分散控制結構是針對集中控制可靠性差的缺點而提出的。DCS系統結構是一個自治(Autonomous)的閉環結構,可以是垂直型、水平型以及兩者混合的復合型。垂直型,又稱階層型,是以上下關系為基礎的結構,下位向左右方向擴大,形成金字塔形,系統的通信發生在上下位間,其主導權由上位掌握,對下位設備的動作有監視和進行調整的權限。水平型是對等的分散子系統以自我管理為基礎的系統結構。在通信系統中,這些子系統具有平等的地位。復合型把水平型和垂直型結合起來,各子系統各自管理的同時,形成上下階層關系各子系統有較強的獨立性,上位系統的故障不影響下位子系統間的數據交換和各自的功能正常工作時,上位監視和支持下位的工作。DCS系統大多采用復合型分散控制結構。DCS系統的分散控制結構體現在以下幾方面:
1、組織人事的分散
DCS控制系統的運行需要操作人員、管理人員。功能的分散與工廠的人員管理體制應相適應。為此,DCS系統在組織人事的管理上采用了垂直分散的結構。其上層以數據管理、調度為主,屬于全廠優化和調度管理級和車間操作管理級。下層則進行實時處理和控制,屬于過程裝置控制級和現場控制級。
2、地域的分散
地域的分散通常是水平型分散,當被控對象分散在較大的區域,例如油罐區的控制,則DCS系統就需對控制系統在地域上進行分散設置。此外,像各車間、工段因地理位置的因素,也有分散控制的需要
3、功能的分散
DCS系統的分級是以功能分散為依據的。按縱向分散,則可以分為直接控制、優化控制、自學習和自適應控制和自組織控制。按類型分散,則可以分為常規控制、順序控制和批量控制。在集散控制系統中,考慮到分散的功能之間應盡可能有較少的關聯,尤其是在時間節拍上的關聯應越少越好。因此,通常采用的功能分散是:具有人機接口功能的集中操作站與具有過程接口功能的過程控制裝置的分散;過程控制裝置中控制功能的分散;按裝置或設備進行的功能分配以及全局控制和個別控制之間的分散等。
4、負荷的分散
DCS系統中的負荷分散不是由于負荷能力不夠而進行負荷分散。主要目的是把危險分散。通過負荷分散,使一個控制處理裝置發生故障時的危險影響減至盡可能小的地步。當控制回路之間的關聯較弱時,可以通過減少控制處理裝置處理的回路數達到危險分散的目的。當控制回路之間有較強的關聯時,尤其是在順序控制中,各回路間還存在時間上的關聯,這時,為了使危險分散,可進行與相應裝置對應的功能分散,按裝置或設備進行分散,并設置過程控制裝置。分散控制結構是以良好的通信系統為基礎的。過分的分散,使系統的通信量增大,響應速度下降。同樣,過分的集中,因受微處理器處理速度限制而使信息得不到及時處理,造成響應速度變慢。因此,考慮到經濟性、響應性、系統構成的靈活性等因素,集散控制系統縱向常分為3~4 層。
因此,為了實現DCS系統中的人事分散,應確保DCS系統的運行人員如技術人員、操作人員和管理人員賦予相應的操作級別,DCS組態軟件都設立了用戶權限設置功能。
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