第一篇：DCS工作原理

DCS系統即分布式控制系統，其實質時計算機技術對生產過程進行集中監視、操作、管理和分散控制的一新型控制技術。分布式操作系統的構成：作為一種縱向分層和橫向分散的大型綜合控制系統，它以多層計算機網絡為依托，將分布在全場范圍內的各種控制設備的數據處理設備連接在一起，實現各部分信息的共享的協調工作，共同完成控制、管理及決策功能。

其硬件設備由管理操作應用工作站、現場控制站和通信網絡組成。管理操作應用工作站包括工程師站、操作員站和立式數據站等各種功能服務站。工程師站提供對技術人員生成控制系統的人機接口，主要用于系統組態和維護，技術人員也可以通過工程師站對應用系統盡心監控。操作員總理提供技術人員與系統數據庫的人機交互界面，用于監視可以完成數據的狀態值顯示和操作員對數據點的操作。歷史站保存整個系統的歷史數據，供組態軟件實現歷史趨勢顯示，報表打印和事故追憶等功能。現場控制站用于對現場信號的采集處理，控制策略的實現，并具有可靠地冗余保證。網絡通信功能：通信網絡連接分布式控制系統的各個分布部分，完成數據、指令及其他信息的傳遞。為保證DCS可靠性，電源、通信網絡、過程控制站都采用冗余配置。

PLC即可編程控制器，由CPU、存儲器、輸入輸出接口、內嵌的精簡高效操作系統組成。用戶可根據自己的需要配置（擴展）自己的I/O類型及數量，用戶按自己的控制需求編寫控制程序下載到PLC的存儲器內，PLC在運行的時候，PLC內的操作系統能運行用戶的程序，根據用戶程序通過輸入端子完成輸入信號（開關、觸點、傳感器等）的讀取，并進行處理運算，把運算處理的結果輸出到端子，以控制用戶的執行機構（閥門、線圈、指示燈等），從而完成用戶所需的控制功能。

電子汽車衡時利用應變電測原理稱重。在稱重傳感器的彈性體上粘有應變計，組成惠斯通電橋。在零負載時，電橋處于平衡狀態，輸出為0。當彈性體承受載荷時，各應變計隨之產生與載荷成比例的應變，由輸出電壓即可測出外加的載荷的大小。將多個稱重傳感安裝在稱臺的下方，多個傳感器電纜線引入接線盒并聯，然后用一根電纜線接入儀表。當汽車駛上稱臺后，稱臺將所受力傳遞到各個稱重傳感器上，使應變電橋的電阻發生變化，引起輸出電壓變化，即輸出了電信號。此電線號傳輸到一表內，經數字濾波、線性放大、A/D轉換，經CPU處理后最終顯示稱重值。電子汽車衡除其基本組成之外，可通過儀表同時連接微機、打印機、大屏幕顯示器等其他電氣設備，可直接實現稱重打印，也可通過微機管理最終達到網絡化管理。

第二篇：DCS基礎知識

DCS基礎知識.txt有誰會對著自己的褲襠傻笑。不敢跟他說話 卻一遍一遍打開他的資料又關上。用了心旳感情，真旳能讓人懂得很多事。╮如果有一天,我的簽名不再頻繁更新,那便證明我過的很好。本文由jyz13121貢獻

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電儀維護車間 池常青

DCS概述 DCS概述

DCS 的 發 展 歷 史 DCS 的 應 用 領 域 DCS 的 概念 DCS 的 組 成 及 特 點 DCS和PLC的區別 DCS和PLC的區別 DCS 的 發 展 歷 史

DCS從1975年問世以來，大約有三次比較大的 DCS從1975年問世以來，大約有三次比較大的 變革，七十年代操作站的硬件、操作系統、監視 軟件都是專用的，由各DCS廠家自己開發的，也 軟件都是專用的，由各DCS廠家自己開發的，也 沒有動態流程圖，通訊網絡基本上都是輪詢方式 的；八十年代就不一樣了，通訊網絡較多使用令 牌方式；九十年代操作站出現了通用系統，九十 年代末通訊網絡有部份遵守TCP/IP協議，有的開 年代末通訊網絡有部份遵守TCP/IP協議，有的開 始采用以太網。總的來看，變化主要體現在Ｉ／ Ｏ板、操作站和通訊網絡。控制器相對來講變化 要小一些。操作站主要表現在由專用機變化到通 用機，如PC機和小型機的應用。但是目前它的操 用機，如PC機和小型機的應用。但是目前它的操 作系統一般采用UNIX，也有小系統采用NT，相 作系統一般采用UNIX，也有小系統采用NT，相 比較來看UNIX的穩定性要好一些，NT則有死機 比較來看UNIX的穩定性要好一些，NT則有死機 現象。I/O板主要體現在現場總線的引入DCS系 現象。I/O板主要體現在現場總線的引入DCS系 統。

從理論上講，一個DCS系統可以應用于各種行業，從理論上講，一個DCS系統可以應用于各種行業，但是各行業有它的特殊性，所以DCS也就出現了 但是各行業有它的特殊性，所以DCS也就出現了 不同的分支，有時也由于DCS廠家技術人員工藝 不同的分支，有時也由于DCS廠家技術人員工藝 知識的局限性而引起，如HONEYWELL公司對石 知識的局限性而引起，如HONEYWELL公司對石 化比較熟悉，其產品在石化行業應用較多，而Ｂ AILEY的產品則在電力行業應用比較普遍。用戶 AILEY的產品則在電力行業應用比較普遍。用戶 在選擇DCS的時候主要是要注意其技術人員是否 在選擇DCS的時候主要是要注意其技術人員是否 對該生產工藝比較熟悉；然后要看該系統適用于 多大規模，比如NT操作系統的就適應于較小規模 多大規模，比如NT操作系統的就適應于較小規模 的系統；最后是價格，不同的組合價格會有較大 的差異，而國產的DCS系統價格比進口的DCS至 的差異，而國產的DCS系統價格比進口的DCS至 少要低一半，算上備品備件則要低得更多。

第一套DCS系統是美國HONEYWELL公司 第一套DCS系統是美國HONEYWELL公司 1975年推出的TDC2000至今三十多年的 1975年推出的TDC2000至今三十多年的 歷史，它幾經更新換代，技術性能日趨完 善。據不完全統計現在集散控制系統的類 型有2000-3000種，廠家也不計其數如： 型有2000-3000種，廠家也不計其數如： 橫河公司的 CENTUM CS、ABB公司的 ABB公司的 FREELANCE、FOXBORO公司的I/AS以 FREELANCE、FOXBORO公司的I/AS以 及國產的浙大中控公司的ECS、和利時公 及國產的浙大中控公司的ECS、和利時公 司的DCS系統等。司的DCS系統等。

TPS系統是霍尼韋爾1996年推出的控制系 TPS系統是霍尼韋爾1996年推出的控制系 統, 在近十年的成長中不斷升級和完善，在 保持系統可靠性, 穩定性的同時, 保持系統可靠性, 穩定性的同時, 又吸收了 最新的人機界面技術, 最新的人機界面技術, 通訊網絡技術以及將 我們的先進控制（APC）及操作員培訓系 我們的先進控制（APC）及操作員培訓系 統（OTS）與系統無縫的聯系連接，可以 統（OTS）與系統無縫的聯系連接，可以 說TPS系統是最先進、穩定和全面的系統。TPS系統是最先進、穩定和全面的系統。DCS 的 應 用 領 域

水 和 污 水 發 電 紙 漿、紙 張 和 連 續 式 網 塑 采 礦、礦 石 和 冶 金 化 工 與 塑 料 制 品 烴 加 工 石 油 和 天 然 氣 DCS 的 概念

DCS全稱：Distributed DCS全稱：Distributed Control System 它的中文意思是集散控制系統 思想：集中管理分散控制（危險分散、控 制分散、而操作和管理集中的基本設計思 想。四C技術：計算機（computer)、通信 技術：計算機（computer)、通信（communication)、顯示（CRT)、控制 communication)、顯示（CRT)、控制（control)。control)。

什么是組態？ 什么是組態？

在使用工控軟件中，我們經常提到組態一 詞，組態英文是“Configuration” 詞，組態英文是“Configuration”,其意義 究竟是什么呢？簡單的講，組態就是用應 用軟件中提供的工具、方法、完成工程中 某一具體任務的過程。

與硬件生產相對照，組態與組裝類似。如要組裝 一臺電腦，事先提供了各種型號的主板、機箱、電源、CPU、顯示器、硬盤、光驅等，我們的工 電源、CPU、顯示器、硬盤、光驅等，我們的工 作就是用這些部件拼湊成自己需要的電腦。當然 軟件中的組態要比硬件的組裝有更大的發揮空間，因為它一般要比硬件中的“部件” 因為它一般要比硬件中的“部件”更多，而且每 個 “部件” 都很靈活，因為軟部件都有內部屬 部件” 性，通過改變屬性可以改變其規格（如大小、性 狀、顏色等）。

在組態概念出現之前，要實現某一任務，都是通過編寫程序（如使用 BASIC,C,FORTRAN等）來實現的。編寫 BASIC,C,FORTRAN等）來實現的。編寫 程序不但工作量大、周期長，而且容易犯 錯誤，不能保證工期。組態軟件的出現，解決了這個問題。對于過去需要幾個月的 工作，通過組態幾天就可以完成。

組態軟件是有專業性的。一種組態軟件只能適合某種領域 的應用。組態的概念最早出現在工業計算機控制中。如 DCS(集散控制系統)組態，PLC（可編程控制器）梯形圖 DCS(集散控制系統)組態，PLC（可編程控制器）梯形圖 組態。人機界面生成軟件就叫工控組態軟件。其實在其他 行業也有組態的概念，人們只是不這么叫而已。如 AutoCAD，PhotoShop，辦公軟件(PowerPoint)都存 AutoCAD，PhotoShop，辦公軟件(PowerPoint)都存 在相似的操作，即用軟件提供的工具來形成自己的作品，并以數據文件保存作品，而不是執行程序。組態形成的數 據只有其制造工具或其他專用工具才能識別。但是不同之 處在于，工業控制中形成的組態結果是用在實時監控的。組態工具的解釋引擎，要根據這些組態結果實時運行。從 表面上看，組態工具的運行程序就是執行自己特定的任務。

雖然說組態就是不需要編寫程序就能完成 特定的應用。但是為了提供一些靈活性，組態軟件也提供了編程手段，一般都是內 置編譯系統，提供類BASIC語言，有的甚 置編譯系統，提供類BASIC語言，有的甚 至支持VB。至支持VB。DCS 的 組 成 及 特 點

構成： 集散控制系統通常由過程控制單元、電源、I/O卡件、機 集散控制系統通常由過程控制單元、電源、I/O卡件、機 柜、卡籠、通訊網絡、操作站、工程師站、軟件等組成。特點： 1.完善的控制功能（PID控制、順序控制、邏輯控制、完善的控制功能（PID控制、順序控制、邏輯控制、批量控制等。）2.豐富的監控功能（可以監控生產裝置的生產情況）3.簡便的安裝調試 4.良好的性能和價格比 5.可靠性好（有完善的自診斷功能、MTBF達105天）可靠性好（有完善的自診斷功能、MTBF達

過程控制站高性能過程管理站 過程控制站高性能過程管理站HPM 高性能過程管理站HPM HPM硬件介紹 HPM硬件介紹

HPM從設計上就提供了靈活和功能強大 HPM從設計上就提供了靈活和功能強大 的數據采集和控制功能。的數據采集和控制功能。它采用的多處理器 結構，用不同的處理器完成不同的任務。結構，用不同的處理器完成不同的任務。HPM包括先進過程管理站模件 HPM包括先進過程管理站模件(HPMM)和 包括先進過程管理站模件(HPMM)和 I/O子系統 HPMM由高性能的通信處理器 I/O子系統。HPMM由高性能的通信處理器 子系統。卡和調制解調器卡、I/O鏈路接口處理器卡 鏈路接口處理器卡、卡和調制解調器卡、I/O鏈路接口處理器卡、控制處理器卡所組成，CPU采用兩個 控制處理器卡所組成，其CPU采用兩個 MOTOROLA公司的 MOTOROLA公司的68040芯片。公司的68040芯片 芯片。

經優化設計的先進通信處理器卡，具有高性能網絡通信能力，完成如網絡數 據存取、對等通信等功能。它同時對現場控制器產生的報警進行精確的時間 標記。高性能的控制處理器卡完成常規、邏輯、順序控制功能，同時執行用戶的 CL/HPM程序。因通信和輸入輸出處理分別由不同的處理器完成，控制處理 CL/HPM程序。因通信和輸入輸出處理分別由不同的處理器完成，控制處理 器可以發揮它強大的功能，專門完成控制策略。先進的I/O鏈路處理器是 器可以發揮它強大的功能，專門完成控制策略。先進的I/O鏈路處理器是 HPMM與I/O子系統的接口。HPMM與I/O子系統的接口。I/O子系統包括冗余的輸入輸出鏈路和多達40對冗余的I/O處理器卡。這些 I/O子系統包括冗余的輸入輸出鏈路和多達40對冗余的I/O處理器卡。這些 I/O處理器卡完成所有現場I/O信號的數據采集和控制功能。比如：I/O卡直 I/O處理器卡完成所有現場I/O信號的數據采集和控制功能。比如：I/O卡直 接完成工程單位轉換和報警處理，不需要HPMM的介入。采用冗余的光纖電 接完成工程單位轉換和報警處理，不需要HPMM的介入。采用冗余的光纖電 纜I/O鏈路擴展器，可以將I/O處理器卡安裝在遠離HPM機柜8公里外的地方，I/O鏈路擴展器，可以將I/O處理器卡安裝在遠離HPM機柜8 I/O HPM 實現遠程輸入輸出。其特點歸類如下： 多處理器并行處理結構 主控制器雙板結構，通信處理器和控制處理器并行工作，雙68040處理器，主控制器雙板結構，通信處理器和控制處理器并行工作，雙68040處理器，32位結構，專門設計的大規模集成電路ASIC，最大限度減少元器件，800 32位結構，專門設計的大規模集成電路ASIC，最大限度減少元器件，800 PUs(5X PM/APM)處理單元 PM/APM)處理單元 I/O鏈路接口卡 I/O鏈路接口卡 通過串行接口與Modbus兼容子系統進行雙向通訊 通過串行接口與Modbus兼容子系統進行雙向通訊 支持LCN的AM和上位機實現更高層次的優化控制策略，許多高性能的軟件包 支持LCN的AM和上位機實現更高層次的優化控制策略，許多高性能的軟件包 也可以優化控制性能 APM/PM進一步改進，更大的內存（比PM大 APM/PM進一步改進，更大的內存（比PM大4倍）HPM冗余配置 HPM冗余配置 HPMM采用1 HPMM采用1：1冗余，并配置在不同的卡籠箱，確保安全。HPMM需要進行切換時對過程控制沒有任何影響。HPMM需要進行切換時對過程控制沒有任何影響。HPM采用了大量的自診斷功能，隨時診斷運行狀 HPM采用了大量的自診斷功能，隨時診斷運行狀 況和任何故障。故障又分為硬故障和軟故障，HPM的狀態不但在面板上有LED顯示，又在GUS HPM的狀態不但在面板上有LED顯示，又在GUS 上的標準狀態顯示畫面中可以看到。HPM的任何電路板均可帶電插拔，大大方便維修。HPM的任何電路板均可帶電插拔，大大方便維修。更換AO或DO時，手操器可維持輸出。更換AO或DO時，手操器可維持輸出。因為在產品設計時就特別考慮了冗余選擇，因此 完全支持主模件到備份模件的自動切換，不需要 用戶編程。在線診斷功能確保主付模件均正常運 行。1:1的冗余最大限度發揮了系統的可得到性，行。1:1的冗余最大限度發揮了系統的可得到性，而且簡化了系統的電纜連接和組態。HPM功能介紹 HPM功能介紹

所有的控制功能都是在HPMM內完成的，所有的控制功能都是在HPMM內完成的，而數據采集，信號調制報警處理均在I/O處 而數據采集，信號調制報警處理均在I/O處 理器板完成。控制功能包括復雜的常規控 制方案、連鎖邏輯功能和面向過程工程師 的高級控制語言(CL/ HPM)。的高級控制語言(CL/ HPM)。PID控制(手動、自動、串級、比率)PID控制(手動、自動、串級、比率)基本邏輯算法 采樣和保持 計數 高/中/低選擇 用戶自定義功能塊 數字數據傳送 送高/ 送高/低限制 乘方/ 乘方/開方 帶跟蹤的PID邏輯控制 帶跟蹤的PID邏輯控制

HPM的控制功能組態都可以在線 HPM的控制功能組態都可以在線完成和下 在線完成和下 裝，且對其它功能沒有任何影響。

系統提供PID回路自整定軟件RAIP TUNE，系統提供PID回路自整定軟件RAIP TUNE，可以實現對每個PID回路的PID參數實現自 可以實現對每個PID回路的PID參數實現自 動整定。動整定。

HPM提供的過程控制語言 HPM提供的過程控制語言 CL/HPM是Honeywell在過程管理站(HPM)CL/HPM是Honeywell在過程管理站(HPM)上運行的面向過程的控制語言。它的語言 采用順序結構的方式，適合于批量或綜合 應用的需要；計算功能適合連續控制任務 的需要。這種控制語言最關鍵的特點是與本地HPM 這種控制語言最關鍵的特點是與本地HPM 的所有數據點共享數據，并且與UCN上的 的所有數據點共享數據，并且與UCN上的 其它設備共享數據。HPM的順序控制功能由HPM/CL語言完成，每個 HPM的順序控制功能由HPM/CL語言完成，每個 順控模塊有多個Phase構成，每個Phase由多個 順控模塊有多個Phase構成，每個Phase由多個 Step構成，每步由多條命令構成，這些命令可以 Step構成，每步由多條命令構成，這些命令可以 開關現場泵和閥，也可以接受操作員命令或執行 連續控制模塊的輸出。

系統最大可以執行250個過程模件點，每個過程 系統最大可以執行250個過程模件點，每個過程 模件點可以嵌套一個或多個CL順控程序。由于 模件點可以嵌套一個或多個CL順控程序。由于 HPM采用確定性控制，所以每個過程模件點可以 HPM采用確定性控制，所以每個過程模件點可以 按照組態設定的執行周期完成順序控制。

工藝流程如圖所示，順序控制要求是將TANK 33的原料加入REACTOR 30。工藝流程如圖所示，順序控制要求是將TANK 33的原料加入REACTOR 30。其順控程序如下, 該段程序執行了Phase3_ch_R30段中加料步驟 其順控程序如下, 該段程序執行了Phase3_ch_R30段中加料步驟

：

phase 3_ch_R30 step chrg_mon open VL3301, VL3003 1 AG3001 on ? Set flow to 5DGPM set FIC301.SP=50 2 PU3001 on wait off close WT3301.PV =0 AG3301, PU3001 VL3301, VL3003 3 ? Put loop in Manual and close valve set FIC301.MODE = MAN 4 FIC301.OP = 0 set Display message for operator ? send(wait): “Monomer charge complete” 5 ①打開VL3301和VL3303兩個 打開VL3301和VL3303兩個 電動閥，同時開啟反應器中的 攪拌器AG3001。攪拌器AG3001。②將流量控制回路FIC301的給 ②將流量控制回路FIC301的給 定設定為50%，將泵PU3001 定設定為50%，將泵PU3001 啟動。等待直到TANK33的料 啟動。等待直到TANK33的料 排空。③停止攪拌器AG3301和泵 ③停止攪拌器AG3301和泵 PU3001，關電動閥VL3301和 PU3001，關電動閥VL3301和 VL3303。VL3303。④將流量控制回路FIC301切換 ④將流量控制回路FIC301切換 到手動，將調節閥關死。⑤送信息給操作員，加料完成。？表示程序解釋，不影響順序 控制。

操作站--全方位用戶操作站 操作站--全方位用戶操作站GUS 全方位用戶操作站GUS 全方位用戶操作站（Global 全方位用戶操作站（Global Users Station，GUS）是 Station，GUS）是 LCN上的一個節點，是以Windows 2000作為操作系統，LCN上的一個節點，是以Windows 2000作為操作系統，具有兩個處理器的高性能操作站。GUS能滿足操作人員，管理人員，系統工程師及維護人員 GUS能滿足操作人員，管理人員，系統工程師及維護人員 的各種要求，并可以為各級人員設置權限，用戶名和密碼。GUS操作站可以配置操作員鍵盤，實現以下功能： GUS操作站可以配置操作員鍵盤，實現以下功能： 選擇畫面；選擇控制方式(MAN/AUTO/CAS)；設定值/ 選擇畫面；選擇控制方式(MAN/AUTO/CAS)；設定值/ 輸出值的升/ 用光標或數字鍵)；順序起動/ 輸出值的升/降(用光標或數字鍵)；順序起動/停止；選擇 報警組；報警確認/ 報警組；報警確認/復位；打印屏幕；選擇趨勢記錄和報 表。可對常規控制的參數進行顯示和修改。

歷史記錄功能-歷史模件HM 歷史記錄功能-歷史模件HM 歷史模件（History Module，HM）是一個具有大存貯量的模件，可 歷史模件（History Module，HM）是一個具有大存貯量的模件，可 被LCN網上所有的模件所使用。如其名所表示的，它是TPS統的儲存 LCN網上所有的模件所使用。如其名所表示的，它是TPS統的儲存 單元，容量巨大。歷史模件具有強大的處理能力，可用來建立大量易 于檢索的數據供工程師和操作員使用。歷史模件存貯系統的點的歷史數據。可計算和存貯每小時、工作班、日、月的平均值以及每段時間的最高和最低值。歷史模件還可存貯系統所有的歷史事件，如過程報警、系統狀態改變、操作過程和系統變化，以及錯誤信息。此外，歷史模件還存貯顯示文件、裝載文件、順序文件、控制語言、邏輯管理站梯形邏輯程序和組態源文件等系統文件，確認點(CHECKPOINT)文件及在線維護信息等。(CHECKPOINT)文件及在線維護信息等。斷點保護（CHECKPOINT）功能是HM自動定時或手動存儲整個系統 斷點保護（CHECKPOINT）功能是HM自動定時或手動存儲整個系統 網絡上的所有信息，在停電或系統故障后可以迅速，準確地恢復整個 系統，對生產過程不造成任何影響。這對于工業生產來講是非常重要 和必須的。HM支持盤冗余配置。HM支持盤冗余配置。

工程師站

TPS系統的每臺GUS都具有工程師站的組態功 TPS系統的每臺GUS都具有工程師站的組態功 能，包括控制回路組態，編程，畫面生成，報 表生成，過程趨勢和參數整定等

組態軟件

TPS系統組態可以分為網絡組態，數據庫組態，TPS系統組態可以分為網絡組態，數據庫組態，控制功能組態和流程圖組態幾個部分。網絡組態分別對LCN和UCN網上的各個節點進 網絡組態分別對LCN和UCN網上的各個節點進 行功能分配和資源配置，使他們能有效地實現 通信和數據交換

數據庫組態可以分別完成實時區域數據庫的組態和歷史組 的分配。同時也可以生成固定格式報表和自由格式報表。控制方案的組態通過填表的方式完成，可產生一個模板點，再利用模板建點法（Exception Build），可以建立大量 再利用模板建點法（Exception Build），可以建立大量 的同類型點。大大節約組態時間。GUS 操作站中的畫面制作工具軟件Display Builder 可 操作站中的畫面制作工具軟件Display 以幫助工程技術人員，快速創建視覺良好、容易操作的流 程圖顯示畫面，這些畫面既可在GUS上也可在個人電腦上 程圖顯示畫面，這些畫面既可在GUS上也可在個人電腦上 生成。Display Builder提供了顯示元素和腳本語言程序 生成。Display Builder提供了顯示元素和腳本語言程序 段的可重用能力，不僅大大降低了創作畫面的工程時間，而且提高了準確性。強大的腳本語言功能使得顯示隨過程 數據變化的動態效果變得簡單。控制數據以及工廠網絡上 的OPC數據同樣也能方便地顯示在過程流程圖畫面上。OPC數據同樣也能方便地顯示在過程流程圖畫面上。

過程趨勢和參數整定

GUS工程師站可以實時監視過程趨勢點，GUS工程師站可以實時監視過程趨勢點，組趨勢顯示包括八條趨勢點，顯示時間周 期從二分鐘到八小時可以在畫面上實時選 擇，新數據將舊數據向左推移(polling 擇，新數據將舊數據向左推移(polling scheme)。工程師站可以同時進行參數整 scheme)。工程師站可以同時進行參數整 定，修改控制常數和濾波常數。

通訊系統

TPS的通訊系統采用全冗余的工業化數字通 TPS的通訊系統采用全冗余的工業化數字通 訊系統。控制層采用單獨的UCN控制網絡，訊系統。控制層采用單獨的UCN控制網絡，操作監視層則采用LCN網絡將多個UCN網 操作監視層則采用LCN網絡將多個UCN網 絡連接在一起實現中央監控。LCN可以通 絡連接在一起實現中央監控。LCN可以通 過光線擴展器LCNE實現中央控制室和現場 過光線擴展器LCNE實現中央控制室和現場 機柜室的光纖連接，每段光纜可達2 機柜室的光纖連接，每段光纜可達2公里(無中繼設備)。無中繼設備)冗余

UCN和LCN及網絡接口設備NIM采用全冗余配置，在正常進行狀態 UCN和LCN及網絡接口設備NIM采用全冗余配置，在正常進行狀態 下定時自動切換，不會有數據丟失現象發生。當某一路通訊發生故 障時，系統在操作站上有系統報警提示。LCN網連接的節點最多可達96個。在系統正常工作時，可以很方 LCN網連接的節點最多可達96個。在系統正常工作時，可以很方 便地掛上或卸掉它們，而不影響系統的其它節點的正常工作。LCN 便地掛上或卸掉它們，而不影響系統的其它節點的正常工作。LCN 為兩條冗余的同軸電纜，分為主電纜和備份電纜，當主纜損壞或出 現通訊錯誤時，備份電纜自動接替工作，成為主纜。電纜和節點間 的連接是通過節點上的傳輸電路板，這樣設計的最大優點是當某一 節點損壞時，LCN網上的其它節點的通訊不受影響。此外，LCN還 節點損壞時，LCN網上的其它節點的通訊不受影響。此外，LCN還 為所有的節點提供同步時 UCN采用冗余同軸連接各個控制器和網絡接口設備，采用32位 UCN采用冗余同軸連接各個控制器和網絡接口設備，采用32位 CRC幀檢測順序（FCS）確認接受的每一個幀，使用軟件檢查傳送 CRC幀檢測順序（FCS）確認接受的每一個幀，使用軟件檢查傳送 信息的長度確保網絡的可靠性。檢測到任何錯誤馬上通知發送設備 重新發送。UCN上各個節點與UCN連接的接口的發送和接受電路是獨立的，UCN上各個節點與UCN連接的接口的發送和接受電路是獨立的，使得網絡上各節點實現電氣隔離，任何一個節點發生電路故障時不 會影響通信。主干電纜和分枝電纜設計進一步起到故障隔離作用。

第二層的安全保護體現在軟件對UCN網絡上所有節點 第二層的安全保護體現在軟件對UCN網絡上所有節點 進行診斷和統計，監視和報告各節點和網絡的通信狀 況，統計錯誤超過預設值時有報警提示，這種檢查可 以確保控制應用高度實時性的要求。為了確保UCN網的通訊能力，每個節點會自我檢測連 為了確保UCN網的通訊能力，每個節點會自我檢測連 續傳送狀況，如果發現連續占用傳送超過1/2秒，將 續傳送狀況，如果發現連續占用傳送超過1/2秒，將 關閉該節點的傳送口。萬一多個電纜故障出現，通訊 軟件會試圖在UCN網上重新建立連接，該方式被稱為 軟件會試圖在UCN網上重新建立連接，該方式被稱為 “Auto-Reconnect”。Auto-Reconnect” 網絡接口模件（Network 網絡接口模件（Network Interface Module，Module，NIM）是連接LCN網和UCN網的網絡接口模件，它 NIM）是連接LCN網和UCN網的網絡接口模件，它 完成從LCN傳輸和通信協議向UCN傳輸和通信協議的 完成從LCN傳輸和通信協議向UCN傳輸和通信協議的 轉換，而且向整個網絡廣播時鐘，使網絡上所有模件 的時鐘保持一致。NIM為冗余配置，備用NIM總是從 的時鐘保持一致。NIM為冗余配置，備用NIM總是從 主NIM保持更新相關信息，這樣可以隨時切換而不影 NIM保持更新相關信息，這樣可以隨時切換而不影 響通訊。這樣的切換可以是自動的，也可以是操作員 手動完成。

接口設備

LCN主要技術參數如下： LCN主要技術參數如下： 光纖擴展可達20kM； 光纖擴展可達20kM； 每條LCN最多支持96節點； 每條LCN最多支持96節點； 每條LCN最多可連10條UCN； 每條LCN最多可連10條UCN； 連接到LCN上的主要設備包括：GUS全方位用戶站； 連接到LCN上的主要設備包括：GUS全方位用戶站； HM歷史模件；NIM網絡接口模件；EPLCG增強型PLC HM歷史模件；NIM網絡接口模件；EPLCG增強型PLC 網絡接口模件；APP應用處理平臺等。網絡接口模件；APP應用處理平臺等。UCN主要技術參數如下： UCN主要技術參數如下： UCN網長度最長2公里；每條UCN最多支持32對節點.UCN網長度最長2公里；每條UCN最多支持32對節點.連接到UCN上的主要設備包括：高性能過程管理站 連接到UCN上的主要設備包括：高性能過程管理站(HPM)；高級過程管理站(APM)；過程管理站(PM)；(HPM)；高級過程管理站(APM)；過程管理站(PM)； 邏輯管理站(LM)；故障安全系統(FSC)等。邏輯管理站(LM)；故障安全系統(FSC)等。

系統內通訊方法說明

局域控制網絡（Local 局域控制網絡（Local Control Network，LCN）是一 Network，LCN）是一 條通訊速率很高、冗余的通訊總線，連接著中央控制室內 的所有控制設備。LCN電纜的通訊速率為5Mb/s，采用國 的所有控制設備。LCN電纜的通訊速率為5Mb/s，采用國 際標準IEEE802.4令牌總線協議，帶有傳輸數據錯誤檢查 際標準IEEE802.4令牌總線協議，帶有傳輸數據錯誤檢查 功能。LCN采用總線方式連接各個節點。功能。LCN采用總線方式連接各個節點。UCN網絡的通信采用IEEE 802.4協議令牌傳送方式，通 UCN網絡的通信采用IEEE 802.4協議令牌傳送方式，通 訊速率為5MB/s，網絡上的模件可以進行點對點通訊 訊速率為5MB/s，網絡上的模件可以進行點對點通訊(Peer To Peer)，所有模件共享網絡數據，使這些設備 Peer)，所有模件共享網絡數據，使這些設備 可以互享信息、相互協調、實現先進、復雜的控制策略。UCN也是采用總線方式連接各個節點。UCN網通過NIM UCN也是采用總線方式連接各個節點。UCN網通過NIM 和LCN網相連并進行實時數據通訊。LCN網相連并進行實時數據通訊。

系統柜內供電

DCS機柜供電系統，冗余配置。一對 DCS機柜供電系統，冗余配置。一對 220VAC電源通過電源背板分別向各個卡 220VAC電源通過電源背板分別向各個卡 件箱供電。一對電源最多可以帶兩個系統 柜.機 柜 正 面

機柜、卡件箱

機柜（2100×800×800）采用前后開門式標準 機柜（2100×800×800）采用前后開門式標準 機柜，前面裝有各種卡件和電源，背面裝有FTA。機柜，前面裝有各種卡件和電源，背面裝有FTA。（LCN）卡件箱分為：雙節點卡件箱和5槽卡件箱； LCN）卡件箱分為：雙節點卡件箱和5 雙節點卡件箱上2 雙節點卡件箱上2下3中間是兩個電源。5槽卡件 中間是兩個電源。5 箱只有一個電源和5 箱只有一個電源和5個插槽。（UCN）IOP卡件箱：每個系統柜有3個IOP卡件 UCN）IOP卡件箱：每個系統柜有3 IOP卡件 箱每個卡件箱里有15個槽位，可以分別安裝各種 箱每個卡件箱里有15個槽位，可以分別安裝各種 I/O卡件。I/O卡件。還有一種7 IOP卡件箱這里不做說明 還有一種7槽IOP卡件箱這里不做說明

網絡通訊介質

網絡通訊介質可以分為三類： A：同軸電纜 B：雙絞線 C：光纖

同軸電纜 分有50 分有50、75 兩種。TPS（LCN）采用 兩種。TPS（LCN）采用 的是同軸電纜通訊介質。50 同軸電纜傳輸數字信號，傳輸速率為 10Mbps，它的抗干擾能力強，多站適應性 10Mbps，它的抗干擾能力強，多站適應性 較好，在集散系統中應用較多。75 同軸電纜一般傳輸模擬信號，也可傳 輸數字信號，傳輸速率為50Mbps，常用于 輸數字信號，傳輸速率為50Mbps，常用于 電視系統。

雙絞線、光纖

雙絞線：可以傳輸數字信號和模擬信號，有價格低廉、數據傳輸率低為1 2Mbps，有價格低廉、數據傳輸率低為1-2Mbps，可連接的設備少等特點，使用廣泛，現場 總線常采用雙絞線。光纖：不受電磁干擾影響，數據傳輸速率 高達幾百兆波特率，可以支持的設備多，但價格貴，集散系統遠程通信采用光纜。I/O卡件性能 I/O卡件性能 I/O卡件類型 I/O卡件類型

I/O卡件的常用類型有以下幾種： I/O卡件的常用類型有以下幾種： 模擬信號輸入AI（5V電壓或4 模擬信號輸入AI（1-5V電壓或4-20mA)模擬信號輸出AO（模擬信號輸出AO（4-20mA)數字信號輸入DI 數字信號輸入DI 數字信號輸出DO 數字信號輸出DO 熱電阻信號輸入RTD 熱電阻信號輸入RTD 脈沖輸入卡PI 脈沖輸入卡PI AI卡件 AI卡件

功能： 接收現場變送器采集的信號（溫度、壓 力、物位、流量、密度等）。信號類型： 接收1 5V、20mA、電阻信號 接收1-5V、4-20mA、電阻信號 毫伏信號 FTA接線方式： FTA接線方式： 兩線制、三線制、四線制 AO卡件 AO卡件

功能： 發送信號到現場驅動執行機構動作（氣動調節閥、變頻器等）信號類型： 4-20mA FTA接線方式： FTA接線方式： 兩線制 DI卡件 DI卡件

DI功能： DI功能： 接收現場回來的干接點信號（電機 的運行狀態信號、閥門的開關狀態、泵的 運行狀態等)運行狀態等)信號類型： 干接點信號 FTA接線方式： FTA接線方式： 兩線制

DO卡件 DO卡件

DO功能： DO功能： 發出信號驅動現場的設備如（開關 閥的開/關、電機的停/啟、泵的停/ 閥的開/關、電機的停/啟、泵的停/啟）信號類型： 干接點信號 接線方式： 二線制

當DI/DO接收或發出有源信號時要加繼電器隔離 DI/DO接收或發出有源信號時要加繼電器隔離

FTA FTA：TPS系統的接線端子板。不同的卡件有其 FTA：TPS系統的接線端子板。不同的卡件有其 相應的FTA 相應的FTA 功能特點 支持冗余接線方式 支持配電與不配電接線方式 實現現場與中控接線隔離 節省中間接線 節省安裝空間 TPS的網絡類型 TPS的網絡類型

TPS系統分為以下三種網絡類型： TPS系統分為以下三種網絡類型： A.PIN：（工廠控制網絡）可以訪問過程絡網中的 PIN：（工廠控制網絡）可以訪問過程絡網中的 數據 B.LCN：過程控制網絡(GUS位于這一層）LCN：過程控制網絡(GUS位于這一層）

C.UCN：萬能控制絡（與現場的設備和儀表相連）UCN：萬能控制絡（與現場的設備和儀表相連）

網絡結構

本廠DCS系統的概況 本廠DCS系統的概況

一、中央控制室 名 稱 數量 單位 操作站(雙屏)操作站(雙屏)61 臺 包括： 彩色LCD(22”)彩色LCD(22” 122 臺 操作鍵盤 61 臺 鼠 標 61 臺 輔助操作臺 20 套 每臺包括： 開關按鈕 約20 只 彩色噴墨打印機 12 臺 光纖通訊系統 5 套 包括:網絡服務器(冗余）網絡計算機, 網絡接口, 交換機(冗余)包括:網絡服務器(冗余）網絡計算機, 網絡接口, 交換機(冗余)、光電轉換器、光纖等 大屏幕監視系統 1 套(6臺大屏幕監視器)(6臺大屏幕監視器)生產調度管理系統 1 套 包括:監視終端設備、OPC服務器(冗余)交換機(冗余)包括:監視終端設備、OPC服務器(冗余)、交換機(冗余)、光電轉換器、網絡 接口, 接口, 光纜、打印機等。（具體數量待定）

二、煤氣化裝置控制室 名 稱 1.過程接口和控制器 2.端子柜/安全柵柜 3.繼電器柜 4.操作站(雙屏)包括： 彩色LCD(22”)操作鍵盤 鼠 標 5.工程師站 包括： 彩色LCD(22”)操作鍵盤 鼠 標 6.通訊系統 7.彩色噴墨打印機 8.輔助操作臺 每臺包括： 開關按鈕 9.歷史數據存儲單元 10.通訊接口(通訊協議為MODBUS RTU)11． GPS 數量 供貨商確定 供貨商確定 供貨商確定 6 12 6 6 2 2 2 2 1 1 1 約 20 1 約200 3 單位

臺 臺 臺 臺 臺 臺 臺 臺 套 臺 套 只 套 個 套

三、甲醇裝置控制室 名 稱 1.過程接口和控制器 2.端子柜/安全柵柜 端子柜/ 3.繼電器柜 4.操作站(雙屏)操作站(雙屏)包括： 彩色LCD(22”)彩色LCD(22” 操作鍵盤 鼠 標 5.工程師站 包括： 彩色LCD(22”)彩色LCD(22” 操作鍵盤 鼠 標 6.通訊系統 7.彩色噴墨打印機 8.輔助操作臺 每臺包括： 開關按鈕 9.歷史數據存儲單元 10.通訊接口RS485 通訊接口RS485(通訊協議為MODBUS RTU)通訊協議為MODBUS 11． GPS 11．

數量 供貨商確定 供貨商確定 供貨商確定 5 10 5 5 1 1 1 1 1 1 1 約20 1 約25 1 單位

臺 臺 臺 臺 臺 臺 臺 臺 套 臺 套 只 套 個 套

四、MTP裝置控制室 MTP裝置控制室 名 稱 1.過程接口和控制器 2.端子柜/安全柵柜 端子柜/ 3.繼電器柜 4.操作站(雙屏)操作站(雙屏)包括： 彩色LCD(22”)彩色LCD(22” 操作鍵盤 鼠 標 5.工程師站 包括： 彩色LCD(22”)彩色LCD(22” 操作鍵盤 鼠 標 6.通訊系統 7.彩色噴墨打印機 8.輔助操作臺 每臺包括： 開關按鈕 9.歷史數據存儲單元 10.通訊接口RS485 通訊接口RS485(通訊協議為MODBUS RTU)通訊協議為MODBUS 11． GPS 11．

數量 供貨商確定 供貨商確定 供貨商確定 5 10 5 5 1 1 1 1 1 1 6 約20 1 約20 1 單位

臺 臺 臺 臺 臺 臺 臺 臺 套 臺 套 只 套 個 套

五、PP裝置控制室 PP裝置控制室 名 稱 1.過程接口和控制器 2.端子柜/安全柵柜 端子柜/ 3.繼電器柜 4.操作站(雙屏)操作站(雙屏)包括： 彩色LCD(22”)彩色LCD(22” 操作鍵盤 鼠 標 5.工程師站 包括： 彩色LCD(22”)彩色LCD(22” 操作鍵盤 鼠 標 6.通訊系統 7.彩色噴墨打印機 8.輔助操作臺 每臺包括： 開關按鈕 9.歷史數據存儲單元 10.通訊接口RS485 通訊接口RS485(通訊協議為MODBUS RTU)通訊協議為MODBUS 11． GPS 11．

數量 供貨商確定 供貨商確定 供貨商確定 5 10 5 5 1 1 1 1 1 1 6 約20 1 約44 1 單位

臺 臺 臺 臺 臺 臺 臺 臺 套 臺 套 只 套 個 套

空分現場操作室布置圖

空分DCS系統圖 空分DCS系統圖

DCS和PLC的區別 DCS和PLC的區別

DCS和PLC是兩個完全不同而又有著千絲萬縷聯系的概念。DCS和PLC是兩個完全不同而又有著千絲萬縷聯系的概念。DCS和PLC都是計算機技術與工業控制技術相結合的產物，DCS和PLC都是計算機技術與工業控制技術相結合的產物，主控制系統用的是DCS，而PLC主要應用在輔助車間。主控制系統用的是DCS，而PLC主要應用在輔助車間。DCS和PLC都有操作員站提供人機交互的手段、都依靠基 DCS和PLC都有操作員站提供人機交互的手段、都依靠基 于計算機技術的控制器完成控制運算、都通過I/O卡件完 于計算機技術的控制器完成控制運算、都通過I/O卡件完 成與一次元件和執行裝置的數據交換、都具備稱之為網絡 的通信系統。DCS和PLC如此相似，為什么會有完全不同 的通信系統。DCS和PLC如此相似，為什么會有完全不同 的概念，我們在工程實踐中如何進行選擇？我們從歷史沿 革、技術特點、發展方向等幾個方面作一綜述

DCS和PLC的歷史沿革及核心概念 DCS和PLC的歷史沿革及核心概念 DCS為分散控制系統的英文（TOTAL DCS為分散控制系統的英文（TOTAL DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM）簡稱。SYSTEM）簡稱。指的是危險分散、數據集中。70年代中期進入市 指的是危險分散、數據集中。70年代中期進入市 場，完成模擬量控制，代替以PID運算為主的模 場，完成模擬量控制，代替以PID運算為主的模 擬控制儀表。首先提出DCS這樣一種思想的是儀 擬控制儀表。首先提出DCS這樣一種思想的是儀 表制造廠商，當時主要應用于化工行業。而PLC 表制造廠商，當時主要應用于化工行業。而PLC 于60年代末研制成功，稱作邏輯運算的可編程序 60年代末研制成功，稱作邏輯運算的可編程序 控制器（Programmable 控制器（Programmable Logic Controller），Controller），簡稱PLC。主要應用于汽車制造業。簡稱PLC。主要應用于汽車制造業。

DCS和PLC的設計原理區別較大，PLC是從摸仿 DCS和PLC的設計原理區別較大，PLC是從摸仿 原繼電器控制原理發展起來的，70年代的PLC只 原繼電器控制原理發展起來的，70年代的PLC只 有開關量邏輯控制。它以存儲執行邏輯運算、順 序控制、定時、計數和運算等操作的指令；并通 過數字輸入和輸出操作，來控制各類機械或生產 過程。用戶編制的控制程序表達了生產過程的工 藝要求。將其存入PLC的用戶程序存儲器，運行 藝要求。將其存入PLC的用戶程序存儲器，運行 時按存儲程序的內容逐條執行，以完成工藝流程 要求的操作。DCS是在運算放大器的基礎上得以發展的。把所 DCS是在運算放大器的基礎上得以發展的。把所 有的函數、各過程變量之間的關系都設計成功能 塊。70年代中期的DCS只有模擬量控制。塊。70年代中期的DCS只有模擬量控制。

DCS和PLC控制器的主要差別是在開關量和模擬 DCS和PLC控制器的主要差別是在開關量和模擬 量的運算上，即使后來兩者相互有些滲透，但是 仍然有區別。80年代以后，PLC除邏輯運算外，仍然有區別。80年代以后，PLC除邏輯運算外，也增加了一些控制回路算法，但要完成一些復雜 運算還是比較困難，PLC用梯形圖編程，模擬量 運算還是比較困難，PLC用梯形圖編程，模擬量 的運算在編程時不太直觀，編程比較麻煩。但在 解算邏輯方面，表現出快速的優點。而DCS使用 解算邏輯方面，表現出快速的優點。而DCS使用 功能塊封裝模擬運算和邏輯運算，無論是邏輯運 算還是復雜模擬運算的表達形式都非常清晰，但 相對PLC來說邏輯運算的表達效率較低。相對PLC來說邏輯運算的表達效率較低。

DCS和PLC在歷史沿革上的差異是明顯的，對它 DCS和PLC在歷史沿革上的差異是明顯的，對它 們后續的發展產生了重大影響。然而，對后續發 展影響最大的，并不是起源技術上的差別，而是 其起源概念的差別。DCS的核心概念是危險分散，其起源概念的差別。DCS的核心概念是危險分散，數據集中的計算機控制系統，因此DCS的發展過 數據集中的計算機控制系統，因此DCS的發展過 程，就是在不斷的運用計算機技術、通訊技術和 控制技術的最新成果，來構建一個完整的集散控 制體系，DCS給用戶提供的是一個完整的面向工 制體系，DCS給用戶提供的是一個完整的面向工 業控制的安全可靠高效靈活的解決方案。而PLC 業控制的安全可靠高效靈活的解決方案。而PLC 的核心概念是可編程序控制器，目的是用來取代 繼電器，執行邏輯、計時、計數等順序控制功能，建立柔性程序控制裝置。所以，PLC不斷發展的 建立柔性程序控制裝置。所以，PLC不斷發展的 主線是在不斷地提高各項能力指標，給用戶提供 一個完善的功能靈活的控制裝置。DCS和PLC的技術特點與相互滲透

不同的概念基礎、不同的發展道路使得DCS和 PLC有著各自不同的技術特點，而技術的發展 也不是封閉的，相互學習相互滲透也始終貫穿 在發展過程之中。

我們知道，一個PLC的控制器，往往能夠處理幾 我們知道，一個PLC的控制器，往往能夠處理幾 千個I/O點（最多可達8000多個I/O）。而DCS 千個I/O點（最多可達8000多個I/O）。而DCS 的控制器，一般只能處理幾百個I/O點（不超過 的控制器，一般只能處理幾百個I/O點（不超過 500個I/O）。難道是DCS開發人員技術水平太 500個I/O）。難道是DCS開發人員技術水平太 差了嗎？恐怕不是。從集散體系的要求來說，不 允許有控制集中的情況出現，太多點數的控制器 在實際應用中是毫無用處的，DCS開發人員根本 在實際應用中是毫無用處的，DCS開發人員根本 就沒有開發帶很多I/O點數控制器的需要驅動，就沒有開發帶很多I/O點數控制器的需要驅動，他們的主要精力在于提供體系的可靠性和靈活性。而PLC不一樣，作為一個獨立的柔性控制裝置，PLC不一樣，作為一個獨立的柔性控制裝置，帶點能力越強當然也就代表其技術水平越高了，至于整個控制體系的應用水平呢，這主要是工程 商和用戶的事情，而不是PLC制造商的核心目標。商和用戶的事情，而不是PLC制造商的核心目標。

控制處理能力

控制處理能力的另一個指標，運算速度，在人們印象當 中PLC也比DCS要快很多。從某一個角度來看，情況也 PLC也比DCS要快很多。從某一個角度來看，情況也 的確如此，PLC執行邏輯運算的效率很高，執行1K邏輯 的確如此，PLC執行邏輯運算的效率很高，執行1K邏輯 程序不到1毫秒，其控制周期(DI輸入直接送DO輸出為 程序不到1毫秒，其控制周期(以DI輸入直接送DO輸出為 例)可以控制在50ms以內；而DCS在處理邏輯運算和模 可以控制在50ms以內；而DCS在處理邏輯運算和模 擬運算時采用相同的方式，其控制周期往往在100ms以 擬運算時采用相同的方式，其控制周期往往在100ms以 上。我們用PID算法來比較時，可以發現PLC執行一個 上。我們用PID算法來比較時，可以發現PLC執行一個 PID運算在幾個毫秒，而DCS的控制器解算一個PID也需 PID運算在幾個毫秒，而DCS的控制器解算一個PID也需 要1個毫秒，這說明PLC和DCS和實際運算能力是相當的, 個毫秒，這說明PLC和DCS和實際運算能力是相當的, 某此型號的DCS控制器甚至更強。而控制周期上的差異 某此型號的DCS控制器甚至更強。而控制周期上的差異 主要與控制器的調度設計有關。大型PLC往往使用副CPU 主要與控制器的調度設計有關。大型PLC往往使用副CPU 來完成模擬量的運算，主CPU高速地完成開關量運算，來完成模擬量的運算，主CPU高速地完成開關量運算，所以即使模擬運算速度一般，在開關量控制方面的速度 表現還是非常優秀的。而DCS以同樣的速度來處理開關 表現還是非常優秀的。而DCS以同樣的速度來處理開關 量和模擬量運算，控制周期的指標確實不理想。新型的 DCS控制器學習了大型PLC的設計，在控制周期方面的 DCS控制器學習了大型PLC的設計，在控制周期方面的 表現獲得了大幅度的提高。

數據通訊交換

數據通訊交換主要是指控制系統網絡及其數據交 換形式。在這個方面DCS有著先天的優勢。集散 換形式。在這個方面DCS有著先天的優勢。集散 系統的“分散” 系統的“分散”主要體現在獨立的控制器上，“集中”主要體現在具有完整數據的人機交互裝 集中” 置上，而將分散和集中連接成集散系統的正是網 絡。因此，從DCS發展的早期，網絡就成為了 絡。因此，從DCS發展的早期，網絡就成為了 DCS生產廠家的核心技術方向，冗余技術、窄帶 DCS生產廠家的核心技術方向，冗余技術、窄帶 傳輸技術都是DCS廠家最早研發或應用成功的。傳輸技術都是DCS廠家最早研發或應用成功的。PLC主要是按照獨立裝置來設計的，其 網絡” PLC主要是按照獨立裝置來設計的，其 “網絡” 實際上是串行通訊。

工業以太網技術的發展和廣泛應用，從形式上拉平了DCS和PLC網絡方面的差距。從表面上看很平了DCS和PLC網絡方面的差距。從表面上看很 多DCS和PLC都應用了工業以太網，但是其實質 DCS和PLC都應用了工業以太網，但是其實質 上的差距卻依然存在。以很多PLC采用的 上的差距卻依然存在。以很多PLC采用的 MODBUS-TCP以例。MODBUS是串行通訊協議，MODBUS-TCP以例。MODBUS是串行通訊協議，不是網絡，大家都沒有疑問；MODBUS-TCP是 不是網絡，大家都沒有疑問；MODBUS-TCP是 網絡嗎？很多人就有疑問了。仔細分析，MODBUS-TCP是將MODBUS通訊協議加載到以 MODBUS-TCP是將MODBUS通訊協議加載到以 太網的TCP協議之上的一種通訊方式，它雖然具 太網的TCP協議之上的一種通訊方式，它雖然具 有了網絡的外形，但依然是一主多從的管理方式，數據表的傳輸結構。

組態維護功能

組態維護功能包括邏輯組態、下載修改、運行調 試、遠程診斷等。早期，PLC以梯形圖為主，DCS以模塊功能圖為 早期，PLC以梯形圖為主，DCS以模塊功能圖為 主。經過多年的發展，國際電工委員會通過 IEC1131-標準規定了五種編程語言, IEC1131-3標準規定了五種編程語言,目前主流 的DCS和PLC都表示符合這個標準，支持其中的 DCS和PLC都表示符合這個標準，支持其中的 幾種或全部編程語言。從開發效率和程序可讀性 來考慮，模塊功能圖和順序功能圖越來越成為主 要的編程方式，梯形邏輯和結構化文本成為了自 定義模塊的開發工具。大型PLC在組態方式上越 定義模塊的開發工具。大型PLC在組態方式上越 來越像DCS，差距在逐漸縮小，而小型PLC仍然 來越像DCS，差距在逐漸縮小，而小型PLC仍然 以梯形圖為主。

硬件封裝結構

PLC一般為大底版式機架，封閉式I/O模件，封閉式結構 PLC一般為大底版式機架，封閉式I/O模件，封閉式結構 有利與提高I/O模件的可靠性，抗射頻、抗靜電、抗損傷。有利與提高I/O模件的可靠性，抗射頻、抗靜電、抗損傷。PLC模件的I/O點數有8點、16點、32點。PLC模件的I/O點數有8點、16點、32點。DCS大部分為19英寸標準機箱加插件式I/O模件，I/O模 DCS大部分為19英寸標準機箱加插件式I/O模件，I/O模 件為裸露式結構。每個模件的I/O點數有8點和16點，很 件為裸露式結構。每個模件的I/O點數有8點和16點，很 少使用32點模件。少使用32點模件。DCS的這種結構源于其使用領域主要在大型控制對象，DCS的這種結構源于其使用領域主要在大型控制對象，19英寸標準機箱便于密集布置，較少的I/O點數則是由于 19英寸標準機箱便于密集布置，較少的I/O點數則是由于 對分散度的要求。PLC的大底版式機架，封閉式模件結構 對分散度的要求。PLC的大底版式機架，封閉式模件結構 在管理和配置上更加靈活，單個設備的可靠性更高。因此，不少DCS也吸收了PLC在結構上的優點，采用了和PLC相 不少DCS也吸收了PLC在結構上的優點，采用了和PLC相 似的封裝結構

人機交互裝置

在早期，DCS作為一個系統，其人機交互裝置是DCS廠 在早期，DCS作為一個系統，其人機交互裝置是DCS廠 家提供的專用裝置。而PLC廠家一般不提供人機交互裝置，家提供的專用裝置。而PLC廠家一般不提供人機交互裝置，往往由工程商自主采用通用的監控軟件來完成(ifix、往往由工程商自主采用通用的監控軟件來完成(如ifix、intouch、組態王)DCS集成的人機交互裝置往往有著 intouch、組態王)。DCS集成的人機交互裝置往往有著 功能較專業、穩定性較好的特點，但是其價格也很高。隨 著PC技術的快速發展，一些通用監控軟件發展很快，功 PC技術的快速發展，一些通用監控軟件發展很快，功 能和性能逐漸超過了DCS廠家提供的專用裝置。因此不少 能和性能逐漸超過了DCS廠家提供的專用裝置。因此不少 DCS廠家逐步放棄了專用的人機交互裝置，轉而和PLC一 DCS廠家逐步放棄了專用的人機交互裝置，轉而和PLC一 樣也使用了通用的監控軟件。DCS廠家使用通用監控軟件 樣也使用了通用的監控軟件。DCS廠家使用通用監控軟件 并不是簡單地拼裝，而是在通用監控軟件的基礎上，通過 合作開發，將自已多年積累的網絡通訊技術、系統自診斷 技術以專用軟件包的形式保留和繼承下來了。

DCS和PLC作為計算機技術和控制技術結 DCS和PLC作為計算機技術和控制技術結 合的產物，為自動化水平的提高都作出了 各自的貢獻。由于兩者在應用上有較大的 相通性，在不同的時期，其各自的技術或 價格優勢，都會直接影響到其市場地位。而市場的反應也會或快或慢地反映到各自 的技術發展和價格調整上。從總的趨勢來 看，DCS和PLC在技術上的融合和促進將 看，DCS和PLC在技術上的融合和促進將 會是競爭的主流，而在性價比方面，你來 我往地不斷攀升，也將是發展的主旋律。

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大唐多倫煤化工

電儀維護車間 池常青 DCS概述 DCS概述

DCS 的 發 展 歷 史 DCS 的 應 用 領 域 DCS 的 概念 DCS 的 組 成 及 特 點 DCS和PLC的區別 DCS和PLC的區別 DCS 的 發 展 歷 史

DCS從1975年問世以來，大約有三次比較大的 DCS從1975年問世以來，大約有三次比較大的 變革，七十年代操作站的硬件、操作系統、監視 軟件都是專用的，由各DCS廠家自己開發的，也 軟件都是專用的，由各DCS廠家自己開發的，也 沒有動態流程圖，通訊網絡基本上都是輪詢方式 的；八十年代就不一樣了，通訊網絡較多使用令 牌方式；九十年代操作站出現了通用系統，九十 年代末通訊網絡有部份遵守TCP/IP協議，有的開 年代末通訊網絡有部份遵守TCP/IP協議，有的開 始采用以太網。總的來看，變化主要體現在Ｉ／ Ｏ板、操作站和通訊網絡。控制器相對來講變化 要小一些。操作站主要表現在由專用機變化到通 用機，如PC機和小型機的應用。但是目前它的操 用機，如PC機和小型機的應用。但是目前它的操 作系統一般采用UNIX，也有小系統采用NT，相 作系統一般采用UNIX，也有小系統采用NT，相 比較來看UNIX的穩定性要好一些，NT則有死機 比較來看UNIX的穩定性要好一些，NT則有死機 現象。I/O板主要體現在現場總線的引入DCS系 現象。I/O板主要體現在現場總線的引入DCS系 統。

從理論上講，一個DCS系統可以應用于各種行業，從理論上講，一個DCS系統可以應用于各種行業，但是各行業有它的特殊性，所以DCS也就出現了 但是各行業有它的特殊性，所以DCS也就出現了 不同的分支，有時也由于DCS廠家技術人員工藝 不同的分支，有時也由于DCS廠家技術人員工藝 知識的局限性而引起，如HONEYWELL公司對石 知識的局限性而引起，如HONEYWELL公司對石 化比較熟悉，其產品在石化行業應用較多，而Ｂ AILEY的產品則在電力行業應用比較普遍。用戶 AILEY的產品則在電力行業應用比較普遍。用戶 在選擇DCS的時候主要是要注意其技術人員是否 在選擇DCS的時候主要是要注意其技術人員是否 對該生產工藝比較熟悉；然后要看該系統適用于 多大規模，比如NT操作系統的就適應于較小規模 多大規模，比如NT操作系統的就適應于較小規模 的系統；最后是價格，不同的組合價格會有較大 的差異，而國產的DCS系統價格比進口的DCS至 的差異，而國產的DCS系統價格比進口的DCS至 少要低一半，算上備品備件則要低得更多。第一套DCS系統是美國HONEYWELL公司 第一套DCS系統是美國HONEYWELL公司 1975年推出的TDC2000至今三十多年的 1975年推出的TDC2000至今三十多年的 歷史，它幾經更新換代，技術性能日趨完 善。據不完全統計現在集散控制系統的類 型有2000-3000種，廠家也不計其數如： 型有2000-3000種，廠家也不計其數如： 橫河公司的 CENTUM CS、ABB公司的 ABB公司的 FREELANCE、FOXBORO公司的I/AS以 FREELANCE、FOXBORO公司的I/AS以 及國產的浙大中控公司的ECS、和利時公 及國產的浙大中控公司的ECS、和利時公 司的DCS系統等。司的DCS系統等。

TPS系統是霍尼韋爾1996年推出的控制系 TPS系統是霍尼韋爾1996年推出的控制系 統, 在近十年的成長中不斷升級和完善，在 保持系統可靠性, 穩定性的同時, 保持系統可靠性, 穩定性的同時, 又吸收了 最新的人機界面技術, 最新的人機界面技術, 通訊網絡技術以及將 我們的先進控制（APC）及操作員培訓系 我們的先進控制（APC）及操作員培訓系 統（OTS）與系統無縫的聯系連接，可以 統（OTS）與系統無縫的聯系連接，可以 說TPS系統是最先進、穩定和全面的系統。TPS系統是最先進、穩定和全面的系統。DCS 的 應 用 領 域

水 和 污 水 發 電 紙 漿、紙 張 和 連 續 式 網 塑 采 礦、礦 石 和 冶 金 化 工 與 塑 料 制 品 烴 加 工 石 油 和 天 然 氣

DCS 的 概念

DCS全稱：Distributed DCS全稱：Distributed Control System 它的中文意思是集散控制系統 思想：集中管理分散控制（危險分散、控 制分散、而操作和管理集中的基本設計思 想。四C技術：計算機（computer)、通信 技術：計算機（computer)、通信（communication)、顯示（CRT)、控制 communication)、顯示（CRT)、控制（control)。control)。

什么是組態？ 什么是組態？

在使用工控軟件中，我們經常提到組態一 詞，組態英文是“Configuration” 詞，組態英文是“Configuration”,其意義 究竟是什么呢？簡單的講，組態就是用應 用軟件中提供的工具、方法、完成工程中 某一具體任務的過程。

與硬件生產相對照，組態與組裝類似。如要組裝 一臺電腦，事先提供了各種型號的主板、機箱、電源、CPU、顯示器、硬盤、光驅等，我們的工 電源、CPU、顯示器、硬盤、光驅等，我們的工 作就是用這些部件拼湊成自己需要的電腦。當然 軟件中的組態要比硬件的組裝有更大的發揮空間，因為它一般要比硬件中的“部件” 因為它一般要比硬件中的“部件”更多，而且每 個 “部件” 都很靈活，因為軟部件都有內部屬 部件” 性，通過改變屬性可以改變其規格（如大小、性 狀、顏色等）。

在組態概念出現之前，要實現某一任務，都是通過編寫程序（如使用 BASIC,C,FORTRAN等）來實現的。編寫 BASIC,C,FORTRAN等）來實現的。編寫 程序不但工作量大、周期長，而且容易犯 錯誤，不能保證工期。組態軟件的出現，解決了這個問題。對于過去需要幾個月的 工作，通過組態幾天就可以完成。

組態軟件是有專業性的。一種組態軟件只能適合某種領域 的應用。組態的概念最早出現在工業計算機控制中。如 DCS(集散控制系統)組態，PLC（可編程控制器）梯形圖 DCS(集散控制系統)組態，PLC（可編程控制器）梯形圖 組態。人機界面生成軟件就叫工控組態軟件。其實在其他 行業也有組態的概念，人們只是不這么叫而已。如 AutoCAD，PhotoShop，辦公軟件(PowerPoint)都存 AutoCAD，PhotoShop，辦公軟件(PowerPoint)都存 在相似的操作，即用軟件提供的工具來形成自己的作品，并以數據文件保存作品，而不是執行程序。組態形成的數 據只有其制造工具或其他專用工具才能識別。但是不同之 處在于，工業控制中形成的組態結果是用在實時監控的。組態工具的解釋引擎，要根據這些組態結果實時運行。從 表面上看，組態工具的運行程序就是執行自己特定的任務。

雖然說組態就是不需要編寫程序就能完成 特定的應用。但是為了提供一些靈活性，組態軟件也提供了編程手段，一般都是內 置編譯系統，提供類BASIC語言，有的甚 置編譯系統，提供類BASIC語言，有的甚 至支持VB。至支持VB。DCS 的 組 成 及 特 點

構成： 集散控制系統通常由過程控制單元、電源、I/O卡件、機 集散控制系統通常由過程控制單元、電源、I/O卡件、機 柜、卡籠、通訊網絡、操作站、工程師站、軟件等組成。特點： 1.完善的控制功能（PID控制、順序控制、邏輯控制、完善的控制功能（PID控制、順序控制、邏輯控制、批量控制等。）2.豐富的監控功能（可以監控生產裝置的生產情況）3.簡便的安裝調試 4.良好的性能和價格比 5.可靠性好（有完善的自診斷功能、MTBF達105天）可靠性好（有完善的自診斷功能、MTBF達

過程控制站高性能過程管理站 過程控制站高性能過程管理站HPM 高性能過程管理站HPM HPM硬件介紹 HPM硬件介紹

HPM從設計上就提供了靈活和功能強大 HPM從設計上就提供了靈活和功能強大 的數據采集和控制功能。的數據采集和控制功能。它采用的多處理器 結構，用不同的處理器完成不同的任務。結構，用不同的處理器完成不同的任務。HPM包括先進過程管理站模件 HPM包括先進過程管理站模件(HPMM)和 包括先進過程管理站模件(HPMM)和 I/O子系統 HPMM由高性能的通信處理器 I/O子系統。HPMM由高性能的通信處理器 子系統。卡和調制解調器卡、I/O鏈路接口處理器卡 鏈路接口處理器卡、卡和調制解調器卡、I/O鏈路接口處理器卡、控制處理器卡所組成，CPU采用兩個 控制處理器卡所組成，其CPU采用兩個 MOTOROLA公司的 MOTOROLA公司的68040芯片。公司的68040芯片 芯片。

經優化設計的先進通信處理器卡，具有高性能網絡通信能力，完成如網絡數 據存取、對等通信等功能。它同時對現場控制器產生的報警進行精確的時間 標記。高性能的控制處理器卡完成常規、邏輯、順序控制功能，同時執行用戶的 CL/HPM程序。因通信和輸入輸出處理分別由不同的處理器完成，控制處理 CL/HPM程序。因通信和輸入輸出處理分別由不同的處理器完成，控制處理 器可以發揮它強大的功能，專門完成控制策略。先進的I/O鏈路處理器是 器可以發揮它強大的功能，專門完成控制策略。先進的I/O鏈路處理器是 HPMM與I/O子系統的接口。HPMM與I/O子系統的接口。I/O子系統包括冗余的輸入輸出鏈路和多達40對冗余的I/O處理器卡。這些 I/O子系統包括冗余的輸入輸出鏈路和多達40對冗余的I/O處理器卡。這些 I/O處理器卡完成所有現場I/O信號的數據采集和控制功能。比如：I/O卡直 I/O處理器卡完成所有現場I/O信號的數據采集和控制功能。比如：I/O卡直 接完成工程單位轉換和報警處理，不需要HPMM的介入。采用冗余的光纖電 接完成工程單位轉換和報警處理，不需要HPMM的介入。采用冗余的光纖電 纜I/O鏈路擴展器，可以將I/O處理器卡安裝在遠離HPM機柜8公里外的地方，I/O鏈路擴展器，可以將I/O處理器卡安裝在遠離HPM機柜8 I/O HPM 實現遠程輸入輸出。其特點歸類如下： 多處理器并行處理結構 主控制器雙板結構，通信處理器和控制處理器并行工作，雙68040處理器，主控制器雙板結構，通信處理器和控制處理器并行工作，雙68040處理器，32位結構，專門設計的大規模集成電路ASIC，最大限度減少元器件，800 32位結構，專門設計的大規模集成電路ASIC，最大限度減少元器件，800 PUs(5X PM/APM)處理單元 PM/APM)處理單元 I/O鏈路接口卡 I/O鏈路接口卡 通過串行接口與Modbus兼容子系統進行雙向通訊 通過串行接口與Modbus兼容子系統進行雙向通訊 支持LCN的AM和上位機實現更高層次的優化控制策略，許多高性能的軟件包 支持LCN的AM和上位機實現更高層次的優化控制策略，許多高性能的軟件包 也可以優化控制性能 APM/PM進一步改進，更大的內存（比PM大 APM/PM進一步改進，更大的內存（比PM大4倍）HPM冗余配置 HPM冗余配置

HPMM采用1 HPMM采用1：1冗余，并配置在不同的卡籠箱，確保安全。HPMM需要進行切換時對過程控制沒有任何影響。HPMM需要進行切換時對過程控制沒有任何影響。HPM采用了大量的自診斷功能，隨時診斷運行狀 HPM采用了大量的自診斷功能，隨時診斷運行狀 況和任何故障。故障又分為硬故障和軟故障，HPM的狀態不但在面板上有LED顯示，又在GUS HPM的狀態不但在面板上有LED顯示，又在GUS 上的標準狀態顯示畫面中可以看到。HPM的任何電路板均可帶電插拔，大大方便維修。HPM的任何電路板均可帶電插拔，大大方便維修。更換AO或DO時，手操器可維持輸出。更換AO或DO時，手操器可維持輸出。因為在產品設計時就特別考慮了冗余選擇，因此 完全支持主模件到備份模件的自動切換，不需要 用戶編程。在線診斷功能確保主付模件均正常運 行。1:1的冗余最大限度發揮了系統的可得到性，行。1:1的冗余最大限度發揮了系統的可得到性，而且簡化了系統的電纜連接和組態。HPM功能介紹 HPM功能介紹

所有的控制功能都是在HPMM內完成的，所有的控制功能都是在HPMM內完成的，而數據采集，信號調制報警處理均在I/O處 而數據采集，信號調制報警處理均在I/O處 理器板完成。控制功能包括復雜的常規控 制方案、連鎖邏輯功能和面向過程工程師 的高級控制語言(CL/ HPM)。的高級控制語言(CL/ HPM)。

PID控制(手動、自動、串級、比率)PID控制(手動、自動、串級、比率)基本邏輯算法 采樣和保持 計數 高/中/低選擇 用戶自定義功能塊 數字數據傳送 送高/ 送高/低限制 乘方/ 乘方/開方 帶跟蹤的PID邏輯控制 帶跟蹤的PID邏輯控制

HPM的控制功能組態都可以在線 HPM的控制功能組態都可以在線完成和下 在線完成和下 裝，且對其它功能沒有任何影響。

系統提供PID回路自整定軟件RAIP TUNE，系統提供PID回路自整定軟件RAIP TUNE，可以實現對每個PID回路的PID參數實現自 可以實現對每個PID回路的PID參數實現自 動整定。動整定。

HPM提供的過程控制語言 HPM提供的過程控制語言

CL/HPM是Honeywell在過程管理站(HPM)CL/HPM是Honeywell在過程管理站(HPM)上運行的面向過程的控制語言。它的語言 采用順序結構的方式，適合于批量或綜合 應用的需要；計算功能適合連續控制任務 的需要。這種控制語言最關鍵的特點是與本地HPM 這種控制語言最關鍵的特點是與本地HPM 的所有數據點共享數據，并且與UCN上的 的所有數據點共享數據，并且與UCN上的 其它設備共享數據。

HPM的順序控制功能由HPM/CL語言完成，每個 HPM的順序控制功能由HPM/CL語言完成，每個 順控模塊有多個Phase構成，每個Phase由多個 順控模塊有多個Phase構成，每個Phase由多個 Step構成，每步由多條命令構成，這些命令可以 Step構成，每步由多條命令構成，這些命令可以 開關現場泵和閥，也可以接受操作員命令或執行 連續控制模塊的輸出。

系統最大可以執行250個過程模件點，每個過程 系統最大可以執行250個過程模件點，每個過程 模件點可以嵌套一個或多個CL順控程序。由于 模件點可以嵌套一個或多個CL順控程序。由于 HPM采用確定性控制，所以每個過程模件點可以 HPM采用確定性控制，所以每個過程模件點可以 按照組態設定的執行周期完成順序控制。

工藝流程如圖所示，順序控制要求是將TANK 33的原料加入REACTOR 30。工藝流程如圖所示，順序控制要求是將TANK 33的原料加入REACTOR 30。其順控程序如下, 該段程序執行了Phase3_ch_R30段中加料步驟 其順控程序如下, 該段程序執行了Phase3_ch_R30段中加料步驟

：

phase 3_ch_R30 step chrg_mon open VL3301, VL3003 1 AG3001 on ? Set flow to 5DGPM set FIC301.SP=50 2 PU3001 on wait off close WT3301.PV =0 AG3301, PU3001 VL3301, VL3003 3 ? Put loop in Manual and close valve set FIC301.MODE = MAN 4 FIC301.OP = 0 set Display message for operator ? send(wait): “Monomer charge complete” 5 ①打開VL3301和VL3303兩個 打開VL3301和VL3303兩個 電動閥，同時開啟反應器中的 攪拌器AG3001。攪拌器AG3001。②將流量控制回路FIC301的給 ②將流量控制回路FIC301的給 定設定為50%，將泵PU3001 定設定為50%，將泵PU3001 啟動。等待直到TANK33的料 啟動。等待直到TANK33的料 排空。③停止攪拌器AG3301和泵 ③停止攪拌器AG3301和泵 PU3001，關電動閥VL3301和 PU3001，關電動閥VL3301和 VL3303。VL3303。④將流量控制回路FIC301切換 ④將流量控制回路FIC301切換 到手動，將調節閥關死。⑤送信息給操作員，加料完成。？表示程序解釋，不影響順序 控制。

操作站--全方位用戶操作站 操作站--全方位用戶操作站GUS 全方位用戶操作站GUS 全方位用戶操作站（Global 全方位用戶操作站（Global Users Station，GUS）是 Station，GUS）是 LCN上的一個節點，是以Windows 2000作為操作系統，LCN上的一個節點，是以Windows 2000作為操作系統，具有兩個處理器的高性能操作站。GUS能滿足操作人員，管理人員，系統工程師及維護人員 GUS能滿足操作人員，管理人員，系統工程師及維護人員 的各種要求，并可以為各級人員設置權限，用戶名和密碼。GUS操作站可以配置操作員鍵盤，實現以下功能： GUS操作站可以配置操作員鍵盤，實現以下功能： 選擇畫面；選擇控制方式(MAN/AUTO/CAS)；設定值/ 選擇畫面；選擇控制方式(MAN/AUTO/CAS)；設定值/ 輸出值的升/ 用光標或數字鍵)；順序起動/ 輸出值的升/降(用光標或數字鍵)；順序起動/停止；選擇 報警組；報警確認/ 報警組；報警確認/復位；打印屏幕；選擇趨勢記錄和報 表。可對常規控制的參數進行顯示和修改。

歷史記錄功能-歷史模件HM 歷史記錄功能-歷史模件HM 歷史模件（History Module，HM）是一個具有大存貯量的模件，可 歷史模件（History Module，HM）是一個具有大存貯量的模件，可 被LCN網上所有的模件所使用。如其名所表示的，它是TPS統的儲存 LCN網上所有的模件所使用。如其名所表示的，它是TPS統的儲存 單元，容量巨大。歷史模件具有強大的處理能力，可用來建立大量易 于檢索的數據供工程師和操作員使用。歷史模件存貯系統的點的歷史數據。可計算和存貯每小時、工作班、日、月的平均值以及每段時間的最高和最低值。歷史模件還可存貯系統所有的歷史事件，如過程報警、系統狀態改變、操作過程和系統變化，以及錯誤信息。此外，歷史模件還存貯顯示文件、裝載文件、順序文件、控制語言、邏輯管理站梯形邏輯程序和組態源文件等系統文件，確認點(CHECKPOINT)文件及在線維護信息等。(CHECKPOINT)文件及在線維護信息等。斷點保護（CHECKPOINT）功能是HM自動定時或手動存儲整個系統 斷點保護（CHECKPOINT）功能是HM自動定時或手動存儲整個系統 網絡上的所有信息，在停電或系統故障后可以迅速，準確地恢復整個 系統，對生產過程不造成任何影響。這對于工業生產來講是非常重要 和必須的。HM支持盤冗余配置。HM支持盤冗余配置。

工程師站

TPS系統的每臺GUS都具有工程師站的組態功 TPS系統的每臺GUS都具有工程師站的組態功 能，包括控制回路組態，編程，畫面生成，報 表生成，過程趨勢和參數整定等

組態軟件

TPS系統組態可以分為網絡組態，數據庫組態，TPS系統組態可以分為網絡組態，數據庫組態，控制功能組態和流程圖組態幾個部分。網絡組態分別對LCN和UCN網上的各個節點進 網絡組態分別對LCN和UCN網上的各個節點進 行功能分配和資源配置，使他們能有效地實現 通信和數據交換

數據庫組態可以分別完成實時區域數據庫的組態和歷史組 的分配。同時也可以生成固定格式報表和自由格式報表。控制方案的組態通過填表的方式完成，可產生一個模板點，再利用模板建點法（Exception Build），可以建立大量 再利用模板建點法（Exception Build），可以建立大量 的同類型點。大大節約組態時間。GUS 操作站中的畫面制作工具軟件Display Builder 可 操作站中的畫面制作工具軟件Display 以幫助工程技術人員，快速創建視覺良好、容易操作的流 程圖顯示畫面，這些畫面既可在GUS上也可在個人電腦上 程圖顯示畫面，這些畫面既可在GUS上也可在個人電腦上 生成。Display Builder提供了顯示元素和腳本語言程序 生成。Display Builder提供了顯示元素和腳本語言程序 段的可重用能力，不僅大大降低了創作畫面的工程時間，而且提高了準確性。強大的腳本語言功能使得顯示隨過程 數據變化的動態效果變得簡單。控制數據以及工廠網絡上 的OPC數據同樣也能方便地顯示在過程流程圖畫面上。OPC數據同樣也能方便地顯示在過程流程圖畫面上。

過程趨勢和參數整定

GUS工程師站可以實時監視過程趨勢點，GUS工程師站可以實時監視過程趨勢點，組趨勢顯示包括八條趨勢點，顯示時間周 期從二分鐘到八小時可以在畫面上實時選 擇，新數據將舊數據向左推移(polling 擇，新數據將舊數據向左推移(polling scheme)。工程師站可以同時進行參數整 scheme)。工程師站可以同時進行參數整 定，修改控制常數和濾波常數。

通訊系統

TPS的通訊系統采用全冗余的工業化數字通 TPS的通訊系統采用全冗余的工業化數字通 訊系統。控制層采用單獨的UCN控制網絡，訊系統。控制層采用單獨的UCN控制網絡，操作監視層則采用LCN網絡將多個UCN網 操作監視層則采用LCN網絡將多個UCN網 絡連接在一起實現中央監控。LCN可以通 絡連接在一起實現中央監控。LCN可以通 過光線擴展器LCNE實現中央控制室和現場 過光線擴展器LCNE實現中央控制室和現場 機柜室的光纖連接，每段光纜可達2 機柜室的光纖連接，每段光纜可達2公里(無中繼設備)。無中繼設備)冗余

UCN和LCN及網絡接口設備NIM采用全冗余配置，在正常進行狀態 UCN和LCN及網絡接口設備NIM采用全冗余配置，在正常進行狀態 下定時自動切換，不會有數據丟失現象發生。當某一路通訊發生故 障時，系統在操作站上有系統報警提示。LCN網連接的節點最多可達96個。在系統正常工作時，可以很方 LCN網連接的節點最多可達96個。在系統正常工作時，可以很方 便地掛上或卸掉它們，而不影響系統的其它節點的正常工作。LCN 便地掛上或卸掉它們，而不影響系統的其它節點的正常工作。LCN 為兩條冗余的同軸電纜，分為主電纜和備份電纜，當主纜損壞或出 現通訊錯誤時，備份電纜自動接替工作，成為主纜。電纜和節點間 的連接是通過節點上的傳輸電路板，這樣設計的最大優點是當某一 節點損壞時，LCN網上的其它節點的通訊不受影響。此外，LCN還 節點損壞時，LCN網上的其它節點的通訊不受影響。此外，LCN還 為所有的節點提供同步時 UCN采用冗余同軸連接各個控制器和網絡接口設備，采用32位 UCN采用冗余同軸連接各個控制器和網絡接口設備，采用32位 CRC幀檢測順序（FCS）確認接受的每一個幀，使用軟件檢查傳送 CRC幀檢測順序（FCS）確認接受的每一個幀，使用軟件檢查傳送 信息的長度確保網絡的可靠性。檢測到任何錯誤馬上通知發送設備 重新發送。UCN上各個節點與UCN連接的接口的發送和接受電路是獨立的，UCN上各個節點與UCN連接的接口的發送和接受電路是獨立的，使得網絡上各節點實現電氣隔離，任何一個節點發生電路故障時不 會影響通信。主干電纜和分枝電纜設計進一步起到故障隔離作用。

第二層的安全保護體現在軟件對UCN網絡上所有節點 第二層的安全保護體現在軟件對UCN網絡上所有節點 進行診斷和統計，監視和報告各節點和網絡的通信狀 況，統計錯誤超過預設值時有報警提示，這種檢查可 以確保控制應用高度實時性的要求。為了確保UCN網的通訊能力，每個節點會自我檢測連 為了確保UCN網的通訊能力，每個節點會自我檢測連 續傳送狀況，如果發現連續占用傳送超過1/2秒，將 續傳送狀況，如果發現連續占用傳送超過1/2秒，將 關閉該節點的傳送口。萬一多個電纜故障出現，通訊 軟件會試圖在UCN網上重新建立連接，該方式被稱為 軟件會試圖在UCN網上重新建立連接，該方式被稱為 “Auto-Reconnect”。Auto-Reconnect” 網絡接口模件（Network 網絡接口模件（Network Interface Module，Module，NIM）是連接LCN網和UCN網的網絡接口模件，它 NIM）是連接LCN網和UCN網的網絡接口模件，它 完成從LCN傳輸和通信協議向UCN傳輸和通信協議的 完成從LCN傳輸和通信協議向UCN傳輸和通信協議的 轉換，而且向整個網絡廣播時鐘，使網絡上所有模件 的時鐘保持一致。NIM為冗余配置，備用NIM總是從 的時鐘保持一致。NIM為冗余配置，備用NIM總是從 主NIM保持更新相關信息，這樣可以隨時切換而不影 NIM保持更新相關信息，這樣可以隨時切換而不影 響通訊。這樣的切換可以是自動的，也可以是操作員 手動完成。

接口設備

LCN主要技術參數如下： LCN主要技術參數如下： 光纖擴展可達20kM； 光纖擴展可達20kM； 每條LCN最多支持96節點； 每條LCN最多支持96節點； 每條LCN最多可連10條UCN； 每條LCN最多可連10條UCN； 連接到LCN上的主要設備包括：GUS全方位用戶站； 連接到LCN上的主要設備包括：GUS全方位用戶站； HM歷史模件；NIM網絡接口模件；EPLCG增強型PLC HM歷史模件；NIM網絡接口模件；EPLCG增強型PLC 網絡接口模件；APP應用處理平臺等。網絡接口模件；APP應用處理平臺等。UCN主要技術參數如下： UCN主要技術參數如下： UCN網長度最長2公里；每條UCN最多支持32對節點.UCN網長度最長2公里；每條UCN最多支持32對節點.連接到UCN上的主要設備包括：高性能過程管理站 連接到UCN上的主要設備包括：高性能過程管理站(HPM)；高級過程管理站(APM)；過程管理站(PM)；(HPM)；高級過程管理站(APM)；過程管理站(PM)； 邏輯管理站(LM)；故障安全系統(FSC)等。邏輯管理站(LM)；故障安全系統(FSC)等。

系統內通訊方法說明

局域控制網絡（Local 局域控制網絡（Local Control Network，LCN）是一 Network，LCN）是一 條通訊速率很高、冗余的通訊總線，連接著中央控制室內 的所有控制設備。LCN電纜的通訊速率為5Mb/s，采用國 的所有控制設備。LCN電纜的通訊速率為5Mb/s，采用國 際標準IEEE802.4令牌總線協議，帶有傳輸數據錯誤檢查 際標準IEEE802.4令牌總線協議，帶有傳輸數據錯誤檢查 功能。LCN采用總線方式連接各個節點。功能。LCN采用總線方式連接各個節點。UCN網絡的通信采用IEEE 802.4協議令牌傳送方式，通 UCN網絡的通信采用IEEE 802.4協議令牌傳送方式，通 訊速率為5MB/s，網絡上的模件可以進行點對點通訊 訊速率為5MB/s，網絡上的模件可以進行點對點通訊(Peer To Peer)，所有模件共享網絡數據，使這些設備 Peer)，所有模件共享網絡數據，使這些設備 可以互享信息、相互協調、實現先進、復雜的控制策略。UCN也是采用總線方式連接各個節點。UCN網通過NIM UCN也是采用總線方式連接各個節點。UCN網通過NIM 和LCN網相連并進行實時數據通訊。LCN網相連并進行實時數據通訊。

系統柜內供電

DCS機柜供電系統，冗余配置。一對 DCS機柜供電系統，冗余配置。一對 220VAC電源通過電源背板分別向各個卡 220VAC電源通過電源背板分別向各個卡 件箱供電。一對電源最多可以帶兩個系統 柜.機 柜 正 面

機柜、卡件箱

機柜（2100×800×800）采用前后開門式標準 機柜（2100×800×800）采用前后開門式標準 機柜，前面裝有各種卡件和電源，背面裝有FTA。機柜，前面裝有各種卡件和電源，背面裝有FTA。（LCN）卡件箱分為：雙節點卡件箱和5槽卡件箱； LCN）卡件箱分為：雙節點卡件箱和5 雙節點卡件箱上2 雙節點卡件箱上2下3中間是兩個電源。5槽卡件 中間是兩個電源。5 箱只有一個電源和5 箱只有一個電源和5個插槽。（UCN）IOP卡件箱：每個系統柜有3個IOP卡件 UCN）IOP卡件箱：每個系統柜有3 IOP卡件 箱每個卡件箱里有15個槽位，可以分別安裝各種 箱每個卡件箱里有15個槽位，可以分別安裝各種 I/O卡件。I/O卡件。還有一種7 IOP卡件箱這里不做說明 還有一種7槽IOP卡件箱這里不做說明

網絡通訊介質

網絡通訊介質可以分為三類： A：同軸電纜 B：雙絞線 C：光纖

同軸電纜

分有50 分有50、75 兩種。TPS（LCN）采用 兩種。TPS（LCN）采用 的是同軸電纜通訊介質。50 同軸電纜傳輸數字信號，傳輸速率為 10Mbps，它的抗干擾能力強，多站適應性 10Mbps，它的抗干擾能力強，多站適應性 較好，在集散系統中應用較多。75 同軸電纜一般傳輸模擬信號，也可傳 輸數字信號，傳輸速率為50Mbps，常用于 輸數字信號，傳輸速率為50Mbps，常用于 電視系統。

雙絞線、光纖

雙絞線：可以傳輸數字信號和模擬信號，有價格低廉、數據傳輸率低為1 2Mbps，有價格低廉、數據傳輸率低為1-2Mbps，可連接的設備少等特點，使用廣泛，現場 總線常采用雙絞線。光纖：不受電磁干擾影響，數據傳輸速率 高達幾百兆波特率，可以支持的設備多，但價格貴，集散系統遠程通信采用光纜。I/O卡件性能 I/O卡件性能

I/O卡件類型 I/O卡件類型

I/O卡件的常用類型有以下幾種： I/O卡件的常用類型有以下幾種： 模擬信號輸入AI（5V電壓或4 模擬信號輸入AI（1-5V電壓或4-20mA)模擬信號輸出AO（模擬信號輸出AO（4-20mA)數字信號輸入DI 數字信號輸入DI 數字信號輸出DO 數字信號輸出DO 熱電阻信號輸入RTD 熱電阻信號輸入RTD 脈沖輸入卡PI 脈沖輸入卡PI AI卡件 AI卡件

功能： 接收現場變送器采集的信號（溫度、壓 力、物位、流量、密度等）。信號類型： 接收1 5V、20mA、電阻信號 接收1-5V、4-20mA、電阻信號 毫伏信號 FTA接線方式： FTA接線方式： 兩線制、三線制、四線制

AO卡件 AO卡件

功能： 發送信號到現場驅動執行機構動作（氣動調節閥、變頻器等）信號類型： 4-20mA FTA接線方式： FTA接線方式： 兩線制 DI卡件 DI卡件

DI功能： DI功能： 接收現場回來的干接點信號（電機 的運行狀態信號、閥門的開關狀態、泵的 運行狀態等)運行狀態等)信號類型： 干接點信號 FTA接線方式： FTA接線方式： 兩線制

DO卡件 DO卡件

DO功能： DO功能： 發出信號驅動現場的設備如（開關 閥的開/關、電機的停/啟、泵的停/ 閥的開/關、電機的停/啟、泵的停/啟）信號類型： 干接點信號 接線方式： 二線制

當DI/DO接收或發出有源信號時要加繼電器隔離 DI/DO接收或發出有源信號時要加繼電器隔離 FTA FTA：TPS系統的接線端子板。不同的卡件有其 FTA：TPS系統的接線端子板。不同的卡件有其 相應的FTA 相應的FTA 功能特點 支持冗余接線方式 支持配電與不配電接線方式 實現現場與中控接線隔離 節省中間接線 節省安裝空間 TPS的網絡類型 TPS的網絡類型

TPS系統分為以下三種網絡類型： TPS系統分為以下三種網絡類型： A.PIN：（工廠控制網絡）可以訪問過程絡網中的 PIN：（工廠控制網絡）可以訪問過程絡網中的 數據 B.LCN：過程控制網絡(GUS位于這一層）LCN：過程控制網絡(GUS位于這一層）

C.UCN：萬能控制絡（與現場的設備和儀表相連）UCN：萬能控制絡（與現場的設備和儀表相連）

網絡結構

本廠DCS系統的概況 本廠DCS系統的概況

一、中央控制室 名 稱 數量 單位 操作站(雙屏)操作站(雙屏)61 臺 包括： 彩色LCD(22”)彩色LCD(22” 122 臺 操作鍵盤 61 臺 鼠 標 61 臺 輔助操作臺 20 套 每臺包括： 開關按鈕 約20 只 彩色噴墨打印機 12 臺 光纖通訊系統 5 套 包括:網絡服務器(冗余）網絡計算機, 網絡接口, 交換機(冗余)包括:網絡服務器(冗余）網絡計算機, 網絡接口, 交換機(冗余)、光電轉換器、光纖等 大屏幕監視系統 1 套(6臺大屏幕監視器)(6臺大屏幕監視器)生產調度管理系統 1 套 包括:監視終端設備、OPC服務器(冗余)交換機(冗余)包括:監視終端設備、OPC服務器(冗余)、交換機(冗余)、光電轉換器、網絡 接口, 接口, 光纜、打印機等。（具體數量待定）

二、煤氣化裝置控制室 名 稱 1.過程接口和控制器 2.端子柜/安全柵柜 3.繼電器柜 4.操作站(雙屏)包括： 彩色LCD(22”)操作鍵盤 鼠 標 5.工程師站 包括： 彩色LCD(22”)操作鍵盤 鼠 標 6.通訊系統 7.彩色噴墨打印機 8.輔助操作臺 每臺包括： 開關按鈕 9.歷史數據存儲單元 10.通訊接口(通訊協議為MODBUS RTU)11． GPS 數量 供貨商確定 供貨商確定 供貨商確定 6 12 6 6 2 2 2 2 1 1 1 約 20 1 約200 3 單位

臺 臺 臺 臺 臺 臺 臺 臺 套 臺 套 只 套 個 套

三、甲醇裝置控制室 名 稱 1.過程接口和控制器 2.端子柜/安全柵柜 端子柜/ 3.繼電器柜 4.操作站(雙屏)操作站(雙屏)包括： 彩色LCD(22”)彩色LCD(22” 操作鍵盤 鼠 標 5.工程師站 包括： 彩色LCD(22”)彩色LCD(22” 操作鍵盤 鼠 標 6.通訊系統 7.彩色噴墨打印機 8.輔助操作臺 每臺包括： 開關按鈕 9.歷史數據存儲單元 10.通訊接口RS485 通訊接口RS485(通訊協議為MODBUS RTU)通訊協議為MODBUS 11． GPS 11．

數量 供貨商確定 供貨商確定 供貨商確定 5 10 5 5 1 1 1 1 1 1 1 約20 1 約25 1 單位

臺 臺 臺 臺 臺 臺 臺 臺 套 臺 套 只 套 個 套

四、MTP裝置控制室 MTP裝置控制室 名 稱 1.過程接口和控制器 2.端子柜/安全柵柜 端子柜/ 3.繼電器柜 4.操作站(雙屏)操作站(雙屏)包括： 彩色LCD(22”)彩色LCD(22” 操作鍵盤 鼠 標 5.工程師站 包括： 彩色LCD(22”)彩色LCD(22” 操作鍵盤 鼠 標 6.通訊系統 7.彩色噴墨打印機 8.輔助操作臺 每臺包括： 開關按鈕 9.歷史數據存儲單元 10.通訊接口RS485 通訊接口RS485(通訊協議為MODBUS RTU)通訊協議為MODBUS 11． GPS 11．

數量 供貨商確定 供貨商確定 供貨商確定 5 10 5 5 1 1 1 1 1 1 6 約20 1 約20 1 單位

臺 臺 臺 臺 臺 臺 臺 臺 套 臺 套 只 套 個 套

五、PP裝置控制室 PP裝置控制室 名 稱 1.過程接口和控制器 2.端子柜/安全柵柜 端子柜/ 3.繼電器柜 4.操作站(雙屏)操作站(雙屏)包括： 彩色LCD(22”)彩色LCD(22” 操作鍵盤 鼠 標 5.工程師站 包括： 彩色LCD(22”)彩色LCD(22” 操作鍵盤 鼠 標 6.通訊系統 7.彩色噴墨打印機 8.輔助操作臺 每臺包括： 開關按鈕 9.歷史數據存儲單元 10.通訊接口RS485 通訊接口RS485(通訊協議為MODBUS RTU)通訊協議為MODBUS 11． GPS 11．

數量 供貨商確定 供貨商確定 供貨商確定 5 10 5 5 1 1 1 1 1 1 6 約20 1 約44 1 單位

臺 臺 臺 臺 臺 臺 臺 臺 套 臺 套 只 套 個 套

空分現場操作室布置圖

空分DCS系統圖 空分DCS系統圖

DCS和PLC的區別 DCS和PLC的區別

DCS和PLC是兩個完全不同而又有著千絲萬縷聯系的概念。DCS和PLC是兩個完全不同而又有著千絲萬縷聯系的概念。DCS和PLC都是計算機技術與工業控制技術相結合的產物，DCS和PLC都是計算機技術與工業控制技術相結合的產物，主控制系統用的是DCS，而PLC主要應用在輔助車間。主控制系統用的是DCS，而PLC主要應用在輔助車間。DCS和PLC都有操作員站提供人機交互的手段、都依靠基 DCS和PLC都有操作員站提供人機交互的手段、都依靠基 于計算機技術的控制器完成控制運算、都通過I/O卡件完 于計算機技術的控制器完成控制運算、都通過I/O卡件完 成與一次元件和執行裝置的數據交換、都具備稱之為網絡 的通信系統。DCS和PLC如此相似，為什么會有完全不同 的通信系統。DCS和PLC如此相似，為什么會有完全不同 的概念，我們在工程實踐中如何進行選擇？我們從歷史沿 革、技術特點、發展方向等幾個方面作一綜述

DCS和PLC的歷史沿革及核心概念 DCS和PLC的歷史沿革及核心概念 DCS為分散控制系統的英文（TOTAL DCS為分散控制系統的英文（TOTAL DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM）簡稱。SYSTEM）簡稱。指的是危險分散、數據集中。70年代中期進入市 指的是危險分散、數據集中。70年代中期進入市 場，完成模擬量控制，代替以PID運算為主的模 場，完成模擬量控制，代替以PID運算為主的模 擬控制儀表。首先提出DCS這樣一種思想的是儀 擬控制儀表。首先提出DCS這樣一種思想的是儀 表制造廠商，當時主要應用于化工行業。而PLC 表制造廠商，當時主要應用于化工行業。而PLC 于60年代末研制成功，稱作邏輯運算的可編程序 60年代末研制成功，稱作邏輯運算的可編程序 控制器（Programmable 控制器（Programmable Logic Controller），Controller），簡稱PLC。主要應用于汽車制造業。簡稱PLC。主要應用于汽車制造業。

DCS和PLC的設計原理區別較大，PLC是從摸仿 DCS和PLC的設計原理區別較大，PLC是從摸仿 原繼電器控制原理發展起來的，70年代的PLC只 原繼電器控制原理發展起來的，70年代的PLC只 有開關量邏輯控制。它以存儲執行邏輯運算、順 序控制、定時、計數和運算等操作的指令；并通 過數字輸入和輸出操作，來控制各類機械或生產 過程。用戶編制的控制程序表達了生產過程的工 藝要求。將其存入PLC的用戶程序存儲器，運行 藝要求。將其存入PLC的用戶程序存儲器，運行 時按存儲程序的內容逐條執行，以完成工藝流程 要求的操作。DCS是在運算放大器的基礎上得以發展的。把所 DCS是在運算放大器的基礎上得以發展的。把所 有的函數、各過程變量之間的關系都設計成功能 塊。70年代中期的DCS只有模擬量控制。塊。70年代中期的DCS只有模擬量控制。

DCS和PLC控制器的主要差別是在開關量和模擬 DCS和PLC控制器的主要差別是在開關量和模擬 量的運算上，即使后來兩者相互有些滲透，但是 仍然有區別。80年代以后，PLC除邏輯運算外，仍然有區別。80年代以后，PLC除邏輯運算外，也增加了一些控制回路算法，但要完成一些復雜 運算還是比較困難，PLC用梯形圖編程，模擬量 運算還是比較困難，PLC用梯形圖編程，模擬量 的運算在編程時不太直觀，編程比較麻煩。但在 解算邏輯方面，表現出快速的優點。而DCS使用 解算邏輯方面，表現出快速的優點。而DCS使用 功能塊封裝模擬運算和邏輯運算，無論是邏輯運 算還是復雜模擬運算的表達形式都非常清晰，但 相對PLC來說邏輯運算的表達效率較低。相對PLC來說邏輯運算的表達效率較低。

DCS和PLC在歷史沿革上的差異是明顯的，對它 DCS和PLC在歷史沿革上的差異是明顯的，對它 們后續的發展產生了重大影響。然而，對后續發 展影響最大的，并不是起源技術上的差別，而是 其起源概念的差別。DCS的核心概念是危險分散，其起源概念的差別。DCS的核心概念是危險分散，數據集中的計算機控制系統，因此DCS的發展過 數據集中的計算機控制系統，因此DCS的發展過 程，就是在不斷的運用計算機技術、通訊技術和 控制技術的最新成果，來構建一個完整的集散控 制體系，DCS給用戶提供的是一個完整的面向工 制體系，DCS給用戶提供的是一個完整的面向工 業控制的安全可靠高效靈活的解決方案。而PLC 業控制的安全可靠高效靈活的解決方案。而PLC 的核心概念是可編程序控制器，目的是用來取代 繼電器，執行邏輯、計時、計數等順序控制功能，建立柔性程序控制裝置。所以，PLC不斷發展的 建立柔性程序控制裝置。所以，PLC不斷發展的 主線是在不斷地提高各項能力指標，給用戶提供 一個完善的功能靈活的控制裝置。

DCS和PLC的技術特點與相互滲透

不同的概念基礎、不同的發展道路使得DCS和 PLC有著各自不同的技術特點，而技術的發展 也不是封閉的，相互學習相互滲透也始終貫穿 在發展過程之中。

我們知道，一個PLC的控制器，往往能夠處理幾 我們知道，一個PLC的控制器，往往能夠處理幾 千個I/O點（最多可達8000多個I/O）。而DCS 千個I/O點（最多可達8000多個I/O）。而DCS 的控制器，一般只能處理幾百個I/O點（不超過 的控制器，一般只能處理幾百個I/O點（不超過 500個I/O）。難道是DCS開發人員技術水平太 500個I/O）。難道是DCS開發人員技術水平太 差了嗎？恐怕不是。從集散體系的要求來說，不 允許有控制集中的情況出現，太多點數的控制器 在實際應用中是毫無用處的，DCS開發人員根本 在實際應用中是毫無用處的，DCS開發人員根本 就沒有開發帶很多I/O點數控制器的需要驅動，就沒有開發帶很多I/O點數控制器的需要驅動，他們的主要精力在于提供體系的可靠性和靈活性。而PLC不一樣，作為一個獨立的柔性控制裝置，PLC不一樣，作為一個獨立的柔性控制裝置，帶點能力越強當然也就代表其技術水平越高了，至于整個控制體系的應用水平呢，這主要是工程 商和用戶的事情，而不是PLC制造商的核心目標。商和用戶的事情，而不是PLC制造商的核心目標。

控制處理能力

控制處理能力的另一個指標，運算速度，在人們印象當 中PLC也比DCS要快很多。從某一個角度來看，情況也 PLC也比DCS要快很多。從某一個角度來看，情況也 的確如此，PLC執行邏輯運算的效率很高，執行1K邏輯 的確如此，PLC執行邏輯運算的效率很高，執行1K邏輯 程序不到1毫秒，其控制周期(DI輸入直接送DO輸出為 程序不到1毫秒，其控制周期(以DI輸入直接送DO輸出為 例)可以控制在50ms以內；而DCS在處理邏輯運算和模 可以控制在50ms以內；而DCS在處理邏輯運算和模 擬運算時采用相同的方式，其控制周期往往在100ms以 擬運算時采用相同的方式，其控制周期往往在100ms以 上。我們用PID算法來比較時，可以發現PLC執行一個 上。我們用PID算法來比較時，可以發現PLC執行一個 PID運算在幾個毫秒，而DCS的控制器解算一個PID也需 PID運算在幾個毫秒，而DCS的控制器解算一個PID也需 要1個毫秒，這說明PLC和DCS和實際運算能力是相當的, 個毫秒，這說明PLC和DCS和實際運算能力是相當的, 某此型號的DCS控制器甚至更強。而控制周期上的差異 某此型號的DCS控制器甚至更強。而控制周期上的差異 主要與控制器的調度設計有關。大型PLC往往使用副CPU 主要與控制器的調度設計有關。大型PLC往往使用副CPU 來完成模擬量的運算，主CPU高速地完成開關量運算，來完成模擬量的運算，主CPU高速地完成開關量運算，所以即使模擬運算速度一般，在開關量控制方面的速度 表現還是非常優秀的。而DCS以同樣的速度來處理開關 表現還是非常優秀的。而DCS以同樣的速度來處理開關 量和模擬量運算，控制周期的指標確實不理想。新型的 DCS控制器學習了大型PLC的設計，在控制周期方面的 DCS控制器學習了大型PLC的設計，在控制周期方面的 表現獲得了大幅度的提高。

數據通訊交換

數據通訊交換主要是指控制系統網絡及其數據交 換形式。在這個方面DCS有著先天的優勢。集散 換形式。在這個方面DCS有著先天的優勢。集散 系統的“分散” 系統的“分散”主要體現在獨立的控制器上，“集中”主要體現在具有完整數據的人機交互裝 集中” 置上，而將分散和集中連接成集散系統的正是網 絡。因此，從DCS發展的早期，網絡就成為了 絡。因此，從DCS發展的早期，網絡就成為了 DCS生產廠家的核心技術方向，冗余技術、窄帶 DCS生產廠家的核心技術方向，冗余技術、窄帶 傳輸技術都是DCS廠家最早研發或應用成功的。傳輸技術都是DCS廠家最早研發或應用成功的。PLC主要是按照獨立裝置來設計的，其 網絡” PLC主要是按照獨立裝置來設計的，其 “網絡” 實際上是串行通訊。

工業以太網技術的發展和廣泛應用，從形式上拉平了DCS和PLC網絡方面的差距。從表面上看很平了DCS和PLC網絡方面的差距。從表面上看很 多DCS和PLC都應用了工業以太網，但是其實質 DCS和PLC都應用了工業以太網，但是其實質 上的差距卻依然存在。以很多PLC采用的 上的差距卻依然存在。以很多PLC采用的 MODBUS-TCP以例。MODBUS是串行通訊協議，MODBUS-TCP以例。MODBUS是串行通訊協議，不是網絡，大家都沒有疑問；MODBUS-TCP是 不是網絡，大家都沒有疑問；MODBUS-TCP是 網絡嗎？很多人就有疑問了。仔細分析，MODBUS-TCP是將MODBUS通訊協議加載到以 MODBUS-TCP是將MODBUS通訊協議加載到以 太網的TCP協議之上的一種通訊方式，它雖然具 太網的TCP協議之上的一種通訊方式，它雖然具 有了網絡的外形，但依然是一主多從的管理方式，數據表的傳輸結構。

組態維護功能

組態維護功能包括邏輯組態、下載修改、運行調 試、遠程診斷等。早期，PLC以梯形圖為主，DCS以模塊功能圖為 早期，PLC以梯形圖為主，DCS以模塊功能圖為 主。經過多年的發展，國際電工委員會通過 IEC1131-標準規定了五種編程語言, IEC1131-3標準規定了五種編程語言,目前主流 的DCS和PLC都表示符合這個標準，支持其中的 DCS和PLC都表示符合這個標準，支持其中的 幾種或全部編程語言。從開發效率和程序可讀性 來考慮，模塊功能圖和順序功能圖越來越成為主 要的編程方式，梯形邏輯和結構化文本成為了自 定義模塊的開發工具。大型PLC在組態方式上越 定義模塊的開發工具。大型PLC在組態方式上越 來越像DCS，差距在逐漸縮小，而小型PLC仍然 來越像DCS，差距在逐漸縮小，而小型PLC仍然 以梯形圖為主。

硬件封裝結構

PLC一般為大底版式機架，封閉式I/O模件，封閉式結構 PLC一般為大底版式機架，封閉式I/O模件，封閉式結構 有利與提高I/O模件的可靠性，抗射頻、抗靜電、抗損傷。有利與提高I/O模件的可靠性，抗射頻、抗靜電、抗損傷。PLC模件的I/O點數有8點、16點、32點。PLC模件的I/O點數有8點、16點、32點。DCS大部分為19英寸標準機箱加插件式I/O模件，I/O模 DCS大部分為19英寸標準機箱加插件式I/O模件，I/O模 件為裸露式結構。每個模件的I/O點數有8點和16點，很 件為裸露式結構。每個模件的I/O點數有8點和16點，很 少使用32點模件。少使用32點模件。DCS的這種結構源于其使用領域主要在大型控制對象，DCS的這種結構源于其使用領域主要在大型控制對象，19英寸標準機箱便于密集布置，較少的I/O點數則是由于 19英寸標準機箱便于密集布置，較少的I/O點數則是由于 對分散度的要求。PLC的大底版式機架，封閉式模件結構 對分散度的要求。PLC的大底版式機架，封閉式模件結構 在管理和配置上更加靈活，單個設備的可靠性更高。因此，不少DCS也吸收了PLC在結構上的優點，采用了和PLC相 不少DCS也吸收了PLC在結構上的優點，采用了和PLC相 似的封裝結構

人機交互裝置

在早期，DCS作為一個系統，其人機交互裝置是DCS廠 在早期，DCS作為一個系統，其人機交互裝置是DCS廠 家提供的專用裝置。而PLC廠家一般不提供人機交互裝置，家提供的專用裝置。而PLC廠家一般不提供人機交互裝置，往往由工程商自主采用通用的監控軟件來完成(ifix、往往由工程商自主采用通用的監控軟件來完成(如ifix、intouch、組態王)DCS集成的人機交互裝置往往有著 intouch、組態王)。DCS集成的人機交互裝置往往有著 功能較專業、穩定性較好的特點，但是其價格也很高。隨 著PC技術的快速發展，一些通用監控軟件發展很快，功 PC技術的快速發展，一些通用監控軟件發展很快，功 能和性能逐漸超過了DCS廠家提供的專用裝置。因此不少 能和性能逐漸超過了DCS廠家提供的專用裝置。因此不少 DCS廠家逐步放棄了專用的人機交互裝置，轉而和PLC一 DCS廠家逐步放棄了專用的人機交互裝置，轉而和PLC一 樣也使用了通用的監控軟件。DCS廠家使用通用監控軟件 樣也使用了通用的監控軟件。DCS廠家使用通用監控軟件 并不是簡單地拼裝，而是在通用監控軟件的基礎上，通過 合作開發，將自已多年積累的網絡通訊技術、系統自診斷 技術以專用軟件包的形式保留和繼承下來了。

DCS和PLC作為計算機技術和控制技術結 DCS和PLC作為計算機技術和控制技術結 合的產物，為自動化水平的提高都作出了 各自的貢獻。由于兩者在應用上有較大的 相通性，在不同的時期，其各自的技術或 價格優勢，都會直接影響到其市場地位。而市場的反應也會或快或慢地反映到各自 的技術發展和價格調整上。從總的趨勢來 看，DCS和PLC在技術上的融合和促進將 看，DCS和PLC在技術上的融合和促進將 會是競爭的主流，而在性價比方面，你來 我往地不斷攀升，也將是發展的主旋律。

謝謝！

第三篇：DCS學習總結

OVATION-3.0.4系統介紹

聆聽中，期盼已久的培訓學習不情愿的敲響了結尾的鐘聲。這二十幾天的DCS培訓課程，我想我只能用收益頗豐，受益匪淺這八個字來形容了。老師的博文廣識、生動講解無不在我的腦海里留下了深刻的印象，但恨自己才疏學淺，不能夠將所學、所感通顯文字于紙上。但是我還是盡最大努力，以將培訓心中所想所獲表達出來。

此次OVATION系統培訓學習主要總結主要有以下幾個方面：

一、從整體概念上了解了OVATION系統，了解OVATION系統的控制過程，想來自己真的應該感到慚愧，在電廠工作兩年多了，卻還真的不是很了解OVATION系統。對OVATION系統的結構，功能，控制過程，發展歷程等我都是一知半解。通過這次的培訓學習，終于知道了OVATION系統竟是如此的強大、先進、智能。OVATION系統是一種分散集中控制系統（DCS），由艾默生上海西屋控制系統控制有限公司生產，主要用于電廠的熱工自動控制，是非常關鍵的系統。OVATION系統是集過程控制及企業管理信息技術為一體的融合了當今世界最先進的計算機與通訊技術與一身的典范。其采用了高速度、高可靠性、高開放性的通訊網絡，具有多任務、多數據采集及潛在的控制能力。OVATION系統利用當前最新的分布式、全局型的相關數據庫完成對系統的組態。全局分布式數據庫將功能分散到多個可并行運行的獨立站點，而非集中到一個中央處理器上，不因其他事件的干擾而影響系統性能。OVATION系統在電廠的最小配置數字化儀控系統組成包括：I／O卡件、控制器、高速數據通信網絡、系統服務器、操縱員控制臺、工程師站、顯示器、鍵盤、微機等。知道了OVATION系統有著比較復雜的組織結構，讓我一時一下消化不了，不過我想這個在我們以后的工作中很快會清楚的，為了我能更好的學習發展，我想我們也應該主動的去了解這些。

二、了解OVATION系統的模型和組成結構。

第四篇：DCS經驗總結

DCS系統的實踐應用與工作經驗

一、系統功能需求的確定

選用DCS之前首先要明確應用的目標，提出對DCS功能的要求，確定系統的規模。一般都需要儀表自動化、工藝負責人及計算機的負責人、設計院項目負責人幾方面討論確定，以達到最大限度地滿足生產和操作的要求。

1、應用DCS的目標

（1）提高裝置生產及管理水平

提高生產效率（提高收效），降低生產成本，節能，降耗，提高產品質量，提高生產方案變化的靈活性及適應性，提高裝置的管理水平，提高故障分析的科學性和生產管理標準化，有利于勞動競賽，挖掘生產潛力。

（2）提高裝置的控制水平

實現裝置穩定化控制及操作優化，實現先進控制，實現順序邏輯控制，實現設備故障診斷和聯鎖保護，實現局部或全裝置的最優化控制，生產及管理水平的提高，控制水平的提高，將為實現裝置“安、穩、長、滿、優”生產發揮重要作用，具有顯著的經濟效益和社會效益。

這些目標可以分階段考慮，逐步應用、開發，系統亦將逐步擴展以實現最終目標。

2、系統功能要求

（1）數據采集和存儲功能：模擬輸入信號的掃描時間，數字信號的掃描時間，歷史數據存儲（包括調整趨勢、歷史趨勢）的種類、點數和周期，輸入信號的處理功能。

（2）控制功能：具備完整的監測、調節和順序控制功能及設備運行監視、聯鎖保護等功能，反饋控制功能的最大能力（輸入輸出的種類、數量、邏輯運算能力、順序步驟，執行周期），過程控制語言能力（如ST、FORTRAN，BASIC，C或其他的控制語言），先進控制軟件的要求。

（3）顯示功能：CRT尺寸、顏色，畫面刷新時間，畫面種類與數量。顯示畫面包括總貌畫面、流程圖畫面、控制分組畫面、調整畫面、趨勢畫面、過程報警畫面、系統報警畫面、系統狀態畫面、操作日志畫面、歷史查詢畫面等，并具有窗口（多個、拉伸、重疊）顯示功能，漢字功能以及觸屏功能。

（4）報警功能：模擬輸入/輸出信號報警（絕對報警、變化率報警），數字輸入/輸出信號報警，儀表停用（校驗、停掃描）報警，系統部件（卡件、網絡）故障報警，相鄰報警時間分辨率，報警管理功能（如歷史查詢過濾、報警組設置、報警點組的優先級、報警抑制功能等）。

（5）報表和屏幕拷貝功能：即時報表功能，定時報表功能（包括時報、班報、日報、月報、年報），報警匯總記錄，操作記錄報表，操作或參數修改打印，打印機屏幕拷貝功能。

（6）操作安全：操作權限口令詢問功能，工程師、操作員鑰匙鍵功能，MAN/AUT/CAS切換無擾動功能，冗余措施。

（7）系統的靈活性：系統可靠性指標，冗余冗錯，系統擴展方便，新老產品的兼容性，與上位機通信接口及軟件的實用性，與其它機種的通信（開放性）。系統功能要求是根據系統目標結合具體內容確定的，特別突出具體項目的特點：

a、快速掃描的速度及順序控制、聯鎖的執行周期，必須根據工藝指標提出具體要求。例如：某用戶的一個裝置引進DCS時因承包商對專利商在順序控制方面的需要不清楚，到組態設計時，發現這種DCS的速度和容量均不能滿足工藝的要求，只好又購買了一套PLC，增加了投資。

b、目標在開發先進控制軟件，則在控制功能上以及軟件開發工具方面要側重說明。

二、DCS的選型

1、機種選擇原則

選擇DCS機種是一項重要工作，由于DCS技術進步速度很快，集中更新換代周期很短，過去由幾個主要國外DCS廠家壟斷的時代已經過去，民族品牌的DCS廠家迅速發展成熟起來，目前已經占據了中國DCS市場的半壁江山，其性能、可靠性和穩定性及優越的性價比得到了廣大用戶的認可，這是民族產業的驕傲。現在國內外主要DCS制造商有十幾家，DCS采購一般采取招標方式，通常由用戶（或招標公司）選擇3-5家進行詢價、招標，經過專家、領導及技術負責人綜合評價和評比，最后確定一個機種。DCS機種選擇的因素很多，不能只從一次性投資多寡考慮。總結DCS機種選擇的原則為：選擇工程實力較強的知名公司，選擇符合有經驗的專家推薦的主流機型，首先考慮DCS系統的可靠性、穩定性和操作方便性，其次考慮DCS功能應滿足“功能需要”的要求，具有國際先進水平(但不一定是最先進的)，系統應具有開放式結構，有靈活的系統可擴性。考察是否又在同行業使用的實例，效果是否令人滿意，制造廠家的后備支持系統是否完備，調查廠家工程經驗和實施能力、專業化解決方案的能力和設計能力，服務是否良好，性能/價格比是否最好，價格是否可以接受，備件供應和響應是否及時。一個工廠企業DCS機種最好選擇同一種，便于維護和管理。

2、機種的評價內容

（1）系統硬件構成比較：將參加詢價的3-5家機種做硬件配置和功能比較，主要項目如下：操作站、工程師站、打印機、上位機接口、輔助存儲器、網絡和內部通信、現場控制器、現場監視站、輔助臺柜（安全柵柜、端子柜、繼電器柜、輔助操作臺等）、應用模塊及電源配備。（2）I/O卡能力比較（每項列出：點數/卡、卡數、總點數）：

監視輸入4～20mA

脈沖

T/C

RTD

控制輸入4～20mA

脈沖

Ｔ/C

RTD

控制輸出4～20mA

D/I 按鈕、開關狀態

D/O 開關、繼電器輸出

（3）系統通信功能比較：通信規程的標準化、開放型及功能，通信網絡（總線）、通信速度、傳遞距離、網絡（總線）允許加載設備總臺數，是否雙重化。

（4）與上位機通信功能比較

（5）系統軟件功能比較

（6）售后技術服務比較

（7）應用軟件工具比較

（8）發展性、先進性（好、較好、一般、較差）

（9）價格分為以下幾項列出：硬件、軟件、備件、服務（包括培訓、資料、現場服務、技術咨詢等）、上位機的硬軟件、稅費及總價。

3、經驗

當選擇機種時，最好是由最終用戶根據自己的實際情況來決定，專利商和設計院（工程公司）的意見作為參考。尤其是DCS雖工藝設備成套時，專利商和設計院（工程公司）往往選擇對他們最有力的機型，很可能是落后的、質次價高的，而且他們不考慮用戶在備件、維護、聯網等方面的需要，如果自己選擇，就可以避免這種現象。某裝置DCS招標時采納了最終用戶的意見，不但節省了1/3以上投資，而且選用了性能更好的系統。此外應當防止僅僅根據一次投資決定取舍的做法。某裝置僅為便宜6%的價格，買了一套已屬落后的國外DCS產品，今后的備件、維修費用會遠遠超出6%。因為DCS更新很快，雖然制造廠簽訂合同時能許諾若干年內設備不漲價，但很難兌現。

作為工程公司來說，每個廠家的DCS系統都有自己的優勢和缺陷，基本上都能完成工業中要求的各種控制功能，在節約成本追求性價比的情況下，采用最新版本的硬件和軟件，多考慮客戶的各種需求，把工作做的更細致，更周全，才會贏得客戶的滿意度和高度評價。在硬件選型初期，要首先根據I/O信號數量選擇合適的控制器，并計算處理器的帶負載能力，以及邏輯處理能力，確保系統安全穩定運行，如果合同中包含電源柜，還要將電源柜的供電范圍做一個嚴格的界定，并將容量做一個仔細的計算，并預留供電保險端子或空開，應對設計變更增加供電儀表。此外，除系統FTA電纜及電源線外，盡量減少柜間線的敷設，將I/O卡件及現場接線端子設計在同一柜內，減少工程師或接線人員在現場的類似工作。

三、DCS系統配置

1、系統配置的工作內容

DCS的發展使系統配置的適應性越來越強，而且也囊括了PLC控制功能，從幾個、十幾個回路的小系統到幾百個、幾千個回路的大系統都可以實現。系統配置的原則應是在滿足裝置生產和控制要求的前提下盡量減少硬件的數量，以求經濟合理，并留有恰當的余量。系統配置工作主要包括以下幾個方面。

（1）系統I/O點統計：一般包括10-15%的備用量。要分別考慮熱備用和冷備用的情況。AI的要考慮是否需要向現場供電，是24VDC還是220VAC，是否要通過安全柵隔離，RTD/TC信號的線制問題，安全柵的選型，還需對安全柵進行相應的組態工作，有時可能還存在現場儀表帶HART協議，這樣會改變安全柵的接線方式。DI/DO信號需要考慮是否為干接點信號，是否需要繼電器/安全柵隔離，以及常開常閉觸點問題。這些問題的前期確認會提高現場調試的效率，同時還可以提高客戶對現場工程師的信任度。

（2）控制柜： I/O卡件種類和數量按I/O點統計表的數量確定。機柜具有10%的備用空間。主控單元冗余配置、內部網絡冗余配置、控制I/O卡冗余配置，電源冗余配置，按1秒的標準掃描周期估計系統負荷滿足DCS具體要求，考慮現場變送器供電制式與DCS的關聯。

（3）操作站：根據工藝流程工段或區域的劃分和中控室內操作人員數確定操作站的臺數。并根據工藝界區將操作權限進行限制，屏蔽掉windows的操作，讓操作員不能進入windows更改計算機的設置。打印機的臺數應滿足報警、報表及拷貝的需要，但報警和報表用的打印機必須分開，一般報警打印機采用針式逐行打印，報表格式及內容，打印方式，時間段等由甲方工藝人員來最終確認。

（4）輔助操作臺的配置：安裝閃光報警器、開關按鈕、指示燈、端子排、空開等。

（5）通信系統配置：凡是與通信有關的網卡、網線（總線）、交換機、耦合器等應根據需要考慮冗余配置，根據設計院的平面布置圖計算需要通訊線長度，安排好交換機擺放位置，并配置好交換機，做好冗余，如果系統內有通訊內容，還需準備同軸電纜及終端電阻等附件，并將通訊卡件的“頭”的機柜和“身子”的機柜盡量擺放在比較相近的位置，這樣即可以縮短電纜長度，又可以盡量降低受其他電纜信號干擾的幾率。此外，通訊中可能涉及到第三方通訊的問題，這就需要DCS廠家出一個文字性的表格給第三方的廠家，在表格中明確要求具備的條件，通訊協議，接口定義，IP地址規劃以及甲方和設計院提供的通訊I/O清單，請第三方廠家提供相應的通訊參數及I/O的tagname和地址，并在組態完成后，要求甲方協調第三方廠家共同調試，形成調試文檔，防止日后責任不夠明確，特別需要說明的是，在調試modbus485通訊時，最好將系統或者上位機其中一方斷電，防止燒壞接口，準備好RS-232轉RS-485轉換器，并在電腦中安裝modbus sim和modbus scan軟件，在調試時先用這兩個軟件脫離開DCS或者PLC系統進行測試，先排除系統組態的問題。

（6）系統電源和輔助機柜配置（安全柵柜、端子柜、繼電器柜、配電箱等）：UPS不間斷電源容量比DCS系統所需容量高40%，并保證電網停電時能繼續供電30分鐘。不同項目情況不大相同，有的客戶自己采購UPS，工程公司只需要向甲方或者設計院提供DCS系統的總耗電量即可。

（7）備品備件和消耗品，原則上要備足兩年的用量。

2、經驗

系統硬件配置直接關系到DCS的投資、應用和維護工作，有些無名的小投標商或代理商，為了奪標或根據一般標準提出的配置不太符合最終用戶的要求，采取不正當競爭。例如某裝置由代理商提供DCS，基本沒有多少冗余量，投產一年后，工藝設備改造需要增加點數，重新訂貨要花很多錢，且訂貨周期長，延誤了開工。還有另一種傾向，某系統由最終用戶自己引進，硬件配置大了30%以上，造成資金積壓。這兩種極端都應避免。對于新裝置，冗余量要適當大一些，如是改造，就可以少留一些余量。

對于工程公司來說，這些要求可能會引起增加項目成本，可從目前各個項目的情況來看，由于設計院往往前期與設備供應廠家溝通不充足，或者是甲方在定設備時與設計院溝通不夠充分，在現場時往往造成增加一部分I/O點，尤其是大型馬達設備廠家，會增加一些溫度監測點，而這一部分對于硬件設計方面來說，又是成本很高的一部分內容，所以在設計硬件時，一定要請設計院或甲方來重點確認這部分內容，與此同時，重要工段的開關量信號也存在這樣的問題，在增加需要安全柵的信號通道中，有可能存在機柜空間不足，安全柵需增加供電電源線以及現場接線端子與安全柵間的連線等問題，這都是在現場調試過程中比較簡單，但是又很棘手的問題，有的現場交通、工業都不是非常便利，這些東西很難在當地買到，還有可能牽扯到供貨周期的問題，雖然這是小問題，可的確是可以影響調試及開車進度的問題。

操作站不應配置的過多，如果根據使用常規儀表的習慣劃分操作崗位，等到操作人員熟悉幾個月后，一定會有閑置不用的操作站。但也不能太少，例如某系統外商做的配置，幾千點過程輸入輸出，幾百個回路只配置了三個操作站（5臺CRT），還不能互為備用，一般情況下還可以勉強應付，但等到工藝緊急事故或DCS局部故障時，就感到特別難辦。

無名的小投標商或國外代理商在售后服務方面普遍較差，響應慢，成本也高。國產知名DCS廠家在工程服務和售后響應方面很重視，及時便捷，滿意放心，備件供應沒有問題，可以減少備件庫存又不影響生產的開車。另外，建議在一個企業盡量使用同一機型DCS。

四、系統使用環境的建立

1、工作內容

在DCS應用工作實施步驟中，使用環境的建立是極重要的工作，他是DCS正常運行的保證，包括以下幾方面的工作：DCS控制室位置的確定、DCS控制室及輔助間的確定、控制室內設備位置及建筑要求、采光要求、抗干擾措施、接地要求、供電要求及隔離要求。

DCS環境要求可參照GB2887-82《計算站場地技術要求》以及DCS廠家有關技術說明書確定。

設計院按照上述要求進行設計，選好施工單位，一般室內裝修、空調、照明等要選擇專門的計算機裝修專業隊伍施工才能保證質量，在DCS環境上多投資是必要的。

2、經驗

環境的問題是保證DCS能夠長期連續正常運轉的前提，在這些方面掉以輕心對設備正常運行會造成各種危害。例如，溫度過高，灰塵太多，特別容易造成硬盤磁頭簧片的斷裂和劃盤，某裝置中的國外DCS系統就是因為這個原因連續壞了兩個驅動器，備件又不能及時到位，停用了近半年多。因為溫度高，內存和輔存不能正常工作，系統紊亂的現象也在多個系統內發生過。溫度太高，產生靜電的威脅，會造成有些DCS的死機現象，操作人員若不注意這個問題，使靜電放電造成插卡或模塊故障，還會影響工藝操作。接地也是一個既重要又困難的問題，市場上幾中主流DCS在安裝調試過程中，都發生過接地不良而帶來的種種惡果。總之一定要給DCS創造良好應用環境。有的項目甲方會要求在項目調試完畢后，將整個硬盤做一個全盤境象，這樣，在系統硬盤發生故障時，只要及時插上這塊硬盤，就可以正常恢復生產了，當然，如果是冗余服務器的話，只需要將兩臺服務器再做一次同步就可以了。

在DCS的平面布置上，最好要考慮加一個緩沖間，再進入中控室或機房，這是防塵的好措施。對于防塵要求很高的情況，可加凈化間（如磁盤凈化間）。備件庫、介質庫、硬件維修室最好都裝空調，雖說有的DCS廠家鼓吹自己的產品適應性很好，但是在實際使用過程中發現不用空調根本不行（影響到產品質量和DCS使用壽命）。

機房和中控室內一般不要加暖氣，特別不要加水暖，在裝活動地板和有電纜溝的情況下，尤其應注意，以免發生因暖氣漏水、漏汽，侵潮電路、淹沒電纜和設備的事故。

五、人員培訓

1、工作內容

在DCS的硬件、軟件和使用環境確定之后，人員培訓是DCS能否用好的關鍵工作，它包括以下幾個方面。

系統工程師的培訓：一套DCS必須至少培養一名系統工程師，全面負責系統技術領導工作和項目經理所擔負的組織工作，并應對DCS系統有全面了解。

組態設計、組態生成軟件工程師的培訓： DCS最好應用軟件由用戶自己做或參與做，賣方作技術指導。這樣培訓效果最好，同時是今后系統應用軟件的完善、修改和繼續開發的先決條件，這方面一般由設計人員和廠方用戶（儀表自控、工藝人員）同時派工程師培訓，而且應以廠方為主。

上位機及DCS接口軟硬件工程師的培訓：若DCS配置上位機或MES系統應單獨培訓，人員可從企業信息中心、生產調度管理、計算機人員中挑選。

硬件維護工程師的培訓：現代DCS硬件維護大部分為板級或模塊維護，而且系統有診斷功能，所以硬件維護人員一般不單獨培訓，而是在軟件工程師中有人側重培訓即可。

以上四種人員的培訓一般需在制造廠進行，在培訓之前，最好初步自學、閱讀有關技術資料，做好充分準備，才能取得滿意效果，有一定DCS基礎和應用經驗的人員更好。

操作人員培訓、車間主任及有關領導人員的培訓也是十分重要的工作。這部分人的培訓由經過培訓的計算機人員講課和實際操作訓練進行。首先經過培訓的人員要為車間操作人員編寫操作手冊，按工藝班組進行實際上機培訓，一般很快便可掌握。上崗之前定出標準和要求，發操作合格上崗證是個好辦法。

2、經驗

培訓工作關系到用戶是否能掌握系統，是否能很好的承擔系統維護、完善修改、參與開車調試與進一步開發的任務。要避免培訓的一些偏差，如把DCS培訓出差當作一次企業內部的關系照顧與平衡，派出無關人員參加培訓；如在隨裝置成套引進DCS時，只是工藝培訓和設計培訓，沒有安排到DCS制造廠的培訓，有的在組態設計培訓中沒有安排最終用戶的技術人員參加，有的派遣的培訓人員沒有搞過DCS，又沒有做好DCS預培訓，在短暫的DCS培訓中收獲不大。有的在培訓前對要學習的系統沒有一個完整的概念，更沒有準備好問題，對于國外的問答式培訓方法不適應。有的培訓中，比較注重與開工有關的基礎工作，忽視了應用軟件和今后繼續開發所需要的知識，這些都造成了應用維護和開發的困難，對高價買來的應用軟件不能正確和全面使用。DCS的操作一般都很簡單方便，很容易學會，對于工藝操作人員不必講多少復雜的計算機原理和內部結構，著重教會他們實際使用方法和操作要求即可。國產知名DCS一般全部漢化，不存在使用語言問題，但是引進國外的DCS帶漢字顯示得不多，主要是英文顯示和打印，這與我們操作人員的英語水平有一定差距，對于顯示和打印的內容，特別是繁多的縮寫符號看不懂，記憶困難，影響DCS的使用效果，在對工藝操作人員的培訓中，這是關鍵。

六、系統組態與生成

1、工作內容

DCS應用的核心工作是系統組態，包括硬件配置組態和系統應用軟件組態。硬件配置組態首先要完成系統的配置圖，包括每個卡件的配置圖以確定地址或點名，這一工作必須在應用軟件組態前完成。

每家的DCS應用軟件組態方法都不會完全一樣，各有自己的特色和優缺點，發展趨勢是配置獨立的組態工作站或稱工程師站。有些DCS廠家還開發了微機組態系統軟件，使大部分應用軟件的組態工作可以在PC機上完成，然后再轉換成系統能接受的形式。

對于DCS應用軟件組態工作有以下三個關鍵環節。

（1）組態設計

首先應按系統目標把自控系統基礎設計和集散控制系統的組態要求科學組織起來，最后形成組態源文件。包括以下幾個部分：系統配置設計、目錄（DIRECTORY）及文件（FILE）組織設計（有些系統可以不作）、監視站的組態設計、控制站的組態設計、操作站的組態設計、及其他網絡設備的組態設計。

（2）充分掌握DCS的組態方法、技巧和系統的功能

對于DCS組態方法、技巧及系統功能的培訓力求吃透，充分掌握、理解，只有這樣才能充分發揮DCS的作用，系統組態才能達到實用、操作方便、功能強的要求，并通過實際應用、發現不足，逐步對組態設計進行完善、修改。

（3）征詢、滿足工藝要求，結合操作維護經驗

DCS是為工藝服務的，最終由工藝來使用和操作。在DCS組態時，務必切實考慮、征詢工藝要求，最好工藝技術人員要參與進來，力爭滿足工藝操作要求，注重累計日常工藝操作、儀表維護經驗，把這些經驗變成應用軟件，充分挖掘DCS先進的控制、操作功能，提高DCS利用效果。

2、經驗

組態和生成一定要有最終用戶的技術人員參加，根據用戶的力量，決定組態設計介入的深度，生成最好全部由最終用戶完成。不少系統的組態都是由設計人員或DCS廠家搞，最終用戶不聞不問，如果設計人員或DCS廠家不熟悉工藝生產操作，不了解操作人員的要求和習慣，標準軟件問題不大，而象報表、畫面、操作方式之類與工藝關系很密切的內容返工現象是少不了的。反之，如果最終用戶的工藝人員和有實踐生產經驗的儀表自控人員承擔設計組態或參與設計組態，情況就大不相同。某系統根據工藝人員的要求作出的報表和畫面深受歡迎，結合實際設計的控制方案簡單易行，投用效果好。不少成功的經驗表明由用戶參與設計組態，理論結合實際才能做出比較成功的組態設計和組態生成。有不少的企業依靠自己的技術力量完成DCS組態設計和組態生成，自己設計、安裝調試、施工維護開發一條龍，創出了一條好路子。

七、安裝調試

1、安裝工作內容

DCS安裝前應滿足以下條件：機房和中控室裝修完畢，不需要再挖溝打洞等產生灰塵、振動的工作。活動地板鋪好，地面清潔干凈，空調系統投用并已通過考核。UPS調試考核合格，若干條件達不到也有用臨時電源調試的，但應加穩壓設備。照明施工完畢，正常運行。機房附近不再進行有振動、或電干擾的施工。接地系統完成，并經過反復檢查，確認不會引入干擾信號。

系統安裝工作包括：臺柜就位，設備（主機、監視器、打印機等）安裝，卡件或模塊安裝，系統網線、內部電纜的連接，端子外部儀表信號線的連接，系統電源、接地的連接等。這些工作一般是在DCS廠家的指導下，由用戶完成。

系統安裝應遵照具體系統的安裝要求進行。在冬季安裝時應注意從庫房到機房的溫度變化梯度符合系統的要求，機房可采取逐漸提高溫度的措施來達到要求。

當安裝工作結束后，一般DCS廠家派工程師到現場進行檢查和通電，然后可以按調試方案進行系統調試工作。

2、調試工作內容

（1）DCS單機調試和系統調試

A] 硬件調試檢查和單機調試：各設備通診斷程序，標準功能測試，電源卡的電壓測量和檢查，I/O卡件的零點、量程及精度調試檢查，信號調整卡的零點、量程及精度調試檢查。有的DCS有專用校檢儀，這些工作在FAT時已經在進現場之前可以完成。

B] 功能檢查和調試：系統標準功能，包括通信、顯示、打印等。用戶畫面的檢查，自動格式報表檢查，控制方案檢查和調試，聯鎖邏輯順序控制方案檢查和調試，其他用戶組態的程序檢查，這些工作在FAT時已經在進現場之前可以完成。

（2）DCS與現場的聯調

儀表輸入信號聯調，DCS輸出與執行機構的聯調，現場聯鎖功能的聯調，順控功能的聯調。調試是一個科學細致、嚴謹的工作，是系統投運的可靠保證，為此首先要有調試方案，并做好調試的組織工作，調試記錄規范化，并有調試人、驗收人的簽字，復雜的聯鎖保護、順控功能要有工藝負責人簽字。

（3）開車后先進控制或優化控制應用軟件的在線調試

這項調試必須在工藝裝置開車平穩后進行，首先應制定調試方案，保證工藝生產的平穩安全。反復調整P、I、D等參數，使控制系統和聯鎖保護投入自動狀態，達到應有的使用效果。通過調試，培訓操作人員掌握投用方法，明白其工作原理和注意事項。

3、經驗

DCS設備的內部安裝接線和調試最好由最終用戶的儀表自控和工藝人員承擔，這對于了解系統情況，掌握系統優缺點，做好今后的維護開發和日常操作工作最為有利。在功能調試和系統聯調過程中，不能僅僅是DCS廠家的事情，用戶工藝操作人員一定要參加，儀表自控人員一定要參加，施工單位有關人員一定要參加和配合。

通電以前，特別要做好UPS的電壓波形、頻率和接地的檢查，還要檢查DCS板卡開關的設置，最好由DCS廠家工程師負責這項工作。曾經發生過因供電電壓超高燒壞多塊電源卡和設備的情況，也有因板卡插錯位置而燒壞的事故。美國、日本、西歐的設備電源一般用110V，中國要求220V，現在的DCS有的加了110V和220V切換開關，有的因供貨不注意，又沒有仔細檢查，把220V加到110V的設備上造成損壞。

當把現場信號線接到DCS端子以前，一定要測量其絕緣電阻和檢查有無異常干擾信號，尤其在新裝置施工尚未結束前，曾因為引進了電焊機或電氣的強干擾信號而燒壞過安全柵、模塊，因為一次表的接地燒保險的事也曾經發生過。

硬件測試過程中，所有備件都必須經過全面檢查，保證其完好的備用狀態。

測試過程中特別要注意修改內容的保存和轉貯，一般一天工作結束后，必須拷貝，否則因多人操作，內容容易丟失。

八、投運與考核

1、系統的投運工作內容

系統投運一般指裝置開車DCS投入運行。DCS投入實際運行必須具備以下條件：

（1）系統聯調合格。

（2）系統環境如空調系統、UPS供電系統、接地系統運行正常，符合技術標準，驗收合格。

（3）DCS維護人員經實際調試工作并考試合格，領取上崗證。

（4）工藝操作人員、車間主任培訓合格，領取上崗證。

（5）系統備件經過調試處于備用狀態。

（6）DCS操作手冊、故障處理手冊等資料下發到操作和維修人員手中。

（7）DCS廠商有經驗的工程技術人員現場服務。

2、系統考核

DCS的考核時間最好選在工藝裝置正常運行后開始，一般為72小時，保證值規定如下：計算機模件的開工率為99.95%，DCS的開工率為99.99%，開工率的計算方法：

開工率=（考核時間-事故時間）/ 考核時間

3、經驗

DCS投用前，準備工作一定要提前進行。一般企業中，工藝設備是放在第一位的。

DCS的考核放在工藝開車后進行，因為不到正常運行，DCS的功能不能夠得到充分表現，實際負荷體現不出來，對于那些設計時負荷卡邊的系統來說，問題就暴露不出來。有的系統在開車前空載運行正常，開車后，就表現出容量不夠，速度不夠，處理能力小，甚至因負荷太大造成死機。若設計合理而是系統本身提供的指標不能實現，則應由DCS制造廠負責。DCS是高科技的產物，是多種技術、多個學科的綜合，而且發展更新速度特別快。DCS應用水平的提高在于先進和優化控制軟件的開發，這項技術復雜，難度大，需要多方面力量的組合。由于這幾個特點，決定了沒有相應的管理體制就不可能做好DCS的應用工作。根據各個企業的具體情況，管理機構當然不必強求統一，但是建立專門的管理機構，統一規劃全廠的DCS應用計劃，統一考慮DCS的機型選擇，統一布置備品備件的儲備、訂購和國產化工作，滿足生產急需，減少庫存積壓，統一設計綜合控制和管理信息系統，統一安排培訓和橫向聯合，開發高層次的控制軟件，已經成為大勢所趨。有的企業成立了專門的過程計算機處或其他機構，把全公司（總廠）的過程計算機統一管理起來，打破了過去各個裝置互不通氣，買來的機型各式各樣，自動化孤島，備件費用達幾

十、幾百萬元的分散局面，理順了關系，發展很快。

DCS的管理除了計劃管理以外，還應有應用管理和項目維護管理。項目管理需要確定在DCS的設計、施工、投用階段的人員組成，分工負責的范圍，制定各階段檢查驗收標準，組織現場的檢查考核驗收工作。

DCS維護管理首先需要建立有關的規章制度和規程，如：過程計算機的維護、檢修、管理制度，技術管理制度，設備、備品備件管理制度，崗位標準，硬件設備考核辦法，軟件投用率考核方法，安全管理制度，例會制度，檢修規程。按照制定的制度加強全公司（總廠）過程計算機的管理，建立必要的激勵機制，調動維護人員的積極性，充分發揮DCS的作用。

九、系統的維護

系統經考核驗收合理后即轉入正常運行，系統維護的任務就提到日程上來。

（1）維護工作可以概括以下幾點：系統運行狀況檢查，系統環境狀況檢查，參數及組態的修改，故障和設備缺陷的處理，填寫有關記錄，備件及維修工具，儀器的保管，系統設備及工作間衛生。

（2）維護班組可以建立以下幾種記錄：交接班記錄，系統運行狀態記錄，定期維護和檢修記錄，軟件維修記錄，安全記錄，事故隱患、事故及違章操作記錄，故障及設備缺陷記錄，備品備件管理記錄，外來人員登記記錄。

（3）硬件國產化的研制：進口DCS也有它不利的一面，備件普遍很貴，應急和響應很慢，實踐經驗告訴我們，在維護工作中備件長期依靠進口是不可能的，而且機型淘汰的速度也很快，這方面應首先立足國內，將一些易損件實現國產化，有的企業成立專門攻關組，將打印機、鍵盤、I/O卡等實現了以國產化產品代替進口產品，也有的企業與大專院校、研究機關合作，實現主要卡件國產化，都是DCS維修工作的方向。

2、系統應用軟件的繼續應用開發

系統第一次投用時應用軟件的應用開發往往是最基本的功能，這階段工作重點是協調好各方面的關系，使DCS按期運轉起來。參與工作的人員需要一個熟悉消化吸收的過程，工藝人員應有一個操作習慣的過程，一般在系統投用一年以后，應用軟件繼續開發的工作才會提到日程上來，內容如下：對系統應用軟件進一步消化吸收，對應用軟件第一版本進一步修改和補充，如對畫面的修改完善，增加對生產操作更為重要的畫面，控制方案的修改完善等，開發先進控制軟件，提高經濟效益，開發裝置生產管理功能，開發局部優化或全裝置優化或全裝置優化軟件，全廠系統聯網，實現功能的開發。

這方面工作首先要培訓應用開發技術力量，同時綜合工藝、儀表自控、計算機的技術力量和專業知識。一般成立攻關小組，在上級主管部門的組織下進行。與大專院校、研究部門、DCS廠家合作開發，以求盡快拿到最佳的經濟效益。

綜上所述，企業DCS的應用，真正做好以上九項工作，就能充分發揮它的作用，成為企業實現“安穩長滿優”生產的重要保證，取得顯著的經濟效益，并為管理信息系統的建立奠定良好的基礎。

第五篇：DCS工作總結

篇一：dcs儀表2012年工作總結

油漆廠儀表組2012年個人工作總結

2012年即將過去，我們三峽油漆廠儀表組今年的工作也要馬上圓滿地結束了。回顧這一年來的工作，我無論在思想上、技術上都取得了很大的進步。2013年即將來臨，新的一年面臨著機遇和挑戰，為了明年順利完成各項工作，揚長避短，現對我一年來的工作總結如下：

一、圓滿完成如下工作

1、確保熱油爐、dcs兩大裝置的正常運行。在日常巡檢工作中，我本著防微杜漸的原則，不放過任何小問題，做到高標準、高效率，確保不因為儀表影響產品質量、產量。在日常維修工作中，僅dcs裝置拆裝儀表線工作就完成600余次。熱油爐裝置工序每月故障率1-2/次,終止熱油爐老化導致的各種現象，我們在不影響生產的前提下更換并修復閥門共計30多臺。電磁閥橡膠o圈存在老化現象，導致無法切換，我們大家一起更換并修復共計10次多。儀表故障處理近220次。在晚間維修工作中，我們做到隨叫隨到，保持生產連續穩定運行。

2、確保儀表檢修工作的完成。在2012春季大檢修工作中，dcs裝置完成檢修工作25項，其他各車間完成檢修工作32項；在2012秋季大檢修工作中，熱油爐裝置完成檢修工作30項，其他各車間裝置完成檢修工作25項，保質保量地完成檢修任務，確保按時順利開車。

3、確保儀表技改和擴能工作完成。dcs裝置大線設備改造，我們圓滿完成現場的調節閥、壓力變送器、液位開關的調試工作。對于dcs裝置，我們提出了技改方案并實施，取得了非常好的效果，為公司節約了很大一筆開支。我們完成了對現場閥門、變送器、開關等儀表的各項調試工作，解決了個別閥門不動作，信號不反饋等遺留問題，確保生產線按時、穩定、安全投運。

4、我們為公司節約了大量成本。閥里面的o圈存在老化現象和泄露現象，我們根據尺寸加工備件，比在原廠采購節約了90%以上的資金和成本。閥座密封老化導致內漏，我們找國內廠商加工密封，另外泄露現象發生的情況，我們找國內廠商加工o圈，為公司節約了大量資金。同時我們注重儀表的保養維護工作，定期清潔、潤滑，延長了現場儀表的老化周期，減少了維修和采購成本。

5、在公司安全方面也做了大量的工作。我們對公司的各種設備（職權范圍內的）進行全面檢查，修復和更換，修復和更換21臺/次，拆除壞的和不投運的10多臺；對全廠不投運的儀表拆除10多臺；并對全廠儀表進行全面的檢查和整改。

6、我完成了公司的各項工作。在日常工作中，我和同事們都非常重視公司下達的各項任務，在文藝演出和體育競技等方面，我也有非常好的表現，展現了員工的良好風貌。

二、我工作中存在的不足

由于現場儀表存在老化周期，在故障集中出現和大檢修期間，工作量大，人員少的不足。真對這項不足，我專研儀表業務，克服人少的困難，和同事團結協作，互相幫助，有時候加班工作，才能夠很好的完成公司交給我們的任務。

三、對2013年工作的要求和希望

1、安全放在首位，沒有安全就沒有一切。要積極響應公司提出的安全口號和措施，認真吸取各類事故教訓，整改我在工作中的不規范行為，做到安全意識不放松。

2、我會在降低成本方面多下功夫，為我們公司零件降耗做出貢獻。

四、我會繼續完成熱油爐、dcs兩大裝置日常維護工作，冬季注重現場儀表的保溫和伴熱，確保生產裝置安全、平穩、經濟地運行。能夠安全、迅速、圓滿地完成公司安排的臨時緊急任務。

以上是我2012年的工作總結，在以后的工作中，我要兢兢業業，不斷積累和學習，努力提高自身工作技能，為公司的發展做出自己應有的貢獻。

儀表組：

二零一二年十一月四日

篇二：dcs學習總結

橫河cs3000 dcs系統學習總結

dcs是分布式控制系統的英文縮寫（distributed control system），在國內自控行業又稱之為集散控制系統。是相對于集中式控制系統而言的一種新型計算機控制系統，它是在集中式控制系統的基礎上發展、演變而來的。它是一個由過程控制級和過程監控級組成的以通信網絡為紐帶的多級計算機系統，綜合了計算機，通信、顯示和控制等4種技術，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活以及組態方便。

首先，dcs的骨架—系統網絡，它是dcs的基礎和核心。由于網絡對于dcs整個系統的實時性、可靠性和擴充性，起著決定性的作用，因此各廠家都在這方面進行了精心的設計。對于dcs的系統網絡來說，它必須滿足實時性的要求，即在確定的時間限度內完成信息的傳送。這里所說的“確定”的時間限度，是指在無論何種情況下，信息傳送都能在這個時間限度內完成，而這個時間限度則是根據被控制過程的實時性要求確定的。因此，衡量系統網絡性能的指標并不是網絡的速率，即通常所說的每秒比特數（bps），而是系統網絡的實時性，即能在多長的時間內確保所需信息的傳輸完成。系統網絡還必須非常可靠，無論在任何情況下，網絡通信都不能中斷，因此多數廠家的dcs均采用雙總線、環形或雙重星形的網絡拓撲結構。為了滿足系統擴充性的要求，系統網絡上可接入的最大節點數量應比實際使用的節點數量大若干倍。這樣，一方面可以隨時增加新的節點，另一方面也可以使系統網絡運行于較輕的通信負荷狀態，以確保系統的實時性和可靠性。在系統實際運行過程中，各個節點的上網和下網是隨時可能發生的，特別是操作員站，這樣，網絡重構會經常進行，而這種操作絕對不能影響系統的正常運行，因此，系統網絡應該具有很強在線網絡重構功能。其次，這是一種完全對現場i/o處理并實現直接數字控制（ddc）功能的網絡節點。一般一套dcs中要設置現場i/o控制站，用以分擔整個系統的i/o和控制功能。這樣既可以避免由于一個站點失效造成整個系統的失效，提高系統可靠性，也可以使各站點分擔數據采集和控制功能，有利于提高整個系統的性能。dcs的操作員站是處理一切與運行操作有關的人機界面（hmi-human machine interface或operator interface）功能的網絡節點。

工程師站是對dcs進行離線的配置、組態工作和在線的系統監督、控制、維護的網絡節點，其主要功能是提供對dcs進行組態，配置工作的工具軟件（即組態軟件），并在dcs在線運行時實時地監視dcs網絡上各個節點的運行情況，使系統工程師可以通過工程師站及時調整系統配置及一些系統參數的設定，使dcs隨時處在最佳的工作狀態之下。與集中式控制系統不同，所有的dcs都要求有系統組態功能，可以說，沒有系統組態功能的系統就不能稱其為dcs。

目前我公司使用的的dcs有橫河與浙大中空的dcs。

在這十天的學習生活中，課程安排如下：

第一天、系統概述、系統結構、人機接口操作站、操作員操作。

第二天、現場控制站及硬件造型與構成。

第三天、系統硬件、軟件安裝，硬件的安裝原則，站號設置原則、站號設置技巧，軟件安裝系統要求。

第四天、系統生成及工程軟件制作：

1、系統生成

2、操作站的組態3現場控制站fcs的組態。

第五天、反饋控制和計算功能的組態。

第六天、順序控制功能的組態。

第七天、流程圖的制作：圖素的使用、動態數據顯示、觸摸框、功能鍵、儀表面板等。第八天、報表制作與打印：報表數據的采集、報表內容的填寫、報表的打印。第九天、cs3000系統的運行及維護常識。

第十天、工程軟件練習，下載，仿真測試的運行環境、仿真測試的步驟。

在這十天的學習過程中，我整理出學習筆記一份。通過學習，目前已經能對公司橫河dcs進行維護，簡單的編程。今后，我還將繼續努力，盡量將自己的所學與實際相結合，不斷提高自己工作能力，為公司發展增添一份力量。篇三：dcs學習總結

ovation-3.0.4系統介紹

此次ovation系統培訓學習主要總結主要有以下幾個方面：

二、了解ovation系統的模型和組成結構。篇四：dcs學習總結

西安foxboro i/a系統dcs組態學習總結

熱工專業 王曉光

首先感謝燕山湖電廠及檢修與維護部的領導給我們提供了這么好的一個學習環境，使我們能在這個環境中較系統的學習我廠的dcs系統。2010年8月30日，我們熱工專業一行七人由負責人楊工帶隊前往西安熱工研究院參加foxboro i/a系統dcs組態學習。在這近二十天的學習中，我們學習了foxboro i/a系統和iee組態軟件等課程。通過對上述課程的學習我們大致了解了i/a系統的基礎知識和概況，iee組態軟件的應用和操作員畫面的建立及歷史數據庫組態等方面的應用，通過學習使自己由一名對i/a系統了解得不深到比較系統的掌握，自己在對i/a系統的認識上也有了一個質的飛躍，從而提高了自己解決和處理問題的能力。下面就將學習情況作一總結。

i/a series 系統包括：

①i/a系統基礎知識 ②i/a series 系統概述 ③操作系統 ④控制組態 ⑤顯示與報警 ⑥foxdraw ⑦歷史組態與過程報表 ⑧環境組態

i/a series 系統概述

1.i/a series 智能自動化系列是開放式的dcs 系統

美國福克斯波羅公司于 1987 年在世界上第一個推出了體現開放概念的超越一般 dcs 的新一代工業控制系統 ?? i/a series 智能自動化系列。為了解決計算機系統的互連，國際標準化組織（iso）提出了開放系統互連（osi）參考模型。福克斯波羅公司參加了 map 協議的制定。并首先在 i/a series 中全面地采用了map 協議。

i/a series 率先突破了封閉式發展的制約，廣泛地采用國際標準，其產品符合國際標準化組織（iso）提出的開放系統互連（osi）參考模型。這樣的系統允許將其它制造廠家的產品納入自己的系統。也考慮到把將來新開發的設備容納到 i/a series 中來。這樣隨著硬軟件技術的發展，i/a series 必將得到進一步加強。

為了達到開放系統的目的，i/a series 在硬件、軟件和通訊網絡的設計上均全面采用國 際公認的標準。? 在軟件上采用與標準的 unix 系統完全兼容的 venix 和 solaris 操作系統。? i/a series 的應用軟件與硬件彼此獨立。不會因硬件更新而使現有的軟

件失效。

? 另外與 unix 兼容的由第三方開發的軟件，可以不作修改或 稍作修改

即可應用于 i/a series 中。

? 采用 c 和 fortran 等高級編程語言，以便于軟件資源的共享。? i/a series 是世界上第一個全面采用 ieee802 標準的工業控制系統。其

節點總線一級采用的是 ieee802.3 標準。在寬帶和載波帶局域網采用

了 ieee802.4 標準，現場總線采用 ieee1118 標準。

由于 i/a series 率先采用國際標準的開放系統網絡結構，它對其它制造商的標準產品是完全開放的。它是新一代開放工業控制系統的標志，它具有十分廣闊的發展前景。

2.i/a series 智能自動化系列的特點

i/a series 自動化系列的最大特點是系統的軟件、硬件和通訊系統都廣泛采用開放型標準設計。硬件品種少，可靠性高，組態靈活。

? 硬件

－ i/a series 四代兼容，從 cisc 到 risc，從 intel 到

micro sparc，實現了長壽命的設計思想。由于硬件品種少，大大節省了用戶在備件上的開銷。現場總線設計思想領導了當今分散控制發展的方向，節省了用戶在布線上的開銷。

? 軟件

－ 與 unix 系統 v 兼容的實時多任務 venix 操作系統和

sunsoft solaris 操作系統，96 年推出基于 window nt 的操作系統； 采用 c，fortran 等廣泛使用的高級編程語言，sql 關系型數據庫語言和 informix、lotus123 等商用軟件。軟件獨立于硬件，這樣當福克斯波羅提供新型號的硬件時不會影響已有的應用狀況。系統的應

用軟件可在裝載 unix 操作系統的個人計算機上運行。在 pc 機上組態的應用軟件，可直接裝入 i/a series 系統中運行。先進的目標管理

使得工程人員和應用程序只要知道目標的名稱就可在同一系統中任何地

方得到數據。當軟件進行移植或升級時，工程人員幾乎無需修改原先

的組態。

? 通訊 － 建立于 osi 模型上，符合 ieee 的標準，遵循 map 協議，這樣可以使與 map 兼容的非福克斯波羅產品納入 i/a series 系統。這種非排它性使用戶能兼收并蓄各家產品的長處，構成滿意的綜合控制系統。

? 顯示 － 采用先進的實時目標管理技術，這是其它系統所無法比擬的。

另外 50 系列采用了 x－window 和 open look 技術，可方便地訪問

整個 i/a series 系統和所連接的信息網絡上的信息。foxdraw 軟件提

供三維空間的顯示畫面。

? 發展 － 硬件與軟件的發展可相互獨立發展。這樣在升級硬件時不影

響軟件，同樣在升級軟件時不影響硬件。

? 一體化 － 通過通過以太（ethernet）網接口與信息網絡聯接，以及提

供智能現場儀表（ifd）接口與 ifd 的數字集成，從而實現了生產管理信息網、生產控制網到測量的一體化。

? i/o － 一線控制器已經具有包括自整定（exact）和多變量自整定

（exact mv）在內的復雜計算能力； i/o 組件全部為變壓器耦合隔

離和光電隔離，一對一轉換，過流保護，不用保險絲，提高系統運

行時間。

? 聯網 － 真正實現了與上位機過流系統的聯網（例如： decnet, tcp/ip, novell），實時畫面和數據傳遞。

? 可靠性 － 采用表面安裝技術（smt），尺寸小，系統結構簡單； 電

子組件采用全密封的結構，使其于周圍環境的接觸降低到最低水平，增強了已經抗環境腐蝕的能力； 控制容錯技術，通訊冗余技術和矩陣供

電方式，保證了系統運行的可靠性。

? 功耗 － 系統功耗極低，大大降低能源投資，系統功耗只是常規系統

的 1/3。

? 維護 － 各種處理機和 i/o 卡件都有自診斷程序，可進行報警打印，crt 報警顯 示，有故障的組件紅燈顯示，無需人工判斷。所有組件都可帶電更換。

3.i/a series 的網絡結構

i/a series 系統的通訊網絡是建立在國際標準化組織（iso）所定義的開放系統互連（osi）標準基礎上的，并符合 ieee 的規范，是按照局域概念構造的標準網。i/a series 的通訊網絡結構分為分為四個層次：

圖 1－1 i/a series 系統網絡結構簡圖

? 寬帶局域網(broadband lan)? 載波帶局域網(carrierband lan)? 節點總線（node bus）

? 現場總線（field bus）

這些通訊標準的低層通訊（物理層和邏輯層）均與制造商自動化協議（map）兼容。出于通訊的安全考慮，節點總線是冗余的，載波帶可選冗余。圖 1－1 是四層網絡的示意圖。

* 寬 帶（broadband lan-baseband local area network）： 通訊規程符合: ieee802.4 標準（map）。

結構形式：總線結構。

信號傳送方式：token passing（令牌傳送）。數據傳輸速率：10 mb/s 通訊傳送介質：同軸電纜 15 km。

可下掛 64 個 載波帶

* 載波帶（carrierband lan-carrierband local area network）：

通訊規程符合：ieee802.4標準（map）。

結構形式：總線結構。

信號傳送方式：token passing（令牌傳送）。數據傳輸速率：5 mb/s 通訊傳送介質：同軸電纜 1.2 km、光纜 10 km。

可下掛 64 個節點總線

* 節點總線（node bus）：

通訊規程符合：ieee802.3（ethernet 以太網）。

結構形式：總線結構。信號傳送方式：carrier sense multiple access with collision detection。

帶沖突檢測的多路送取爭用總線。

數據傳輸速率：10 mb/s 通訊傳送介質：同軸電纜 30 m（不帶擴展組件）。用擴展組件每次 300 m，可 用二次。

可下掛 64 個站組件

* 現場總線（field bus）：

通訊規程符合：ieee1118 結構形式：總線結構。

信號傳送方式：carrier sense multiple access with collision detection 帶沖突檢測的多路送取爭用總線。

數據傳輸速率：268.75kb/s 通訊傳送介質：雙絞線 10 m（就地方式）；或1200m（遠 篇五：dcs經驗總結

dcs系統的實踐應用與工作經驗

一、系統功能需求的確定

選用dcs之前首先要明確應用的目標，提出對dcs功能的要求，確定系統的規模。一般都需要儀表自動化、工藝負責人及計算機的負責人、設計院項目負責人幾方面討論確定，以達到最大限度地滿足生產和操作的要求。

1、應用dcs的目標

（1）提高裝置生產及管理水平

提高生產效率（提高收效），降低生產成本，節能，降耗，提高產品質量，提高生產方案變化的靈活性及適應性，提高裝置的管理水平，提高故障分析的科學性和生產管理標準化，有利于勞動競賽，挖掘生產潛力。

（2）提高裝置的控制水平 實現裝置穩定化控制及操作優化，實現先進控制，實現順序邏輯控制，實現設備故障診斷和聯鎖保護，實現局部或全裝置的最優化控制，生產及管理水平的提高，控制水平的提高，將為實現裝置“安、穩、長、滿、優”生產發揮重要作用，具有顯著的經濟效益和社會效益。

這些目標可以分階段考慮，逐步應用、開發，系統亦將逐步擴展以實現最終目標。

2、系統功能要求

（1）數據采集和存儲功能：模擬輸入信號的掃描時間，數字信號的掃描時間，歷史數據存儲（包括調整趨勢、歷史趨勢）的種類、點數和周期，輸入信號的處理功能。

（2）控制功能：具備完整的監測、調節和順序控制功能及設備運行監視、聯鎖保護等功能，反饋控制功能的最大能力（輸入輸出的種類、數量、邏輯運算能力、順序步驟，執行周期），過程控制語言能力（如st、fortran，basic，c或其他的控制語言），先進控制軟件的要求。

（3）顯示功能：crt尺寸、顏色，畫面刷新時間，畫面種類與數量。顯示畫面包括總貌畫面、流程圖畫面、控制分組畫面、調整畫面、趨勢畫面、過程報警畫面、系統報警畫面、系統狀態畫面、操作日志畫面、歷史查詢畫面等，并具有窗口（多個、拉伸、重疊）顯示功能，漢字功能以及觸屏功能。

（4）報警功能：模擬輸入/輸出信號報警（絕對報警、變化率報警），數字輸入/輸出信號報警，儀表停用（校驗、停掃描）報警，系統部件（卡件、網絡）故障報警，相鄰報警時間分辨率，報警管理功能（如歷史查詢過濾、報警組設置、報警點組的優先級、報警抑制功能等）。

（5）報表和屏幕拷貝功能：即時報表功能，定時報表功能（包括時報、班報、日報、月報、年報），報警匯總記錄，操作記錄報表，操作或參數修改打印，打印機屏幕拷貝功能。

（6）操作安全：操作權限口令詢問功能，工程師、操作員鑰匙鍵功能，man/aut/cas切換無擾動功能，冗余措施。

（7）系統的靈活性：系統可靠性指標，冗余冗錯，系統擴展方便，新老產品的兼容性，與上位機通信接口及軟件的實用性，與其它機種的通信（開放性）。系統功能要求是根據系統目標結合具體內容確定的，特別突出具體項目的特點：

a、快速掃描的速度及順序控制、聯鎖的執行周期，必須根據工藝指標提出具體要求。例如：某用戶的一個裝置引進dcs時因承包商對專利商在順序控制方面的需要不清楚，到組態設計時，發現這種dcs的速度和容量均不能滿足工藝的要求，只好又購買了一套plc，增加了投資。

b、目標在開發先進控制軟件，則在控制功能上以及軟件開發工具方面要側重說明。

二、dcs的選型

1、機種選擇原則 選擇dcs機種是一項重要工作，由于dcs技術進步速度很快，集中更新換代周期很短，過去由幾個主要國外dcs廠家壟斷的時代已經過去，民族品牌的dcs廠家迅速發展成熟起來，目前已經占據了中國dcs市場的半壁江山，其性能、可靠性和穩定性及優越的性價比得到了廣大用戶的認可，這是民族產業的驕傲。現在國內外主要dcs制造商有十幾家，dcs采購一般采取招標方式，通常由用戶（或招標公司）選擇3-5家進行詢價、招標，經過專家、領導及技術負責人綜合評價和評比，最后確定一個機種。dcs機種選擇的因素很多，不能只從一次性投資多寡考慮。總結dcs機種選擇的原則為：選擇工程實力較強的知名公司，選擇符合有經驗的專家推薦的主流機型，首先考慮dcs系統的可靠性、穩定性和操作方便性，其次考慮dcs功能應滿足“功能需要”的要求，具有國際先進水平(但不一定是最先進的)，系統應具有開放式結構，有靈活的系統可擴性。考察是否又在同行業使用的實例，效果是否令人滿意，制造廠家的后備支持系統是否完備，調查廠家工程經驗和實施能力、專業化解決方案的能力和設計能力，服務是否良好，性能/價格比是否最好，價格是否可以接受，備件供應和響應是否及時。一個工廠企業dcs機種最好選擇同一種，便于維護和管理。

2、機種的評價內容

（1）系統硬件構成比較：將參加詢價的3-5家機種做硬件配置和功能比較，主要項目如下：操作站、工程師站、打印機、上位機接口、輔助存儲器、網絡和內部通信、現場控制器、現場監視站、輔助臺柜（安全柵柜、端子柜、繼電器柜、輔助操作臺等）、應用模塊及電源配備。

（2）i/o卡能力比較（每項列出：點數/卡、卡數、總點數）：

監視輸入4～20ma 脈沖

t/c rtd 控制輸入4～20ma 脈沖

ｔ/c rtd 控制輸出4～20ma d/i 按鈕、開關狀態

d/o 開關、繼電器輸出（3）系統通信功能比較：通信規程的標準化、開放型及功能，通信網絡（總線）、通信速度、傳遞距離、網絡（總線）允許加載設備總臺數，是否雙重化。

（4）與上位機通信功能比較

（5）系統軟件功能比較

（6）售后技術服務比較

（7）應用軟件工具比較

（8）發展性、先進性（好、較好、一般、較差）

（9）價格分為以下幾項列出：硬件、軟件、備件、服務（包括培訓、資料、現場服務、技術咨詢等）、上位機的硬軟件、稅費及總價。

3、經驗

當選擇機種時，最好是由最終用戶根據自己的實際情況來決定，專利商和設計院（工程公司）的意見作為參考。尤其是dcs雖工藝設備成套時，專利商和設計院（工程公司）往往選擇對他們最有力的機型，很可能是落后的、質次價高的，而且他們不考慮用戶在備件、維護、聯網等方面的需要，如果自己選擇，就可以避免這種現象。某裝置dcs招標時采納了最終用戶的意見，不但節省了1/3以上投資，而且選用了性能更好的系統。此外應當防止僅僅根據一次投資決定取舍的做法。某裝置僅為便宜6%的價格，買了一套已屬落后的國外dcs產品，今后的備件、維修費用會遠遠超出6%。因為dcs更新很快，雖然制造廠簽訂合同時能許諾若干年內設備不漲價，但很難兌現。

作為工程公司來說，每個廠家的dcs系統都有自己的優勢和缺陷，基本上都能完成工業中要求的各種控制功能，在節約成本追求性價比的情況下，采用最新版本的硬件和軟件，多考慮客戶的各種需求，把工作做的更細致，更周全，才會贏得客戶的滿意度和高度評價。在硬件選型初期，要首先根據i/o信號數量選擇合適的控制器，并計算處理器的帶負載能力，以及邏輯處理能力，確保系統安全穩定運行，如果合同中包含電源柜，還要將電源柜的供電范圍做一個嚴格的界定，并將容量做一個仔細的計算，并預留供電保險端子或空開，應對設計變更增加供電儀表。此外，除系統fta電纜及電源線外，盡量減少柜間線的敷設，將i/o卡件及現場接線端子設計在同一柜內，減少工程師或接線人員在現場的類似工作。