DCS控制系统详解（化工厂）
提起DCS系统，化工人都不陌生，因为它是化工厂的大脑，会根据采集现场仪表（温度、压力、流量、液位等）信号作出判断，让输出的信号对管道的阀门进行控制
由于DCS涉及的知识面很广，所以今天只介绍基本结构和原理部分，希望能为工厂中相关操作人员以及初学者提供参考。
01基本结构
DCS是Distributed Control System的缩写，直译为“分布式控制系统”。由于产品生产厂家众多，系统设计不尽相同，功能和特点也各不相同。
国内在翻译时，也有不同的称呼：
分散控制系统（简称DCS）
集散控制系统（简称TDCS或TDC）
分布式计算机控制系统（简称DCCS）
02系统组成
三站一线：工程师站、操作员站、现场控制站、系统网络
1、工程师站
对DCS进行离线的配置、组态工作和在线的系统监督、控制、维护的网络接点。
主要功能：提供对DCS进行组态，配置工作的工具软件，并在DCS在线运行时实时监视DCS网络上各个节点的运行情况，使系统工程师可以通过工程师站及时调整系统配置及一些系统参数的设定，使DCS随时处在最佳工作状态之下。
2、操作员站
处理一切与运行操作有关的人机界面（HIS，Human Interface Station，或OI，Operator Interface，或MMI，Man Machine Interface）功能的网络节点。
主要功能：为系统的运行操作人员提供人机界面，使操作员可以通过操作员站及时了解现场运行状态、各种运行参数的当前值、是否有异常情况发生等，并可通过输入设备对工艺过程进行控制和调节，以保证生产过程的安全、可靠、高效。
3、场控制站
现场控制站是DCS的核心，是对现场I/O处理并实现直接数字控制（DDC）功能的网络节点。
系统主要的控制功能由它来完成，系统的性能、可靠性等重要指标也都要依靠现场控制站保证。
其设计、生产及安装都有很高的要求，是分散控制系统中的主要任务执行者。
4、系统网络
系统网络是连接系统各个站的桥梁。由于DCS是由各种不同功能的站组成的，这些站之间必须实现有效的数据传输，以实现系统总体的功能。
系统网络的实时性、可靠性和数据通信能力关系到整个系统的性能，特别是网络的通信规约，关系到网络通信的效率和系统功能的实现。
基本构成
基本构成由现场级、控制级、监控级、管理层四级构成。
现场级主要包括各种过程通道卡件或模块；
控制级包括所有的过程站；
监控级包括工程师站、操作员站、历史站和打印机等附属设备；
管理级包括管理计算机；
四层中间相应的通信网络由控制网络（Cnet）、监控网络（Snet）、管理网络（Mnet）三层网络结构。
1、现场级
包括传感器、变送器、执行器等
现场级设备一般位于被控生产过程的附近。典型的现场级设备是各类传感器、变送器和执行器，它们将生产过程中的各种物理量转换为电信号。
例如：将4-20mA的电信号（一般变送器）或符合现场总线协议的数字信号（现场总线变送器），送往控制站或数据采集站进行，将控制站输出的控制量（4-20mA的电信号或现场总线数字信号）转换成机械位移，带动调节机构，实现对生产过程的控制。
信号传输方式
目前现场级的信息传递有三种方式：
一种是传统的4-20mA（或者其他类型的模拟量信号）模拟量传输方式；
一种是现场总线的全数字量传输方式；
一种是在4-20mA模拟量信号上，叠加上调制后的数字量信号的混合传输方式。
现场信息以现场总线为基础的数字传输是今后的发展方向。
2、控制级
现场控制站
控制级主要由现场控制站和数据采集站构成。一般在电厂中，把现场控制站和数据采集站集中安装在位于主控室后的电子设备室中。现场控制站接收由现场设备，如传感器、变送器来的信号，按照一定的控制策略计算出所需的控制量，并送回到现场的执行器中。现场控制站可以同时完成连续控制、顺序控制或逻辑控制功能，也可能仅完成其中的一种控制功能。
数据采集站
数据采集站与现场控制站类似，也接收由现场设备送来的信号，并对其进行一些必要的转换和处理之后送到分散型控制系统中的其它部分，主要是监控级设备中去。
数据采集站接收大量的过程信息，并通过监控级设备传递给运行人员。
数据采集站不直接完成控制功能，这是它与现场控制站的主要区别。
电子间一般不再独立设置，更多为远程I/O站。
3、监控级
监控级的主要设备有操作员站、工程师站、历史站和计算站等。操作员站安装在中央控制室。
工程师站、历史站和计算站一般安装在电子设备室。
操作员站
操作员站是运行员与分散控制系统相互交换信息的人机接口设备。
运行人员通过操作员站来监视和控制整个生产过程。
运行人员可以在操作员站上观察生产过程的运行情况，读出每一个过程变量的数值和状态，判断每个控制回路是否工作正常，并且可以随时进行手动/自动控制方式的切换，修改给定值，调整控制量，操作现场设备，以实现对生产过程的干预；
另外操作员站还可以打印各种报表，拷贝屏幕上的画面和曲线等。
为了实现以上功能，操作员站是由一台具有较强图形处理功能的微型机，以及相应的外部设备组成，一般配有大屏幕显示器、大屏幕显示装置、打印机、键盘、鼠标或球标。
工程师站
工程师站是为了控制工程师对分散控制系统进行配置、组态、调试、维护所设置的工作站。
工程师站的另一个作用是对各种设计文件进行归类和管理，形成各种设计文件，例如，各种图纸、表格等。
工程师站一般由PC机配置一定数量的外部设备所组成，例如打印机、绘图机等。
历史站
历史站的主要任务是存储过程控制的实时数据，实时报警，实时趋势等与生产密切相关的数据，用来进行事故分析，性能优化计算，故障诊断等；
也可以通过历史站实现与外部网络的接口，使外部网络不直接访问DCS监控网络就可以获得所需要的数据，即保证了开放性，又保证了安全性。
4、管理级
管理系统
管理级包含的内容比较广泛，一般来说，它可能是一个发电厂的厂级管理计算机，也可能是若干个机组的管理计算机。
它所面向的使用者是厂长、经理、总工程师、值长等行政管理或运行管理人员。
厂级管理系统的主要任务是监测企业各部分的运行情况，利用历
史数据和实时数据预测可能发生的各种情况，从企业全局利益出发辅助企业管理人员进行决策，帮助企业实现其规划目标。
管理计算机
对管理计算机的要求是：
能够对控制系统做出高速反应的实时操作系统及数据库。
大量数据的高速处理与存储，能够连续运行可冗余的高可靠性系统，能够长期保存生产数据，并且具有优良的、高性能的、方便的人机接口，丰富的数据库管理软件，过程数据收集软件，人机接口软件以及生产管理系统生成等工具软件，实现整个工厂的网络化和计算机的集成化。
实时监控和日常管理
管理级也可分成实时监控和日常管理两部分。
实时监控是全厂各机组和公用辅助工艺系统的运行管理层，承担全厂性能监视、运行优化、全厂负荷分配和日常运行管理等任务，即监控信息系统（SIS）。
日常管理承担全厂的管理决策、计划管理、行政管理等任务，即管理信息系统（MIS）。
DCS网络
在早期的DCS中，传统的分散控制系统多采用制造商自行开发的专用计算机网络。
网络的覆盖范围上至用户的厂级管理信息系统，下至现场控制站的I/O子系统。
系统网络，包括其硬件和软件，都是各个厂家专门设计的专有产品。网络技术的发展
近年来，随着技术的发展，分散控制系统的网络有了长足的进步。很多标准的网络产品陆续推出，特别是以太网逐步成为事实上的工业标准，越来越多的DCS厂家直接采用了以太网作为系统网络。
DCS网络与互联网的融合
随着网络技术的不断进步，集散控制系统的上层将与国际互联网Internet融合在一起，而下层将采用现场总线通信技术，使通信网络延伸到现场。
最终实现：
以现场总线为基础的底层网Infranet；以局域网为基础的企业网Intranet；以广域网为基础的互联网Internet；
所构成的三网融合的网络架构。
从系统的功能角度上看，分散控制系统是一个多功能分级控制系统的结构体系，分散控制系统按功能可划分为经营管理、生产管理、过程管理（监督控制）、直接控制等四个层次级别。
应用中的DCS系统并非全部具有上述四层功能。大多数应用系统，目前只配置和发挥到第一层和第二层中小规模上，少数应用系统使用到第三层功能，只在大规模的综合控制系统中才应用到全部四层功能。
现场控制站组成
现场控制站的硬件一般都采用专门的工业级计算机系统。
主要包括两部分：一部分是运算器（即主CPU）、存储器等组成的计算机单元，称之为逻辑部分或主控制器；另一部分是现场测量单元、执行单元的输入输出设备，即过程量I/O或现场I/O，称为过程通道。
DCS的特点
数字方式
从系统的结构形式看，DCS确实与仪表控制系统相类似，它在现场端仍然采用模拟仪表的变送单元和执行单元，在主控制室端是计算单元和显示、记录、给定值等单元。但从实质上DCS和仪表控制系统有着本质的区别。
DCS和仪表控制系统的区别
首先，DCS是基于数字技术的，除了现场的变送和执行单元外，其余均采用数字方式。
而且，DCS的计算单元并不是针对每一个控制回路设置一个计算单元，而是将若干个控制回路集中在一起，由一个现场控制站来完成这些控制回路的计算功能。
这样的结构形式不只是为了成本上的考虑。
一个控制站执行多个回路控制的结构形式，是由于DCS的现场控
制站有足够的能力完成多个回路的控制计算。
从功能上讲，由一个现场控制站执行多个控制回路的计算和控制功能更便于这些控制回路之间的协调，这在模拟仪表系统中是无法实现的。
一个现场控制站应该执行多少个回路的控制，则与被控对象有关，系统设计师可以根据控制方法的要求具体安排在系统中使用多少个现场控制站，每个现场控制站中各安排哪些控制回路。在这方面，DCS有着极大的灵活性。
分散方式
从仪表控制系统的角度看，DCS的最大特点在于其具有传统模拟仪表所没有的通信功能。
从计算机控制系统的角度看，DCS的最大特点则在于它将整个系统的功能分成若干台不同的计算机去完成，各个计算机之间通过网络实现互相之间的协调和系统的集成。
在DDC系统中，计算机的功能可分为检测、计算、控制及人机界面等几大块。
在DCS中，检测、计算和控制由现场控制站的计算机完成，而人机界面则由操作员站的计算机完成。这是两类功能完全不同的计算机。
一个系统有多台现场控制站和多台操作员站，每台现场控制站或操作员站对部分被控对象实施控制或监视。这种划分是功能相同而范围不同的计算机。
因此，DCS中多台计算机的划分有功能上的，也有控制、监视范围上的。这两种划分就形成了DCS的“分布”一词的含义。
数据库
系统总体数据库是分散控制系统的核心，有了这个总体数据库，分散控制系统才能真正实现资源共享。
各控制站上存在分布式数据库，仅包含各自站所需要的数据点信息。
通过分散的数据采集和处理，在上位依据总数据库形成总体数据库，这是分散控制系统的软件核心。
数据库设计是分散控制系统的核心
上位数据库和下位数据库要保持一致，避免冲突。
数据库组态也是整个分散控制系统设计的关键，如何合理的分配数据点，使各现场站结构更合理，数据交换各合理，所以说，数据库设计是分散控制系统的核心。
数据库确定后，才可以进行进一步的组态工作，所有的显示、操作、报表、历史记录都是围绕数据库进行的。
控制系统
数据采集系统
对于控制系统来讲，尤其是对于控制生产过程这种系统，安全性是首要条件，这就要求新的系统不能影响系统的安全运行。
因此最先得到应用的计算机系统是可靠性要求最低的数据采集系统，即DAS（DataAcquisition System）
监督控制系统
随着DAS的成功应用，并且显示出了计算机系统在计算、显示和记录等方面的优越性，工程人员对其产生了浓厚的兴趣。
并且随着可靠性的提高，工程人员的信心也逐步增强，试图进一步拓展其应用范围，增加其应用功能，产生了监督控制系统。
和利时d c s介绍
DCS系统概述 一、过程控制系统的发展历程 早期的控制系统往往是一台二次仪表控制一个回路，各回路的仪表相互之间没有关联关系，单个回路的仪表损坏之后并不影响其他回路仪表的正常运行。 第一代过程控制系统（PCS，Pneumatic Control System）是基于气信号的气动仪表控制系统； 第二代过程控制系统（ACS，Analogous Control System）是基于模拟电流信号的电动模拟单元组合式仪表控制系统； 20世纪80年代，微处理机的出现和应用，从而产生了分布式控制系统，即第三代过程控制系统（DCS，Distributed Control System）； 20世纪90年代，现场总线技术的出现产生了新的一代过程控制系统，即现场总线控制系统FCS(Fieldbus Control System) 。 DCS即集散型控制系统，又称分布式控制系统（Distributed Control System）。它是指利用计算机技术将所有的二次显示仪表集中在电脑上显示，同时所有的一次表及调节阀等仍然分散安装在生产现场，DCS系统的核心是布置在机柜室的现场控制站，一旦控制站出现出现故障，将会导致灾难性的后果，为了避免这种情况的发生，各DCS生产厂家采用在线冗余（如同机泵的备用泵一样，一台坏了，另一台自动运行，而且是无扰动的切换。在这种切换方式下，我们人根本感觉不到任何变化发生）的技术来解决这一问题。 DCS系统的主要基础是4C技术，即计算机－Computer、控制－Control、通信－Communication和CRT显示技术。
DCS系统通过某种通信网络（如以太网、总线等）将分布在工业现场的现场控制站和操作室（控制中心）的操作员站及工程师站等连接起来，以完成对现场生产设备的分散控制和集中操作管理（工程师站与操作站一样都是普通的计算机，只是因为其内部装有组态软件而已，大多数情况下工程师站也能作为操作站使用）。 下图以一个水位信号调节的例子简单地说明DCS系统在实际生产中的应用过程： 被控对象(过程)：工艺生产设备(如反应釜，换热器，汽包、水箱等)，从传感器(测量变送单元)到执行器之间。 被控参数：各种工艺参数，如液位，温度，压力等。 测量变送：对被控参数进行测量转换的装置(转换成标准信号)。 调节器：把测定值和设定值进行比较和运算并输出控制信号的装置。 执行器(调节阀)：接收调节器来的信号并予以执行的装置。 我们可以把上述过程引申如下：
No: YD1DX0802-L-QS-01 #1机组DCS系统升级施工方案 机组：_#1机组—设备位置：_#1机组电子间 检修级别：A级 施工时间：年月日一年月日 编制: 孙凯歌年月日 审核: 年月日 批准: 年月日 顾客签字区 审核: 年月日 批准: 年月日 平顶山姚孟电力工程有限责任公司
目录 1设备或系统概述 1.. 2施工方案编制依据 1.. 3施工项目内容 1... 4施工目标 2... 5施工方案的可行性 2.. 6施工机具 2... 7施工人员保障 2... 8施工工作量、施工步骤及工艺要求......................... 3. 9施工质量保证措施 5.. 10施工安全技术、环境保护措施 5.. 10.1安全技术措施...................................... 5.. 10.2环境保护措施...................................... 6.. 11施工网络计划 6... 附表：调试计划表 ............................................................. 7.
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#1机组DCS系统升级施工方案 1设备或系统概述 #1机组DCS系统采用美国西屋公司 Ovation分散控制系统，设备于2002 年投入运行，在运行中由于软硬件方面存在一定的缺陷无法消除，发电公司制定改造项目，对其硬件及软件进行升级改造。 2施工方案编制依据 《#1机组DCS升级改造准备会议纪要》 《U112A机组检修追加项目计划书》 3施工项目内容 3.1设备改造的范围 3.1.1硬件部分 a、用支持快速以太网的控制器替换原来的控制器。 b、将当前的FDDI/CDDI网络移植到FE（快速以太网），用CISCO公司的智能网络 交换机替换原有的集线器和交换机，更换原电源切换装置。 c、用WINDOW操作系统的工作站替换原来的1台工程师站（含显示器）、1台历史 站（含显示器）及6台操作员站（采用原显示器）。 d、各站到智能交换机的网线、水晶头。 e、用Ovation OPC服务器主机替换当前的 OPC服务器主机。 3.1.2软件部分 a、操作系统软件采用WINDOW-XP共 8套。 b、 Ovation系统软件升级到3.0.2版本，工程师软件1套、历史站软件1套，操作 员站软件6套。 c、 OPC SERVER件 1 套。 d、实现DCS数据向实时数据库发送。 3.1.3逻辑组态与画面 总则
百科名片 DCS是分布式控制系统的英文缩写（Distributed Control System），在国内自控行业又称之为集散控制系统。即所谓的分布式控制系统，或在有些资料中称之为集散系统，是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。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4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。 基本介绍 首先，DCS的骨架—系统网络，它是DCS的基础和核心。由于网络对于DCS整个系统的实时性、可靠性和扩充性，起着决定性的作用，因此各厂家都在这方面进行了精心的设计。对于DCS的系统网络来说，它必须满足实时性的要求，即在确定的时间限度内完成信息的传送。这里所说的“确定”的时间限度，是指在无论何种情况下，信息传送都能在这个时间限度内完成，而这个时间限度则是根据被控制过程的实时性要求确定的。因此，衡量系统网络性能的指标并不是网络的速率 DCS ，即通常所说的每秒比特数（bps），而是系统网络的实时性，即能在多长的时间内确保所需信息的传输完成。系统网络还必须非常可靠，无论在任何情况下，网络通信都不能中断，因此多数厂家的DCS均采用双总线、环形或双重星形的网络拓扑结构。为了满足系统扩充性的要求，系统网络上可接入的最大节点数量应比实际使用的节点数量大若干倍。这样，一方面可以随时增加新的节点，另一方面也可以使系统网络运行于较轻的通信负荷状态，以确保系统的实时性和可靠性。在系统实际运行过程中，各个节点的上网和下网是随时可能发生的，特别是操作员站，这样，网络重构会经常进行，而这种操作绝对不能影响系统的正常运行，因此，系统网络应该具有很强在线网络重构功能。其次，这是一种完全对现场I/O处理并实现直接数字控制（DDC）功能的网络节点。一般一套DCS中要设置现场I/O控制站，用以分担整个系统的I/O和控制功能。这样既可以避免由于一个站点失效造成整个系统的失效，提高系统可靠性，也可以使各站点分担数据采集和控制功能，有利于提高整个系统的性能。DCS的操作员站是处理一切与运行操作有关的人机界面（HMI-Human Machine Interface或operator interface）功能的网络节点。工程师站是对DCS进行离线的配置、组态工作和在线的系统监督、控制、维护的网络节点，其主要功能是提供对DCS进行组态，配置工作的工具软件（即组态软件），并在DCS在线运行时实时地监视DCS网络上各个节点的运行情况，使系统工程师可以通过工程师站及时调整系统配置及一些系统参数的设定，使DCS随时处在最佳的工作状态之下。与集中式控制系统不同，所有的DCS都要求有系统组态功能，可以说，没有系统组态功能的系统就不能称其为DCS。DCS自1975年问世以来，已经经历了三十多年的发展历程。在这三十多年中，DCS虽然在系统的体系结构上没有发生重大改变，但是经过不断的发展和完善，其功能和性能都得到了巨大的提高。总的来说，DCS正在向着更加开放，更加标准化，更加产品化的方向发展。作为生产过程自动化领域的计算机控制系统，传统的DCS仅仅是一个狭义的概念。如果以为DCS只是生产过程的自动化系统，那就会引出错误的结论，因为现在的计算机控制系统的含义已被大大扩展了，它不仅包括过去DCS 中所包含的各种内容，还向下深入到了现场的每台测量设备、执行机构，向上发展到了生产管理，企业经营的方方面面。传统意义上的DCS现在仅仅是指生产过程控制这一部分的自动化，而工业自动化系统的概念，则应定位到企业全面解决方案，即total solution 的层次。
平顶山姚孟电力工程有限责任公司
目录 1 设备或系统概述 (1) 2 施工方案编制依据 (1) 3 施工项目内容 (1) 4 施工目标 (2) 5 施工方案的可行性 (2) 6 施工机具 (2) 7 施工人员保障 (2) 8 施工工作量、施工步骤及工艺要求 (3) 9 施工质量保证措施 (5) 10 施工安全技术、环境保护措施 (5) 10.1 安全技术措施 (5) 10.2 环境保护措施 (6) 11 施工网络计划 (6) 附表：调试计划表 (7)
＃1机组A修#1机组DCS系统升级施工方案#1机组DCS系统升级施工方案 1设备或系统概述 #1机组DCS系统采用美国西屋公司Ovation分散控制系统，设备于2002年投入运行，在运行中由于软硬件方面存在一定的缺陷无法消除，发电公司制定改造项目，对其硬件及软件进行升级改造。 2施工方案编制依据 《#1机组DCS升级改造准备会议纪要》 《U112A机组检修追加项目计划书》 3施工项目内容 3.1设备改造的范围 3.1.1硬件部分 a、用支持快速以太网的控制器替换原来的控制器。 b、将当前的FDDI/CDDI网络移植到FE(快速以太网)，用CISCO公司的智能网 络交换机替换原有的集线器和交换机，更换原电源切换装置。 c、用WINDOWS操作系统的工作站替换原来的1台工程师站（含显示器）、1台 历史站（含显示器）及6台操作员站（采用原显示器）。 d、各站到智能交换机的网线、水晶头。 e、用Ovation OPC 服务器主机替换当前的OPC服务器主机。 3.1.2软件部分 a、操作系统软件采用WINDOW-XP，共8套。 b、Ovation系统软件升级到3.0.2版本，工程师软件1套、历史站软件1套， 操作员站软件6套。 c、OPC SERVER软件1套。 d、实现DCS数据向实时数据库发送。 3.1.3逻辑组态与画面 总则 1
XXX有限公司DCS系统升级换代改造 申 请 报 告 2020年4月15日
一、概述 目前，伴随着国家环保监管的逐年加码，垃圾焚烧发电的工艺参数不断提升、现场仪表和装置不断更新换代，迫使垃圾焚烧发电厂的运行管理和连锁保护要求随之提高。 随着科学技术的不断进步及生产工艺的逐渐改善，DCS系统作为垃圾焚烧发电厂生产运营的核心控制系统，其先进性、安全性、稳定性、扩容性等变得越发重要。 当前，XX公司DCS系统由于软件开发较早、运行时间较久、部分硬件停产等原因，已逐渐成为公司生产运营发展的掣肘。因此，针对当前系统在现有基础上进行升级换代改造、进行最大限度的成本及工期的控制是为未来公司争取发展空间的必要途径。 二、DCS系统升级改造的必要性 DCS系统，即Distributed Control System，集散控制系统。于上世纪八十年代被人们逐渐熟悉，经过近四十年的发展，目前已成为垃圾焚烧发电行业乃至整个发电行业生产运行的主要控制手段。 XX公司DCS系统为和利时公司生产的HolliAS-MACS V系统，由于分段建设，分为一期、二期两个域。 随着计算机水平的不断提升，DCS系统软硬件也不断升级，基于系统自身属性不足及用户需求的增大，DCS系统升级换代改造势在必行。
2.1性能劣化 在DCS系统初期投入时，技术参数一般会略高于设计规格，充分满足用户的使用需求。但是在系统使用过程中，伴随性能参数劣化造成与用户需求的逐渐偏离，最终导致系统性能与用户需求不匹配，其主要体现在： （1）系统设备自身老化造成的系统性能劣化 由于垃圾焚烧发电行业生产的特殊性，DCS系统常年不间断带电工作，受到内部电子元器件使用寿命限制、系统设备工作中自身发热和产生的磁场相互影响、频繁操作等带来的设备硬件损害，造成系统设备性能劣化现象在达到某一阶段后呈现爆发式全面上升的趋势。加之系统设备故障故障存在不可预测性和不易检测性，难以做到对DCS 系统故障的有效预判或预防性处理措施，一旦出现故障往往直接影响机组的稳定性和安全性，甚至造成不可逆转的影响。 （2）系统内部软件升级造成的系统性能劣化 XX公司自2012年开始一期项目建设，2014年开始二期项目建设，DCS因此也分为2个域进行分段建设调试。由于系统软件本身升级需要和一二期软硬件配合需求以及后期部分补丁需要，系统容量空间不断被占用，通信和计算处理等裕度受到影响，DCS系统运行负荷不断提高，造成系统处理效率降低，严重时甚至造成通讯阻塞和中断。（3）系统调整造成的系统性能劣化 XX公司自投运以来，DCS系统作为生产运行的基础控制系统，在在不断的升级换代改造（如与MIS系统通讯、新接入碱液喷射系统/
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(Computer)、通讯(Co mmunication)、显示(CRT)和控制(Control)等4C技术，其基本思想是分散控制、 DCS是分布式控制系统的英文缩写( Distributed Control System )，在国内自控行业又 称之为集散控制系统。 即所谓的分布式控制系统，或在有些资料中称之为集散系统，是相对于集中式控制系统而 言的一种新型计算机控制系统，它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。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4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。在系统功能方面，DCS 和集中式控制系统的区别不大，但在系统功能的实现方法上却完全不同。 工程师站是对DCS 进行离线的配置、组态工作和在线的系统监督、控制、维护的网络节点，其主要功能是提供对DCS4行组态，配置工作的工具软件(即组态软件)，并在DCS在线运行时实时地监视DCS网络上各个节点的运行情况，使系统工程师可以通过工程师站及时调整系统配置及一些系统参数的设定，使DCS 随时处在最佳的工作状态之下。与集中式控制系统不同，所有的DCS都要求有系统组态功能， DCS分散控制系统原理 第一讲绪论 DCS从1975年问世以来，大约有三次比较大的变革，七十年代操作站的硬件、操作系统、监视软件都是专用的，由各DCS厂家自己开发的，也没有动态流程图，通讯网络基本上都 是轮询方式的；八十年代就不一样了，通讯网络较多使用令牌方式；九十年代操作站出现了 通用系统，九十年代末通讯网络有部份遵守TCP/IP协议，有的开始采用以太网。总的来看， 变化主要体现在I/O板、操作站和通讯网络。控制器相对来讲变化要小一些。操作站主要 表现在由专用机变化到通用机，如PC机和小型机的应用。但是目前它的操作系统一般采用 UNIX，也有小系统采用NT，相比较来看UNIX的稳定性要好一些，NT则有死机现象。I/O 板主要体现在现场总线的引入DCS系统。 从理论上讲，一个DCS系统可以应用于各种行业，但是各行业有它的特殊性，所以DCS 也就出现了不同的分支，有时也由于DCS厂家技术人员工艺知识的局限性而引起，如 HONEYWELL公司对石化比较熟悉，其产品在石化行业应用较多，而E AILEY的产品则在 电力行业应用比较普遍。用户在选择DCS的时候主要是要注意其技术人员是否对该生产工 艺比较熟悉；然后要看该系统适用于多大规模，比如NT操作系统的就适应于较小规模的系统；最后是价格，不同的组合价格会有较大的差异，而国产的DCS 系统价格比进口的DCS 至少要低一半，算上备品备件则要低得更多。
DCS系统升级必要性和可行性的评估 摘要：针对DCS系统升级的必要性和可行性评估问题进行论述，结合DCS系统发展方向和趋势，总结和归纳DCS系统运行中出现的性能劣化、用户需求提升、物资采购和技术支持中存在的问题以验证系统升级的必要性，并对系统升级方案选取、工期计划、费用以及施工条件的评估进行说明，以确保DCS系统项目评估的准确性和可执行性。 关键词：DCS系统；升级；必要性；可行性；评估 引言 DCS系统，即Distributed Control System，集散控制系统。于上世纪八十年代被人们逐渐熟悉，经过近三十年的发展，目前已经成为发电及石化行业生产运行的主要控制手段。由于计算机应用技术水平的不断提高，在DCS系统选型时，用户不仅满足于系统的可用性，同时会考虑DCS系统人机界面的友好性和开放性以及DCS系统升级的可能性。而DCS系统运行一段时间后，出于系统自身属性和用户要求改变等因素考虑，是否对DCS系统进行升级以及如何对DCS系统进行升级就成为使用者必须面对的问题。 1 DCS系统升级的必要性 1.1 DCS系统性能劣化是系统升级需求的根本原因
在DCS系统初期投入使用时，技术参数一般会略高于设计规格，充分满足用户的使用需求。但是在系统使用过程中，伴随性能参数劣化造成与用户需求的逐渐偏离，最终导致系统性能与用户要求的不匹配，而用户为满足生产的实际需要不得不考虑系统升级的问题。（1）系统设备自身老化造成的系统性能劣化。由于发电行业生产的特殊性，DCS系统常年带电工作，受到电子元器件使用寿命限制、系统设备工作中自身发热和产生的磁场相互影响、频繁操作以及误操作带来的设备损害，使得系统设备的使用寿命往往低于设计值，也造成系统设备性能劣化现象在达到某一阶段后呈现爆发式 和全面性上升的趋势。另外由于系统设备故障存在不可预测性和不易检测性，很难在故障出现前采取有效的应对措施，一旦出现故障往往直接影响到机组运行的稳定性和安全性，甚至造成不可逆转的影响。（2）系统内部软件升级造成的系统性能劣化。在系统投入运行后，由于系统软件本身升级需要和软硬件配合需求以及打补丁的需要，系统容量空间被占用，通信和计算处理等裕度也会受到影响，运行负荷不断升高，造成系统处理速率降低，严重时甚至造成通讯阻塞和中断。（3）用户调整系统造成的系统性能劣化。在机组投入运行后，用户在对DCS系统使用中会对系统控制内容进行调整，有些工作需要改变系统硬件甚至改变系统的网络架构，这样会对系统原有设计的裕量和系统负荷产生影响，严重的话会
某水泥有限公司D C S控制系统介绍(总11页) 本页仅作为文档页封面，使用时可以删除 This document is for reference only-rar21year.March
某水泥有限公司DCS控制系统介绍 一系统概述 工程范围：为日产2500吨新型干法水泥生产线提供完整的集散控制系统（DCS），满足水泥生产需要，为生产高品质水泥提供稳定性保障。 控制系统设计的总体目标 ·为生产高品质水泥提供可靠的运行环境； ·提高整个水泥生产线的自动化水平； ·实现机组高品质运行，提高运行经济性； ·提高运行人员工作效率，满足机组运行全能值班要求； ·提高效益，降低能耗。 二．系统设计及应用时的设计思想 1) 功能设计：体现DCS建成后的自动化程度、处理事故能力（报警、分析、指导、处理等）及先进的控制策略等，以最大限度提高效益，降低能耗为设计思想。具体如下： 对象控制 ·按工艺流程的自动化过程由DCS系统协调完成，达到能量平衡。 ·保障机组安全、可靠、高效运行和启停。 提高机组运行的技术经济效益 ·机组在额定参数的上限运行，使机组处于最佳运行工况。 ·实现高自动化投入率，提高可靠性，减少误操作，降低事故率。 完善的操作指导和事故分析手段 ·机组的运行工况可由很多监测参数反映出来，当运行工况出现异常时，一方面进行超驰功能及过程制约机制的实行，一方面提供相关参数、趋势、图表等高效方式通知运行人员及时处理。 ·操作记录打印、报警打印、事故追忆打印、周期性报表等功能，有助于机组的日常管理和事故分析。 ·高效、便捷的系统在线维护。 2) 系统设计：体现DCS的高可靠性、先进性、易维护、易组态等为设计思想。具体如下： 可靠性设计 ·所有部件标准化、通用化、模块化。 ·控制系统按分层、分散、自治的原则。
DCS系统概述 一、过程控制系统的发展历程 早期的控制系统往往是一台二次仪表控制一个回路，各回路的仪表相互之间没有关联关系，单个回路的仪表损坏之后并不影响其他回路仪表的正常运行。 第一代过程控制系统（PCS，Pneumatic Control System）是基于气信号的气动仪表控制系统； 第二代过程控制系统（ACS，Analogous Control System）是基于模拟电流信号的电动模拟单元组合式仪表控制系统； 20世纪80年代，微处理机的出现和应用，从而产生了分布式控制系统，即第三代过程控制系统（DCS，Distributed Control System）； 20世纪90年代，现场总线技术的出现产生了新的一代过程控制系统，即现场总线控制系统FCS(Fieldbus Control System) 。 DCS即集散型控制系统，又称分布式控制系统（Distributed Control System）。它是指利用计算机技术将所有的二次显示仪表集中在电脑上显示，同时所有的一次表及调节阀等仍然分散安装在生产现场，DCS系统的核心是布置在机柜室的现场控制站，一旦控制站出现出现故障，将会导致灾难性的后果，为了避免这种情况的发生，各DCS生产厂家采用在线冗余（如同机泵的备用泵一样，一台坏了，另一台自动运行，而且是无扰动的切换。在这种切换方式下，我们人根本感觉不到任何变化发生）的技术来解决这一问题。 DCS系统的主要基础是4C技术，即计算机－Computer、控制－Control、通信－Communication和CRT显示技术。 DCS系统通过某种通信网络（如以太网、总线等）将分布在工业现场的现场控制站和操作室（控制中心）的操作员站及工程师站等连接起来，以完成对现场生产设备的分散控制和集中操作管理（工程师站与操作站一样都是普通的计算机，只是因为其内部装有组态软件而已，大多数情况下工程师站也能作为操作站使用）。 下图以一个水位信号调节的例子简单地说明DCS系统在实际生产中的应用过程：
DCS控制系统中常见故障及处理（分五部分讲解） 第一部分 1分散控制系统(dcs)概述 DCS具有通用性强、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、显示操作集中、人机界面友好、安装简单规范化、调试方便、运行安全可靠的特点，在国内外电力、石油、化工、冶金、轻工等生产领域特别是大型发电机组有着较为广泛的应用。目前国内应用较多的的品牌主要有： (1)国外品牌：霍尼韦尔、ABB、西屋、西门子、横河等； (2)国内：国电智深、和利时、新华、浙大中控等。 DCS的安全、可靠与否对于保证机组的安全、稳定运行至关重要，若发生问题将有可能造成机组设备的严重损坏甚至人身安全事故。所以非常有必要分析DCS运行中出现的各类问题，采取措施提高火电厂DCS的安全可靠性。 2DCS在生产过程中的故障情况 每个厂家的DCS都有其各自特点，因此其故障的现象分析和处理不尽相同，但归纳起来由DCS引起机组二类及以上障碍可划分为三大类： (1)系统本身问题，包括设计安装缺陷、软硬件故障等。 (2)人为因素造成的故障，包括人员造成的误操作，管理制度不完善及执行环节落实。 (3)系统外部环境问题造成DCS故障。如环境温度过高、湿度过高或过低、粉尘、振动以及小动物等因素造成异常。 2.1DCS本身问题故障实例 此类故障在生产过程中较为常见，主要包括系统设计安装缺陷、控制器(DPU或CPU)死机、脱网等故障，操作员站黑屏，网络通讯堵塞，软件存在缺陷，系统配置较低，与其他系统及设备接口存在问题等。 2.1.1 电源及接地问题 (1)某电厂DCS电源系统采用的是ABB公司Symphony III型电源，但基建时仍按照II型电源的接地方式进行机柜安装，与III型电源接地技术要求差异很大。机组投产以来发生多次DCS模件故障、信号跳变、硬件烧坏的情况，疑与接地系统有关。同样，某电厂在基建期间DCS接地网设计制作安装存在问题，DCS系统运行后所有热电阻热电偶温度测点出现周期波动。 (2)某厂因电源连线松动而导致汽机侧控制系统失效。 经验教训：DCS没有良好的接地系统和合理的电缆屏蔽，不仅系统干扰大，控制系统易误发信号，还易使模件损坏。可见，ups电源、控制系统接地等存在问题将给电厂投产后DCS 的安全稳定运行留下极大隐患。因此，DCS系统电源设计一定要有可靠的后备手段，负荷配置要合理并有一定余量；DCS的系统接地必须严格遵守制造厂技术要求(如制造厂无特殊说明应按照DLT774规定执行)，所有进入DSC系统控制信号的电缆必须采用质量合格的屏蔽电缆，并要同动力电缆分开敷设且有良好的单端接地。 2.1.2 系统配置问题 (1)浙江某电厂DCS(T-ME/XP系统)频繁故障和死机造成机组停运事故。7、8机组(2*330MW)，从1997年2月试生产至5月，两台机组共发生22次DCS系统故障和死机，造成机组不正常跳闸8次。之后又多次发生操作画面故障(8号机组有两次发生全部6台操作站“黑屏”)，严重威胁机组安全。经分析认为其DCS系统存在以下几个方面的问题： ① DCS工程设计在性能计算软件、开关量冗余配置上存在问题。 ②硬件配置不匹配(其中包括T-ME和T-XP两种系统的匹配和通信问题)。 ③个别硬件设计不完善。 ④进一步分析，关键的CS275(下层T-ME)通讯总线负荷率过高出现“瓶颈”问题现象。而
集散控制系统DCS简介 DCS是以微型计算机为基础，将分散型控制装置，通信系统，集中操作与信息管理系统综合在一起的新型过程控制系统。 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(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和控制(Control)等4C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。采用了多层分级的结构，适用现代化生产的控制与管理需求，目前已成为工业过程控制的主流系统。 集散控制系统把计算机、仪表和电控技术融合在一起，结合相应的软件，可以实现数据自动采集、处理、工艺画面显示、参数超限报警、设备故障报警和报表打印等功能，并对主要工艺参数形成了历史趋势记录，随时查看，并设置了安全操作级别，既方便了管理，又使系统运行更加安全可靠。其特点有： 1、基于现场总线思想的I/O总线技术 2、先进的冗余技术、带电插拔技术po 3、完备的I/O信号处理 4、基于客户/服务器应用结构 5、WindowsNT平台,以太网,TCP/IP协议 6、OPC服务器提供互连 7、Web浏览器风格,ActiveX控件支持 8、ODBC,OLE技术,实现信息,资源共享 9、高性能的过程控制单元。 10、支持标准现场总线 11、Internet/Intranet应用支持 (1)高可靠性 由于DCS将系统控制功能分散在各台计算机上实现，系统结构采用容错设计，因此某一台计算机出现的故障不会导致系统其它功能的丧失。此外，由于系统中各台计算机所承担的任务比较单一，可以针对需要实现的功能采用具有特定结构
和软件的专用计算机，从而使系统中每台计算机的可靠性也得到提高。 (2)开放性DCS采用开放式、标准化、模块化和系列化设计，系统中各台计算机采用局域网方式通信，实现信息传输，当需要改变或扩充系统功能时，可将新增计算机方便地连入系统通信网络或从网络中卸下，几乎不影响系统其他计算机的工作。 (3)灵活性 通过组态软件根据不同的流程应用对象进行软硬件组态，即确定测量与控制信号及相互间连接关系、从控制算法库选择适用的控制规律以及从图形库调用基本图形组成所需的各种监控和报警画面，从而方便地构成所需的控制系统。 (4)易于维护 功能单一的小型或微型专用计算机，具有维护简单、方便的特点，当某一局部或某个计算机出现故障时，可以在不影响整个系统运行的情况下在线更换，迅速排除故障。 (5)协调性 各工作站之间通过通信网络传送各种数据，整个系统信息共享，协调工作，以完成控制系统的总体功能和优化处理。 (6)控制功能齐全 控制算法丰富，集连续控制、顺序控制和批处理控制于一体，可实现串级、前馈、解耦、自适应和预测控制等先进控制，并可方便地加入所需的特殊控制算法。DCS的构成方式十分灵活，可由专用的管理计算机站、操作员站、工程师站、记录站、现场控制站和数据采集站等组成，也可由通用的服务器、工业控制计算机和可编程控制器构成。 处于底层的过程控制级一般由分散的现场控制站、数据采集站等就地实现数据采集和控制，并通过数据通信网络传送到生产监控级计算机。生产监控级对来自过程控制级的数据进行集中操作管理，如各种优化计算、统计报表、故障诊断、显示报警等。随着计算机技术的发展，DCS可以按照需要与更高性能的计算机设备通过网络连接来实现更高级的集中管理功能，如计划调度、仓储管理、能源管理等。
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/4d9598324.html, DCS系统整体升级改造 作者：牛玉阁 来源：《中国科技博览》2015年第34期 [摘要]天津泰新垃圾发电有限公司DCS系统采用上海福克斯波罗有限公司的I/A Series产品。工作站型号为AW51F，控制器型号为CP60，I/O卡件为FBM200系列，控制网络为节点总线型。从2004年投产至今，已有十年多时间。为了生产的稳定性和安全性的要求由现有的机/炉控制器（型号为CP60）升级成新的控制器（型号为FCP270），升级后的控制器随卡件 柜布置，改变原来集中布置的情况。 [关键词]DCS系统：控制器；升级； 中图分陈类号：TM621.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）34-0209-01 一、简介 天津双港垃圾焚烧发电厂是我国华北地区第一个垃圾焚烧发电厂，总投资5.8亿，占地面积108亩。设有3条400吨/日焚烧线，采取24小时连续运行方式，全年运行不低于8000小时，每天可无害化处理生活垃圾1200吨，年处理垃圾40万吨，装机2台12MW汽轮机发电机组，利用垃圾焚烧余热发电，年平均上网电量1.2亿度。 从2004年投产至今，已有十年多时间。这几年来，随着计算机和控制技术的飞速发展，I/A系统也随之了升级换代，从工作站到控制器、卡件等，均推出了新一代产品，新产品无论性能和可靠性方面，与早期产品相比均有了较大提升。与之相应的，早期的节点总线系列产品，如RCNI/NCNI、CP60、51F工作站、COMM30通讯组件等已退出市场。为保证电厂长期稳定无故障运行，故在现有系统的基础上有计划有步骤地更新原有DCS系统。 二、现有DCS系统配置及使用情况概述 天津泰新垃圾发电有限公司DCS系统采用上海福克斯波罗有限公司的I/A Series产品。工作站型号为AW51F，控制器型号为CP60，I/O卡件为FBM200系列，控制网络为节点总线型。系统规模为：控制器13对（锅炉6对、汽机2对、电气2对、公用系统1对、通讯控制 器2对），工作站8台（操作员站6台，工程师站和历史站各1台）。现有配置如下所示： 三、DCS升级要求 1、本次DCS控制系统升级改造后保留原有DCS系统各站的所有功能（包括组态的控制策略、操作、显示、报警、趋势显示、历史趋势和历史数据显示和查询以及与其他控制系统的通讯、显示等）。
中国石油大学 DCS自动控制系统组态 实验报告 学生姓名： 学号： 系别： 专业年级： 2015年07月14 日
一、设计任务与要求 设计任务：利用实验室的多容水箱及其辅助检测设备，并采用浙大中控作为控制器的硬件，设计一个液位控制系统，使液位能够保持在设定的范围内。 设计要求： 1、熟悉工艺流程。 2、熟悉使用浙大中控DCS设计控制系统的过程。 3、熟悉DCS设计、运行的基本原理。 4、熟悉控制系统的参数调整过程。 5、利用实验室现有装置设计一个水箱液位自动控制系统。 1.1 DCS概述： DCS，全称：DistributedControlSystem，定义：DCS是分散控制系统（DistributedControlSystem）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（Computer）、通讯（Communication）、显示（CRT）和控制（Control）等4C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。 二、串级水箱控制系统原理 被控系统原理图：PCT-III型过程控制系统实验装置原理图 上图为三容水箱液位控制系统，该装置由三容水箱主体、电动调节阀、变频泵、工频泵、储水水箱组成。 该装置包含的上水箱、中水箱、下水箱的液位构成被控对象，对每个水箱可以通过电动调节阀和改变变频泵的转速来控制其流量特性，其进入每个水箱前的
阀阻和每个水箱下边的挡板阀也可以通过人工调节改变水箱液位，故可以构成不同阶次的被控对象。 通过组态可以得知上水箱、中水箱、下水箱的液位和左右两边的流量，通过综合调节来时这个液位系统达到理想的预定值。 三、液位串级控制系统组成结构 3.1硬件部分 被控对象 水箱：包括上水箱、中水箱、下水箱和储水箱。上、中、下水箱采用淡蓝色优质有机玻璃，便于学生直接观察液位的变化和记录结果。水箱底部均接有扩散硅压力传感器与变送器可对水箱的压力和液位进行检测和变送。上、中、下水箱可以组合成一阶、二阶、三阶单回路液位控制系统和双闭环、三闭环液位串级控制系统。储水箱由不锈钢板制成，满足上、中、下水箱的供水需要。 检测装置压力传感器、变送器：三个压力传感器分别用来对上、中、下三个水箱的液位进行检测，其量程为0～5KP，精度为0.5级。输出：4～20mADC。流量传感器、变送器：三个涡轮流量计分别用来对由电动调节阀控制的动力支路、由变频器控制的动力支路及盘管出口处的流量进行检测。输出：4～20mADC。执行结构电动调节阀：采用智能直行程电动调节阀，用来对控制回路的流量进行调节。电源为单相220V，控制信号为4～20mADC或1～5VDC，输出为4～20mADC 的阀位信号；水泵：本装置采用两只磁力驱动泵,一只为三相380V恒压驱动，另一只为三相变频220V输出驱动：电磁阀：在本装置中作为电动调节阀的旁路，起到阶跃干扰的作用。 3.2软件部分 JX-300XP控制系统由工程师站、操作员站、控制站、过程控制网络等组成。 其中控制站和操作站在整个系统中作用有，控制站组态主要对I/O、自定义变量、常规控制方案、自定义控制方案和折线表定义等在控制站组态中，对液位设定值（SV）、控制系统中右上水箱液位测量值、右下水箱液位测量值及调节阀开度等模拟量进行I/O组态，对系统控制程序中占用到的部分中间变量进行自定义变量组态，在自定义控制方案中确定控制站中使用SCX语言或图形化环境进行控制站编程。 3.2.1操作站硬件 1、操作站组成： 操作站的硬件基本组成包括：工控PC机（IPC）、彩色显示器、鼠标、键盘、SCnetⅡ网卡、操作台、专用操作员键盘、打印机等，工程师站硬件配置与操作站硬件配置基本一致，无特殊要求，它们的区别仅在于系统软件的配置不同，工程师站除了安装有操作、见识等基本功能的软件外，还装有相应的系统组态、系统维护等应用工具软件。 2.机柜
控制系统通用设计要求: 在全集成化设计要求的基础上，会有一些控制系统的通用设计原则： ●安全性：系统应具有必要的安全保护、安全互锁和保密措施。故障与报警的全面性，对 于系统中的各种不正常的现象具有报警与提示功能，便于操作人员及时处理。 ●高精度、高可靠性：系统需要高精度、稳定可靠的运行，适应连续生产和保证产品的一 致性。 ●电器控制元件标准化：采用常用可靠的品牌、型号控制元件组建系统，以利于系统稳定 和后期维护、使用。 ●实用性：注重采用成熟而实用的技术，人机界面与操作的人性化，使系统建设的投入产 出比最高，能产生良好的经济效益。 ●易操作性：贯彻面向最终用户的原则，建立友好的用户界面，使用户操作简单直观，易 于学习掌握。 ●系统的兼容性、可扩展性、开放性与冗余性：为了将来的下一期扩产提供良好的系统接 口，以便集成更大的系统，并做到系统间的无缝对接。 ●系统柔性化设计：由于产品工艺的要求，控制系统需要有一定的柔性化设计，以便在工 艺调整及变更时可以较为方便的进行相应的升级。 ●先进性：在实用的前提下，与国内外最先进的控制软件技术、信息技术及网络通信技术 相匹配，使系统具有较高的性能指标。 注释: 这些通用的控制系统设计原则将贯穿于整个设计与施工过程，确保项目质量。 产线配置 产品P15整线1台服务器6套操作终端 产品QCG-原料预处理和改性段1台服务器4套操作终端 产品QCG-半成品包覆炭化成品加工段1台服务器8套操作终端 DCS集中控制系统配置要求: DCS控制系统软件：Win CC 7.4 SP1 系统软件：Windows 10专业版或Windows server2012以上 服务器品牌：联想或同等品牌 操作终端品牌：联想或同等品牌，CPU i3以上，内存8G 磁盘500G 1G独立显卡 显示器：32寸 服务器硬件要求：至强处理器，内存16G以上、硬盘不少于500G，磁盘冗余 配UPS不间断电源时间30分钟。 预留以太网接口； 配置网络交换机 IP地址更具总系统分配； DCS组态控制要求： ●显示产线动态画面： ●数据可追溯： ●三级权限管理； ●多级操作权限设定； ●完整的自动或手动控制；
DCS控制系统介绍三篇 篇一：DCS控制系统介绍 集散控制系统的英文原名为:DistributedControlSystem，简称DCS，通常也称为集散控制系统。集散控制系统的控制功能，主要由计算机技（computer）、控制技术（Control）、显示技术（CRT）和通信技术（communicate）来完成，一般也称为4C技术，4C技术是DCS系统的四大支柱。DCS中通信技术更为重要，操作员站的操作、工程师站系统的组态以及现场设备信息的交换都依靠通信技术来完成。 第一节集散控制系统的构成 一集散控制系统的构成方式 如图是集散控制系统典型结构。功能分层是集散控制系统的体系特征反映了集散控制系统的“分散控制、集中管理”的特点。从功能上看可以分为：四个层次，分别是现场控制级的功能；过程装置控制级；车间操作管理级；全厂优化和调度管理级。从结构看分为：三大块，分别是分散过程控制装置；集中操作和管理系统；通信系统。
图4.1DCS结构 （一）集散控制系统的各层功能 1、现场控制级的功能 （1）微处理器进入现场变送器、传感器和执行器；现场总线的应用。部分或完全完成过程控制级的功能； （2）采集过程数据，对数据进行数据转换； （3）输出过程操作命令； （4）进行直接数字控制； （5）完成与过程装置控制级的数据通信； （6）对现场控制级的设备进行检测和诊断。 2、过程装置控制级的功能 过程装置控制级的结构采用过程控制设备+I/O卡件，其功能是：
（1）采集过程数据，进行数据转换和处理； （2）数据的监视和存储； （3）实施连续、批量或顺序控制的运算和输出控制作用； （4）数据和设备的自诊断； （5）数据通信。 3、车间操作管理级的功能 车间操作管理级设备有中央控制室操作站、打印机、拷贝机、工程师站、计算站，能完成功能是： （1）数据显示与记录 （2）过程操作（含组态操作、维护操作） （3）数据存储和压缩归档 （4）报警、事件的诊断和处理 （5）系统组态、维护和优化处理 （6）数据通信； （7）报表打印和画面硬拷贝。 4、全厂优化和调度管理级的功能 （1）从系统的观点：原料到销售进行优化协调，优化控制 （2）协调和调度各车间生产计划和各部门的联系； （3）主要数据的显示、存储和打印；数据通信。 （二）集散系统三大基本构成的特征 三大块与四层的关系： （1）分散过程控制装置对应于现场控制级和过程控制装置级；
爱默生新版DCS控制系统OVATION-XP的可靠性分析和故障预防 一、引言 近年来，DCS在火电厂过程控制领域的应用水平得到了迅速提高，DCS从单一功能向多功能、一体化方向发展，目前我国主力发电设备300MW等级火电机组大部分都采用了先进的集散控制系统。河津发电厂二期工程2×300MW机组为国产引进型燃煤火电单元机组，安装两台哈尔滨汽轮机厂生产的300MW亚临界、一次再热、单轴、双缸(高中压缸合缸)双排汽、直接空冷凝汽式汽轮机。锅炉型式为哈尔滨锅炉有限责任公司生产的亚临界参数、切圆燃烧、自然循环汽包锅炉。 DCS采用了爱默生过程控制公司的最新OVATION-XP版控制系统，极大地改善了机组运行环境，提高了热工自动化水平，便于热控设备的维护管理，特别是在硬件系统的开放性、接口的灵活性、模块化的设计、在流程画面的汉化、控制策略的修改、历史趋势的记录及事故分析方面优势非常明显。但是由于对DCS系统的了解不够以及DCS系统本身的特性，为了预防运行过程中或多或少出现影响机组安全与可靠性的故障，在这里笔者参照DCS系统通常的故障情况，针对OVATION-XP版系统进行可靠性分析和故障预防。 二、可靠性分析及注意事项 DCS系统的可靠性是指在规定的工作条件下和规定的时间内，系统成功地完成规定功能的能力，它是对一套控制系统的综合评价。DCS系统的可靠性与DCS本身的内在质量，也与使用环境条件和运行维护水平有关，而DCS系统故障是一种固有顽症，不管是进口系统还是国产系统都或多或少会出现，调试和维护的工作目的是要让这种现象发生的最少。引起故障的原因各种各样，我们要分析这些原因逐一采取预防措施，以下是引起DCS系统故障的原因的分析及其预防措施。 (1)配置了冗余结构 就目前运行的DCS系统来看，不管是通讯网络、服务器还是现场控制器DPU，都配置了冗余结构，"虽然加大了硬件设备成本和消耗费用，权衡其利害关系，不难得出冗余措施在维持机组安全、稳定方面起到了很大的作用，在发电企业中的广泛应用是毋庸置疑的。但是有一点，当主设备发生故障，热备份状态的冗余设备就必须顶上工作，可目前集团公司所辖发电厂部分机组DCS系统冗余设备的切换就不是很好，有的不能切换，有的自己来回乱切，河津电厂一期工程两台机组采用的日本三菱DIASYS-UP控制系统的DAS服务器也经常出现该情况。这个问题希望各厂家切实解决是非常重要的事情，它是降低DCS系统故障的关键。 OVATION-XP系统在Ovation数据网络、以太网(Ethernet)网络、Ovation控制器、Ovation I/O模块、系统供电电源、处理器电源分配模块、操作员工作站、网络服务器和集线器等方面使用了冗余组态方式，以求获得较高的系统可靠性。当发生下列情况，系统可启动"自动越过功能"，无扰动越过故障，包括:①控制处理器故障;②网络控制器故障;③I/O接口故障; ④控制处理器的电源被拉开；⑤控制处理器复位;⑥网络部分断线。就目前Ovation其他版本的应用情况来看，备用系统的切换平稳、可靠。Ovation系统的冗余故障预防方面仅需检修和运行人员熟悉系统各部件上的指示灯、声光报警、状态信息图，及时做出准确判断，并对故障部分进行处理和备用恢复。 (2)通讯故障 引起DCS系统故障的另一重要原因是通讯故障。 首先，是通讯负荷过重。该现象较为隐蔽，机组运行操作不频繁时，通讯正常。而操作多时，引起通讯堵塞，通常为事故紧急处理时操作很多。例如:河津电厂一期的DCS覆盖面相对比要少，进行逻辑组态分配时，又严格控制各DPU站的负荷率，保证了数据通讯余量，该