新型分散控制系统DCS的研发与探索

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1、新型分散控制系统DCS的研发与探索潘菊初（上海新华控制技术（集团）有限公司研发中心，上海201108）摘要：针对传统DCS应用出现的问题与不足，提出了在DCS设计开发中采纳的一些新技术与新思路，通过对一些问题的阐述，使读者能认识到如何将DCS与FCS有机地结合起来，在创新吸收与融入新型的数码监控及通信技术后，形成当前新型的分散控制系统。关键词：新华控制器快速回路控制数码监控SOE时钟I/O冗余Abstract:ReferringtosomeproblemsanddeficiencyintheapplicationofthetraditionalDCS,

2、thisarticleputsforwardsomenewtechniquesandapproachesadoptedinthedesignanddevelopmentofDCS.Andthroughtheelaborationofsomeproblems,ithelpsreaderstorealizehowtocombineDCSandFCSorganicallytoformthecurrentnew-typeDistributedControlSystemafterinnovating,absorbingandinsertingthenew-typ

3、edigitalmonitoringandcommunicationtechnology.Keywords:XinhuaControllerQuick-responseloopcontrolDigitalmonitoringSOEtimerI/Oredundant0引言随着工业自动化技术的不断发展，控制系统的要求也在不断地提高，规模也不停地扩大。传统的PLC控制、分散控制系统（DCS）在不同的应用领域正面临着一些新的问题，不同行业都有一些特别的应用要求，如电力系统要求把热力与电气集成在同一控制平台，化工行业要求不同的工艺车间能互相监视数据同享，轨道交通

4、要求电力车站信号都能集成到综合监控系统。在这样的形势背景下，需要我们去研发新一代的DCS系统，以适应当前各行应用的基本网络控制的多功能分散控制系统解决方案。1DCS的设计原则DCS是分散型控制系统的英文简称。顾名思义，分散就要将过程控制中的各个控制回路分散到多个控制计算机上，尽量减少互相间的相互影响，降低系统的风险；为减少现场设备与控制系统间的连接线，增强系统的可靠性、稳定性，要求控制用计算机必须更接近于控制对象的现场。在系统中，使用计算机不仅可能提高控制精度，而且提高了生产过程的自动化水平。人机界面的计算机监控画面，给运行操作人员以直观的工艺流程显示

5、，减少了对运行操作人员的职业技术水平的要求；大屏幕显示屏的应用，使人们能更全面直观清晰地看清系统的整体框架与工艺流程，也淘汰了传统的马赛克立屏，整个控制指挥环境大为改善。所有的功能，都需要DCS厂家在研发与生产过程中进行规划与定位。上海新华在新型TiSNet-XDC800的研发上，制定并遵循了以下几方面的设计原则：①分布式全冗余结构新华控制器XCU、I/O模件、I/O通道、网络通信、电源等均冗余配置。②高速、可靠、冗余的通信网络采用工业以太网技术，设计成两个层次的冗余通信网络。③全智能I/O模件与专用电路设计I/O模件采用智能化模件化设计、自动量程校正

6、、多种信号采集模块、多种专用控制模1块。④低功耗、小型化、表贴化、宽供电所有电路都低功耗、SMT工艺、电磁兼容性设计；直流24V电源供电、宽适应范围(18~30V)。⑤高可靠、热插拔、宽温、动态维护所有I/O电路都做到不停电插拔，类型自动扫描识别。-20℃~+60℃工作环境，电路自动诊断，动态报警。⑥可视化图形组态可视化工艺模拟图组态、所见即所得；可视化控制算法策略图形化组态。功能块图符合IEC61131-3国际标准。⑦开放式系统TCP/IP网络通信及现场总线通信方式，OPC、ODBC标准软件接口，能够与第三方产品或商业数据库无缝连接。2DCS的系统架

7、构现代DCS除了实现传统的分散型过程控制外，向下扩展直接将现玚仪表与智能执行机构纳入DCS系统，加上各种形式的远程I/O，整合各类现场总线设备，实现了现场总线控制系统(FCS)与DCS的一体化。随着现代计算机管理系统软件在企业中的发展应用，过程控制系统也逐渐与管理系统相结合。通过网络互联的形式，正逐步将传统的控制系统以数据库调用的方式，与工厂的企业资源计划(ERP)系统相联，从而形成全厂一体化的生产控制新格局。DCS不只是传统意义上狭义的过程控制系统，而成为具有更高层次的、更大范围的企业生产解决方案。图1是上海新华集团公司推出的新一代TiSNet全厂一

8、体化控制系统解决方案.。图1新华TiSNet系统全厂一体化解决方案3分布式控制单元3.1控制器