浅谈火电及核电DCS[精选5篇]

第一篇：浅谈火电及核电DCS

浅谈国内火电DCS与核电DCS的异同

企业： 北京广利核系统工程有限公司领域： DCS

日期： 2012-03-05 点击数： 4852

摘要：DCS控制系统是随着现代工业生产自动化的不断发展和自动化控制需求不断提高应运而生的综合控制系统。不论是火力发电厂还是核能发电厂随着DCS系统的不断完善，基本在上世纪末期普遍采用DCS控制系统取代了传统的模拟仪表控制系统及PLC等控制系统。核电DCS与火电DCS由于控制对象的不同而各有特点。

关键词：DCS；超临界机组；压水堆

引言

1975年美国Honeywell公司推出了第一套DCS系统：TDCS-2000。经过多年的发展，当前全球约有数百家厂商推出了千余种DCS系统，广泛应用于电力、石化、冶金等工控领域。世界上第一座火力发电厂是1875年在法国巴黎建成的，距今有130多年的历史。第一座核电站是奥布尼斯克(Obninsk)核电站，于1954年在前苏联卡卢加州开始运行，距今有50多年的历史。到上世纪末期DCS系统逐渐成熟后，火电厂和核电厂的仪控系统开始普遍采用DCS。

火力发电厂生产过程：煤等化石燃料在锅炉炉膛中燃烧加热水冷壁里的水使之变为蒸汽，锅炉产生的蒸汽进入汽轮机，汽轮机旋转带动发电机发电。核能发电厂(压水堆)的生产过程：反应堆中的核燃料经过核裂变反应产生热量来加热一回路的水，一回路的给水在蒸汽发生器中将热量传给二回路的给水使之转化为蒸汽，蒸汽推动汽轮机转动，从而带动发电机发电。这个过程与火力发电厂相似，因此核反应堆也被称为“核锅炉”。由于燃煤锅炉与核锅炉有着不同的能量转换特性，也就注定了火电DCS与核电DCS有着不同的特点。DCS系统的基本特点

2.1 高可靠性

由于DCS将系统控制功能分散在不同的计算机上实现，系统结构采用容错设计，因此某一台计算机出现的故障不会导致系统其它功能的丧失。此外，由于系统中各台计算机所承担的任务比较单一，可以针对需要实现的功能采用具有特定结构和软件的专用计算机，从而使系统中每台计算机的可靠性也得到提高。

2.2 开放性

DCS采用开放式、标准化、模块化和系列化设计，系统中各台计算机采用局域网方式通信，实现信息传输，当需要改变或扩充系统功能时，可将新增计算机方便地连入系统通信网络或从网络中断开，几乎不影响系统其他计算机的工作。开放性另一方面表现在，当前主流的DCS产品几乎都可以通过组态直接无缝集成第三方系统和设备，无需更改系统程序。

2.3 灵活性

通过组态软件根据不同的流程应用对象进行软硬件组态，即确定测量与控制信号及相互间连接关系，从控制算法库选择适用的控制规律以及从图形库调用基本图形组成所需的各种监控和报警画面，从而方便地构成所需的控制系统。

2.4 易于维护

功能单一的小型或微型专用计算机，具有维护简单、方便的特点，当某一局部或某个计算机出现故障时，可以在不影响整个系统运行的情况下在线更换，迅速排除故障。2.5 协调性

各工作站之间通过通信网络传输各种数据，整个系统信息共享，协调工作，以完成控制系统的总体功能和优化处理。

2.6 控制功能齐全

控制算法丰富，集连续控制、顺序控制和批处理控制于一体，可实现串级、前馈、解耦、自适应和预测控制等先进控制，并可方便地加入所需的特殊控制算法。

火电DCS的侧重点

以超临界百万火电机组为代表进行介绍。水的临界状态参数为22.12MPa，374.15℃，当机组主蒸汽压力参数高于这一临界状态参数时，通常称为超临界参数机组。对于超超临界参数，目前国际上尚无标准明确界定是多少，国内863课题把机组主蒸汽压力为25MPa以上、主蒸汽温度达580℃以上时，称其为超超临界机组。截止到2010年10月份，国内已经商运的百万超临界火电机组就达到了64台，这些机组的热控系统采用了四个厂家的DCS，其中采用西屋OVATION系统的44台、采用西门子SPPA-T3000系统的18台、采用和利时HOLLiASMACS系统的1台、采用国电智深EDPF-NT+系统的1台。综合以上四家的仪控系统，总结出当前国内百万火电机组DCS系统具有以下特点。

3.1 管控一体化成趋势

常规火电厂按工艺生产流程分为单元机组部分、机组公用部分、电厂辅网部分，与之配套的传统DCS也主要应用于这三块主要生产流程上。而近年来，随着计算机网络技术、数据安全和容错技术、模型仿真技术、实时数据库技术不断提高和电厂经营管理需求的不断提高，火电厂DCS系统已经从单纯的生产过程控制系统逐渐演变为以集生产过程控制系统(DCS)、生产管理系统、经营管理系统于一体的火电厂数字化系统，暨管控一体化系统，如图1所示。在当前的火电DCS市场上，除了最基本的生产过程监控系统之外，DCS厂商还要提供客户集生产管理、经营管理、资产管理等于一身的全方位一体化控制系统(或留有与厂级数字网的通讯接口)。

图1 火电厂管控一体化示意图

3.2 仪控系统结构及子系统分类基本一致

常规火电单元机组为一套仪控系统，按工艺分为炉、机、电三部分，按功能分为DAS（Data Acquisition System 数据采集系统）、MCS（Modular Control System 模拟量控制系统）、SCS（Sequence Control System 顺序控制系统）、FSSS（FurnaceSafeguard Supervisory System 炉膛安全监控系统）、ECS（ElectroControl System 电气控制系统）、DEH（Digital Electro-HydraulicControl System 数字式电液控制系统）、BPCS（By-pass ControlSystem 旁路控制系统）、MEH（Boiler Feedpump Turbine ControlSystem 给水泵汽轮机数字式电液控制系统）、ETS（EmergencyTrip System 紧急停机系统）、TSI（Turbine SupervisoryInstrumentation 汽轮机监控仪表）等，以上多数功能都集中在一套DCS系统中实现，只有FSSS、DEH、ETS、TSI设置独立的监控系统。而近年来随着DCS系统可靠性和开放性的不断提高，有些机组的FSSS和DEH功能也纳入了DCS系统中，一般只保留ETS、TSI为独立的监控系统。

3.3 采用的控制算法先进

相当一部分先进的控制算法、控制模式已经应用到火电厂的自动化控制过程中。

（1）AGC自动发电控制(Automatic Generation Control)

自动发电控制(简称AGC)是现代电网控制的一项基本和重要功能，是建立在电网调度自动化能量管理系统(简称EMS)与发电机协调控制系统(简称CCS)间闭环控制的一种先进的技术手段。AGC能控制机组自动响应电网调度发出的负荷指令，结合一次调频功能自动控制机组有功功率的增减，使电网频率维持稳定，同时使得发电和用电达到平衡。AGC提出虽已有10年时间，但前期应用自动化程度很不理想，近年来随着CCS功能的不断完善，使得AGC才开始名符其实。上海外高桥三期百万机组AGC应用是很成功的，另外，机组CCS功能还设置了热控智能保护，此项功能在不降低现有保护可靠性的同时还减少了机组误动和拒动的次数。

（2）FCB快速甩负荷(Fast Cut Back)

2008年3月，上海外高桥三厂百万机组分别完成了75%和100%负荷的FCB功能试验。试验时，控制人员未做任何干预，事先未采取任何预防措施，仅依靠自动控制系统良好的协调控制能力，使机组做到全甩供电负荷时，发电机带厂用电，锅炉和汽轮机运行平稳，真正实现了孤岛运行。2011年6月宁夏宁东电厂#2机组(660MW)100%额定功率快速甩负荷试验成功。机组FCB试验成功，表明机组主机设备、辅机设备、仪控DCS系统已经达到相当高的水平。试验显示：FCB功能不仅能显著提高电厂运行的安全系数，还大大增强了电力系统的安全性和稳定性。

（3）优化控制

由于当前电力市场的峰谷差日益增大，百万机组也要参与电网调峰，如某DCS在提高机组负荷的快速响应能力上就进行了控制优化，具体采用以下措施：①电网负荷指令变化后，调整汽轮机机前压力设定值，从而提高负荷的初始响应速度；②将给水量和燃烧率的相互作用减小，增加焓值调整和机组调整的稳定性；③采用负荷或分离器压力校正调节参数，用变参数调节来提高调节品质。核电DCS的侧重点

我国核电站经过30多年的发展，目前在进入商运的机组有11台，分布在秦山(5台)、大亚湾(2台)、田湾(2台)、岭澳(2台)。我国引进二代堆技术(法国M310)加以改进，形成了二代加压水堆CPR1000及CP1000(这两种堆型同宗同源，除燃料组件数目不一致外，主要结构基本一致)，同时我国也直接引进了三代堆技术AP1000和EPR。这四种堆型在我国都有项目在实施，会成为我国一定时间内的主流堆型。这四种堆型结构不同，所以他们采用的DCS仪控系统也不相同。本文提及的核电DCS选取AP1000、EPR、CPR1000这三种堆型采用的仪控系统为例。相比火电DCS，核电DCS具有以下不同之处。

4.1 核电厂DCS安全级别并非只有一类各国对核电仪控系统的安全级别分类并不统一，其中美国只有核安全级和非安全级，但是欧洲却将仪控系统分为A、B、C三个等级，目前我国核电仪控系统参照美国的做法也分为两类。无论是三代堆AP1000和EPR，还是自我改善的二代加压水堆(CPR1000、CP1000)，这几种堆型的核电厂DCS都包括以下部分，即核岛DCS、常规岛DCS和BOP(Balance of Plant)。核岛DCS主体属于安全级设备范畴，常规岛DCS和BOP属于非安全级设备范畴。

4.2 核电厂DCS系统结构多样

AP1000压水堆采用的仪控系统是西屋公司的Common Q+OVATION平台；EPR压水堆采用的仪控系统是西门子的TXS+TXP平台；CPR1000压水堆采用的仪控系统是三菱公司与和利时公司提供的MELTAC-Nplus R3+HOLLYSYS N平台，CP1000压水堆采用的仪控系统是INVENSYS公司提供的TRICON+I/A平台，下面对前三种平台进行详解。

（1）AP1000采用Common Q+OVATION平台，核岛DCS采用Common Q平台，常规岛DCS采用OVATION平台，整套DCS包括8大子系统：OCS（Operation and Control Centers System 运行与控制中心系统）、DDS（Data Display and Processing System 数据显示与处理系统）、PMS（Protection and Safety Monitoring System保护与安全监督系统）、PLS（Plant Control System 电站控制系统）、TOS（Turbine Control System 汽轮机控制与诊断系统）、IIS（Incore Instrumentation System 堆芯测量系统）、SMS9SpecialMonitoring System 专用监测系统0、DAS（Diverse ActuationSystem 多样化驱动系统)。系统结构如图2所示。

图2 AP1000仪控系统示意图

（2）EPR采用西门子公司的TXS+TXP平台，核岛DCS采用TXS平台，常规岛DCS采用TXP平台，整套DCS包括8大子系统：PICS（Process Information and Control Centers System 过程信息和控制系统）、SICS（Safety Information and Control Centers System安全信息和控制系统）、PAS（Process Automation System 过程自动化系统）、RCSL（Reactor Control,Surveillance and LimitationSystem 反应堆控制监督和限制系统）、PS（Protection System保护系统）、TPCS（Turbine Protection and Control System 汽轮机保护和控制系统）、SAS（Safety Automation System 安全自动化系统）、PACS（Priority and Actuator Control System 优先级和执行器控制系统）。系统结构如图3所示。

图3 EPR仪控系统示意图

（3）CPR1000采用MELTAC-Nplus R3+HOLLYSYS N平台，核岛DCS采用MELTAC-Nplus R3平台，常规岛DCS采用HOLLYSYS N平台，核岛DCS系统主要包括：RPC（ReactorProtection Cabinet 反应堆保护系统）、ESFAC（Engineered SafetyFeatures Actuation Cabinet 专设安全驱动系统）、SLC（SafetyLogic Cabinet 安全逻辑机柜系统）、RPCC（Reactor PowerControl Cabinet 反应堆功率控制柜系统）、CCMS（Core CoolingMonitoring System Cabinet 堆芯冷却监测系统）、SR（SafetyRelated Cabinet 安全相关系统）。常规岛中汽轮机本体监控采用ALSTOM公司的专用系统TGS，其它的汽轮机辅机和电气监控采用一套整体MACS系统。系统结构如图4所示。

4.3 核电DCS中的常规岛仪控系统更可靠

（1）常规岛重要的联锁保护功能由两个冗余的独立回路实现。这两个回路，从信号源到保护信号的输出都是互为冗余、相互独立，分布在不同的机柜控制器内，相关的I/O冗余通道也是分布在不同的机柜控制器内。可靠性上考虑宁拒动勿误动时，两回路串联输出；可靠性上考虑宁误动勿拒动时，两回路并联输出。

（2）对于一些重要的输出，在信号测量、控制器处理、执行单元三个环节均进行了交叉冗余设置，只要同一个环节上不同时出现故障，这个保护回路就可以正常工作。这种设计是非常可靠的。在火电厂，一般只有汽轮机保护回路才采取这样的配置，所以核电站的设计对控制的可靠性要求比火电厂要高得多。

图4 CPR1000仪控系统示意图

4.4 功能设计上更可靠

为保证核电站安全、稳定、经济运行，核电DCS设计时必须遵循以下原则：单一故障原则、独立性原则、多样化原则、冗余性原则、故障安全原则、共模故障最小原则和经济运行原则。两者的区

别火电机组DCS与核电机组DCS比较不是同一层面的比较，而是多方位多角度存在差异，本文仅狭义地比较DCS本身的差异：

5.1 DCS设计标准不同

（1）火电DCS设计遵循及参考的主要标准规程包括：

电力部标准系列，如《中华人民共和国电力行业标准》(DL/T 5210.4-2009R热工仪表及控制装置)、《火力发电厂热工控制系统设计技术规定》(DL/T 5175-2003)、《火力发电厂分散控制系统在线验收测试规程》等；

国际电工委员会标准类IEC系列，如《信息技术设备的安全要求》(IEC 60950)等；

美国仪器学会标准类ISA系列，如《数字处理计算机硬件测试》(ISA RP55.1)等；

美国科学仪器制造商协会标准类SAMA系列，如《仪表和控制系统的功能图表示法》(SAMA PMC 22.1)等；

美国电子和电气工程师学会标准类IEEE系列，如《电厂分布式数字控制和监视导则》(IEEE 1046-)等；

美国电子工业协会标准类EIA系列，如《数字终端设备与使用串行二进制数据进行数据交换的数据通讯设备之间的接口》(EIA RS-485)等；

（2）核电DCS设计遵循及参考的主要标准规程包括：

核安全法规类HAF系列，如《核电厂质量保证安全规定》(HAF003)、《核电厂设计安全规定》(HAF102)等；

核安全导则类HAD系列，如《核电厂质量保证大纲的制定》(HAD003/01)、《核电厂安全有关仪表和控制系统》(HAD102/16)等；

国际原子能机构标准类IAEA系列，如《核动力厂安全重要仪表控制系统》(IAEA-NS-G-1.3)等；

国际电工委员会标准类IEC系列，如《核电厂安全系统用计算机软件》(IEC 60880)等；

国家标准类GB系列，如《核反应堆保护系统安全准则》(GB403)、《核电厂仪表和控制系统及其供电设备安全分级》(GB/T15474)等；

美国电子和电气工程师学会标准类IEEE系列，如《数字计算机系统应用于核电站安全系统准则》(IEEE 7-4.3.2)等；

法国标准RCC系列，如《反应堆核电站核岛电气设备设计和建造规则》(RCC-E)等；

5.2 仪控设备安全级别不同

核电仪控设备按用途和功能分为安全级(1E)和非安全级(NC)两大类。在发生事故时和事故后为保护公众所需的所有仪控设备为安全级，安全级以外的设备属于非安全级。按此标准，核电DCS包括安全级DCS设备和非安全级DCS设备，而火电DCS只包括非安全级DCS设备。

5.3 系统体系结构不同

火电站一个单元机组DCS采用炉、机、电一体化控制。核电站一个单元机组分为三个子系统：核岛DCS(1E级)、常规岛DCS(NC级)、辅控岛BOP-DCS(NC级)。结束语

根据日本福岛事故后核电安全检察结果，即将出台的《核电安全规划》提出，国内未来新上核电项目要按照国际先进标准设计下一代核电站，在核电技术设备上要全面引进包括AP1000（美国西屋公司独创的先进非能动压水堆）和EPR（法国阿海法公司研发的欧洲压水堆）在内的第三代核电技术，同时要求尽量新上大容量设备，安全指标和质量标准均比《核电中长期发展计划》要求更高。另外从能源地理结构上看，近期我国东部将限制火电审批，将以核能发电取而代之，“十二五”期间将形成山西等五大综合能源基地加上中东部以兴建核电为主的“5+1”能源格局。所以，核电和火电在我国当前的能源结构都是不可缺少的，与之配套的火电DCS与核电DCS也将互相借鉴、取长补短、共同获得良好的发展。

第二篇：核电与火电之比较

核电与火电之比较

核电站也称原子能发电站是将原子核裂变释放的核能转变为电能的系统和设备。自从3月11号日本核电站因海啸引发爆炸而靠造成核泄露，核电站的安全再一次引起人们的观注。核电与火电相比有何利弊，火电建设会不会迎来一个高峰期呢，这将拭目以待。现将从以下几个方面比较一下火电与核电。

1、所用的燃料：

核电站的燃料是U235，利用核裂变产生的能量，是核能；火电则是烧煤炭，利用的是燃烧发出的热量，是化学能。

核电站是一种高能量、少耗料的电站。以一座发电量为100万千瓦的电站为例，如果烧煤，每天需耗煤 7000～8000吨左右，一年要消耗200多万吨。若改用核电站，每年只消耗1.5吨裂变铀或钚，一次换料可以满功率连续运行一年。其成本是每度电0.3元，平均7000小时的年可发电小时数，近100%的能源利用效率，核电可以说是最经济、最高效的发电方式，同时也可以大大减少电站燃料的运输和储存问题。此外，核燃料在反应堆内燃烧过程中，同时还能产生出新的核燃料。

煤炭是一种不可再生的化石燃料，总量有限，而且随着石油的枯竭，煤炭将成为重要的化工燃料，作为燃料使用是一种巨大的浪费，所以近几年煤碳价格一直在上涨，这也给不少火电厂造成了很大的压力。

2、所消耗的成本：

核电的建设成本远高于火电，但是发电成本却低于火电。

3、所产生的污染：

从广义来说，都有污染，不过核电因为产生的是核废料，所以比较特殊，第一产生的核废料非常少，第二，核废料的储存很特别，几乎没有人会接触到。所以从人类居住角度而言核电可以算是几乎无污染。而火电理论上是有很大污染的，在中国尤其是，不过因为现在火电都要上脱硫设施的，所以现在新建的火电产生的污染仅仅是二氧化碳一种而已，而二氧化碳则是造成地球温室效应的罪魁祸首。

4、所能达到的规模：

火电现在最大的机组容量大概100万千瓦左右，而核电目前再建的EPR机组能到170万千瓦，所以单机容量而言核电是能远超火电的，原因就在利用的水蒸气的状态不一样，火电的水蒸气的压力和温度远远超过核电，对相应设备的要求太高，所以提高的空间已经很小了。

5、发电过程中的能量转化过程：

核电：核能—水蒸气的内能—汽轮机的动能—电能。

火电：煤的化学能—热能—水吸收热能—汽轮机的动能—电能。

从表面原理看来，核电站与火电站原理一致的是：核电站从二次循环开始，与火电站一样都是利用高温高压蒸汽驱动汽轮机，从而带动发电机发电；不同的是蒸汽产生部分及核电站的一次循环核岛部分。火电站是燃料在锅炉中燃烧从而产生高温高压蒸汽，而核电站是核岛里原子裂变产生的能量加热了一次循环里的液相介质，此介质通过热交换器将热量传递给二次循环系统，在其中产生蒸汽，去驱动汽轮机。两者都是用蒸汽推动汽轮机来做功，但是不同之处在于火电汽轮机的压力和温度都高，进入火电汽轮机的蒸汽是具有很高过热度的过热蒸汽，但是进入核电汽轮机的是低压低温的湿蒸汽，蒸汽的可用焓降仅为火电的65%，汽耗约大一倍。在冷凝器内的相同背压下，排气容积流量约大60%-70%。因此核电站的饱和蒸汽汽轮机与火电站的汽轮机相比，具有一些特点，核电汽轮机组的转速一般取1500转/分钟，是火电机组转速的一半。火电厂饱和蒸汽汽轮机是在湿蒸汽区工作，一般在高压与低压缸之间装有汽水分离再热器，以提高循环效率和减少叶片水蚀。而核电站由于饱和蒸汽汽轮机在事故条件下超速较大，因此在低压缸入口处采用快速关闭截止阀来防止超速。

从以上各方面看核电站是优于火电站的，但是核电站一旦发生泄漏，那将给环境和人类造成的伤害将是长远而巨大的。前苏联80年代发生的切尔诺贝利核电站泄漏一事就影响了全球核电的发展，但随着煤炭价格的上涨，环境污染的加剧，以及核电站自身技术和安全性的提高，各国核电事业加速复兴。截至目前，全球共有31个国家共439 座核电站正在投入运行，核电发电量已经占到总发电量的六分之一。而在我国在运行核电站仅6座，核电装机规模不到总发电装机的五十分之一，远远落后于世界平均水平。在核电站建设停滞了近20年后，我国于2007年重启核电建设，仅08、09年新建机组就相当于目前在运行核电装机的3倍，成为全球核电站建设速度最快的国家之一。我国核电站选址已经超过20处，如果全部利用，等同于近10座三峡电站，是目前核电装机存量的20倍，未来核电成长空间巨大。

镡冬芳

第三篇：广东火电台山核电BOP土建项目毕业实习报告

广东火电台山核电BOP土建项目实习报告

大学毕业前，我非常荣幸参加广东火电台山核电BOP项目（一期）为期一个月左右的工作实习，建筑公司的各级领导对我们的到来也较为重视，对我们进行实习部署以及相关的实习培训，让我们倍感温暖！

由于时间有限，尽管许多东西还没能进一步充分领悟，不过幸好台山核电BOP土建项目（一期）工程较大，现在开工的有HBH(技能培训中心)、HBC(热机修车间与仓库)、HBM(应急指挥中心)、净水厂以及配套设施等多个建筑物和一条3公里长的HGM(廊道)，各个施工阶段都有，让我从平整场地起到基础处理，再到地下室、上部结构等分部分项工程都有了高度的认识及体会。

一个建构筑物要施工方便、技术先进、安全可靠、工期保证等，必须要从场地勘察起，评价场地性质、环境特征和岩土工程条件，让其来指导设计和施工活动。由于台山核电站位于广东地貌区划的崖门—吴川低丘陵地区，东面临广袤的南海，其他三面为高山，西倚北东向分布的低山丘陵、剥蚀残丘和滨海平原区，总的地势呈北，西、南部高、东部低。对本工程影响最大的灾害天气主要有：台风和暴雨。因此核电站要根据工程地质资料要进行场地规划、设计等合理部署，从而进行便利的施工建设，作为土建毕业生的我，下面对土建施工方面进行具体详细的实习总结。

首先从管理方面，对土建项目要有一个系统的工程项目管理组织，常见的形式有直线型、职能制、直线职能制和矩阵式等，究竟选择哪个形式要根据实际工程而定，而矩阵式正是适合如台山核电这样的现代大型工程项目，能根据工程任务的实际情况灵活组建与之相适应的管理，具有较大的机动性和灵活性。工程项目管理的核心任务是控制项目的四大目标（投资、质量、进度、安全），而四大目标贯穿于项目建设的始终，在这动态控制的工程中，随时纠正发生的投资偏差，建立进度控制的措施（组织措施、技术措施、经济措施、合同措施等）和工程质量及安全责任体系。

然后对技术方面而言，需根据工程项目管理组织要求来制定施工组织总设计，包括施工总平面图、施工总进度计划、施工方案等，以便流水施工，确定施工中的劳动、材料、机械设备等的需要量，合理利用施工现场的空间，以确保全面、高质、优质地完成最终的建筑产品。

在实习过程中，自己掌握了场地平整原理，按照场地设计标高来进行土方调配，若天然地基土质不良而无法满足建筑物对地基变形和承载力方面的要求时，需要进行地基处理，方法有预压法、换填垫层法、强夯法、砂石桩法、振冲法、水泥土搅拌法、高压旋喷注浆法等对地基进行加固，要是上部荷载较大或变形要求高时，则采用桩、地下连续墙、沉井等基础形式，检测地基基础的方法有平板载荷试验、标准贯入试验、十字板剪切试验、低应变法、高应变法、钻芯法、声波投射法、单桩竖向抗压静载试验等，根据检测的结果来推断地基承载力是否符合建筑工程的设计需要。还有学会常用钢筋的链接方法有焊接连接（闪光对焊、电弧焊、点焊）、绑扎连接、机械连接等，钢筋配料和钢筋代换的原则，特别注意钢筋的除锈，在使用钢筋前，应将其表面的油渍、漆污、铁锈等清除干净。模板安装质量要求：1)模板的接缝不应漏浆；在浇筑混凝土前，木模板应浇水湿润，但模板内不应有积水。2)模板与混凝土的接触面应清理干净并涂刷剂，但不得采用影响结构或妨碍装饰工程的隔离剂。3)浇筑混凝土前，模板内的杂物应清理干净。4)对清水混凝土工程及装饰混凝土工程，应使用能达到设计效果的模板，对跨度不小于4m的现浇钢筋混凝土梁、板模板应按设计要求起拱，不得产生影响构件的下沉、裂缝、起砂或起鼓等。

混凝土工程施工包括配料、搅拌、运输、浇筑、养护等施工过程，任一施工过程处理不当都会影响混凝土的施工质量，因此要做好混凝土的施工配合比的换算，确保混凝土运输过程中应保持混凝土的均匀性，运输时间应保证混凝土初凝前浇入模板内捣实完毕，在浇筑混凝土时应注意：1)砼在浇筑前不应发生离析现象；2)浇筑砼时，根据实际情况控制好浇筑砼的下落高度；3)分层浇筑砼确保砼振捣密实；4)浇筑砼如不能连续，应根据情况留设施工缝，宜在结构受剪力较小的部位同时照顾施工方便。对大体积钢筋混凝土结构，通常不允许留施工缝，选用如下浇筑方案：全面分层、分段分层、斜面分层。混凝土初凝前要捣实成型，其方法有振捣法、挤压法、离心法等。混凝土养护常用方法有自然养护、蒸汽养护，在砼强度达到1.2N/mm*2前，不得在其上踩踏或安装模板及支架。防水工程按所用材料的不同，分柔性防水和刚性防水两大类，柔性防水用的是对变形相对不敏感的柔性材料，包括各种卷材和涂膜材料，而刚性防水用的是对变形相对敏感的刚性材料，主要是砂浆和砼材料。工程建设根据防水等级和抗渗等级来选

择防水材料以及施工方法，地下室底板防水多是自粘性的卷材，侧墙防水多是聚氨酯防水涂料，而屋面防水多是高聚物改性沥青防水卷材或合成高分子防水卷材。

在这短暂的实习里，在建筑公司王总、王工及李工的大力关怀和悉心指导下，让我收获颇多，培养了自己土建职业道德素质！通过这次实习，使我能够更好地结合大学四年以来学到的专业知识和实际工程的有机结合，了解一些施工过程中常见的问题和解决思路，同时也发现自己专业知识掌握和认识的一些不足。

毕业前，工作实习使我更加了解建筑工程施工的任务和过程，我将尽量把这次实习所得，灵活运用到即将开始的毕业设计中去，充分展示自我的个人价值和人生价值！同时，我非常渴望7月份大学毕业后，能继续到广东火电台山核电BOP土建项目进行深造！

第四篇：DCS基础知识

DCS基础知识.txt有谁会对着自己的裤裆傻笑。不敢跟他说话 却一遍一遍打开他的资料又关上。用了心旳感情，真旳能让人懂得很多事。╮如果有一天,我的签名不再频繁更新,那便证明我过的很好。本文由jyz13121贡献

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大唐多伦煤化工

电仪维护车间 池常青

DCS概述 DCS概述

DCS 的 发 展 历 史 DCS 的 应 用 领 域 DCS 的 概念 DCS 的 组 成 及 特 点 DCS和PLC的区别 DCS和PLC的区别 DCS 的 发 展 历 史

DCS从1975年问世以来，大约有三次比较大的 DCS从1975年问世以来，大约有三次比较大的 变革，七十年代操作站的硬件、操作系统、监视 软件都是专用的，由各DCS厂家自己开发的，也 软件都是专用的，由各DCS厂家自己开发的，也 没有动态流程图，通讯网络基本上都是轮询方式 的；八十年代就不一样了，通讯网络较多使用令 牌方式；九十年代操作站出现了通用系统，九十 年代末通讯网络有部份遵守TCP/IP协议，有的开 年代末通讯网络有部份遵守TCP/IP协议，有的开 始采用以太网。总的来看，变化主要体现在Ｉ／ Ｏ板、操作站和通讯网络。控制器相对来讲变化 要小一些。操作站主要表现在由专用机变化到通 用机，如PC机和小型机的应用。但是目前它的操 用机，如PC机和小型机的应用。但是目前它的操 作系统一般采用UNIX，也有小系统采用NT，相 作系统一般采用UNIX，也有小系统采用NT，相 比较来看UNIX的稳定性要好一些，NT则有死机 比较来看UNIX的稳定性要好一些，NT则有死机 现象。I/O板主要体现在现场总线的引入DCS系 现象。I/O板主要体现在现场总线的引入DCS系 统。

从理论上讲，一个DCS系统可以应用于各种行业，从理论上讲，一个DCS系统可以应用于各种行业，但是各行业有它的特殊性，所以DCS也就出现了 但是各行业有它的特殊性，所以DCS也就出现了 不同的分支，有时也由于DCS厂家技术人员工艺 不同的分支，有时也由于DCS厂家技术人员工艺 知识的局限性而引起，如HONEYWELL公司对石 知识的局限性而引起，如HONEYWELL公司对石 化比较熟悉，其产品在石化行业应用较多，而Ｂ AILEY的产品则在电力行业应用比较普遍。用户 AILEY的产品则在电力行业应用比较普遍。用户 在选择DCS的时候主要是要注意其技术人员是否 在选择DCS的时候主要是要注意其技术人员是否 对该生产工艺比较熟悉；然后要看该系统适用于 多大规模，比如NT操作系统的就适应于较小规模 多大规模，比如NT操作系统的就适应于较小规模 的系统；最后是价格，不同的组合价格会有较大 的差异，而国产的DCS系统价格比进口的DCS至 的差异，而国产的DCS系统价格比进口的DCS至 少要低一半，算上备品备件则要低得更多。

第一套DCS系统是美国HONEYWELL公司 第一套DCS系统是美国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 历史，它几经更新换代，技术性能日趋完 善。据不完全统计现在集散控制系统的类 型有2000-3000种，厂家也不计其数如： 型有2000-3000种，厂家也不计其数如： 横河公司的 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 及国产的浙大中控公司的ECS、和利时公 及国产的浙大中控公司的ECS、和利时公 司的DCS系统等。司的DCS系统等。

TPS系统是霍尼韦尔1996年推出的控制系 TPS系统是霍尼韦尔1996年推出的控制系 统, 在近十年的成长中不断升级和完善，在 保持系统可靠性, 稳定性的同时, 保持系统可靠性, 稳定性的同时, 又吸收了 最新的人机界面技术, 最新的人机界面技术, 通讯网络技术以及将 我们的先进控制（APC）及操作员培训系 我们的先进控制（APC）及操作员培训系 统（OTS）与系统无缝的联系连接，可以 统（OTS）与系统无缝的联系连接，可以 说TPS系统是最先进、稳定和全面的系统。TPS系统是最先进、稳定和全面的系统。DCS 的 应 用 领 域

水 和 污 水 发 电 纸 浆、纸 张 和 连 续 式 网 塑 采 矿、矿 石 和 冶 金 化 工 与 塑 料 制 品 烃 加 工 石 油 和 天 然 气 DCS 的 概念

DCS全称：Distributed DCS全称：Distributed Control System 它的中文意思是集散控制系统 思想：集中管理分散控制（危险分散、控 制分散、而操作和管理集中的基本设计思 想。四C技术：计算机（computer)、通信 技术：计算机（computer)、通信（communication)、显示（CRT)、控制 communication)、显示（CRT)、控制（control)。control)。

什么是组态？ 什么是组态？

在使用工控软件中，我们经常提到组态一 词，组态英文是“Configuration” 词，组态英文是“Configuration”,其意义 究竟是什么呢？简单的讲，组态就是用应 用软件中提供的工具、方法、完成工程中 某一具体任务的过程。

与硬件生产相对照，组态与组装类似。如要组装 一台电脑，事先提供了各种型号的主板、机箱、电源、CPU、显示器、硬盘、光驱等，我们的工 电源、CPU、显示器、硬盘、光驱等，我们的工 作就是用这些部件拼凑成自己需要的电脑。当然 软件中的组态要比硬件的组装有更大的发挥空间，因为它一般要比硬件中的“部件” 因为它一般要比硬件中的“部件”更多，而且每 个 “部件” 都很灵活，因为软部件都有内部属 部件” 性，通过改变属性可以改变其规格（如大小、性 状、颜色等）。

在组态概念出现之前，要实现某一任务，都是通过编写程序（如使用 BASIC,C,FORTRAN等）来实现的。编写 BASIC,C,FORTRAN等）来实现的。编写 程序不但工作量大、周期长，而且容易犯 错误，不能保证工期。组态软件的出现，解决了这个问题。对于过去需要几个月的 工作，通过组态几天就可以完成。

组态软件是有专业性的。一种组态软件只能适合某种领域 的应用。组态的概念最早出现在工业计算机控制中。如 DCS(集散控制系统)组态，PLC（可编程控制器）梯形图 DCS(集散控制系统)组态，PLC（可编程控制器）梯形图 组态。人机界面生成软件就叫工控组态软件。其实在其他 行业也有组态的概念，人们只是不这么叫而已。如 AutoCAD，PhotoShop，办公软件(PowerPoint)都存 AutoCAD，PhotoShop，办公软件(PowerPoint)都存 在相似的操作，即用软件提供的工具来形成自己的作品，并以数据文件保存作品，而不是执行程序。组态形成的数 据只有其制造工具或其他专用工具才能识别。但是不同之 处在于，工业控制中形成的组态结果是用在实时监控的。组态工具的解释引擎，要根据这些组态结果实时运行。从 表面上看，组态工具的运行程序就是执行自己特定的任务。

虽然说组态就是不需要编写程序就能完成 特定的应用。但是为了提供一些灵活性，组态软件也提供了编程手段，一般都是内 置编译系统，提供类BASIC语言，有的甚 置编译系统，提供类BASIC语言，有的甚 至支持VB。至支持VB。DCS 的 组 成 及 特 点

构成： 集散控制系统通常由过程控制单元、电源、I/O卡件、机 集散控制系统通常由过程控制单元、电源、I/O卡件、机 柜、卡笼、通讯网络、操作站、工程师站、软件等组成。特点： 1.完善的控制功能（PID控制、顺序控制、逻辑控制、完善的控制功能（PID控制、顺序控制、逻辑控制、批量控制等。）2.丰富的监控功能（可以监控生产装置的生产情况）3.简便的安装调试 4.良好的性能和价格比 5.可靠性好（有完善的自诊断功能、MTBF达105天）可靠性好（有完善的自诊断功能、MTBF达

过程控制站高性能过程管理站 过程控制站高性能过程管理站HPM 高性能过程管理站HPM HPM硬件介绍 HPM硬件介绍

HPM从设计上就提供了灵活和功能强大 HPM从设计上就提供了灵活和功能强大 的数据采集和控制功能。的数据采集和控制功能。它采用的多处理器 结构，用不同的处理器完成不同的任务。结构，用不同的处理器完成不同的任务。HPM包括先进过程管理站模件 HPM包括先进过程管理站模件(HPMM)和 包括先进过程管理站模件(HPMM)和 I/O子系统 HPMM由高性能的通信处理器 I/O子系统。HPMM由高性能的通信处理器 子系统。卡和调制解调器卡、I/O链路接口处理器卡 链路接口处理器卡、卡和调制解调器卡、I/O链路接口处理器卡、控制处理器卡所组成，CPU采用两个 控制处理器卡所组成，其CPU采用两个 MOTOROLA公司的 MOTOROLA公司的68040芯片。公司的68040芯片 芯片。

经优化设计的先进通信处理器卡，具有高性能网络通信能力，完成如网络数 据存取、对等通信等功能。它同时对现场控制器产生的报警进行精确的时间 标记。高性能的控制处理器卡完成常规、逻辑、顺序控制功能，同时执行用户的 CL/HPM程序。因通信和输入输出处理分别由不同的处理器完成，控制处理 CL/HPM程序。因通信和输入输出处理分别由不同的处理器完成，控制处理 器可以发挥它强大的功能，专门完成控制策略。先进的I/O链路处理器是 器可以发挥它强大的功能，专门完成控制策略。先进的I/O链路处理器是 HPMM与I/O子系统的接口。HPMM与I/O子系统的接口。I/O子系统包括冗余的输入输出链路和多达40对冗余的I/O处理器卡。这些 I/O子系统包括冗余的输入输出链路和多达40对冗余的I/O处理器卡。这些 I/O处理器卡完成所有现场I/O信号的数据采集和控制功能。比如：I/O卡直 I/O处理器卡完成所有现场I/O信号的数据采集和控制功能。比如：I/O卡直 接完成工程单位转换和报警处理，不需要HPMM的介入。采用冗余的光纤电 接完成工程单位转换和报警处理，不需要HPMM的介入。采用冗余的光纤电 缆I/O链路扩展器，可以将I/O处理器卡安装在远离HPM机柜8公里外的地方，I/O链路扩展器，可以将I/O处理器卡安装在远离HPM机柜8 I/O HPM 实现远程输入输出。其特点归类如下： 多处理器并行处理结构 主控制器双板结构，通信处理器和控制处理器并行工作，双68040处理器，主控制器双板结构，通信处理器和控制处理器并行工作，双68040处理器，32位结构，专门设计的大规模集成电路ASIC，最大限度减少元器件，800 32位结构，专门设计的大规模集成电路ASIC，最大限度减少元器件，800 PUs(5X PM/APM)处理单元 PM/APM)处理单元 I/O链路接口卡 I/O链路接口卡 通过串行接口与Modbus兼容子系统进行双向通讯 通过串行接口与Modbus兼容子系统进行双向通讯 支持LCN的AM和上位机实现更高层次的优化控制策略，许多高性能的软件包 支持LCN的AM和上位机实现更高层次的优化控制策略，许多高性能的软件包 也可以优化控制性能 APM/PM进一步改进，更大的内存（比PM大 APM/PM进一步改进，更大的内存（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，并配置在不同的卡笼箱，确保安全。HPMM需要进行切换时对过程控制没有任何影响。HPMM需要进行切换时对过程控制没有任何影响。HPM采用了大量的自诊断功能，随时诊断运行状 HPM采用了大量的自诊断功能，随时诊断运行状 况和任何故障。故障又分为硬故障和软故障，HPM的状态不但在面板上有LED显示，又在GUS HPM的状态不但在面板上有LED显示，又在GUS 上的标准状态显示画面中可以看到。HPM的任何电路板均可带电插拔，大大方便维修。HPM的任何电路板均可带电插拔，大大方便维修。更换AO或DO时，手操器可维持输出。更换AO或DO时，手操器可维持输出。因为在产品设计时就特别考虑了冗余选择，因此 完全支持主模件到备份模件的自动切换，不需要 用户编程。在线诊断功能确保主付模件均正常运 行。1:1的冗余最大限度发挥了系统的可得到性，行。1:1的冗余最大限度发挥了系统的可得到性，而且简化了系统的电缆连接和组态。HPM功能介绍 HPM功能介绍

所有的控制功能都是在HPMM内完成的，所有的控制功能都是在HPMM内完成的，而数据采集，信号调制报警处理均在I/O处 而数据采集，信号调制报警处理均在I/O处 理器板完成。控制功能包括复杂的常规控 制方案、连锁逻辑功能和面向过程工程师 的高级控制语言(CL/ HPM)。的高级控制语言(CL/ HPM)。PID控制(手动、自动、串级、比率)PID控制(手动、自动、串级、比率)基本逻辑算法 采样和保持 计数 高/中/低选择 用户自定义功能块 数字数据传送 送高/ 送高/低限制 乘方/ 乘方/开方 带跟踪的PID逻辑控制 带跟踪的PID逻辑控制

HPM的控制功能组态都可以在线 HPM的控制功能组态都可以在线完成和下 在线完成和下 装，且对其它功能没有任何影响。

系统提供PID回路自整定软件RAIP TUNE，系统提供PID回路自整定软件RAIP TUNE，可以实现对每个PID回路的PID参数实现自 可以实现对每个PID回路的PID参数实现自 动整定。动整定。

HPM提供的过程控制语言 HPM提供的过程控制语言 CL/HPM是Honeywell在过程管理站(HPM)CL/HPM是Honeywell在过程管理站(HPM)上运行的面向过程的控制语言。它的语言 采用顺序结构的方式，适合于批量或综合 应用的需要；计算功能适合连续控制任务 的需要。这种控制语言最关键的特点是与本地HPM 这种控制语言最关键的特点是与本地HPM 的所有数据点共享数据，并且与UCN上的 的所有数据点共享数据，并且与UCN上的 其它设备共享数据。HPM的顺序控制功能由HPM/CL语言完成，每个 HPM的顺序控制功能由HPM/CL语言完成，每个 顺控模块有多个Phase构成，每个Phase由多个 顺控模块有多个Phase构成，每个Phase由多个 Step构成，每步由多条命令构成，这些命令可以 Step构成，每步由多条命令构成，这些命令可以 开关现场泵和阀，也可以接受操作员命令或执行 连续控制模块的输出。

系统最大可以执行250个过程模件点，每个过程 系统最大可以执行250个过程模件点，每个过程 模件点可以嵌套一个或多个CL顺控程序。由于 模件点可以嵌套一个或多个CL顺控程序。由于 HPM采用确定性控制，所以每个过程模件点可以 HPM采用确定性控制，所以每个过程模件点可以 按照组态设定的执行周期完成顺序控制。

工艺流程如图所示，顺序控制要求是将TANK 33的原料加入REACTOR 30。工艺流程如图所示，顺序控制要求是将TANK 33的原料加入REACTOR 30。其顺控程序如下, 该段程序执行了Phase3_ch_R30段中加料步骤 其顺控程序如下, 该段程序执行了Phase3_ch_R30段中加料步骤

：

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打开VL3301和VL3303两个 打开VL3301和VL3303两个 电动阀，同时开启反应器中的 搅拌器AG3001。搅拌器AG3001。②将流量控制回路FIC301的给 ②将流量控制回路FIC301的给 定设定为50%，将泵PU3001 定设定为50%，将泵PU3001 启动。等待直到TANK33的料 启动。等待直到TANK33的料 排空。③停止搅拌器AG3301和泵 ③停止搅拌器AG3301和泵 PU3001，关电动阀VL3301和 PU3001，关电动阀VL3301和 VL3303。VL3303。④将流量控制回路FIC301切换 ④将流量控制回路FIC301切换 到手动，将调节阀关死。⑤送信息给操作员，加料完成。？表示程序解释，不影响顺序 控制。

操作站--全方位用户操作站 操作站--全方位用户操作站GUS 全方位用户操作站GUS 全方位用户操作站（Global 全方位用户操作站（Global Users Station，GUS）是 Station，GUS）是 LCN上的一个节点，是以Windows 2000作为操作系统，LCN上的一个节点，是以Windows 2000作为操作系统，具有两个处理器的高性能操作站。GUS能满足操作人员，管理人员，系统工程师及维护人员 GUS能满足操作人员，管理人员，系统工程师及维护人员 的各种要求，并可以为各级人员设置权限，用户名和密码。GUS操作站可以配置操作员键盘，实现以下功能： GUS操作站可以配置操作员键盘，实现以下功能： 选择画面；选择控制方式(MAN/AUTO/CAS)；设定值/ 选择画面；选择控制方式(MAN/AUTO/CAS)；设定值/ 输出值的升/ 用光标或数字键)；顺序起动/ 输出值的升/降(用光标或数字键)；顺序起动/停止；选择 报警组；报警确认/ 报警组；报警确认/复位；打印屏幕；选择趋势记录和报 表。可对常规控制的参数进行显示和修改。

历史记录功能-历史模件HM 历史记录功能-历史模件HM 历史模件（History Module，HM）是一个具有大存贮量的模件，可 历史模件（History Module，HM）是一个具有大存贮量的模件，可 被LCN网上所有的模件所使用。如其名所表示的，它是TPS统的储存 LCN网上所有的模件所使用。如其名所表示的，它是TPS统的储存 单元，容量巨大。历史模件具有强大的处理能力，可用来建立大量易 于检索的数据供工程师和操作员使用。历史模件存贮系统的点的历史数据。可计算和存贮每小时、工作班、日、月的平均值以及每段时间的最高和最低值。历史模件还可存贮系统所有的历史事件，如过程报警、系统状态改变、操作过程和系统变化，以及错误信息。此外，历史模件还存贮显示文件、装载文件、顺序文件、控制语言、逻辑管理站梯形逻辑程序和组态源文件等系统文件，确认点(CHECKPOINT)文件及在线维护信息等。(CHECKPOINT)文件及在线维护信息等。断点保护（CHECKPOINT）功能是HM自动定时或手动存储整个系统 断点保护（CHECKPOINT）功能是HM自动定时或手动存储整个系统 网络上的所有信息，在停电或系统故障后可以迅速，准确地恢复整个 系统，对生产过程不造成任何影响。这对于工业生产来讲是非常重要 和必须的。HM支持盘冗余配置。HM支持盘冗余配置。

工程师站

TPS系统的每台GUS都具有工程师站的组态功 TPS系统的每台GUS都具有工程师站的组态功 能，包括控制回路组态，编程，画面生成，报 表生成，过程趋势和参数整定等

组态软件

TPS系统组态可以分为网络组态，数据库组态，TPS系统组态可以分为网络组态，数据库组态，控制功能组态和流程图组态几个部分。网络组态分别对LCN和UCN网上的各个节点进 网络组态分别对LCN和UCN网上的各个节点进 行功能分配和资源配置，使他们能有效地实现 通信和数据交换

数据库组态可以分别完成实时区域数据库的组态和历史组 的分配。同时也可以生成固定格式报表和自由格式报表。控制方案的组态通过填表的方式完成，可产生一个模板点，再利用模板建点法（Exception Build），可以建立大量 再利用模板建点法（Exception Build），可以建立大量 的同类型点。大大节约组态时间。GUS 操作站中的画面制作工具软件Display Builder 可 操作站中的画面制作工具软件Display 以帮助工程技术人员，快速创建视觉良好、容易操作的流 程图显示画面，这些画面既可在GUS上也可在个人电脑上 程图显示画面，这些画面既可在GUS上也可在个人电脑上 生成。Display Builder提供了显示元素和脚本语言程序 生成。Display Builder提供了显示元素和脚本语言程序 段的可重用能力，不仅大大降低了创作画面的工程时间，而且提高了准确性。强大的脚本语言功能使得显示随过程 数据变化的动态效果变得简单。控制数据以及工厂网络上 的OPC数据同样也能方便地显示在过程流程图画面上。OPC数据同样也能方便地显示在过程流程图画面上。

过程趋势和参数整定

GUS工程师站可以实时监视过程趋势点，GUS工程师站可以实时监视过程趋势点，组趋势显示包括八条趋势点，显示时间周 期从二分钟到八小时可以在画面上实时选 择，新数据将旧数据向左推移(polling 择，新数据将旧数据向左推移(polling scheme)。工程师站可以同时进行参数整 scheme)。工程师站可以同时进行参数整 定，修改控制常数和滤波常数。

通讯系统

TPS的通讯系统采用全冗余的工业化数字通 TPS的通讯系统采用全冗余的工业化数字通 讯系统。控制层采用单独的UCN控制网络，讯系统。控制层采用单独的UCN控制网络，操作监视层则采用LCN网络将多个UCN网 操作监视层则采用LCN网络将多个UCN网 络连接在一起实现中央监控。LCN可以通 络连接在一起实现中央监控。LCN可以通 过光线扩展器LCNE实现中央控制室和现场 过光线扩展器LCNE实现中央控制室和现场 机柜室的光纤连接，每段光缆可达2 机柜室的光纤连接，每段光缆可达2公里(无中继设备)。无中继设备)冗余

UCN和LCN及网络接口设备NIM采用全冗余配置，在正常进行状态 UCN和LCN及网络接口设备NIM采用全冗余配置，在正常进行状态 下定时自动切换，不会有数据丢失现象发生。当某一路通讯发生故 障时，系统在操作站上有系统报警提示。LCN网连接的节点最多可达96个。在系统正常工作时，可以很方 LCN网连接的节点最多可达96个。在系统正常工作时，可以很方 便地挂上或卸掉它们，而不影响系统的其它节点的正常工作。LCN 便地挂上或卸掉它们，而不影响系统的其它节点的正常工作。LCN 为两条冗余的同轴电缆，分为主电缆和备份电缆，当主缆损坏或出 现通讯错误时，备份电缆自动接替工作，成为主缆。电缆和节点间 的连接是通过节点上的传输电路板，这样设计的最大优点是当某一 节点损坏时，LCN网上的其它节点的通讯不受影响。此外，LCN还 节点损坏时，LCN网上的其它节点的通讯不受影响。此外，LCN还 为所有的节点提供同步时 UCN采用冗余同轴连接各个控制器和网络接口设备，采用32位 UCN采用冗余同轴连接各个控制器和网络接口设备，采用32位 CRC帧检测顺序（FCS）确认接受的每一个帧，使用软件检查传送 CRC帧检测顺序（FCS）确认接受的每一个帧，使用软件检查传送 信息的长度确保网络的可靠性。检测到任何错误马上通知发送设备 重新发送。UCN上各个节点与UCN连接的接口的发送和接受电路是独立的，UCN上各个节点与UCN连接的接口的发送和接受电路是独立的，使得网络上各节点实现电气隔离，任何一个节点发生电路故障时不 会影响通信。主干电缆和分枝电缆设计进一步起到故障隔离作用。

第二层的安全保护体现在软件对UCN网络上所有节点 第二层的安全保护体现在软件对UCN网络上所有节点 进行诊断和统计，监视和报告各节点和网络的通信状 况，统计错误超过预设值时有报警提示，这种检查可 以确保控制应用高度实时性的要求。为了确保UCN网的通讯能力，每个节点会自我检测连 为了确保UCN网的通讯能力，每个节点会自我检测连 续传送状况，如果发现连续占用传送超过1/2秒，将 续传送状况，如果发现连续占用传送超过1/2秒，将 关闭该节点的传送口。万一多个电缆故障出现，通讯 软件会试图在UCN网上重新建立连接，该方式被称为 软件会试图在UCN网上重新建立连接，该方式被称为 “Auto-Reconnect”。Auto-Reconnect” 网络接口模件（Network 网络接口模件（Network Interface Module，Module，NIM）是连接LCN网和UCN网的网络接口模件，它 NIM）是连接LCN网和UCN网的网络接口模件，它 完成从LCN传输和通信协议向UCN传输和通信协议的 完成从LCN传输和通信协议向UCN传输和通信协议的 转换，而且向整个网络广播时钟，使网络上所有模件 的时钟保持一致。NIM为冗余配置，备用NIM总是从 的时钟保持一致。NIM为冗余配置，备用NIM总是从 主NIM保持更新相关信息，这样可以随时切换而不影 NIM保持更新相关信息，这样可以随时切换而不影 响通讯。这样的切换可以是自动的，也可以是操作员 手动完成。

接口设备

LCN主要技术参数如下： LCN主要技术参数如下： 光纤扩展可达20kM； 光纤扩展可达20kM； 每条LCN最多支持96节点； 每条LCN最多支持96节点； 每条LCN最多可连10条UCN； 每条LCN最多可连10条UCN； 连接到LCN上的主要设备包括：GUS全方位用户站； 连接到LCN上的主要设备包括：GUS全方位用户站； HM历史模件；NIM网络接口模件；EPLCG增强型PLC HM历史模件；NIM网络接口模件；EPLCG增强型PLC 网络接口模件；APP应用处理平台等。网络接口模件；APP应用处理平台等。UCN主要技术参数如下： UCN主要技术参数如下： UCN网长度最长2公里；每条UCN最多支持32对节点.UCN网长度最长2公里；每条UCN最多支持32对节点.连接到UCN上的主要设备包括：高性能过程管理站 连接到UCN上的主要设备包括：高性能过程管理站(HPM)；高级过程管理站(APM)；过程管理站(PM)；(HPM)；高级过程管理站(APM)；过程管理站(PM)； 逻辑管理站(LM)；故障安全系统(FSC)等。逻辑管理站(LM)；故障安全系统(FSC)等。

系统内通讯方法说明

局域控制网络（Local 局域控制网络（Local Control Network，LCN）是一 Network，LCN）是一 条通讯速率很高、冗余的通讯总线，连接着中央控制室内 的所有控制设备。LCN电缆的通讯速率为5Mb/s，采用国 的所有控制设备。LCN电缆的通讯速率为5Mb/s，采用国 际标准IEEE802.4令牌总线协议，带有传输数据错误检查 际标准IEEE802.4令牌总线协议，带有传输数据错误检查 功能。LCN采用总线方式连接各个节点。功能。LCN采用总线方式连接各个节点。UCN网络的通信采用IEEE 802.4协议令牌传送方式，通 UCN网络的通信采用IEEE 802.4协议令牌传送方式，通 讯速率为5MB/s，网络上的模件可以进行点对点通讯 讯速率为5MB/s，网络上的模件可以进行点对点通讯(Peer To Peer)，所有模件共享网络数据，使这些设备 Peer)，所有模件共享网络数据，使这些设备 可以互享信息、相互协调、实现先进、复杂的控制策略。UCN也是采用总线方式连接各个节点。UCN网通过NIM UCN也是采用总线方式连接各个节点。UCN网通过NIM 和LCN网相连并进行实时数据通讯。LCN网相连并进行实时数据通讯。

系统柜内供电

DCS机柜供电系统，冗余配置。一对 DCS机柜供电系统，冗余配置。一对 220VAC电源通过电源背板分别向各个卡 220VAC电源通过电源背板分别向各个卡 件箱供电。一对电源最多可以带两个系统 柜.机 柜 正 面

机柜、卡件箱

机柜（2100×800×800）采用前后开门式标准 机柜（2100×800×800）采用前后开门式标准 机柜，前面装有各种卡件和电源，背面装有FTA。机柜，前面装有各种卡件和电源，背面装有FTA。（LCN）卡件箱分为：双节点卡件箱和5槽卡件箱； LCN）卡件箱分为：双节点卡件箱和5 双节点卡件箱上2 双节点卡件箱上2下3中间是两个电源。5槽卡件 中间是两个电源。5 箱只有一个电源和5 箱只有一个电源和5个插槽。（UCN）IOP卡件箱：每个系统柜有3个IOP卡件 UCN）IOP卡件箱：每个系统柜有3 IOP卡件 箱每个卡件箱里有15个槽位，可以分别安装各种 箱每个卡件箱里有15个槽位，可以分别安装各种 I/O卡件。I/O卡件。还有一种7 IOP卡件箱这里不做说明 还有一种7槽IOP卡件箱这里不做说明

网络通讯介质

网络通讯介质可以分为三类： A：同轴电缆 B：双绞线 C：光纤

同轴电缆 分有50 分有50、75 两种。TPS（LCN）采用 两种。TPS（LCN）采用 的是同轴电缆通讯介质。50 同轴电缆传输数字信号，传输速率为 10Mbps，它的抗干扰能力强，多站适应性 10Mbps，它的抗干扰能力强，多站适应性 较好，在集散系统中应用较多。75 同轴电缆一般传输模拟信号，也可传 输数字信号，传输速率为50Mbps，常用于 输数字信号，传输速率为50Mbps，常用于 电视系统。

双绞线、光纤

双绞线：可以传输数字信号和模拟信号，有价格低廉、数据传输率低为1 2Mbps，有价格低廉、数据传输率低为1-2Mbps，可连接的设备少等特点，使用广泛，现场 总线常采用双绞线。光纤：不受电磁干扰影响，数据传输速率 高达几百兆波特率，可以支持的设备多，但价格贵，集散系统远程通信采用光缆。I/O卡件性能 I/O卡件性能 I/O卡件类型 I/O卡件类型

I/O卡件的常用类型有以下几种： I/O卡件的常用类型有以下几种： 模拟信号输入AI（5V电压或4 模拟信号输入AI（1-5V电压或4-20mA)模拟信号输出AO（模拟信号输出AO（4-20mA)数字信号输入DI 数字信号输入DI 数字信号输出DO 数字信号输出DO 热电阻信号输入RTD 热电阻信号输入RTD 脉冲输入卡PI 脉冲输入卡PI AI卡件 AI卡件

功能： 接收现场变送器采集的信号（温度、压 力、物位、流量、密度等）。信号类型： 接收1 5V、20mA、电阻信号 接收1-5V、4-20mA、电阻信号 毫伏信号 FTA接线方式： FTA接线方式： 两线制、三线制、四线制 AO卡件 AO卡件

功能： 发送信号到现场驱动执行机构动作（气动调节阀、变频器等）信号类型： 4-20mA FTA接线方式： FTA接线方式： 两线制 DI卡件 DI卡件

DI功能： DI功能： 接收现场回来的干接点信号（电机 的运行状态信号、阀门的开关状态、泵的 运行状态等)运行状态等)信号类型： 干接点信号 FTA接线方式： FTA接线方式： 两线制

DO卡件 DO卡件

DO功能： DO功能： 发出信号驱动现场的设备如（开关 阀的开/关、电机的停/启、泵的停/ 阀的开/关、电机的停/启、泵的停/启）信号类型： 干接点信号 接线方式： 二线制

当DI/DO接收或发出有源信号时要加继电器隔离 DI/DO接收或发出有源信号时要加继电器隔离

FTA FTA：TPS系统的接线端子板。不同的卡件有其 FTA：TPS系统的接线端子板。不同的卡件有其 相应的FTA 相应的FTA 功能特点 支持冗余接线方式 支持配电与不配电接线方式 实现现场与中控接线隔离 节省中间接线 节省安装空间 TPS的网络类型 TPS的网络类型

TPS系统分为以下三种网络类型： TPS系统分为以下三种网络类型： A.PIN：（工厂控制网络）可以访问过程络网中的 PIN：（工厂控制网络）可以访问过程络网中的 数据 B.LCN：过程控制网络(GUS位于这一层）LCN：过程控制网络(GUS位于这一层）

C.UCN：万能控制络（与现场的设备和仪表相连）UCN：万能控制络（与现场的设备和仪表相连）

网络结构

本厂DCS系统的概况 本厂DCS系统的概况

一、中央控制室 名 称 数量 单位 操作站(双屏)操作站(双屏)61 台 包括： 彩色LCD(22”)彩色LCD(22” 122 台 操作键盘 61 台 鼠 标 61 台 辅助操作台 20 套 每台包括： 开关按钮 约20 只 彩色喷墨打印机 12 台 光纤通讯系统 5 套 包括:网络服务器(冗余）网络计算机, 网络接口, 交换机(冗余)包括:网络服务器(冗余）网络计算机, 网络接口, 交换机(冗余)、光电转换器、光纤等 大屏幕监视系统 1 套(6台大屏幕监视器)(6台大屏幕监视器)生产调度管理系统 1 套 包括:监视终端设备、OPC服务器(冗余)交换机(冗余)包括:监视终端设备、OPC服务器(冗余)、交换机(冗余)、光电转换器、网络 接口, 接口, 光缆、打印机等。（具体数量待定）

二、煤气化装置控制室 名 称 1.过程接口和控制器 2.端子柜/安全栅柜 3.继电器柜 4.操作站(双屏)包括： 彩色LCD(22”)操作键盘 鼠 标 5.工程师站 包括： 彩色LCD(22”)操作键盘 鼠 标 6.通讯系统 7.彩色喷墨打印机 8.辅助操作台 每台包括： 开关按钮 9.历史数据存储单元 10.通讯接口(通讯协议为MODBUS RTU)11． GPS 数量 供货商确定 供货商确定 供货商确定 6 12 6 6 2 2 2 2 1 1 1 约 20 1 约200 3 单位

台 台 台 台 台 台 台 台 套 台 套 只 套 个 套

三、甲醇装置控制室 名 称 1.过程接口和控制器 2.端子柜/安全栅柜 端子柜/ 3.继电器柜 4.操作站(双屏)操作站(双屏)包括： 彩色LCD(22”)彩色LCD(22” 操作键盘 鼠 标 5.工程师站 包括： 彩色LCD(22”)彩色LCD(22” 操作键盘 鼠 标 6.通讯系统 7.彩色喷墨打印机 8.辅助操作台 每台包括： 开关按钮 9.历史数据存储单元 10.通讯接口RS485 通讯接口RS485(通讯协议为MODBUS RTU)通讯协议为MODBUS 11． GPS 11．

数量 供货商确定 供货商确定 供货商确定 5 10 5 5 1 1 1 1 1 1 1 约20 1 约25 1 单位

台 台 台 台 台 台 台 台 套 台 套 只 套 个 套

四、MTP装置控制室 MTP装置控制室 名 称 1.过程接口和控制器 2.端子柜/安全栅柜 端子柜/ 3.继电器柜 4.操作站(双屏)操作站(双屏)包括： 彩色LCD(22”)彩色LCD(22” 操作键盘 鼠 标 5.工程师站 包括： 彩色LCD(22”)彩色LCD(22” 操作键盘 鼠 标 6.通讯系统 7.彩色喷墨打印机 8.辅助操作台 每台包括： 开关按钮 9.历史数据存储单元 10.通讯接口RS485 通讯接口RS485(通讯协议为MODBUS RTU)通讯协议为MODBUS 11． GPS 11．

数量 供货商确定 供货商确定 供货商确定 5 10 5 5 1 1 1 1 1 1 6 约20 1 约20 1 单位

台 台 台 台 台 台 台 台 套 台 套 只 套 个 套

五、PP装置控制室 PP装置控制室 名 称 1.过程接口和控制器 2.端子柜/安全栅柜 端子柜/ 3.继电器柜 4.操作站(双屏)操作站(双屏)包括： 彩色LCD(22”)彩色LCD(22” 操作键盘 鼠 标 5.工程师站 包括： 彩色LCD(22”)彩色LCD(22” 操作键盘 鼠 标 6.通讯系统 7.彩色喷墨打印机 8.辅助操作台 每台包括： 开关按钮 9.历史数据存储单元 10.通讯接口RS485 通讯接口RS485(通讯协议为MODBUS RTU)通讯协议为MODBUS 11． GPS 11．

数量 供货商确定 供货商确定 供货商确定 5 10 5 5 1 1 1 1 1 1 6 约20 1 约44 1 单位

台 台 台 台 台 台 台 台 套 台 套 只 套 个 套

空分现场操作室布置图

空分DCS系统图 空分DCS系统图

DCS和PLC的区别 DCS和PLC的区别

DCS和PLC是两个完全不同而又有着千丝万缕联系的概念。DCS和PLC是两个完全不同而又有着千丝万缕联系的概念。DCS和PLC都是计算机技术与工业控制技术相结合的产物，DCS和PLC都是计算机技术与工业控制技术相结合的产物，主控制系统用的是DCS，而PLC主要应用在辅助车间。主控制系统用的是DCS，而PLC主要应用在辅助车间。DCS和PLC都有操作员站提供人机交互的手段、都依靠基 DCS和PLC都有操作员站提供人机交互的手段、都依靠基 于计算机技术的控制器完成控制运算、都通过I/O卡件完 于计算机技术的控制器完成控制运算、都通过I/O卡件完 成与一次元件和执行装置的数据交换、都具备称之为网络 的通信系统。DCS和PLC如此相似，为什么会有完全不同 的通信系统。DCS和PLC如此相似，为什么会有完全不同 的概念，我们在工程实践中如何进行选择？我们从历史沿 革、技术特点、发展方向等几个方面作一综述

DCS和PLC的历史沿革及核心概念 DCS和PLC的历史沿革及核心概念 DCS为分散控制系统的英文（TOTAL DCS为分散控制系统的英文（TOTAL DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM）简称。SYSTEM）简称。指的是危险分散、数据集中。70年代中期进入市 指的是危险分散、数据集中。70年代中期进入市 场，完成模拟量控制，代替以PID运算为主的模 场，完成模拟量控制，代替以PID运算为主的模 拟控制仪表。首先提出DCS这样一种思想的是仪 拟控制仪表。首先提出DCS这样一种思想的是仪 表制造厂商，当时主要应用于化工行业。而PLC 表制造厂商，当时主要应用于化工行业。而PLC 于60年代末研制成功，称作逻辑运算的可编程序 60年代末研制成功，称作逻辑运算的可编程序 控制器（Programmable 控制器（Programmable Logic Controller），Controller），简称PLC。主要应用于汽车制造业。简称PLC。主要应用于汽车制造业。

DCS和PLC的设计原理区别较大，PLC是从摸仿 DCS和PLC的设计原理区别较大，PLC是从摸仿 原继电器控制原理发展起来的，70年代的PLC只 原继电器控制原理发展起来的，70年代的PLC只 有开关量逻辑控制。它以存储执行逻辑运算、顺 序控制、定时、计数和运算等操作的指令；并通 过数字输入和输出操作，来控制各类机械或生产 过程。用户编制的控制程序表达了生产过程的工 艺要求。将其存入PLC的用户程序存储器，运行 艺要求。将其存入PLC的用户程序存储器，运行 时按存储程序的内容逐条执行，以完成工艺流程 要求的操作。DCS是在运算放大器的基础上得以发展的。把所 DCS是在运算放大器的基础上得以发展的。把所 有的函数、各过程变量之间的关系都设计成功能 块。70年代中期的DCS只有模拟量控制。块。70年代中期的DCS只有模拟量控制。

DCS和PLC控制器的主要差别是在开关量和模拟 DCS和PLC控制器的主要差别是在开关量和模拟 量的运算上，即使后来两者相互有些渗透，但是 仍然有区别。80年代以后，PLC除逻辑运算外，仍然有区别。80年代以后，PLC除逻辑运算外，也增加了一些控制回路算法，但要完成一些复杂 运算还是比较困难，PLC用梯形图编程，模拟量 运算还是比较困难，PLC用梯形图编程，模拟量 的运算在编程时不太直观，编程比较麻烦。但在 解算逻辑方面，表现出快速的优点。而DCS使用 解算逻辑方面，表现出快速的优点。而DCS使用 功能块封装模拟运算和逻辑运算，无论是逻辑运 算还是复杂模拟运算的表达形式都非常清晰，但 相对PLC来说逻辑运算的表达效率较低。相对PLC来说逻辑运算的表达效率较低。

DCS和PLC在历史沿革上的差异是明显的，对它 DCS和PLC在历史沿革上的差异是明显的，对它 们后续的发展产生了重大影响。然而，对后续发 展影响最大的，并不是起源技术上的差别，而是 其起源概念的差别。DCS的核心概念是危险分散，其起源概念的差别。DCS的核心概念是危险分散，数据集中的计算机控制系统，因此DCS的发展过 数据集中的计算机控制系统，因此DCS的发展过 程，就是在不断的运用计算机技术、通讯技术和 控制技术的最新成果，来构建一个完整的集散控 制体系，DCS给用户提供的是一个完整的面向工 制体系，DCS给用户提供的是一个完整的面向工 业控制的安全可靠高效灵活的解决方案。而PLC 业控制的安全可靠高效灵活的解决方案。而PLC 的核心概念是可编程序控制器，目的是用来取代 继电器，执行逻辑、计时、计数等顺序控制功能，建立柔性程序控制装置。所以，PLC不断发展的 建立柔性程序控制装置。所以，PLC不断发展的 主线是在不断地提高各项能力指标，给用户提供 一个完善的功能灵活的控制装置。DCS和PLC的技术特点与相互渗透

不同的概念基础、不同的发展道路使得DCS和 PLC有着各自不同的技术特点，而技术的发展 也不是封闭的，相互学习相互渗透也始终贯穿 在发展过程之中。

我们知道，一个PLC的控制器，往往能够处理几 我们知道，一个PLC的控制器，往往能够处理几 千个I/O点（最多可达8000多个I/O）。而DCS 千个I/O点（最多可达8000多个I/O）。而DCS 的控制器，一般只能处理几百个I/O点（不超过 的控制器，一般只能处理几百个I/O点（不超过 500个I/O）。难道是DCS开发人员技术水平太 500个I/O）。难道是DCS开发人员技术水平太 差了吗？恐怕不是。从集散体系的要求来说，不 允许有控制集中的情况出现，太多点数的控制器 在实际应用中是毫无用处的，DCS开发人员根本 在实际应用中是毫无用处的，DCS开发人员根本 就没有开发带很多I/O点数控制器的需要驱动，就没有开发带很多I/O点数控制器的需要驱动，他们的主要精力在于提供体系的可靠性和灵活性。而PLC不一样，作为一个独立的柔性控制装置，PLC不一样，作为一个独立的柔性控制装置，带点能力越强当然也就代表其技术水平越高了，至于整个控制体系的应用水平呢，这主要是工程 商和用户的事情，而不是PLC制造商的核心目标。商和用户的事情，而不是PLC制造商的核心目标。

控制处理能力

控制处理能力的另一个指标，运算速度，在人们印象当 中PLC也比DCS要快很多。从某一个角度来看，情况也 PLC也比DCS要快很多。从某一个角度来看，情况也 的确如此，PLC执行逻辑运算的效率很高，执行1K逻辑 的确如此，PLC执行逻辑运算的效率很高，执行1K逻辑 程序不到1毫秒，其控制周期(DI输入直接送DO输出为 程序不到1毫秒，其控制周期(以DI输入直接送DO输出为 例)可以控制在50ms以内；而DCS在处理逻辑运算和模 可以控制在50ms以内；而DCS在处理逻辑运算和模 拟运算时采用相同的方式，其控制周期往往在100ms以 拟运算时采用相同的方式，其控制周期往往在100ms以 上。我们用PID算法来比较时，可以发现PLC执行一个 上。我们用PID算法来比较时，可以发现PLC执行一个 PID运算在几个毫秒，而DCS的控制器解算一个PID也需 PID运算在几个毫秒，而DCS的控制器解算一个PID也需 要1个毫秒，这说明PLC和DCS和实际运算能力是相当的, 个毫秒，这说明PLC和DCS和实际运算能力是相当的, 某此型号的DCS控制器甚至更强。而控制周期上的差异 某此型号的DCS控制器甚至更强。而控制周期上的差异 主要与控制器的调度设计有关。大型PLC往往使用副CPU 主要与控制器的调度设计有关。大型PLC往往使用副CPU 来完成模拟量的运算，主CPU高速地完成开关量运算，来完成模拟量的运算，主CPU高速地完成开关量运算，所以即使模拟运算速度一般，在开关量控制方面的速度 表现还是非常优秀的。而DCS以同样的速度来处理开关 表现还是非常优秀的。而DCS以同样的速度来处理开关 量和模拟量运算，控制周期的指标确实不理想。新型的 DCS控制器学习了大型PLC的设计，在控制周期方面的 DCS控制器学习了大型PLC的设计，在控制周期方面的 表现获得了大幅度的提高。

数据通讯交换

数据通讯交换主要是指控制系统网络及其数据交 换形式。在这个方面DCS有着先天的优势。集散 换形式。在这个方面DCS有着先天的优势。集散 系统的“分散” 系统的“分散”主要体现在独立的控制器上，“集中”主要体现在具有完整数据的人机交互装 集中” 置上，而将分散和集中连接成集散系统的正是网 络。因此，从DCS发展的早期，网络就成为了 络。因此，从DCS发展的早期，网络就成为了 DCS生产厂家的核心技术方向，冗余技术、窄带 DCS生产厂家的核心技术方向，冗余技术、窄带 传输技术都是DCS厂家最早研发或应用成功的。传输技术都是DCS厂家最早研发或应用成功的。PLC主要是按照独立装置来设计的，其 网络” PLC主要是按照独立装置来设计的，其 “网络” 实际上是串行通讯。

工业以太网技术的发展和广泛应用，从形式上拉平了DCS和PLC网络方面的差距。从表面上看很平了DCS和PLC网络方面的差距。从表面上看很 多DCS和PLC都应用了工业以太网，但是其实质 DCS和PLC都应用了工业以太网，但是其实质 上的差距却依然存在。以很多PLC采用的 上的差距却依然存在。以很多PLC采用的 MODBUS-TCP以例。MODBUS是串行通讯协议，MODBUS-TCP以例。MODBUS是串行通讯协议，不是网络，大家都没有疑问；MODBUS-TCP是 不是网络，大家都没有疑问；MODBUS-TCP是 网络吗？很多人就有疑问了。仔细分析，MODBUS-TCP是将MODBUS通讯协议加载到以 MODBUS-TCP是将MODBUS通讯协议加载到以 太网的TCP协议之上的一种通讯方式，它虽然具 太网的TCP协议之上的一种通讯方式，它虽然具 有了网络的外形，但依然是一主多从的管理方式，数据表的传输结构。

组态维护功能

组态维护功能包括逻辑组态、下载修改、运行调 试、远程诊断等。早期，PLC以梯形图为主，DCS以模块功能图为 早期，PLC以梯形图为主，DCS以模块功能图为 主。经过多年的发展，国际电工委员会通过 IEC1131-标准规定了五种编程语言, IEC1131-3标准规定了五种编程语言,目前主流 的DCS和PLC都表示符合这个标准，支持其中的 DCS和PLC都表示符合这个标准，支持其中的 几种或全部编程语言。从开发效率和程序可读性 来考虑，模块功能图和顺序功能图越来越成为主 要的编程方式，梯形逻辑和结构化文本成为了自 定义模块的开发工具。大型PLC在组态方式上越 定义模块的开发工具。大型PLC在组态方式上越 来越像DCS，差距在逐渐缩小，而小型PLC仍然 来越像DCS，差距在逐渐缩小，而小型PLC仍然 以梯形图为主。

硬件封装结构

PLC一般为大底版式机架，封闭式I/O模件，封闭式结构 PLC一般为大底版式机架，封闭式I/O模件，封闭式结构 有利与提高I/O模件的可靠性，抗射频、抗静电、抗损伤。有利与提高I/O模件的可靠性，抗射频、抗静电、抗损伤。PLC模件的I/O点数有8点、16点、32点。PLC模件的I/O点数有8点、16点、32点。DCS大部分为19英寸标准机箱加插件式I/O模件，I/O模 DCS大部分为19英寸标准机箱加插件式I/O模件，I/O模 件为裸露式结构。每个模件的I/O点数有8点和16点，很 件为裸露式结构。每个模件的I/O点数有8点和16点，很 少使用32点模件。少使用32点模件。DCS的这种结构源于其使用领域主要在大型控制对象，DCS的这种结构源于其使用领域主要在大型控制对象，19英寸标准机箱便于密集布置，较少的I/O点数则是由于 19英寸标准机箱便于密集布置，较少的I/O点数则是由于 对分散度的要求。PLC的大底版式机架，封闭式模件结构 对分散度的要求。PLC的大底版式机架，封闭式模件结构 在管理和配置上更加灵活，单个设备的可靠性更高。因此，不少DCS也吸收了PLC在结构上的优点，采用了和PLC相 不少DCS也吸收了PLC在结构上的优点，采用了和PLC相 似的封装结构

人机交互装置

在早期，DCS作为一个系统，其人机交互装置是DCS厂 在早期，DCS作为一个系统，其人机交互装置是DCS厂 家提供的专用装置。而PLC厂家一般不提供人机交互装置，家提供的专用装置。而PLC厂家一般不提供人机交互装置，往往由工程商自主采用通用的监控软件来完成(ifix、往往由工程商自主采用通用的监控软件来完成(如ifix、intouch、组态王)DCS集成的人机交互装置往往有着 intouch、组态王)。DCS集成的人机交互装置往往有着 功能较专业、稳定性较好的特点，但是其价格也很高。随 着PC技术的快速发展，一些通用监控软件发展很快，功 PC技术的快速发展，一些通用监控软件发展很快，功 能和性能逐渐超过了DCS厂家提供的专用装置。因此不少 能和性能逐渐超过了DCS厂家提供的专用装置。因此不少 DCS厂家逐步放弃了专用的人机交互装置，转而和PLC一 DCS厂家逐步放弃了专用的人机交互装置，转而和PLC一 样也使用了通用的监控软件。DCS厂家使用通用监控软件 样也使用了通用的监控软件。DCS厂家使用通用监控软件 并不是简单地拼装，而是在通用监控软件的基础上，通过 合作开发，将自已多年积累的网络通讯技术、系统自诊断 技术以专用软件包的形式保留和继承下来了。

DCS和PLC作为计算机技术和控制技术结 DCS和PLC作为计算机技术和控制技术结 合的产物，为自动化水平的提高都作出了 各自的贡献。由于两者在应用上有较大的 相通性，在不同的时期，其各自的技术或 价格优势，都会直接影响到其市场地位。而市场的反应也会或快或慢地反映到各自 的技术发展和价格调整上。从总的趋势来 看，DCS和PLC在技术上的融合和促进将 看，DCS和PLC在技术上的融合和促进将 会是竞争的主流，而在性价比方面，你来 我往地不断攀升，也将是发展的主旋律。

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大唐多伦煤化工

电仪维护车间 池常青 DCS概述 DCS概述

DCS 的 发 展 历 史 DCS 的 应 用 领 域 DCS 的 概念 DCS 的 组 成 及 特 点 DCS和PLC的区别 DCS和PLC的区别 DCS 的 发 展 历 史

DCS从1975年问世以来，大约有三次比较大的 DCS从1975年问世以来，大约有三次比较大的 变革，七十年代操作站的硬件、操作系统、监视 软件都是专用的，由各DCS厂家自己开发的，也 软件都是专用的，由各DCS厂家自己开发的，也 没有动态流程图，通讯网络基本上都是轮询方式 的；八十年代就不一样了，通讯网络较多使用令 牌方式；九十年代操作站出现了通用系统，九十 年代末通讯网络有部份遵守TCP/IP协议，有的开 年代末通讯网络有部份遵守TCP/IP协议，有的开 始采用以太网。总的来看，变化主要体现在Ｉ／ Ｏ板、操作站和通讯网络。控制器相对来讲变化 要小一些。操作站主要表现在由专用机变化到通 用机，如PC机和小型机的应用。但是目前它的操 用机，如PC机和小型机的应用。但是目前它的操 作系统一般采用UNIX，也有小系统采用NT，相 作系统一般采用UNIX，也有小系统采用NT，相 比较来看UNIX的稳定性要好一些，NT则有死机 比较来看UNIX的稳定性要好一些，NT则有死机 现象。I/O板主要体现在现场总线的引入DCS系 现象。I/O板主要体现在现场总线的引入DCS系 统。

从理论上讲，一个DCS系统可以应用于各种行业，从理论上讲，一个DCS系统可以应用于各种行业，但是各行业有它的特殊性，所以DCS也就出现了 但是各行业有它的特殊性，所以DCS也就出现了 不同的分支，有时也由于DCS厂家技术人员工艺 不同的分支，有时也由于DCS厂家技术人员工艺 知识的局限性而引起，如HONEYWELL公司对石 知识的局限性而引起，如HONEYWELL公司对石 化比较熟悉，其产品在石化行业应用较多，而Ｂ AILEY的产品则在电力行业应用比较普遍。用户 AILEY的产品则在电力行业应用比较普遍。用户 在选择DCS的时候主要是要注意其技术人员是否 在选择DCS的时候主要是要注意其技术人员是否 对该生产工艺比较熟悉；然后要看该系统适用于 多大规模，比如NT操作系统的就适应于较小规模 多大规模，比如NT操作系统的就适应于较小规模 的系统；最后是价格，不同的组合价格会有较大 的差异，而国产的DCS系统价格比进口的DCS至 的差异，而国产的DCS系统价格比进口的DCS至 少要低一半，算上备品备件则要低得更多。第一套DCS系统是美国HONEYWELL公司 第一套DCS系统是美国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 历史，它几经更新换代，技术性能日趋完 善。据不完全统计现在集散控制系统的类 型有2000-3000种，厂家也不计其数如： 型有2000-3000种，厂家也不计其数如： 横河公司的 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 及国产的浙大中控公司的ECS、和利时公 及国产的浙大中控公司的ECS、和利时公 司的DCS系统等。司的DCS系统等。

TPS系统是霍尼韦尔1996年推出的控制系 TPS系统是霍尼韦尔1996年推出的控制系 统, 在近十年的成长中不断升级和完善，在 保持系统可靠性, 稳定性的同时, 保持系统可靠性, 稳定性的同时, 又吸收了 最新的人机界面技术, 最新的人机界面技术, 通讯网络技术以及将 我们的先进控制（APC）及操作员培训系 我们的先进控制（APC）及操作员培训系 统（OTS）与系统无缝的联系连接，可以 统（OTS）与系统无缝的联系连接，可以 说TPS系统是最先进、稳定和全面的系统。TPS系统是最先进、稳定和全面的系统。DCS 的 应 用 领 域

水 和 污 水 发 电 纸 浆、纸 张 和 连 续 式 网 塑 采 矿、矿 石 和 冶 金 化 工 与 塑 料 制 品 烃 加 工 石 油 和 天 然 气

DCS 的 概念

DCS全称：Distributed DCS全称：Distributed Control System 它的中文意思是集散控制系统 思想：集中管理分散控制（危险分散、控 制分散、而操作和管理集中的基本设计思 想。四C技术：计算机（computer)、通信 技术：计算机（computer)、通信（communication)、显示（CRT)、控制 communication)、显示（CRT)、控制（control)。control)。

什么是组态？ 什么是组态？

在使用工控软件中，我们经常提到组态一 词，组态英文是“Configuration” 词，组态英文是“Configuration”,其意义 究竟是什么呢？简单的讲，组态就是用应 用软件中提供的工具、方法、完成工程中 某一具体任务的过程。

与硬件生产相对照，组态与组装类似。如要组装 一台电脑，事先提供了各种型号的主板、机箱、电源、CPU、显示器、硬盘、光驱等，我们的工 电源、CPU、显示器、硬盘、光驱等，我们的工 作就是用这些部件拼凑成自己需要的电脑。当然 软件中的组态要比硬件的组装有更大的发挥空间，因为它一般要比硬件中的“部件” 因为它一般要比硬件中的“部件”更多，而且每 个 “部件” 都很灵活，因为软部件都有内部属 部件” 性，通过改变属性可以改变其规格（如大小、性 状、颜色等）。

在组态概念出现之前，要实现某一任务，都是通过编写程序（如使用 BASIC,C,FORTRAN等）来实现的。编写 BASIC,C,FORTRAN等）来实现的。编写 程序不但工作量大、周期长，而且容易犯 错误，不能保证工期。组态软件的出现，解决了这个问题。对于过去需要几个月的 工作，通过组态几天就可以完成。

组态软件是有专业性的。一种组态软件只能适合某种领域 的应用。组态的概念最早出现在工业计算机控制中。如 DCS(集散控制系统)组态，PLC（可编程控制器）梯形图 DCS(集散控制系统)组态，PLC（可编程控制器）梯形图 组态。人机界面生成软件就叫工控组态软件。其实在其他 行业也有组态的概念，人们只是不这么叫而已。如 AutoCAD，PhotoShop，办公软件(PowerPoint)都存 AutoCAD，PhotoShop，办公软件(PowerPoint)都存 在相似的操作，即用软件提供的工具来形成自己的作品，并以数据文件保存作品，而不是执行程序。组态形成的数 据只有其制造工具或其他专用工具才能识别。但是不同之 处在于，工业控制中形成的组态结果是用在实时监控的。组态工具的解释引擎，要根据这些组态结果实时运行。从 表面上看，组态工具的运行程序就是执行自己特定的任务。

虽然说组态就是不需要编写程序就能完成 特定的应用。但是为了提供一些灵活性，组态软件也提供了编程手段，一般都是内 置编译系统，提供类BASIC语言，有的甚 置编译系统，提供类BASIC语言，有的甚 至支持VB。至支持VB。DCS 的 组 成 及 特 点

构成： 集散控制系统通常由过程控制单元、电源、I/O卡件、机 集散控制系统通常由过程控制单元、电源、I/O卡件、机 柜、卡笼、通讯网络、操作站、工程师站、软件等组成。特点： 1.完善的控制功能（PID控制、顺序控制、逻辑控制、完善的控制功能（PID控制、顺序控制、逻辑控制、批量控制等。）2.丰富的监控功能（可以监控生产装置的生产情况）3.简便的安装调试 4.良好的性能和价格比 5.可靠性好（有完善的自诊断功能、MTBF达105天）可靠性好（有完善的自诊断功能、MTBF达

过程控制站高性能过程管理站 过程控制站高性能过程管理站HPM 高性能过程管理站HPM HPM硬件介绍 HPM硬件介绍

HPM从设计上就提供了灵活和功能强大 HPM从设计上就提供了灵活和功能强大 的数据采集和控制功能。的数据采集和控制功能。它采用的多处理器 结构，用不同的处理器完成不同的任务。结构，用不同的处理器完成不同的任务。HPM包括先进过程管理站模件 HPM包括先进过程管理站模件(HPMM)和 包括先进过程管理站模件(HPMM)和 I/O子系统 HPMM由高性能的通信处理器 I/O子系统。HPMM由高性能的通信处理器 子系统。卡和调制解调器卡、I/O链路接口处理器卡 链路接口处理器卡、卡和调制解调器卡、I/O链路接口处理器卡、控制处理器卡所组成，CPU采用两个 控制处理器卡所组成，其CPU采用两个 MOTOROLA公司的 MOTOROLA公司的68040芯片。公司的68040芯片 芯片。

经优化设计的先进通信处理器卡，具有高性能网络通信能力，完成如网络数 据存取、对等通信等功能。它同时对现场控制器产生的报警进行精确的时间 标记。高性能的控制处理器卡完成常规、逻辑、顺序控制功能，同时执行用户的 CL/HPM程序。因通信和输入输出处理分别由不同的处理器完成，控制处理 CL/HPM程序。因通信和输入输出处理分别由不同的处理器完成，控制处理 器可以发挥它强大的功能，专门完成控制策略。先进的I/O链路处理器是 器可以发挥它强大的功能，专门完成控制策略。先进的I/O链路处理器是 HPMM与I/O子系统的接口。HPMM与I/O子系统的接口。I/O子系统包括冗余的输入输出链路和多达40对冗余的I/O处理器卡。这些 I/O子系统包括冗余的输入输出链路和多达40对冗余的I/O处理器卡。这些 I/O处理器卡完成所有现场I/O信号的数据采集和控制功能。比如：I/O卡直 I/O处理器卡完成所有现场I/O信号的数据采集和控制功能。比如：I/O卡直 接完成工程单位转换和报警处理，不需要HPMM的介入。采用冗余的光纤电 接完成工程单位转换和报警处理，不需要HPMM的介入。采用冗余的光纤电 缆I/O链路扩展器，可以将I/O处理器卡安装在远离HPM机柜8公里外的地方，I/O链路扩展器，可以将I/O处理器卡安装在远离HPM机柜8 I/O HPM 实现远程输入输出。其特点归类如下： 多处理器并行处理结构 主控制器双板结构，通信处理器和控制处理器并行工作，双68040处理器，主控制器双板结构，通信处理器和控制处理器并行工作，双68040处理器，32位结构，专门设计的大规模集成电路ASIC，最大限度减少元器件，800 32位结构，专门设计的大规模集成电路ASIC，最大限度减少元器件，800 PUs(5X PM/APM)处理单元 PM/APM)处理单元 I/O链路接口卡 I/O链路接口卡 通过串行接口与Modbus兼容子系统进行双向通讯 通过串行接口与Modbus兼容子系统进行双向通讯 支持LCN的AM和上位机实现更高层次的优化控制策略，许多高性能的软件包 支持LCN的AM和上位机实现更高层次的优化控制策略，许多高性能的软件包 也可以优化控制性能 APM/PM进一步改进，更大的内存（比PM大 APM/PM进一步改进，更大的内存（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，并配置在不同的卡笼箱，确保安全。HPMM需要进行切换时对过程控制没有任何影响。HPMM需要进行切换时对过程控制没有任何影响。HPM采用了大量的自诊断功能，随时诊断运行状 HPM采用了大量的自诊断功能，随时诊断运行状 况和任何故障。故障又分为硬故障和软故障，HPM的状态不但在面板上有LED显示，又在GUS HPM的状态不但在面板上有LED显示，又在GUS 上的标准状态显示画面中可以看到。HPM的任何电路板均可带电插拔，大大方便维修。HPM的任何电路板均可带电插拔，大大方便维修。更换AO或DO时，手操器可维持输出。更换AO或DO时，手操器可维持输出。因为在产品设计时就特别考虑了冗余选择，因此 完全支持主模件到备份模件的自动切换，不需要 用户编程。在线诊断功能确保主付模件均正常运 行。1:1的冗余最大限度发挥了系统的可得到性，行。1:1的冗余最大限度发挥了系统的可得到性，而且简化了系统的电缆连接和组态。HPM功能介绍 HPM功能介绍

所有的控制功能都是在HPMM内完成的，所有的控制功能都是在HPMM内完成的，而数据采集，信号调制报警处理均在I/O处 而数据采集，信号调制报警处理均在I/O处 理器板完成。控制功能包括复杂的常规控 制方案、连锁逻辑功能和面向过程工程师 的高级控制语言(CL/ HPM)。的高级控制语言(CL/ HPM)。

PID控制(手动、自动、串级、比率)PID控制(手动、自动、串级、比率)基本逻辑算法 采样和保持 计数 高/中/低选择 用户自定义功能块 数字数据传送 送高/ 送高/低限制 乘方/ 乘方/开方 带跟踪的PID逻辑控制 带跟踪的PID逻辑控制

HPM的控制功能组态都可以在线 HPM的控制功能组态都可以在线完成和下 在线完成和下 装，且对其它功能没有任何影响。

系统提供PID回路自整定软件RAIP TUNE，系统提供PID回路自整定软件RAIP TUNE，可以实现对每个PID回路的PID参数实现自 可以实现对每个PID回路的PID参数实现自 动整定。动整定。

HPM提供的过程控制语言 HPM提供的过程控制语言

CL/HPM是Honeywell在过程管理站(HPM)CL/HPM是Honeywell在过程管理站(HPM)上运行的面向过程的控制语言。它的语言 采用顺序结构的方式，适合于批量或综合 应用的需要；计算功能适合连续控制任务 的需要。这种控制语言最关键的特点是与本地HPM 这种控制语言最关键的特点是与本地HPM 的所有数据点共享数据，并且与UCN上的 的所有数据点共享数据，并且与UCN上的 其它设备共享数据。

HPM的顺序控制功能由HPM/CL语言完成，每个 HPM的顺序控制功能由HPM/CL语言完成，每个 顺控模块有多个Phase构成，每个Phase由多个 顺控模块有多个Phase构成，每个Phase由多个 Step构成，每步由多条命令构成，这些命令可以 Step构成，每步由多条命令构成，这些命令可以 开关现场泵和阀，也可以接受操作员命令或执行 连续控制模块的输出。

系统最大可以执行250个过程模件点，每个过程 系统最大可以执行250个过程模件点，每个过程 模件点可以嵌套一个或多个CL顺控程序。由于 模件点可以嵌套一个或多个CL顺控程序。由于 HPM采用确定性控制，所以每个过程模件点可以 HPM采用确定性控制，所以每个过程模件点可以 按照组态设定的执行周期完成顺序控制。

工艺流程如图所示，顺序控制要求是将TANK 33的原料加入REACTOR 30。工艺流程如图所示，顺序控制要求是将TANK 33的原料加入REACTOR 30。其顺控程序如下, 该段程序执行了Phase3_ch_R30段中加料步骤 其顺控程序如下, 该段程序执行了Phase3_ch_R30段中加料步骤

：

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打开VL3301和VL3303两个 打开VL3301和VL3303两个 电动阀，同时开启反应器中的 搅拌器AG3001。搅拌器AG3001。②将流量控制回路FIC301的给 ②将流量控制回路FIC301的给 定设定为50%，将泵PU3001 定设定为50%，将泵PU3001 启动。等待直到TANK33的料 启动。等待直到TANK33的料 排空。③停止搅拌器AG3301和泵 ③停止搅拌器AG3301和泵 PU3001，关电动阀VL3301和 PU3001，关电动阀VL3301和 VL3303。VL3303。④将流量控制回路FIC301切换 ④将流量控制回路FIC301切换 到手动，将调节阀关死。⑤送信息给操作员，加料完成。？表示程序解释，不影响顺序 控制。

操作站--全方位用户操作站 操作站--全方位用户操作站GUS 全方位用户操作站GUS 全方位用户操作站（Global 全方位用户操作站（Global Users Station，GUS）是 Station，GUS）是 LCN上的一个节点，是以Windows 2000作为操作系统，LCN上的一个节点，是以Windows 2000作为操作系统，具有两个处理器的高性能操作站。GUS能满足操作人员，管理人员，系统工程师及维护人员 GUS能满足操作人员，管理人员，系统工程师及维护人员 的各种要求，并可以为各级人员设置权限，用户名和密码。GUS操作站可以配置操作员键盘，实现以下功能： GUS操作站可以配置操作员键盘，实现以下功能： 选择画面；选择控制方式(MAN/AUTO/CAS)；设定值/ 选择画面；选择控制方式(MAN/AUTO/CAS)；设定值/ 输出值的升/ 用光标或数字键)；顺序起动/ 输出值的升/降(用光标或数字键)；顺序起动/停止；选择 报警组；报警确认/ 报警组；报警确认/复位；打印屏幕；选择趋势记录和报 表。可对常规控制的参数进行显示和修改。

历史记录功能-历史模件HM 历史记录功能-历史模件HM 历史模件（History Module，HM）是一个具有大存贮量的模件，可 历史模件（History Module，HM）是一个具有大存贮量的模件，可 被LCN网上所有的模件所使用。如其名所表示的，它是TPS统的储存 LCN网上所有的模件所使用。如其名所表示的，它是TPS统的储存 单元，容量巨大。历史模件具有强大的处理能力，可用来建立大量易 于检索的数据供工程师和操作员使用。历史模件存贮系统的点的历史数据。可计算和存贮每小时、工作班、日、月的平均值以及每段时间的最高和最低值。历史模件还可存贮系统所有的历史事件，如过程报警、系统状态改变、操作过程和系统变化，以及错误信息。此外，历史模件还存贮显示文件、装载文件、顺序文件、控制语言、逻辑管理站梯形逻辑程序和组态源文件等系统文件，确认点(CHECKPOINT)文件及在线维护信息等。(CHECKPOINT)文件及在线维护信息等。断点保护（CHECKPOINT）功能是HM自动定时或手动存储整个系统 断点保护（CHECKPOINT）功能是HM自动定时或手动存储整个系统 网络上的所有信息，在停电或系统故障后可以迅速，准确地恢复整个 系统，对生产过程不造成任何影响。这对于工业生产来讲是非常重要 和必须的。HM支持盘冗余配置。HM支持盘冗余配置。

工程师站

TPS系统的每台GUS都具有工程师站的组态功 TPS系统的每台GUS都具有工程师站的组态功 能，包括控制回路组态，编程，画面生成，报 表生成，过程趋势和参数整定等

组态软件

TPS系统组态可以分为网络组态，数据库组态，TPS系统组态可以分为网络组态，数据库组态，控制功能组态和流程图组态几个部分。网络组态分别对LCN和UCN网上的各个节点进 网络组态分别对LCN和UCN网上的各个节点进 行功能分配和资源配置，使他们能有效地实现 通信和数据交换

数据库组态可以分别完成实时区域数据库的组态和历史组 的分配。同时也可以生成固定格式报表和自由格式报表。控制方案的组态通过填表的方式完成，可产生一个模板点，再利用模板建点法（Exception Build），可以建立大量 再利用模板建点法（Exception Build），可以建立大量 的同类型点。大大节约组态时间。GUS 操作站中的画面制作工具软件Display Builder 可 操作站中的画面制作工具软件Display 以帮助工程技术人员，快速创建视觉良好、容易操作的流 程图显示画面，这些画面既可在GUS上也可在个人电脑上 程图显示画面，这些画面既可在GUS上也可在个人电脑上 生成。Display Builder提供了显示元素和脚本语言程序 生成。Display Builder提供了显示元素和脚本语言程序 段的可重用能力，不仅大大降低了创作画面的工程时间，而且提高了准确性。强大的脚本语言功能使得显示随过程 数据变化的动态效果变得简单。控制数据以及工厂网络上 的OPC数据同样也能方便地显示在过程流程图画面上。OPC数据同样也能方便地显示在过程流程图画面上。

过程趋势和参数整定

GUS工程师站可以实时监视过程趋势点，GUS工程师站可以实时监视过程趋势点，组趋势显示包括八条趋势点，显示时间周 期从二分钟到八小时可以在画面上实时选 择，新数据将旧数据向左推移(polling 择，新数据将旧数据向左推移(polling scheme)。工程师站可以同时进行参数整 scheme)。工程师站可以同时进行参数整 定，修改控制常数和滤波常数。

通讯系统

TPS的通讯系统采用全冗余的工业化数字通 TPS的通讯系统采用全冗余的工业化数字通 讯系统。控制层采用单独的UCN控制网络，讯系统。控制层采用单独的UCN控制网络，操作监视层则采用LCN网络将多个UCN网 操作监视层则采用LCN网络将多个UCN网 络连接在一起实现中央监控。LCN可以通 络连接在一起实现中央监控。LCN可以通 过光线扩展器LCNE实现中央控制室和现场 过光线扩展器LCNE实现中央控制室和现场 机柜室的光纤连接，每段光缆可达2 机柜室的光纤连接，每段光缆可达2公里(无中继设备)。无中继设备)冗余

UCN和LCN及网络接口设备NIM采用全冗余配置，在正常进行状态 UCN和LCN及网络接口设备NIM采用全冗余配置，在正常进行状态 下定时自动切换，不会有数据丢失现象发生。当某一路通讯发生故 障时，系统在操作站上有系统报警提示。LCN网连接的节点最多可达96个。在系统正常工作时，可以很方 LCN网连接的节点最多可达96个。在系统正常工作时，可以很方 便地挂上或卸掉它们，而不影响系统的其它节点的正常工作。LCN 便地挂上或卸掉它们，而不影响系统的其它节点的正常工作。LCN 为两条冗余的同轴电缆，分为主电缆和备份电缆，当主缆损坏或出 现通讯错误时，备份电缆自动接替工作，成为主缆。电缆和节点间 的连接是通过节点上的传输电路板，这样设计的最大优点是当某一 节点损坏时，LCN网上的其它节点的通讯不受影响。此外，LCN还 节点损坏时，LCN网上的其它节点的通讯不受影响。此外，LCN还 为所有的节点提供同步时 UCN采用冗余同轴连接各个控制器和网络接口设备，采用32位 UCN采用冗余同轴连接各个控制器和网络接口设备，采用32位 CRC帧检测顺序（FCS）确认接受的每一个帧，使用软件检查传送 CRC帧检测顺序（FCS）确认接受的每一个帧，使用软件检查传送 信息的长度确保网络的可靠性。检测到任何错误马上通知发送设备 重新发送。UCN上各个节点与UCN连接的接口的发送和接受电路是独立的，UCN上各个节点与UCN连接的接口的发送和接受电路是独立的，使得网络上各节点实现电气隔离，任何一个节点发生电路故障时不 会影响通信。主干电缆和分枝电缆设计进一步起到故障隔离作用。

第二层的安全保护体现在软件对UCN网络上所有节点 第二层的安全保护体现在软件对UCN网络上所有节点 进行诊断和统计，监视和报告各节点和网络的通信状 况，统计错误超过预设值时有报警提示，这种检查可 以确保控制应用高度实时性的要求。为了确保UCN网的通讯能力，每个节点会自我检测连 为了确保UCN网的通讯能力，每个节点会自我检测连 续传送状况，如果发现连续占用传送超过1/2秒，将 续传送状况，如果发现连续占用传送超过1/2秒，将 关闭该节点的传送口。万一多个电缆故障出现，通讯 软件会试图在UCN网上重新建立连接，该方式被称为 软件会试图在UCN网上重新建立连接，该方式被称为 “Auto-Reconnect”。Auto-Reconnect” 网络接口模件（Network 网络接口模件（Network Interface Module，Module，NIM）是连接LCN网和UCN网的网络接口模件，它 NIM）是连接LCN网和UCN网的网络接口模件，它 完成从LCN传输和通信协议向UCN传输和通信协议的 完成从LCN传输和通信协议向UCN传输和通信协议的 转换，而且向整个网络广播时钟，使网络上所有模件 的时钟保持一致。NIM为冗余配置，备用NIM总是从 的时钟保持一致。NIM为冗余配置，备用NIM总是从 主NIM保持更新相关信息，这样可以随时切换而不影 NIM保持更新相关信息，这样可以随时切换而不影 响通讯。这样的切换可以是自动的，也可以是操作员 手动完成。

接口设备

LCN主要技术参数如下： LCN主要技术参数如下： 光纤扩展可达20kM； 光纤扩展可达20kM； 每条LCN最多支持96节点； 每条LCN最多支持96节点； 每条LCN最多可连10条UCN； 每条LCN最多可连10条UCN； 连接到LCN上的主要设备包括：GUS全方位用户站； 连接到LCN上的主要设备包括：GUS全方位用户站； HM历史模件；NIM网络接口模件；EPLCG增强型PLC HM历史模件；NIM网络接口模件；EPLCG增强型PLC 网络接口模件；APP应用处理平台等。网络接口模件；APP应用处理平台等。UCN主要技术参数如下： UCN主要技术参数如下： UCN网长度最长2公里；每条UCN最多支持32对节点.UCN网长度最长2公里；每条UCN最多支持32对节点.连接到UCN上的主要设备包括：高性能过程管理站 连接到UCN上的主要设备包括：高性能过程管理站(HPM)；高级过程管理站(APM)；过程管理站(PM)；(HPM)；高级过程管理站(APM)；过程管理站(PM)； 逻辑管理站(LM)；故障安全系统(FSC)等。逻辑管理站(LM)；故障安全系统(FSC)等。

系统内通讯方法说明

局域控制网络（Local 局域控制网络（Local Control Network，LCN）是一 Network，LCN）是一 条通讯速率很高、冗余的通讯总线，连接着中央控制室内 的所有控制设备。LCN电缆的通讯速率为5Mb/s，采用国 的所有控制设备。LCN电缆的通讯速率为5Mb/s，采用国 际标准IEEE802.4令牌总线协议，带有传输数据错误检查 际标准IEEE802.4令牌总线协议，带有传输数据错误检查 功能。LCN采用总线方式连接各个节点。功能。LCN采用总线方式连接各个节点。UCN网络的通信采用IEEE 802.4协议令牌传送方式，通 UCN网络的通信采用IEEE 802.4协议令牌传送方式，通 讯速率为5MB/s，网络上的模件可以进行点对点通讯 讯速率为5MB/s，网络上的模件可以进行点对点通讯(Peer To Peer)，所有模件共享网络数据，使这些设备 Peer)，所有模件共享网络数据，使这些设备 可以互享信息、相互协调、实现先进、复杂的控制策略。UCN也是采用总线方式连接各个节点。UCN网通过NIM UCN也是采用总线方式连接各个节点。UCN网通过NIM 和LCN网相连并进行实时数据通讯。LCN网相连并进行实时数据通讯。

系统柜内供电

DCS机柜供电系统，冗余配置。一对 DCS机柜供电系统，冗余配置。一对 220VAC电源通过电源背板分别向各个卡 220VAC电源通过电源背板分别向各个卡 件箱供电。一对电源最多可以带两个系统 柜.机 柜 正 面

机柜、卡件箱

机柜（2100×800×800）采用前后开门式标准 机柜（2100×800×800）采用前后开门式标准 机柜，前面装有各种卡件和电源，背面装有FTA。机柜，前面装有各种卡件和电源，背面装有FTA。（LCN）卡件箱分为：双节点卡件箱和5槽卡件箱； LCN）卡件箱分为：双节点卡件箱和5 双节点卡件箱上2 双节点卡件箱上2下3中间是两个电源。5槽卡件 中间是两个电源。5 箱只有一个电源和5 箱只有一个电源和5个插槽。（UCN）IOP卡件箱：每个系统柜有3个IOP卡件 UCN）IOP卡件箱：每个系统柜有3 IOP卡件 箱每个卡件箱里有15个槽位，可以分别安装各种 箱每个卡件箱里有15个槽位，可以分别安装各种 I/O卡件。I/O卡件。还有一种7 IOP卡件箱这里不做说明 还有一种7槽IOP卡件箱这里不做说明

网络通讯介质

网络通讯介质可以分为三类： A：同轴电缆 B：双绞线 C：光纤

同轴电缆

分有50 分有50、75 两种。TPS（LCN）采用 两种。TPS（LCN）采用 的是同轴电缆通讯介质。50 同轴电缆传输数字信号，传输速率为 10Mbps，它的抗干扰能力强，多站适应性 10Mbps，它的抗干扰能力强，多站适应性 较好，在集散系统中应用较多。75 同轴电缆一般传输模拟信号，也可传 输数字信号，传输速率为50Mbps，常用于 输数字信号，传输速率为50Mbps，常用于 电视系统。

双绞线、光纤

双绞线：可以传输数字信号和模拟信号，有价格低廉、数据传输率低为1 2Mbps，有价格低廉、数据传输率低为1-2Mbps，可连接的设备少等特点，使用广泛，现场 总线常采用双绞线。光纤：不受电磁干扰影响，数据传输速率 高达几百兆波特率，可以支持的设备多，但价格贵，集散系统远程通信采用光缆。I/O卡件性能 I/O卡件性能

I/O卡件类型 I/O卡件类型

I/O卡件的常用类型有以下几种： I/O卡件的常用类型有以下几种： 模拟信号输入AI（5V电压或4 模拟信号输入AI（1-5V电压或4-20mA)模拟信号输出AO（模拟信号输出AO（4-20mA)数字信号输入DI 数字信号输入DI 数字信号输出DO 数字信号输出DO 热电阻信号输入RTD 热电阻信号输入RTD 脉冲输入卡PI 脉冲输入卡PI AI卡件 AI卡件

功能： 接收现场变送器采集的信号（温度、压 力、物位、流量、密度等）。信号类型： 接收1 5V、20mA、电阻信号 接收1-5V、4-20mA、电阻信号 毫伏信号 FTA接线方式： FTA接线方式： 两线制、三线制、四线制

AO卡件 AO卡件

功能： 发送信号到现场驱动执行机构动作（气动调节阀、变频器等）信号类型： 4-20mA FTA接线方式： FTA接线方式： 两线制 DI卡件 DI卡件

DI功能： DI功能： 接收现场回来的干接点信号（电机 的运行状态信号、阀门的开关状态、泵的 运行状态等)运行状态等)信号类型： 干接点信号 FTA接线方式： FTA接线方式： 两线制

DO卡件 DO卡件

DO功能： DO功能： 发出信号驱动现场的设备如（开关 阀的开/关、电机的停/启、泵的停/ 阀的开/关、电机的停/启、泵的停/启）信号类型： 干接点信号 接线方式： 二线制

当DI/DO接收或发出有源信号时要加继电器隔离 DI/DO接收或发出有源信号时要加继电器隔离 FTA FTA：TPS系统的接线端子板。不同的卡件有其 FTA：TPS系统的接线端子板。不同的卡件有其 相应的FTA 相应的FTA 功能特点 支持冗余接线方式 支持配电与不配电接线方式 实现现场与中控接线隔离 节省中间接线 节省安装空间 TPS的网络类型 TPS的网络类型

TPS系统分为以下三种网络类型： TPS系统分为以下三种网络类型： A.PIN：（工厂控制网络）可以访问过程络网中的 PIN：（工厂控制网络）可以访问过程络网中的 数据 B.LCN：过程控制网络(GUS位于这一层）LCN：过程控制网络(GUS位于这一层）

C.UCN：万能控制络（与现场的设备和仪表相连）UCN：万能控制络（与现场的设备和仪表相连）

网络结构

本厂DCS系统的概况 本厂DCS系统的概况

一、中央控制室 名 称 数量 单位 操作站(双屏)操作站(双屏)61 台 包括： 彩色LCD(22”)彩色LCD(22” 122 台 操作键盘 61 台 鼠 标 61 台 辅助操作台 20 套 每台包括： 开关按钮 约20 只 彩色喷墨打印机 12 台 光纤通讯系统 5 套 包括:网络服务器(冗余）网络计算机, 网络接口, 交换机(冗余)包括:网络服务器(冗余）网络计算机, 网络接口, 交换机(冗余)、光电转换器、光纤等 大屏幕监视系统 1 套(6台大屏幕监视器)(6台大屏幕监视器)生产调度管理系统 1 套 包括:监视终端设备、OPC服务器(冗余)交换机(冗余)包括:监视终端设备、OPC服务器(冗余)、交换机(冗余)、光电转换器、网络 接口, 接口, 光缆、打印机等。（具体数量待定）

二、煤气化装置控制室 名 称 1.过程接口和控制器 2.端子柜/安全栅柜 3.继电器柜 4.操作站(双屏)包括： 彩色LCD(22”)操作键盘 鼠 标 5.工程师站 包括： 彩色LCD(22”)操作键盘 鼠 标 6.通讯系统 7.彩色喷墨打印机 8.辅助操作台 每台包括： 开关按钮 9.历史数据存储单元 10.通讯接口(通讯协议为MODBUS RTU)11． GPS 数量 供货商确定 供货商确定 供货商确定 6 12 6 6 2 2 2 2 1 1 1 约 20 1 约200 3 单位

台 台 台 台 台 台 台 台 套 台 套 只 套 个 套

三、甲醇装置控制室 名 称 1.过程接口和控制器 2.端子柜/安全栅柜 端子柜/ 3.继电器柜 4.操作站(双屏)操作站(双屏)包括： 彩色LCD(22”)彩色LCD(22” 操作键盘 鼠 标 5.工程师站 包括： 彩色LCD(22”)彩色LCD(22” 操作键盘 鼠 标 6.通讯系统 7.彩色喷墨打印机 8.辅助操作台 每台包括： 开关按钮 9.历史数据存储单元 10.通讯接口RS485 通讯接口RS485(通讯协议为MODBUS RTU)通讯协议为MODBUS 11． GPS 11．

数量 供货商确定 供货商确定 供货商确定 5 10 5 5 1 1 1 1 1 1 1 约20 1 约25 1 单位

台 台 台 台 台 台 台 台 套 台 套 只 套 个 套

四、MTP装置控制室 MTP装置控制室 名 称 1.过程接口和控制器 2.端子柜/安全栅柜 端子柜/ 3.继电器柜 4.操作站(双屏)操作站(双屏)包括： 彩色LCD(22”)彩色LCD(22” 操作键盘 鼠 标 5.工程师站 包括： 彩色LCD(22”)彩色LCD(22” 操作键盘 鼠 标 6.通讯系统 7.彩色喷墨打印机 8.辅助操作台 每台包括： 开关按钮 9.历史数据存储单元 10.通讯接口RS485 通讯接口RS485(通讯协议为MODBUS RTU)通讯协议为MODBUS 11． GPS 11．

数量 供货商确定 供货商确定 供货商确定 5 10 5 5 1 1 1 1 1 1 6 约20 1 约20 1 单位

台 台 台 台 台 台 台 台 套 台 套 只 套 个 套

五、PP装置控制室 PP装置控制室 名 称 1.过程接口和控制器 2.端子柜/安全栅柜 端子柜/ 3.继电器柜 4.操作站(双屏)操作站(双屏)包括： 彩色LCD(22”)彩色LCD(22” 操作键盘 鼠 标 5.工程师站 包括： 彩色LCD(22”)彩色LCD(22” 操作键盘 鼠 标 6.通讯系统 7.彩色喷墨打印机 8.辅助操作台 每台包括： 开关按钮 9.历史数据存储单元 10.通讯接口RS485 通讯接口RS485(通讯协议为MODBUS RTU)通讯协议为MODBUS 11． GPS 11．

数量 供货商确定 供货商确定 供货商确定 5 10 5 5 1 1 1 1 1 1 6 约20 1 约44 1 单位

台 台 台 台 台 台 台 台 套 台 套 只 套 个 套

空分现场操作室布置图

空分DCS系统图 空分DCS系统图

DCS和PLC的区别 DCS和PLC的区别

DCS和PLC是两个完全不同而又有着千丝万缕联系的概念。DCS和PLC是两个完全不同而又有着千丝万缕联系的概念。DCS和PLC都是计算机技术与工业控制技术相结合的产物，DCS和PLC都是计算机技术与工业控制技术相结合的产物，主控制系统用的是DCS，而PLC主要应用在辅助车间。主控制系统用的是DCS，而PLC主要应用在辅助车间。DCS和PLC都有操作员站提供人机交互的手段、都依靠基 DCS和PLC都有操作员站提供人机交互的手段、都依靠基 于计算机技术的控制器完成控制运算、都通过I/O卡件完 于计算机技术的控制器完成控制运算、都通过I/O卡件完 成与一次元件和执行装置的数据交换、都具备称之为网络 的通信系统。DCS和PLC如此相似，为什么会有完全不同 的通信系统。DCS和PLC如此相似，为什么会有完全不同 的概念，我们在工程实践中如何进行选择？我们从历史沿 革、技术特点、发展方向等几个方面作一综述

DCS和PLC的历史沿革及核心概念 DCS和PLC的历史沿革及核心概念 DCS为分散控制系统的英文（TOTAL DCS为分散控制系统的英文（TOTAL DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM）简称。SYSTEM）简称。指的是危险分散、数据集中。70年代中期进入市 指的是危险分散、数据集中。70年代中期进入市 场，完成模拟量控制，代替以PID运算为主的模 场，完成模拟量控制，代替以PID运算为主的模 拟控制仪表。首先提出DCS这样一种思想的是仪 拟控制仪表。首先提出DCS这样一种思想的是仪 表制造厂商，当时主要应用于化工行业。而PLC 表制造厂商，当时主要应用于化工行业。而PLC 于60年代末研制成功，称作逻辑运算的可编程序 60年代末研制成功，称作逻辑运算的可编程序 控制器（Programmable 控制器（Programmable Logic Controller），Controller），简称PLC。主要应用于汽车制造业。简称PLC。主要应用于汽车制造业。

DCS和PLC的设计原理区别较大，PLC是从摸仿 DCS和PLC的设计原理区别较大，PLC是从摸仿 原继电器控制原理发展起来的，70年代的PLC只 原继电器控制原理发展起来的，70年代的PLC只 有开关量逻辑控制。它以存储执行逻辑运算、顺 序控制、定时、计数和运算等操作的指令；并通 过数字输入和输出操作，来控制各类机械或生产 过程。用户编制的控制程序表达了生产过程的工 艺要求。将其存入PLC的用户程序存储器，运行 艺要求。将其存入PLC的用户程序存储器，运行 时按存储程序的内容逐条执行，以完成工艺流程 要求的操作。DCS是在运算放大器的基础上得以发展的。把所 DCS是在运算放大器的基础上得以发展的。把所 有的函数、各过程变量之间的关系都设计成功能 块。70年代中期的DCS只有模拟量控制。块。70年代中期的DCS只有模拟量控制。

DCS和PLC控制器的主要差别是在开关量和模拟 DCS和PLC控制器的主要差别是在开关量和模拟 量的运算上，即使后来两者相互有些渗透，但是 仍然有区别。80年代以后，PLC除逻辑运算外，仍然有区别。80年代以后，PLC除逻辑运算外，也增加了一些控制回路算法，但要完成一些复杂 运算还是比较困难，PLC用梯形图编程，模拟量 运算还是比较困难，PLC用梯形图编程，模拟量 的运算在编程时不太直观，编程比较麻烦。但在 解算逻辑方面，表现出快速的优点。而DCS使用 解算逻辑方面，表现出快速的优点。而DCS使用 功能块封装模拟运算和逻辑运算，无论是逻辑运 算还是复杂模拟运算的表达形式都非常清晰，但 相对PLC来说逻辑运算的表达效率较低。相对PLC来说逻辑运算的表达效率较低。

DCS和PLC在历史沿革上的差异是明显的，对它 DCS和PLC在历史沿革上的差异是明显的，对它 们后续的发展产生了重大影响。然而，对后续发 展影响最大的，并不是起源技术上的差别，而是 其起源概念的差别。DCS的核心概念是危险分散，其起源概念的差别。DCS的核心概念是危险分散，数据集中的计算机控制系统，因此DCS的发展过 数据集中的计算机控制系统，因此DCS的发展过 程，就是在不断的运用计算机技术、通讯技术和 控制技术的最新成果，来构建一个完整的集散控 制体系，DCS给用户提供的是一个完整的面向工 制体系，DCS给用户提供的是一个完整的面向工 业控制的安全可靠高效灵活的解决方案。而PLC 业控制的安全可靠高效灵活的解决方案。而PLC 的核心概念是可编程序控制器，目的是用来取代 继电器，执行逻辑、计时、计数等顺序控制功能，建立柔性程序控制装置。所以，PLC不断发展的 建立柔性程序控制装置。所以，PLC不断发展的 主线是在不断地提高各项能力指标，给用户提供 一个完善的功能灵活的控制装置。

DCS和PLC的技术特点与相互渗透

不同的概念基础、不同的发展道路使得DCS和 PLC有着各自不同的技术特点，而技术的发展 也不是封闭的，相互学习相互渗透也始终贯穿 在发展过程之中。

我们知道，一个PLC的控制器，往往能够处理几 我们知道，一个PLC的控制器，往往能够处理几 千个I/O点（最多可达8000多个I/O）。而DCS 千个I/O点（最多可达8000多个I/O）。而DCS 的控制器，一般只能处理几百个I/O点（不超过 的控制器，一般只能处理几百个I/O点（不超过 500个I/O）。难道是DCS开发人员技术水平太 500个I/O）。难道是DCS开发人员技术水平太 差了吗？恐怕不是。从集散体系的要求来说，不 允许有控制集中的情况出现，太多点数的控制器 在实际应用中是毫无用处的，DCS开发人员根本 在实际应用中是毫无用处的，DCS开发人员根本 就没有开发带很多I/O点数控制器的需要驱动，就没有开发带很多I/O点数控制器的需要驱动，他们的主要精力在于提供体系的可靠性和灵活性。而PLC不一样，作为一个独立的柔性控制装置，PLC不一样，作为一个独立的柔性控制装置，带点能力越强当然也就代表其技术水平越高了，至于整个控制体系的应用水平呢，这主要是工程 商和用户的事情，而不是PLC制造商的核心目标。商和用户的事情，而不是PLC制造商的核心目标。

控制处理能力

控制处理能力的另一个指标，运算速度，在人们印象当 中PLC也比DCS要快很多。从某一个角度来看，情况也 PLC也比DCS要快很多。从某一个角度来看，情况也 的确如此，PLC执行逻辑运算的效率很高，执行1K逻辑 的确如此，PLC执行逻辑运算的效率很高，执行1K逻辑 程序不到1毫秒，其控制周期(DI输入直接送DO输出为 程序不到1毫秒，其控制周期(以DI输入直接送DO输出为 例)可以控制在50ms以内；而DCS在处理逻辑运算和模 可以控制在50ms以内；而DCS在处理逻辑运算和模 拟运算时采用相同的方式，其控制周期往往在100ms以 拟运算时采用相同的方式，其控制周期往往在100ms以 上。我们用PID算法来比较时，可以发现PLC执行一个 上。我们用PID算法来比较时，可以发现PLC执行一个 PID运算在几个毫秒，而DCS的控制器解算一个PID也需 PID运算在几个毫秒，而DCS的控制器解算一个PID也需 要1个毫秒，这说明PLC和DCS和实际运算能力是相当的, 个毫秒，这说明PLC和DCS和实际运算能力是相当的, 某此型号的DCS控制器甚至更强。而控制周期上的差异 某此型号的DCS控制器甚至更强。而控制周期上的差异 主要与控制器的调度设计有关。大型PLC往往使用副CPU 主要与控制器的调度设计有关。大型PLC往往使用副CPU 来完成模拟量的运算，主CPU高速地完成开关量运算，来完成模拟量的运算，主CPU高速地完成开关量运算，所以即使模拟运算速度一般，在开关量控制方面的速度 表现还是非常优秀的。而DCS以同样的速度来处理开关 表现还是非常优秀的。而DCS以同样的速度来处理开关 量和模拟量运算，控制周期的指标确实不理想。新型的 DCS控制器学习了大型PLC的设计，在控制周期方面的 DCS控制器学习了大型PLC的设计，在控制周期方面的 表现获得了大幅度的提高。

数据通讯交换

数据通讯交换主要是指控制系统网络及其数据交 换形式。在这个方面DCS有着先天的优势。集散 换形式。在这个方面DCS有着先天的优势。集散 系统的“分散” 系统的“分散”主要体现在独立的控制器上，“集中”主要体现在具有完整数据的人机交互装 集中” 置上，而将分散和集中连接成集散系统的正是网 络。因此，从DCS发展的早期，网络就成为了 络。因此，从DCS发展的早期，网络就成为了 DCS生产厂家的核心技术方向，冗余技术、窄带 DCS生产厂家的核心技术方向，冗余技术、窄带 传输技术都是DCS厂家最早研发或应用成功的。传输技术都是DCS厂家最早研发或应用成功的。PLC主要是按照独立装置来设计的，其 网络” PLC主要是按照独立装置来设计的，其 “网络” 实际上是串行通讯。

工业以太网技术的发展和广泛应用，从形式上拉平了DCS和PLC网络方面的差距。从表面上看很平了DCS和PLC网络方面的差距。从表面上看很 多DCS和PLC都应用了工业以太网，但是其实质 DCS和PLC都应用了工业以太网，但是其实质 上的差距却依然存在。以很多PLC采用的 上的差距却依然存在。以很多PLC采用的 MODBUS-TCP以例。MODBUS是串行通讯协议，MODBUS-TCP以例。MODBUS是串行通讯协议，不是网络，大家都没有疑问；MODBUS-TCP是 不是网络，大家都没有疑问；MODBUS-TCP是 网络吗？很多人就有疑问了。仔细分析，MODBUS-TCP是将MODBUS通讯协议加载到以 MODBUS-TCP是将MODBUS通讯协议加载到以 太网的TCP协议之上的一种通讯方式，它虽然具 太网的TCP协议之上的一种通讯方式，它虽然具 有了网络的外形，但依然是一主多从的管理方式，数据表的传输结构。

组态维护功能

组态维护功能包括逻辑组态、下载修改、运行调 试、远程诊断等。早期，PLC以梯形图为主，DCS以模块功能图为 早期，PLC以梯形图为主，DCS以模块功能图为 主。经过多年的发展，国际电工委员会通过 IEC1131-标准规定了五种编程语言, IEC1131-3标准规定了五种编程语言,目前主流 的DCS和PLC都表示符合这个标准，支持其中的 DCS和PLC都表示符合这个标准，支持其中的 几种或全部编程语言。从开发效率和程序可读性 来考虑，模块功能图和顺序功能图越来越成为主 要的编程方式，梯形逻辑和结构化文本成为了自 定义模块的开发工具。大型PLC在组态方式上越 定义模块的开发工具。大型PLC在组态方式上越 来越像DCS，差距在逐渐缩小，而小型PLC仍然 来越像DCS，差距在逐渐缩小，而小型PLC仍然 以梯形图为主。

硬件封装结构

PLC一般为大底版式机架，封闭式I/O模件，封闭式结构 PLC一般为大底版式机架，封闭式I/O模件，封闭式结构 有利与提高I/O模件的可靠性，抗射频、抗静电、抗损伤。有利与提高I/O模件的可靠性，抗射频、抗静电、抗损伤。PLC模件的I/O点数有8点、16点、32点。PLC模件的I/O点数有8点、16点、32点。DCS大部分为19英寸标准机箱加插件式I/O模件，I/O模 DCS大部分为19英寸标准机箱加插件式I/O模件，I/O模 件为裸露式结构。每个模件的I/O点数有8点和16点，很 件为裸露式结构。每个模件的I/O点数有8点和16点，很 少使用32点模件。少使用32点模件。DCS的这种结构源于其使用领域主要在大型控制对象，DCS的这种结构源于其使用领域主要在大型控制对象，19英寸标准机箱便于密集布置，较少的I/O点数则是由于 19英寸标准机箱便于密集布置，较少的I/O点数则是由于 对分散度的要求。PLC的大底版式机架，封闭式模件结构 对分散度的要求。PLC的大底版式机架，封闭式模件结构 在管理和配置上更加灵活，单个设备的可靠性更高。因此，不少DCS也吸收了PLC在结构上的优点，采用了和PLC相 不少DCS也吸收了PLC在结构上的优点，采用了和PLC相 似的封装结构

人机交互装置

在早期，DCS作为一个系统，其人机交互装置是DCS厂 在早期，DCS作为一个系统，其人机交互装置是DCS厂 家提供的专用装置。而PLC厂家一般不提供人机交互装置，家提供的专用装置。而PLC厂家一般不提供人机交互装置，往往由工程商自主采用通用的监控软件来完成(ifix、往往由工程商自主采用通用的监控软件来完成(如ifix、intouch、组态王)DCS集成的人机交互装置往往有着 intouch、组态王)。DCS集成的人机交互装置往往有着 功能较专业、稳定性较好的特点，但是其价格也很高。随 着PC技术的快速发展，一些通用监控软件发展很快，功 PC技术的快速发展，一些通用监控软件发展很快，功 能和性能逐渐超过了DCS厂家提供的专用装置。因此不少 能和性能逐渐超过了DCS厂家提供的专用装置。因此不少 DCS厂家逐步放弃了专用的人机交互装置，转而和PLC一 DCS厂家逐步放弃了专用的人机交互装置，转而和PLC一 样也使用了通用的监控软件。DCS厂家使用通用监控软件 样也使用了通用的监控软件。DCS厂家使用通用监控软件 并不是简单地拼装，而是在通用监控软件的基础上，通过 合作开发，将自已多年积累的网络通讯技术、系统自诊断 技术以专用软件包的形式保留和继承下来了。

DCS和PLC作为计算机技术和控制技术结 DCS和PLC作为计算机技术和控制技术结 合的产物，为自动化水平的提高都作出了 各自的贡献。由于两者在应用上有较大的 相通性，在不同的时期，其各自的技术或 价格优势，都会直接影响到其市场地位。而市场的反应也会或快或慢地反映到各自 的技术发展和价格调整上。从总的趋势来 看，DCS和PLC在技术上的融合和促进将 看，DCS和PLC在技术上的融合和促进将 会是竞争的主流，而在性价比方面，你来 我往地不断攀升，也将是发展的主旋律。

谢谢！

第五篇：DCS学习总结

OVATION-3.0.4系统介绍

聆听中，期盼已久的培训学习不情愿的敲响了结尾的钟声。这二十几天的DCS培训课程，我想我只能用收益颇丰，受益匪浅这八个字来形容了。老师的博文广识、生动讲解无不在我的脑海里留下了深刻的印象，但恨自己才疏学浅，不能够将所学、所感通显文字于纸上。但是我还是尽最大努力，以将培训心中所想所获表达出来。

此次OVATION系统培训学习主要总结主要有以下几个方面：

一、从整体概念上了解了OVATION系统，了解OVATION系统的控制过程，想来自己真的应该感到惭愧，在电厂工作两年多了，却还真的不是很了解OVATION系统。对OVATION系统的结构，功能，控制过程，发展历程等我都是一知半解。通过这次的培训学习，终于知道了OVATION系统竟是如此的强大、先进、智能。OVATION系统是一种分散集中控制系统（DCS），由艾默生上海西屋控制系统控制有限公司生产，主要用于电厂的热工自动控制，是非常关键的系统。OVATION系统是集过程控制及企业管理信息技术为一体的融合了当今世界最先进的计算机与通讯技术与一身的典范。其采用了高速度、高可靠性、高开放性的通讯网络，具有多任务、多数据采集及潜在的控制能力。OVATION系统利用当前最新的分布式、全局型的相关数据库完成对系统的组态。全局分布式数据库将功能分散到多个可并行运行的独立站点，而非集中到一个中央处理器上，不因其他事件的干扰而影响系统性能。OVATION系统在电厂的最小配置数字化仪控系统组成包括：I／O卡件、控制器、高速数据通信网络、系统服务器、操纵员控制台、工程师站、显示器、键盘、微机等。知道了OVATION系统有着比较复杂的组织结构，让我一时一下消化不了，不过我想这个在我们以后的工作中很快会清楚的，为了我能更好的学习发展，我想我们也应该主动的去了解这些。

二、了解OVATION系统的模型和组成结构。