DCS系统应用与发展.ppt

通信方式 DCS采用层次化的体系结构，通信网络分布于各层并采用数字通信方式，唯有生产现场层的常规模拟仪表仍然是一对一模拟信号(如4～20 mA DC)传输方式，DCS是一个“半数字信号”系统。 FCS采用全数字化、双向传输的通信方式。从最底层的传感器、变送器和执行器就采用现场总线网络，逐层向上直到最高层均为通信网络互联。多条分支通信线延伸到生产现场，用来连接现场数字仪表，采用一对N连接。 扩大了操作视野 传统 4-20 mA 只能看到 I/O 子系统 现场总线 视野可以扩展到现场仪表 控制器 控制系统网络 现场总线 远程输入/输出 子系统 控制器 控制系统网络 现场总线带来的好处 互操作性 DCS系统的现场级设备都是各制造商自行研制开发的，不同厂商的产品由于通信协议的专有与不兼容，彼此难以互联、互操作。 而FCS的现场设备只要采用同一总线标准，不同厂商的产品既可互联也可互换，并可以统一组态，从而彻底改变传统DCS控制层的封闭性和专用性。具有很好的可集成性。 FCS系统的特点 从结构上讲打破了传统的系统结构，将控制单元置入现场设备，加上现场设备的通讯功能，现场变速器可直接与阀门等执行机构通讯，因而控制系统能够不依赖于控制室的计算机而直接现场完成控制，实现了彻底的分散控制； 从采用技术讲，FCS是一个开放系统，存在相关标准的一致性、公开性，所以只要遵守相同的标准就可以实现各种不同设备的互联，对用户而言就可以按照自己的需要，组织不同厂商的产品，构建适合自己的最经济有效的系统； 从可靠性上讲，它由于采用了全数字信号通讯，加之现场设备的智能化与功能自治性，所以具有更高的可靠性，而且在布线和维护上带来许多便利。 FCS系统的特点 开发具有现场总线接口的设备成本过高，对企业来说将传统的仪表换为总线仪表花费过高； 虽然现场总线已经形成标准，但标准太多（IEC规定的就有8种标准总线），而且各种标准之间互相排斥，做到完全统一尚须时日； 对一些复杂的工艺过程DCS现场控制站的组态控制有优越性，能够组态先进复杂的控制策略，但FCS无法与之相比。 现场总线系统FCS 自仪股份坚持引进技术、集成创新与自主创新相结合的研发路线，在HART、FF、PROFIBUS等国际主流现场总线和我国具有自主知识产权的EPA工业以太网技术研究方面，取得了较大成果，先后建成了HART、FF、PROFIBUS和EPA等协议现场总线开发平台和测试平台，开发出一系列基于现场总线的智能仪表，通过了HART基金会、FF基金会和PROFIBUS国际组织等相关现场总线国际组织的认证测试，并在市场上取得了不错的应用业绩，推动了自仪股份智能仪表技术更新换代的步伐。 * * 这种系统的构成，对于某个局部的不可靠，从而使对整个系统构成损害的概率降得很低，加之各种软硬件技术的不断走向成熟，极大地提高了整个系统的可靠性，因而DCS 成为了当今工业自动控制系统的主流。 * 气动单元组合仪表（QDZ）和电动单元组合仪表（DDZ）以电子管和磁放大器为主要放大元件的 DDZ—Ⅰ型仪表。 基地式控制仪表以指示、记录仪表为主体，附加某些控制机构而组成。特点：—般结构比较简单、价格便宜．它不仅能对某些工艺变量进行指示或记录，而已还具有控制功能，因此它比较适用于单变量的就地控制系统。 * “DDZ”是汉语拼音文字中电(Dian)、单(Dan)、组(Zu)三字的第一个字母的组合。以晶体管作为主要放大元件的 DDZ—Ⅱ型仪表 * 以线性集成电路为主要放大元件、具有安全火花防爆性能的 DDZ—Ⅲ型仪表 * 直接数字控制系统(Direct Digital Control简称DDC)，计算机通过模拟量输入通道(AI)和开关量输入通道(DI)采集实时数据，然后按照一定的规律进行计算，最后发出控制信号，并通过模拟量输出通道(AO)和开关量输出通道(DO)直接控制生产过程。因此DDC系统是一个闭环控制系统，是计算机在工业生产过程中最普遍的一种应用方式。DDC系统中的计算机直接承担控制任务，因而要求实时性好、可靠性高和适应性强。 * 电源系统 电源系统为DCS系统提供冗余的直流电源，电源可以分为两种： 系统电源——为系统卡件提供工作电源，系统电源一般为24VDC； 访问电源——为现场检测回路供电，变送器回路为24VDC，开关量回路电压等级较多，一般使用24VDC、48VDC较多 为保证DCS系统的高可靠性和高可用性，电源系统都为冗余配置： 1+1冗余：使用两个开关电源，加一个两极管模块并联； N+1冗余：使用多个开关电源并联； 接地系统 接地系统是DCS的一个重要组成部分，接地系统的不完善将直接导致DCS系统不能正常、稳定工作，甚至导致安全事故。 DCS系统机柜内一般分为三个地： 系统地——直流电源接地，为系统提供等电位 安