青岛凌峰自动化工程有限公司总结DCS发展概述
DCS是分布式控制系统的英文缩写(Distributed Control System)，在国内自控领域又称为集散控制系统。
集散控制系统(DCS)是一种以微处理器为基础的分散型综合控制系统，DCS系统综合了计算机技术、网络通讯技术、自动控制技术、冗余及自诊断技术，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。
DCS在控制上的大特点是依靠各种控制、运算模块的灵活组态，可实现多样化的控制策略以满足不同情况下的需要，使得在单元组合仪表实现起来相当繁琐与复杂的命题变得简单。随着企业改革的高柔性、高 效益的要求，以经典控制理论为基础的控制方案已经不能适应，以多变量预测控制为代表的控制策略的提出和成功应用之后，过程控制受到了过程工业界的普遍关注。
需要强调的是，广泛应用各种控制与优化技术是挖掘并提升DCS综合性能有效、直接、也是具价值的发展方向。仪表技术向数字化、智能化、网络化方向发展工业控制设备的智能化、网络化发展，可以促使过程控制的功能进一步分散下移，实现真意义上的“全数字”、“全分散”控制。另外，由于这些智能仪表具有的精度高、重复性好、可靠性高，并具备双向通信和自诊断功能等特点，致使系统的安装、使用和维护工作更为方便。
DCS被誉为现代工业的“大脑”和“神经中 枢”，国防装备、石油石化、核电、电网等很多重要领域，都要依靠它去指挥运转。然而，过去很长一段时间里，我国工业自动化控制系统被ABBQ、西门子、霍尼韦尔等国际所垄断。当重要工业“大脑”受制于人，国家安全势必遭受大威胁。
近年来，国际上电力网络攻击事件频发，造成设施损毁、大规模停电，甚至社会动荡。DCS是火电机组的“神经中 枢”，其核心软硬件严重依赖欧美等国，存在重大安全隐患和断供风险，严重威胁我国电力生产安全。然而，目前我国核心元器件和基础软件产业仍处于起步阶段。实现DCS国产化，构建自主创新体系，是关系我国电力生产和国计民生重大战略选择。DCS国产化关键在于软硬件的国产化，核心在于电子元器件的自主研制与基础软件的内核自主可控。
国产品牌DCS起步较早。1981年开始我国企业开始逐步推广使用DCS。1985年是国产工控行业的起步之年，上海新华控制技术(集团)有限公司成立，主要深耕于火电控制行业。1993年，浙江中控技术股份有限公司(浙江中控)、南京科远自动化集团股份有限公司(科远自动化)、杭州和利时自动化有限公司(和利时)先后成立，分别推出了国产化DCS，拉开了我国DCS国产化的序幕。
目前国内发电行业所使用的DCS分为进口和国产品牌。进口品牌DCS主要有:EMERSON公司OVATION及WDPF系统、ABB公司SYMPHONY及AC800系统、西门子公司T2000及T3000系统、施耐德I/A'S系统和GE公司新华OptimumC系统等。国产品牌DCS有科远股份NT6000系统、国核自仪NuCONN200系统、国电智深EDPF-NT系统、上海新华TiSNetPAC系统、和利时HOLLiASMACS系统、浙江中控ECS-700系统和四方继保CSPA-2000系统等。
据不统计，进口品牌DCS在国内火电市场300MW、600MW、1000MW等级机组的占有率分别约为45%~50%、80%、75%，其中600MW等级机组大规模建设时国产品牌DCS尚不成熟，因此600MW机组进口DCS占有率高于1000MW。国产品牌DCS主要应用于300MW及以下机组，占比约50%左右，600MW及以上机组占比在20%~25%。
无论国产或合资品牌DCS，硬件方面，其使用的处理器(CPU)、模数转换器/数模转换器(ADC/DAC)、微控制单元(MCU)、现场可编程门阵列(FPGA)和千兆物理接口收发器(PHY)等核心元器件均采用进口产品，严重依赖国外厂商。软件方面，DCS上位机、下位机应用软件均具有自主知识产权，但其多基于进口操作系统自主开发，DCS上位机应用软件、现场总线软件基于Windows系统开发，控制器嵌入式操作系统、上位机桌面操作系统、数据库等关键软件须获国外厂商。
目前，已有多家生产厂家，通过自主可控系统研发，器件选择、测试、现场试用，不断的筛选迭代，逐步完成了元器件的国产化替代，控制系统软件向Linux平台的迁移，实现了软件的全部自主可控。
DCS集散控制系统一般由五部份构成:控制器;I/O板;操作站;通讯网络;图形及编程软件，以下分别进行介绍:
1.控制器:DCS集散控制系统的控制器主要由CPU、ROM、RAM、E2PROM、地址设定开关等部件组成。Cpu既处理器，主要功能有:程序控制、操作控制、时序控制、数据加工，是DCS控制器的大脑;ROM、RAM、E2PROM三者都是内存，区别在功能上不同。ROM是只读内存，RAM可随机读写，而串行E2PROM是可擦除可写入的存储器，三者视功能选择;地址设定开关有很多种，比如像光地址设定开关、无线遥控地址设定开关、流量设定开关等，视功能选择不同的地址开关。
2.I/O板: I/O是input/output的缩写，即输入输出端口。I/O板有很多通信端口，像我们常用的RS485、RS232、RJ45、USB等通信端口。每个设备都有一个专用的I/O地址，用来处理输入输出信息。I/O板时是的用来处理输入输出信息的功能模块。
3.操作站:DCS集散控制系统的操作站位于控制站的上层，通过数据通信与下位机各站点交换信息。操作站的人机界面都配有全局图画和局部画面。它便于工作人员对生产过程从全局到局部的集中监控和操作。根据用户的设计需求来设计方便工作人员管理的流程图。
4.通讯网络:DCS系统的通讯网络是建立在计算机技术和和网络通讯技术的基础之上的，是DCS集散控制系统的重要支柱。DCS网络以网络节点为Z小单位，源节点对数据进行编码，通过传输介质(像光纤、双绞线的通讯电缆)传输到目标节点。因此传输介质、通讯协议和网络结构三者对DCS通讯网络的构成起主 导作用。
5.图形及编程软件:DCS传统的上位机控制界面系统一般都是用图形化编程软件来实现的，每种编程软件都有自己的功能模块和图库，如FIX7.0来对工艺流程来进行编程组态。
留言