)，尤其是數(shù)據(jù)庫點(diǎn)組態(tài)與對(duì)應(yīng)通道鏈接的現(xiàn)場信號(hào)；為避免系統(tǒng)繁忙造成管理上的紊亂，應(yīng)采用足夠大內(nèi)存的PC 機(jī)器。

7 結(jié)語

綜上所述，在DCS 系統(tǒng)整個(gè)過程中應(yīng)從設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試、運(yùn)行進(jìn)行全過程全方位管理，減少DCS 的故障關(guān)鍵是要做到預(yù)防第一，保證系統(tǒng)在要求的環(huán)境下長期良好地運(yùn)行。在本文中筆者通過從DCS 系統(tǒng)的概念、設(shè)計(jì)原則，DCS 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，DCS 系統(tǒng)設(shè)計(jì)等內(nèi)容進(jìn)行析，并對(duì)在系統(tǒng)中應(yīng)用先進(jìn)控制技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行闡述，最后以某一應(yīng)用案例進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的探討。希望借此可以為先進(jìn)系統(tǒng)在DCS 系統(tǒng)中的應(yīng)用提供一些幫助。