文章分享目前國內外常見DCS品牌及其特點,并以霍尼韋爾PKS的C300系列DCS系統為例介紹DCS的過程控制級,為剛入行的儀表工科普DCS基本知識。
什么是DCS,你所知道的DCS系統都有哪些,它有哪些作用?
首先什么是DCS系統?DCS是分散控制系統(Distributed Control System)的簡稱,也有叫集散控制系統的,它是一個集合了計算機,通訊,顯示和控制的由過程控制和過程監控的計算機系統。DCS設計的理念是分散控制,集中管理,分級管理,配置靈活,組態方便。
DCS系統的特點
①高可靠性
因DCS系統基于多臺計算機控制,且系統架構采用了硬件冗余,網絡容錯設計,即使某個硬件出現故障,系統也能在ms級恢復,不會影響系統的正常運行。
②開放性
因DCS系統采用開放式,標準化,模塊化,網絡化設計,當需要增加或者改變一些功能時,可以通過增改硬件配置的方式實現要求。
③靈活性
當控制要求變更時,可以通過編程軟件實現各種邏輯控制,復雜的算法,圖形化顯示等功能要求。
④控制功能強大
DCS系統的控制算法豐富,具有多種PID控制功能,如串級控制,前饋控制等,支持高級語言,可以編寫更為復雜的算法。
DCS的結構
從上圖中可看出按照結構劃分為:過程控制級、操作維護級和管理層級。過程控制級主要由過程控制器、I/O組件和現場儀表組成,是系統控制功能的主要現場實施部分。操作維護級包括:操作員站,工程師站,以及數據維護站,完成系統的操作,組態,以及數據的存儲。管理層級主要是指工廠管理信息系統(MIS系統),企業資源計劃即ERP(Enterprise Resource Planning),作為DCS更高層次的應用。
目前常見的DCS有哪些?
國內外:霍尼韋爾EPKS,西門子PCS,艾默生Deltav和Ovation,橫河CENTUM,ABB的AC800F,和利時,浙大中控,杭州優穩等等,在文章《DCS發展過程及當前主要DCS廠家》中有詳細介紹。
下面以霍尼韋爾PKS的C300介紹過程控制級
1、C系列卡件的系統結構圖
從上往下硬件為:C系列Control Firewall控制防火墻,支持冗余,8+1口(FTE交換機),具有廣播信息風暴抑制,控制器不受上層IP網絡通訊量的影響,也可以選擇光纖接口。
然后是C300控制器,如圖具有多種接口,主要實現如下功能:上位通訊,Peer to Peer點對點通訊,IOLINK 1 IO通訊,IOLINK 2 IO通訊,確定性控制執行環境。
然后是現場總線模塊,總線接口卡支持冗余,可獨立于控制器運行,支持4條H1總線,每條H1總線可接16臺設備。
然后是輸入輸出卡件,主要有四種,數字輸入,數字輸出,模擬量輸入,模擬量輸出,都支持冗余配置,模擬量模塊支持HART協議。
然后是電源系統,垂直設計,支持C系列卡件,可以選擇冗余的電源系統。
然后是機柜設計部分,采用垂直設計,利于散熱,接線方便,結構緊湊。