DCS工作原理

第一篇：DCS工作原理

DCS系统即分布式控制系统，其实质时计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一新型控制技术。分布式操作系统的构成：作为一种纵向分层和横向分散的大型综合控制系统，它以多层计算机网络为依托，将分布在全场范围内的各种控制设备的数据处理设备连接在一起，实现各部分信息的共享的协调工作，共同完成控制、管理及决策功能。

其硬件设备由管理操作应用工作站、现场控制站和通信网络组成。管理操作应用工作站包括工程师站、操作员站和立式数据站等各种功能服务站。工程师站提供对技术人员生成控制系统的人机接口，主要用于系统组态和维护，技术人员也可以通过工程师站对应用系统尽心监控。操作员总理提供技术人员与系统数据库的人机交互界面，用于监视可以完成数据的状态值显示和操作员对数据点的操作。历史站保存整个系统的历史数据，供组态软件实现历史趋势显示，报表打印和事故追忆等功能。现场控制站用于对现场信号的采集处理，控制策略的实现，并具有可靠地冗余保证。网络通信功能：通信网络连接分布式控制系统的各个分布部分，完成数据、指令及其他信息的传递。为保证DCS可靠性，电源、通信网络、过程控制站都采用冗余配置。

PLC即可编程控制器，由CPU、存储器、输入输出接口、内嵌的精简高效操作系统组成。用户可根据自己的需要配置（扩展）自己的I/O类型及数量，用户按自己的控制需求编写控制程序下载到PLC的存储器内，PLC在运行的时候，PLC内的操作系统能运行用户的程序，根据用户程序通过输入端子完成输入信号（开关、触点、传感器等）的读取，并进行处理运算，把运算处理的结果输出到端子，以控制用户的执行机构（阀门、线圈、指示灯等），从而完成用户所需的控制功能。

电子汽车衡时利用应变电测原理称重。在称重传感器的弹性体上粘有应变计，组成惠斯通电桥。在零负载时，电桥处于平衡状态，输出为0。当弹性体承受载荷时，各应变计随之产生与载荷成比例的应变，由输出电压即可测出外加的载荷的大小。将多个称重传感安装在称台的下方，多个传感器电缆线引入接线盒并联，然后用一根电缆线接入仪表。当汽车驶上称台后，称台将所受力传递到各个称重传感器上，使应变电桥的电阻发生变化，引起输出电压变化，即输出了电信号。此电线号传输到一表内，经数字滤波、线性放大、A/D转换，经CPU处理后最终显示称重值。电子汽车衡除其基本组成之外，可通过仪表同时连接微机、打印机、大屏幕显示器等其他电气设备，可直接实现称重打印，也可通过微机管理最终达到网络化管理。

第二篇：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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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！

第三篇：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。

第四篇：DCS经验总结

DCS系统的实践应用与工作经验

一、系统功能需求的确定

选用DCS之前首先要明确应用的目标，提出对DCS功能的要求，确定系统的规模。一般都需要仪表自动化、工艺负责人及计算机的负责人、设计院项目负责人几方面讨论确定，以达到最大限度地满足生产和操作的要求。

1、应用DCS的目标

（1）提高装置生产及管理水平

提高生产效率（提高收效），降低生产成本，节能，降耗，提高产品质量，提高生产方案变化的灵活性及适应性，提高装置的管理水平，提高故障分析的科学性和生产管理标准化，有利于劳动竞赛，挖掘生产潜力。

（2）提高装置的控制水平

实现装置稳定化控制及操作优化，实现先进控制，实现顺序逻辑控制，实现设备故障诊断和联锁保护，实现局部或全装置的最优化控制，生产及管理水平的提高，控制水平的提高，将为实现装置“安、稳、长、满、优”生产发挥重要作用，具有显著的经济效益和社会效益。

这些目标可以分阶段考虑，逐步应用、开发，系统亦将逐步扩展以实现最终目标。

2、系统功能要求

（1）数据采集和存储功能：模拟输入信号的扫描时间，数字信号的扫描时间，历史数据存储（包括调整趋势、历史趋势）的种类、点数和周期，输入信号的处理功能。

（2）控制功能：具备完整的监测、调节和顺序控制功能及设备运行监视、联锁保护等功能，反馈控制功能的最大能力（输入输出的种类、数量、逻辑运算能力、顺序步骤，执行周期），过程控制语言能力（如ST、FORTRAN，BASIC，C或其他的控制语言），先进控制软件的要求。

（3）显示功能：CRT尺寸、颜色，画面刷新时间，画面种类与数量。显示画面包括总貌画面、流程图画面、控制分组画面、调整画面、趋势画面、过程报警画面、系统报警画面、系统状态画面、操作日志画面、历史查询画面等，并具有窗口（多个、拉伸、重叠）显示功能，汉字功能以及触屏功能。

（4）报警功能：模拟输入/输出信号报警（绝对报警、变化率报警），数字输入/输出信号报警，仪表停用（校验、停扫描）报警，系统部件（卡件、网络）故障报警，相邻报警时间分辨率，报警管理功能（如历史查询过滤、报警组设置、报警点组的优先级、报警抑制功能等）。

（5）报表和屏幕拷贝功能：即时报表功能，定时报表功能（包括时报、班报、日报、月报、年报），报警汇总记录，操作记录报表，操作或参数修改打印，打印机屏幕拷贝功能。

（6）操作安全：操作权限口令询问功能，工程师、操作员钥匙键功能，MAN/AUT/CAS切换无扰动功能，冗余措施。

（7）系统的灵活性：系统可靠性指标，冗余冗错，系统扩展方便，新老产品的兼容性，与上位机通信接口及软件的实用性，与其它机种的通信（开放性）。系统功能要求是根据系统目标结合具体内容确定的，特别突出具体项目的特点：

a、快速扫描的速度及顺序控制、联锁的执行周期，必须根据工艺指标提出具体要求。例如：某用户的一个装置引进DCS时因承包商对专利商在顺序控制方面的需要不清楚，到组态设计时，发现这种DCS的速度和容量均不能满足工艺的要求，只好又购买了一套PLC，增加了投资。

b、目标在开发先进控制软件，则在控制功能上以及软件开发工具方面要侧重说明。

二、DCS的选型

1、机种选择原则

选择DCS机种是一项重要工作，由于DCS技术进步速度很快，集中更新换代周期很短，过去由几个主要国外DCS厂家垄断的时代已经过去，民族品牌的DCS厂家迅速发展成熟起来，目前已经占据了中国DCS市场的半壁江山，其性能、可靠性和稳定性及优越的性价比得到了广大用户的认可，这是民族产业的骄傲。现在国内外主要DCS制造商有十几家，DCS采购一般采取招标方式，通常由用户（或招标公司）选择3-5家进行询价、招标，经过专家、领导及技术负责人综合评价和评比，最后确定一个机种。DCS机种选择的因素很多，不能只从一次性投资多寡考虑。总结DCS机种选择的原则为：选择工程实力较强的知名公司，选择符合有经验的专家推荐的主流机型，首先考虑DCS系统的可靠性、稳定性和操作方便性，其次考虑DCS功能应满足“功能需要”的要求，具有国际先进水平(但不一定是最先进的)，系统应具有开放式结构，有灵活的系统可扩性。考察是否又在同行业使用的实例，效果是否令人满意，制造厂家的后备支持系统是否完备，调查厂家工程经验和实施能力、专业化解决方案的能力和设计能力，服务是否良好，性能/价格比是否最好，价格是否可以接受，备件供应和响应是否及时。一个工厂企业DCS机种最好选择同一种，便于维护和管理。

2、机种的评价内容

（1）系统硬件构成比较：将参加询价的3-5家机种做硬件配置和功能比较，主要项目如下：操作站、工程师站、打印机、上位机接口、辅助存储器、网络和内部通信、现场控制器、现场监视站、辅助台柜（安全栅柜、端子柜、继电器柜、辅助操作台等）、应用模块及电源配备。（2）I/O卡能力比较（每项列出：点数/卡、卡数、总点数）：

监视输入4～20mA

脉冲

T/C

RTD

控制输入4～20mA

脉冲

Ｔ/C

RTD

控制输出4～20mA

D/I 按钮、开关状态

D/O 开关、继电器输出

（3）系统通信功能比较：通信规程的标准化、开放型及功能，通信网络（总线）、通信速度、传递距离、网络（总线）允许加载设备总台数，是否双重化。

（4）与上位机通信功能比较

（5）系统软件功能比较

（6）售后技术服务比较

（7）应用软件工具比较

（8）发展性、先进性（好、较好、一般、较差）

（9）价格分为以下几项列出：硬件、软件、备件、服务（包括培训、资料、现场服务、技术咨询等）、上位机的硬软件、税费及总价。

3、经验

当选择机种时，最好是由最终用户根据自己的实际情况来决定，专利商和设计院（工程公司）的意见作为参考。尤其是DCS虽工艺设备成套时，专利商和设计院（工程公司）往往选择对他们最有力的机型，很可能是落后的、质次价高的，而且他们不考虑用户在备件、维护、联网等方面的需要，如果自己选择，就可以避免这种现象。某装置DCS招标时采纳了最终用户的意见，不但节省了1/3以上投资，而且选用了性能更好的系统。此外应当防止仅仅根据一次投资决定取舍的做法。某装置仅为便宜6%的价格，买了一套已属落后的国外DCS产品，今后的备件、维修费用会远远超出6%。因为DCS更新很快，虽然制造厂签订合同时能许诺若干年内设备不涨价，但很难兑现。

作为工程公司来说，每个厂家的DCS系统都有自己的优势和缺陷，基本上都能完成工业中要求的各种控制功能，在节约成本追求性价比的情况下，采用最新版本的硬件和软件，多考虑客户的各种需求，把工作做的更细致，更周全，才会赢得客户的满意度和高度评价。在硬件选型初期，要首先根据I/O信号数量选择合适的控制器，并计算处理器的带负载能力，以及逻辑处理能力，确保系统安全稳定运行，如果合同中包含电源柜，还要将电源柜的供电范围做一个严格的界定，并将容量做一个仔细的计算，并预留供电保险端子或空开，应对设计变更增加供电仪表。此外，除系统FTA电缆及电源线外，尽量减少柜间线的敷设，将I/O卡件及现场接线端子设计在同一柜内，减少工程师或接线人员在现场的类似工作。

三、DCS系统配置

1、系统配置的工作内容

DCS的发展使系统配置的适应性越来越强，而且也囊括了PLC控制功能，从几个、十几个回路的小系统到几百个、几千个回路的大系统都可以实现。系统配置的原则应是在满足装置生产和控制要求的前提下尽量减少硬件的数量，以求经济合理，并留有恰当的余量。系统配置工作主要包括以下几个方面。

（1）系统I/O点统计：一般包括10-15%的备用量。要分别考虑热备用和冷备用的情况。AI的要考虑是否需要向现场供电，是24VDC还是220VAC，是否要通过安全栅隔离，RTD/TC信号的线制问题，安全栅的选型，还需对安全栅进行相应的组态工作，有时可能还存在现场仪表带HART协议，这样会改变安全栅的接线方式。DI/DO信号需要考虑是否为干接点信号，是否需要继电器/安全栅隔离，以及常开常闭触点问题。这些问题的前期确认会提高现场调试的效率，同时还可以提高客户对现场工程师的信任度。

（2）控制柜： I/O卡件种类和数量按I/O点统计表的数量确定。机柜具有10%的备用空间。主控单元冗余配置、内部网络冗余配置、控制I/O卡冗余配置，电源冗余配置，按1秒的标准扫描周期估计系统负荷满足DCS具体要求，考虑现场变送器供电制式与DCS的关联。

（3）操作站：根据工艺流程工段或区域的划分和中控室内操作人员数确定操作站的台数。并根据工艺界区将操作权限进行限制，屏蔽掉windows的操作，让操作员不能进入windows更改计算机的设置。打印机的台数应满足报警、报表及拷贝的需要，但报警和报表用的打印机必须分开，一般报警打印机采用针式逐行打印，报表格式及内容，打印方式，时间段等由甲方工艺人员来最终确认。

（4）辅助操作台的配置：安装闪光报警器、开关按钮、指示灯、端子排、空开等。

（5）通信系统配置：凡是与通信有关的网卡、网线（总线）、交换机、耦合器等应根据需要考虑冗余配置，根据设计院的平面布置图计算需要通讯线长度，安排好交换机摆放位置，并配置好交换机，做好冗余，如果系统内有通讯内容，还需准备同轴电缆及终端电阻等附件，并将通讯卡件的“头”的机柜和“身子”的机柜尽量摆放在比较相近的位置，这样即可以缩短电缆长度，又可以尽量降低受其他电缆信号干扰的几率。此外，通讯中可能涉及到第三方通讯的问题，这就需要DCS厂家出一个文字性的表格给第三方的厂家，在表格中明确要求具备的条件，通讯协议，接口定义，IP地址规划以及甲方和设计院提供的通讯I/O清单，请第三方厂家提供相应的通讯参数及I/O的tagname和地址，并在组态完成后，要求甲方协调第三方厂家共同调试，形成调试文档，防止日后责任不够明确，特别需要说明的是，在调试modbus485通讯时，最好将系统或者上位机其中一方断电，防止烧坏接口，准备好RS-232转RS-485转换器，并在电脑中安装modbus sim和modbus scan软件，在调试时先用这两个软件脱离开DCS或者PLC系统进行测试，先排除系统组态的问题。

（6）系统电源和辅助机柜配置（安全栅柜、端子柜、继电器柜、配电箱等）：UPS不间断电源容量比DCS系统所需容量高40%，并保证电网停电时能继续供电30分钟。不同项目情况不大相同，有的客户自己采购UPS，工程公司只需要向甲方或者设计院提供DCS系统的总耗电量即可。

（7）备品备件和消耗品，原则上要备足两年的用量。

2、经验

系统硬件配置直接关系到DCS的投资、应用和维护工作，有些无名的小投标商或代理商，为了夺标或根据一般标准提出的配置不太符合最终用户的要求，采取不正当竞争。例如某装置由代理商提供DCS，基本没有多少冗余量，投产一年后，工艺设备改造需要增加点数，重新订货要花很多钱，且订货周期长，延误了开工。还有另一种倾向，某系统由最终用户自己引进，硬件配置大了30%以上，造成资金积压。这两种极端都应避免。对于新装置，冗余量要适当大一些，如是改造，就可以少留一些余量。

对于工程公司来说，这些要求可能会引起增加项目成本，可从目前各个项目的情况来看，由于设计院往往前期与设备供应厂家沟通不充足，或者是甲方在定设备时与设计院沟通不够充分，在现场时往往造成增加一部分I/O点，尤其是大型马达设备厂家，会增加一些温度监测点，而这一部分对于硬件设计方面来说，又是成本很高的一部分内容，所以在设计硬件时，一定要请设计院或甲方来重点确认这部分内容，与此同时，重要工段的开关量信号也存在这样的问题，在增加需要安全栅的信号通道中，有可能存在机柜空间不足，安全栅需增加供电电源线以及现场接线端子与安全栅间的连线等问题，这都是在现场调试过程中比较简单，但是又很棘手的问题，有的现场交通、工业都不是非常便利，这些东西很难在当地买到，还有可能牵扯到供货周期的问题，虽然这是小问题，可的确是可以影响调试及开车进度的问题。

操作站不应配置的过多，如果根据使用常规仪表的习惯划分操作岗位，等到操作人员熟悉几个月后，一定会有闲置不用的操作站。但也不能太少，例如某系统外商做的配置，几千点过程输入输出，几百个回路只配置了三个操作站（5台CRT），还不能互为备用，一般情况下还可以勉强应付，但等到工艺紧急事故或DCS局部故障时，就感到特别难办。

无名的小投标商或国外代理商在售后服务方面普遍较差，响应慢，成本也高。国产知名DCS厂家在工程服务和售后响应方面很重视，及时便捷，满意放心，备件供应没有问题，可以减少备件库存又不影响生产的开车。另外，建议在一个企业尽量使用同一机型DCS。

四、系统使用环境的建立

1、工作内容

在DCS应用工作实施步骤中，使用环境的建立是极重要的工作，他是DCS正常运行的保证，包括以下几方面的工作：DCS控制室位置的确定、DCS控制室及辅助间的确定、控制室内设备位置及建筑要求、采光要求、抗干扰措施、接地要求、供电要求及隔离要求。

DCS环境要求可参照GB2887-82《计算站场地技术要求》以及DCS厂家有关技术说明书确定。

设计院按照上述要求进行设计，选好施工单位，一般室内装修、空调、照明等要选择专门的计算机装修专业队伍施工才能保证质量，在DCS环境上多投资是必要的。

2、经验

环境的问题是保证DCS能够长期连续正常运转的前提，在这些方面掉以轻心对设备正常运行会造成各种危害。例如，温度过高，灰尘太多，特别容易造成硬盘磁头簧片的断裂和划盘，某装置中的国外DCS系统就是因为这个原因连续坏了两个驱动器，备件又不能及时到位，停用了近半年多。因为温度高，内存和辅存不能正常工作，系统紊乱的现象也在多个系统内发生过。温度太高，产生静电的威胁，会造成有些DCS的死机现象，操作人员若不注意这个问题，使静电放电造成插卡或模块故障，还会影响工艺操作。接地也是一个既重要又困难的问题，市场上几中主流DCS在安装调试过程中，都发生过接地不良而带来的种种恶果。总之一定要给DCS创造良好应用环境。有的项目甲方会要求在项目调试完毕后，将整个硬盘做一个全盘境象，这样，在系统硬盘发生故障时，只要及时插上这块硬盘，就可以正常恢复生产了，当然，如果是冗余服务器的话，只需要将两台服务器再做一次同步就可以了。

在DCS的平面布置上，最好要考虑加一个缓冲间，再进入中控室或机房，这是防尘的好措施。对于防尘要求很高的情况，可加净化间（如磁盘净化间）。备件库、介质库、硬件维修室最好都装空调，虽说有的DCS厂家鼓吹自己的产品适应性很好，但是在实际使用过程中发现不用空调根本不行（影响到产品质量和DCS使用寿命）。

机房和中控室内一般不要加暖气，特别不要加水暖，在装活动地板和有电缆沟的情况下，尤其应注意，以免发生因暖气漏水、漏汽，侵潮电路、淹没电缆和设备的事故。

五、人员培训

1、工作内容

在DCS的硬件、软件和使用环境确定之后，人员培训是DCS能否用好的关键工作，它包括以下几个方面。

系统工程师的培训：一套DCS必须至少培养一名系统工程师，全面负责系统技术领导工作和项目经理所担负的组织工作，并应对DCS系统有全面了解。

组态设计、组态生成软件工程师的培训： DCS最好应用软件由用户自己做或参与做，卖方作技术指导。这样培训效果最好，同时是今后系统应用软件的完善、修改和继续开发的先决条件，这方面一般由设计人员和厂方用户（仪表自控、工艺人员）同时派工程师培训，而且应以厂方为主。

上位机及DCS接口软硬件工程师的培训：若DCS配置上位机或MES系统应单独培训，人员可从企业信息中心、生产调度管理、计算机人员中挑选。

硬件维护工程师的培训：现代DCS硬件维护大部分为板级或模块维护，而且系统有诊断功能，所以硬件维护人员一般不单独培训，而是在软件工程师中有人侧重培训即可。

以上四种人员的培训一般需在制造厂进行，在培训之前，最好初步自学、阅读有关技术资料，做好充分准备，才能取得满意效果，有一定DCS基础和应用经验的人员更好。

操作人员培训、车间主任及有关领导人员的培训也是十分重要的工作。这部分人的培训由经过培训的计算机人员讲课和实际操作训练进行。首先经过培训的人员要为车间操作人员编写操作手册，按工艺班组进行实际上机培训，一般很快便可掌握。上岗之前定出标准和要求，发操作合格上岗证是个好办法。

2、经验

培训工作关系到用户是否能掌握系统，是否能很好的承担系统维护、完善修改、参与开车调试与进一步开发的任务。要避免培训的一些偏差，如把DCS培训出差当作一次企业内部的关系照顾与平衡，派出无关人员参加培训；如在随装置成套引进DCS时，只是工艺培训和设计培训，没有安排到DCS制造厂的培训，有的在组态设计培训中没有安排最终用户的技术人员参加，有的派遣的培训人员没有搞过DCS，又没有做好DCS预培训，在短暂的DCS培训中收获不大。有的在培训前对要学习的系统没有一个完整的概念，更没有准备好问题，对于国外的问答式培训方法不适应。有的培训中，比较注重与开工有关的基础工作，忽视了应用软件和今后继续开发所需要的知识，这些都造成了应用维护和开发的困难，对高价买来的应用软件不能正确和全面使用。DCS的操作一般都很简单方便，很容易学会，对于工艺操作人员不必讲多少复杂的计算机原理和内部结构，着重教会他们实际使用方法和操作要求即可。国产知名DCS一般全部汉化，不存在使用语言问题，但是引进国外的DCS带汉字显示得不多，主要是英文显示和打印，这与我们操作人员的英语水平有一定差距，对于显示和打印的内容，特别是繁多的缩写符号看不懂，记忆困难，影响DCS的使用效果，在对工艺操作人员的培训中，这是关键。

六、系统组态与生成

1、工作内容

DCS应用的核心工作是系统组态，包括硬件配置组态和系统应用软件组态。硬件配置组态首先要完成系统的配置图，包括每个卡件的配置图以确定地址或点名，这一工作必须在应用软件组态前完成。

每家的DCS应用软件组态方法都不会完全一样，各有自己的特色和优缺点，发展趋势是配置独立的组态工作站或称工程师站。有些DCS厂家还开发了微机组态系统软件，使大部分应用软件的组态工作可以在PC机上完成，然后再转换成系统能接受的形式。

对于DCS应用软件组态工作有以下三个关键环节。

（1）组态设计

首先应按系统目标把自控系统基础设计和集散控制系统的组态要求科学组织起来，最后形成组态源文件。包括以下几个部分：系统配置设计、目录（DIRECTORY）及文件（FILE）组织设计（有些系统可以不作）、监视站的组态设计、控制站的组态设计、操作站的组态设计、及其他网络设备的组态设计。

（2）充分掌握DCS的组态方法、技巧和系统的功能

对于DCS组态方法、技巧及系统功能的培训力求吃透，充分掌握、理解，只有这样才能充分发挥DCS的作用，系统组态才能达到实用、操作方便、功能强的要求，并通过实际应用、发现不足，逐步对组态设计进行完善、修改。

（3）征询、满足工艺要求，结合操作维护经验

DCS是为工艺服务的，最终由工艺来使用和操作。在DCS组态时，务必切实考虑、征询工艺要求，最好工艺技术人员要参与进来，力争满足工艺操作要求，注重累计日常工艺操作、仪表维护经验，把这些经验变成应用软件，充分挖掘DCS先进的控制、操作功能，提高DCS利用效果。

2、经验

组态和生成一定要有最终用户的技术人员参加，根据用户的力量，决定组态设计介入的深度，生成最好全部由最终用户完成。不少系统的组态都是由设计人员或DCS厂家搞，最终用户不闻不问，如果设计人员或DCS厂家不熟悉工艺生产操作，不了解操作人员的要求和习惯，标准软件问题不大，而象报表、画面、操作方式之类与工艺关系很密切的内容返工现象是少不了的。反之，如果最终用户的工艺人员和有实践生产经验的仪表自控人员承担设计组态或参与设计组态，情况就大不相同。某系统根据工艺人员的要求作出的报表和画面深受欢迎，结合实际设计的控制方案简单易行，投用效果好。不少成功的经验表明由用户参与设计组态，理论结合实际才能做出比较成功的组态设计和组态生成。有不少的企业依靠自己的技术力量完成DCS组态设计和组态生成，自己设计、安装调试、施工维护开发一条龙，创出了一条好路子。

七、安装调试

1、安装工作内容

DCS安装前应满足以下条件：机房和中控室装修完毕，不需要再挖沟打洞等产生灰尘、振动的工作。活动地板铺好，地面清洁干净，空调系统投用并已通过考核。UPS调试考核合格，若干条件达不到也有用临时电源调试的，但应加稳压设备。照明施工完毕，正常运行。机房附近不再进行有振动、或电干扰的施工。接地系统完成，并经过反复检查，确认不会引入干扰信号。

系统安装工作包括：台柜就位，设备（主机、监视器、打印机等）安装，卡件或模块安装，系统网线、内部电缆的连接，端子外部仪表信号线的连接，系统电源、接地的连接等。这些工作一般是在DCS厂家的指导下，由用户完成。

系统安装应遵照具体系统的安装要求进行。在冬季安装时应注意从库房到机房的温度变化梯度符合系统的要求，机房可采取逐渐提高温度的措施来达到要求。

当安装工作结束后，一般DCS厂家派工程师到现场进行检查和通电，然后可以按调试方案进行系统调试工作。

2、调试工作内容

（1）DCS单机调试和系统调试

A] 硬件调试检查和单机调试：各设备通诊断程序，标准功能测试，电源卡的电压测量和检查，I/O卡件的零点、量程及精度调试检查，信号调整卡的零点、量程及精度调试检查。有的DCS有专用校检仪，这些工作在FAT时已经在进现场之前可以完成。

B] 功能检查和调试：系统标准功能，包括通信、显示、打印等。用户画面的检查，自动格式报表检查，控制方案检查和调试，联锁逻辑顺序控制方案检查和调试，其他用户组态的程序检查，这些工作在FAT时已经在进现场之前可以完成。

（2）DCS与现场的联调

仪表输入信号联调，DCS输出与执行机构的联调，现场联锁功能的联调，顺控功能的联调。调试是一个科学细致、严谨的工作，是系统投运的可靠保证，为此首先要有调试方案，并做好调试的组织工作，调试记录规范化，并有调试人、验收人的签字，复杂的联锁保护、顺控功能要有工艺负责人签字。

（3）开车后先进控制或优化控制应用软件的在线调试

这项调试必须在工艺装置开车平稳后进行，首先应制定调试方案，保证工艺生产的平稳安全。反复调整P、I、D等参数，使控制系统和联锁保护投入自动状态，达到应有的使用效果。通过调试，培训操作人员掌握投用方法，明白其工作原理和注意事项。

3、经验

DCS设备的内部安装接线和调试最好由最终用户的仪表自控和工艺人员承担，这对于了解系统情况，掌握系统优缺点，做好今后的维护开发和日常操作工作最为有利。在功能调试和系统联调过程中，不能仅仅是DCS厂家的事情，用户工艺操作人员一定要参加，仪表自控人员一定要参加，施工单位有关人员一定要参加和配合。

通电以前，特别要做好UPS的电压波形、频率和接地的检查，还要检查DCS板卡开关的设置，最好由DCS厂家工程师负责这项工作。曾经发生过因供电电压超高烧坏多块电源卡和设备的情况，也有因板卡插错位置而烧坏的事故。美国、日本、西欧的设备电源一般用110V，中国要求220V，现在的DCS有的加了110V和220V切换开关，有的因供货不注意，又没有仔细检查，把220V加到110V的设备上造成损坏。

当把现场信号线接到DCS端子以前，一定要测量其绝缘电阻和检查有无异常干扰信号，尤其在新装置施工尚未结束前，曾因为引进了电焊机或电气的强干扰信号而烧坏过安全栅、模块，因为一次表的接地烧保险的事也曾经发生过。

硬件测试过程中，所有备件都必须经过全面检查，保证其完好的备用状态。

测试过程中特别要注意修改内容的保存和转贮，一般一天工作结束后，必须拷贝，否则因多人操作，内容容易丢失。

八、投运与考核

1、系统的投运工作内容

系统投运一般指装置开车DCS投入运行。DCS投入实际运行必须具备以下条件：

（1）系统联调合格。

（2）系统环境如空调系统、UPS供电系统、接地系统运行正常，符合技术标准，验收合格。

（3）DCS维护人员经实际调试工作并考试合格，领取上岗证。

（4）工艺操作人员、车间主任培训合格，领取上岗证。

（5）系统备件经过调试处于备用状态。

（6）DCS操作手册、故障处理手册等资料下发到操作和维修人员手中。

（7）DCS厂商有经验的工程技术人员现场服务。

2、系统考核

DCS的考核时间最好选在工艺装置正常运行后开始，一般为72小时，保证值规定如下：计算机模件的开工率为99.95%，DCS的开工率为99.99%，开工率的计算方法：

开工率=（考核时间-事故时间）/ 考核时间

3、经验

DCS投用前，准备工作一定要提前进行。一般企业中，工艺设备是放在第一位的。

DCS的考核放在工艺开车后进行，因为不到正常运行，DCS的功能不能够得到充分表现，实际负荷体现不出来，对于那些设计时负荷卡边的系统来说，问题就暴露不出来。有的系统在开车前空载运行正常，开车后，就表现出容量不够，速度不够，处理能力小，甚至因负荷太大造成死机。若设计合理而是系统本身提供的指标不能实现，则应由DCS制造厂负责。DCS是高科技的产物，是多种技术、多个学科的综合，而且发展更新速度特别快。DCS应用水平的提高在于先进和优化控制软件的开发，这项技术复杂，难度大，需要多方面力量的组合。由于这几个特点，决定了没有相应的管理体制就不可能做好DCS的应用工作。根据各个企业的具体情况，管理机构当然不必强求统一，但是建立专门的管理机构，统一规划全厂的DCS应用计划，统一考虑DCS的机型选择，统一布置备品备件的储备、订购和国产化工作，满足生产急需，减少库存积压，统一设计综合控制和管理信息系统，统一安排培训和横向联合，开发高层次的控制软件，已经成为大势所趋。有的企业成立了专门的过程计算机处或其他机构，把全公司（总厂）的过程计算机统一管理起来，打破了过去各个装置互不通气，买来的机型各式各样，自动化孤岛，备件费用达几

十、几百万元的分散局面，理顺了关系，发展很快。

DCS的管理除了计划管理以外，还应有应用管理和项目维护管理。项目管理需要确定在DCS的设计、施工、投用阶段的人员组成，分工负责的范围，制定各阶段检查验收标准，组织现场的检查考核验收工作。

DCS维护管理首先需要建立有关的规章制度和规程，如：过程计算机的维护、检修、管理制度，技术管理制度，设备、备品备件管理制度，岗位标准，硬件设备考核办法，软件投用率考核方法，安全管理制度，例会制度，检修规程。按照制定的制度加强全公司（总厂）过程计算机的管理，建立必要的激励机制，调动维护人员的积极性，充分发挥DCS的作用。

九、系统的维护

系统经考核验收合理后即转入正常运行，系统维护的任务就提到日程上来。

（1）维护工作可以概括以下几点：系统运行状况检查，系统环境状况检查，参数及组态的修改，故障和设备缺陷的处理，填写有关记录，备件及维修工具，仪器的保管，系统设备及工作间卫生。

（2）维护班组可以建立以下几种记录：交接班记录，系统运行状态记录，定期维护和检修记录，软件维修记录，安全记录，事故隐患、事故及违章操作记录，故障及设备缺陷记录，备品备件管理记录，外来人员登记记录。

（3）硬件国产化的研制：进口DCS也有它不利的一面，备件普遍很贵，应急和响应很慢，实践经验告诉我们，在维护工作中备件长期依靠进口是不可能的，而且机型淘汰的速度也很快，这方面应首先立足国内，将一些易损件实现国产化，有的企业成立专门攻关组，将打印机、键盘、I/O卡等实现了以国产化产品代替进口产品，也有的企业与大专院校、研究机关合作，实现主要卡件国产化，都是DCS维修工作的方向。

2、系统应用软件的继续应用开发

系统第一次投用时应用软件的应用开发往往是最基本的功能，这阶段工作重点是协调好各方面的关系，使DCS按期运转起来。参与工作的人员需要一个熟悉消化吸收的过程，工艺人员应有一个操作习惯的过程，一般在系统投用一年以后，应用软件继续开发的工作才会提到日程上来，内容如下：对系统应用软件进一步消化吸收，对应用软件第一版本进一步修改和补充，如对画面的修改完善，增加对生产操作更为重要的画面，控制方案的修改完善等，开发先进控制软件，提高经济效益，开发装置生产管理功能，开发局部优化或全装置优化或全装置优化软件，全厂系统联网，实现功能的开发。

这方面工作首先要培训应用开发技术力量，同时综合工艺、仪表自控、计算机的技术力量和专业知识。一般成立攻关小组，在上级主管部门的组织下进行。与大专院校、研究部门、DCS厂家合作开发，以求尽快拿到最佳的经济效益。

综上所述，企业DCS的应用，真正做好以上九项工作，就能充分发挥它的作用，成为企业实现“安稳长满优”生产的重要保证，取得显著的经济效益，并为管理信息系统的建立奠定良好的基础。

第五篇：DCS工作总结

篇一：dcs仪表2012年工作总结

油漆厂仪表组2012年个人工作总结

2012年即将过去，我们三峡油漆厂仪表组今年的工作也要马上圆满地结束了。回顾这一年来的工作，我无论在思想上、技术上都取得了很大的进步。2013年即将来临，新的一年面临着机遇和挑战，为了明年顺利完成各项工作，扬长避短，现对我一年来的工作总结如下：

一、圆满完成如下工作

1、确保热油炉、dcs两大装置的正常运行。在日常巡检工作中，我本着防微杜渐的原则，不放过任何小问题，做到高标准、高效率，确保不因为仪表影响产品质量、产量。在日常维修工作中，仅dcs装置拆装仪表线工作就完成600余次。热油炉装置工序每月故障率1-2/次,终止热油炉老化导致的各种现象，我们在不影响生产的前提下更换并修复阀门共计30多台。电磁阀橡胶o圈存在老化现象，导致无法切换，我们大家一起更换并修复共计10次多。仪表故障处理近220次。在晚间维修工作中，我们做到随叫随到，保持生产连续稳定运行。

2、确保仪表检修工作的完成。在2012春季大检修工作中，dcs装置完成检修工作25项，其他各车间完成检修工作32项；在2012秋季大检修工作中，热油炉装置完成检修工作30项，其他各车间装置完成检修工作25项，保质保量地完成检修任务，确保按时顺利开车。

3、确保仪表技改和扩能工作完成。dcs装置大线设备改造，我们圆满完成现场的调节阀、压力变送器、液位开关的调试工作。对于dcs装置，我们提出了技改方案并实施，取得了非常好的效果，为公司节约了很大一笔开支。我们完成了对现场阀门、变送器、开关等仪表的各项调试工作，解决了个别阀门不动作，信号不反馈等遗留问题，确保生产线按时、稳定、安全投运。

4、我们为公司节约了大量成本。阀里面的o圈存在老化现象和泄露现象，我们根据尺寸加工备件，比在原厂采购节约了90%以上的资金和成本。阀座密封老化导致内漏，我们找国内厂商加工密封，另外泄露现象发生的情况，我们找国内厂商加工o圈，为公司节约了大量资金。同时我们注重仪表的保养维护工作，定期清洁、润滑，延长了现场仪表的老化周期，减少了维修和采购成本。

5、在公司安全方面也做了大量的工作。我们对公司的各种设备（职权范围内的）进行全面检查，修复和更换，修复和更换21台/次，拆除坏的和不投运的10多台；对全厂不投运的仪表拆除10多台；并对全厂仪表进行全面的检查和整改。

6、我完成了公司的各项工作。在日常工作中，我和同事们都非常重视公司下达的各项任务，在文艺演出和体育竞技等方面，我也有非常好的表现，展现了员工的良好风貌。

二、我工作中存在的不足

由于现场仪表存在老化周期，在故障集中出现和大检修期间，工作量大，人员少的不足。真对这项不足，我专研仪表业务，克服人少的困难，和同事团结协作，互相帮助，有时候加班工作，才能够很好的完成公司交给我们的任务。

三、对2013年工作的要求和希望

1、安全放在首位，没有安全就没有一切。要积极响应公司提出的安全口号和措施，认真吸取各类事故教训，整改我在工作中的不规范行为，做到安全意识不放松。

2、我会在降低成本方面多下功夫，为我们公司零件降耗做出贡献。

四、我会继续完成热油炉、dcs两大装置日常维护工作，冬季注重现场仪表的保温和伴热，确保生产装置安全、平稳、经济地运行。能够安全、迅速、圆满地完成公司安排的临时紧急任务。

以上是我2012年的工作总结，在以后的工作中，我要兢兢业业，不断积累和学习，努力提高自身工作技能，为公司的发展做出自己应有的贡献。

仪表组：

二零一二年十一月四日

篇二：dcs学习总结

横河cs3000 dcs系统学习总结

dcs是分布式控制系统的英文缩写（distributed control system），在国内自控行业又称之为集散控制系统。是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机，通信、显示和控制等4种技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。

首先，dcs的骨架—系统网络，它是dcs的基础和核心。由于网络对于dcs整个系统的实时性、可靠性和扩充性，起着决定性的作用，因此各厂家都在这方面进行了精心的设计。对于dcs的系统网络来说，它必须满足实时性的要求，即在确定的时间限度内完成信息的传送。这里所说的“确定”的时间限度，是指在无论何种情况下，信息传送都能在这个时间限度内完成，而这个时间限度则是根据被控制过程的实时性要求确定的。因此，衡量系统网络性能的指标并不是网络的速率，即通常所说的每秒比特数（bps），而是系统网络的实时性，即能在多长的时间内确保所需信息的传输完成。系统网络还必须非常可靠，无论在任何情况下，网络通信都不能中断，因此多数厂家的dcs均采用双总线、环形或双重星形的网络拓扑结构。为了满足系统扩充性的要求，系统网络上可接入的最大节点数量应比实际使用的节点数量大若干倍。这样，一方面可以随时增加新的节点，另一方面也可以使系统网络运行于较轻的通信负荷状态，以确保系统的实时性和可靠性。在系统实际运行过程中，各个节点的上网和下网是随时可能发生的，特别是操作员站，这样，网络重构会经常进行，而这种操作绝对不能影响系统的正常运行，因此，系统网络应该具有很强在线网络重构功能。其次，这是一种完全对现场i/o处理并实现直接数字控制（ddc）功能的网络节点。一般一套dcs中要设置现场i/o控制站，用以分担整个系统的i/o和控制功能。这样既可以避免由于一个站点失效造成整个系统的失效，提高系统可靠性，也可以使各站点分担数据采集和控制功能，有利于提高整个系统的性能。dcs的操作员站是处理一切与运行操作有关的人机界面（hmi-human machine interface或operator interface）功能的网络节点。

工程师站是对dcs进行离线的配置、组态工作和在线的系统监督、控制、维护的网络节点，其主要功能是提供对dcs进行组态，配置工作的工具软件（即组态软件），并在dcs在线运行时实时地监视dcs网络上各个节点的运行情况，使系统工程师可以通过工程师站及时调整系统配置及一些系统参数的设定，使dcs随时处在最佳的工作状态之下。与集中式控制系统不同，所有的dcs都要求有系统组态功能，可以说，没有系统组态功能的系统就不能称其为dcs。

目前我公司使用的的dcs有横河与浙大中空的dcs。

在这十天的学习生活中，课程安排如下：

第一天、系统概述、系统结构、人机接口操作站、操作员操作。

第二天、现场控制站及硬件造型与构成。

第三天、系统硬件、软件安装，硬件的安装原则，站号设置原则、站号设置技巧，软件安装系统要求。

第四天、系统生成及工程软件制作：

1、系统生成

2、操作站的组态3现场控制站fcs的组态。

第五天、反馈控制和计算功能的组态。

第六天、顺序控制功能的组态。

第七天、流程图的制作：图素的使用、动态数据显示、触摸框、功能键、仪表面板等。第八天、报表制作与打印：报表数据的采集、报表内容的填写、报表的打印。第九天、cs3000系统的运行及维护常识。

第十天、工程软件练习，下载，仿真测试的运行环境、仿真测试的步骤。

在这十天的学习过程中，我整理出学习笔记一份。通过学习，目前已经能对公司横河dcs进行维护，简单的编程。今后，我还将继续努力，尽量将自己的所学与实际相结合，不断提高自己工作能力，为公司发展增添一份力量。篇三：dcs学习总结

ovation-3.0.4系统介绍

此次ovation系统培训学习主要总结主要有以下几个方面：

二、了解ovation系统的模型和组成结构。篇四：dcs学习总结

西安foxboro i/a系统dcs组态学习总结

热工专业 王晓光

首先感谢燕山湖电厂及检修与维护部的领导给我们提供了这么好的一个学习环境，使我们能在这个环境中较系统的学习我厂的dcs系统。2010年8月30日，我们热工专业一行七人由负责人杨工带队前往西安热工研究院参加foxboro i/a系统dcs组态学习。在这近二十天的学习中，我们学习了foxboro i/a系统和iee组态软件等课程。通过对上述课程的学习我们大致了解了i/a系统的基础知识和概况，iee组态软件的应用和操作员画面的建立及历史数据库组态等方面的应用，通过学习使自己由一名对i/a系统了解得不深到比较系统的掌握，自己在对i/a系统的认识上也有了一个质的飞跃，从而提高了自己解决和处理问题的能力。下面就将学习情况作一总结。

i/a series 系统包括：

①i/a系统基础知识 ②i/a series 系统概述 ③操作系统 ④控制组态 ⑤显示与报警 ⑥foxdraw ⑦历史组态与过程报表 ⑧环境组态

i/a series 系统概述

1.i/a series 智能自动化系列是开放式的dcs 系统

美国福克斯波罗公司于 1987 年在世界上第一个推出了体现开放概念的超越一般 dcs 的新一代工业控制系统 ?? i/a series 智能自动化系列。为了解决计算机系统的互连，国际标准化组织（iso）提出了开放系统互连（osi）参考模型。福克斯波罗公司参加了 map 协议的制定。并首先在 i/a series 中全面地采用了map 协议。

i/a series 率先突破了封闭式发展的制约，广泛地采用国际标准，其产品符合国际标准化组织（iso）提出的开放系统互连（osi）参考模型。这样的系统允许将其它制造厂家的产品纳入自己的系统。也考虑到把将来新开发的设备容纳到 i/a series 中来。这样随着硬软件技术的发展，i/a series 必将得到进一步加强。

为了达到开放系统的目的，i/a series 在硬件、软件和通讯网络的设计上均全面采用国 际公认的标准。? 在软件上采用与标准的 unix 系统完全兼容的 venix 和 solaris 操作系统。? i/a series 的应用软件与硬件彼此独立。不会因硬件更新而使现有的软

件失效。

? 另外与 unix 兼容的由第三方开发的软件，可以不作修改或 稍作修改

即可应用于 i/a series 中。

? 采用 c 和 fortran 等高级编程语言，以便于软件资源的共享。? i/a series 是世界上第一个全面采用 ieee802 标准的工业控制系统。其

节点总线一级采用的是 ieee802.3 标准。在宽带和载波带局域网采用

了 ieee802.4 标准，现场总线采用 ieee1118 标准。

由于 i/a series 率先采用国际标准的开放系统网络结构，它对其它制造商的标准产品是完全开放的。它是新一代开放工业控制系统的标志，它具有十分广阔的发展前景。

2.i/a series 智能自动化系列的特点

i/a series 自动化系列的最大特点是系统的软件、硬件和通讯系统都广泛采用开放型标准设计。硬件品种少，可靠性高，组态灵活。

? 硬件

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

micro sparc，实现了长寿命的设计思想。由于硬件品种少，大大节省了用户在备件上的开销。现场总线设计思想领导了当今分散控制发展的方向，节省了用户在布线上的开销。

? 软件

－ 与 unix 系统 v 兼容的实时多任务 venix 操作系统和

sunsoft solaris 操作系统，96 年推出基于 window nt 的操作系统； 采用 c，fortran 等广泛使用的高级编程语言，sql 关系型数据库语言和 informix、lotus123 等商用软件。软件独立于硬件，这样当福克斯波罗提供新型号的硬件时不会影响已有的应用状况。系统的应

用软件可在装载 unix 操作系统的个人计算机上运行。在 pc 机上组态的应用软件，可直接装入 i/a series 系统中运行。先进的目标管理

使得工程人员和应用程序只要知道目标的名称就可在同一系统中任何地

方得到数据。当软件进行移植或升级时，工程人员几乎无需修改原先

的组态。

? 通讯 － 建立于 osi 模型上，符合 ieee 的标准，遵循 map 协议，这样可以使与 map 兼容的非福克斯波罗产品纳入 i/a series 系统。这种非排它性使用户能兼收并蓄各家产品的长处，构成满意的综合控制系统。

? 显示 － 采用先进的实时目标管理技术，这是其它系统所无法比拟的。

另外 50 系列采用了 x－window 和 open look 技术，可方便地访问

整个 i/a series 系统和所连接的信息网络上的信息。foxdraw 软件提

供三维空间的显示画面。

? 发展 － 硬件与软件的发展可相互独立发展。这样在升级硬件时不影

响软件，同样在升级软件时不影响硬件。

? 一体化 － 通过通过以太（ethernet）网接口与信息网络联接，以及提

供智能现场仪表（ifd）接口与 ifd 的数字集成，从而实现了生产管理信息网、生产控制网到测量的一体化。

? i/o － 一线控制器已经具有包括自整定（exact）和多变量自整定

（exact mv）在内的复杂计算能力； i/o 组件全部为变压器耦合隔

离和光电隔离，一对一转换，过流保护，不用保险丝，提高系统运

行时间。

? 联网 － 真正实现了与上位机过流系统的联网（例如： decnet, tcp/ip, novell），实时画面和数据传递。

? 可靠性 － 采用表面安装技术（smt），尺寸小，系统结构简单； 电

子组件采用全密封的结构，使其于周围环境的接触降低到最低水平，增强了已经抗环境腐蚀的能力； 控制容错技术，通讯冗余技术和矩阵供

电方式，保证了系统运行的可靠性。

? 功耗 － 系统功耗极低，大大降低能源投资，系统功耗只是常规系统

的 1/3。

? 维护 － 各种处理机和 i/o 卡件都有自诊断程序，可进行报警打印，crt 报警显 示，有故障的组件红灯显示，无需人工判断。所有组件都可带电更换。

3.i/a series 的网络结构

i/a series 系统的通讯网络是建立在国际标准化组织（iso）所定义的开放系统互连（osi）标准基础上的，并符合 ieee 的规范，是按照局域概念构造的标准网。i/a series 的通讯网络结构分为分为四个层次：

图 1－1 i/a series 系统网络结构简图

? 宽带局域网(broadband lan)? 载波带局域网(carrierband lan)? 节点总线（node bus）

? 现场总线（field bus）

这些通讯标准的低层通讯（物理层和逻辑层）均与制造商自动化协议（map）兼容。出于通讯的安全考虑，节点总线是冗余的，载波带可选冗余。图 1－1 是四层网络的示意图。

* 宽 带（broadband lan-baseband local area network）： 通讯规程符合: ieee802.4 标准（map）。

结构形式：总线结构。

信号传送方式：token passing（令牌传送）。数据传输速率：10 mb/s 通讯传送介质：同轴电缆 15 km。

可下挂 64 个 载波带

* 载波带（carrierband lan-carrierband local area network）：

通讯规程符合：ieee802.4标准（map）。

结构形式：总线结构。

信号传送方式：token passing（令牌传送）。数据传输速率：5 mb/s 通讯传送介质：同轴电缆 1.2 km、光缆 10 km。

可下挂 64 个节点总线

* 节点总线（node bus）：

通讯规程符合：ieee802.3（ethernet 以太网）。

结构形式：总线结构。信号传送方式：carrier sense multiple access with collision detection。

带冲突检测的多路送取争用总线。

数据传输速率：10 mb/s 通讯传送介质：同轴电缆 30 m（不带扩展组件）。用扩展组件每次 300 m，可 用二次。

可下挂 64 个站组件

* 现场总线（field bus）：

通讯规程符合：ieee1118 结构形式：总线结构。

信号传送方式：carrier sense multiple access with collision detection 带冲突检测的多路送取争用总线。

数据传输速率：268.75kb/s 通讯传送介质：双绞线 10 m（就地方式）；或1200m（远 篇五：dcs经验总结

dcs系统的实践应用与工作经验

一、系统功能需求的确定

选用dcs之前首先要明确应用的目标，提出对dcs功能的要求，确定系统的规模。一般都需要仪表自动化、工艺负责人及计算机的负责人、设计院项目负责人几方面讨论确定，以达到最大限度地满足生产和操作的要求。

1、应用dcs的目标

（1）提高装置生产及管理水平

提高生产效率（提高收效），降低生产成本，节能，降耗，提高产品质量，提高生产方案变化的灵活性及适应性，提高装置的管理水平，提高故障分析的科学性和生产管理标准化，有利于劳动竞赛，挖掘生产潜力。

（2）提高装置的控制水平 实现装置稳定化控制及操作优化，实现先进控制，实现顺序逻辑控制，实现设备故障诊断和联锁保护，实现局部或全装置的最优化控制，生产及管理水平的提高，控制水平的提高，将为实现装置“安、稳、长、满、优”生产发挥重要作用，具有显著的经济效益和社会效益。

这些目标可以分阶段考虑，逐步应用、开发，系统亦将逐步扩展以实现最终目标。

2、系统功能要求

（1）数据采集和存储功能：模拟输入信号的扫描时间，数字信号的扫描时间，历史数据存储（包括调整趋势、历史趋势）的种类、点数和周期，输入信号的处理功能。

（2）控制功能：具备完整的监测、调节和顺序控制功能及设备运行监视、联锁保护等功能，反馈控制功能的最大能力（输入输出的种类、数量、逻辑运算能力、顺序步骤，执行周期），过程控制语言能力（如st、fortran，basic，c或其他的控制语言），先进控制软件的要求。

（3）显示功能：crt尺寸、颜色，画面刷新时间，画面种类与数量。显示画面包括总貌画面、流程图画面、控制分组画面、调整画面、趋势画面、过程报警画面、系统报警画面、系统状态画面、操作日志画面、历史查询画面等，并具有窗口（多个、拉伸、重叠）显示功能，汉字功能以及触屏功能。

（4）报警功能：模拟输入/输出信号报警（绝对报警、变化率报警），数字输入/输出信号报警，仪表停用（校验、停扫描）报警，系统部件（卡件、网络）故障报警，相邻报警时间分辨率，报警管理功能（如历史查询过滤、报警组设置、报警点组的优先级、报警抑制功能等）。

（5）报表和屏幕拷贝功能：即时报表功能，定时报表功能（包括时报、班报、日报、月报、年报），报警汇总记录，操作记录报表，操作或参数修改打印，打印机屏幕拷贝功能。

（6）操作安全：操作权限口令询问功能，工程师、操作员钥匙键功能，man/aut/cas切换无扰动功能，冗余措施。

（7）系统的灵活性：系统可靠性指标，冗余冗错，系统扩展方便，新老产品的兼容性，与上位机通信接口及软件的实用性，与其它机种的通信（开放性）。系统功能要求是根据系统目标结合具体内容确定的，特别突出具体项目的特点：

a、快速扫描的速度及顺序控制、联锁的执行周期，必须根据工艺指标提出具体要求。例如：某用户的一个装置引进dcs时因承包商对专利商在顺序控制方面的需要不清楚，到组态设计时，发现这种dcs的速度和容量均不能满足工艺的要求，只好又购买了一套plc，增加了投资。

b、目标在开发先进控制软件，则在控制功能上以及软件开发工具方面要侧重说明。

二、dcs的选型

1、机种选择原则 选择dcs机种是一项重要工作，由于dcs技术进步速度很快，集中更新换代周期很短，过去由几个主要国外dcs厂家垄断的时代已经过去，民族品牌的dcs厂家迅速发展成熟起来，目前已经占据了中国dcs市场的半壁江山，其性能、可靠性和稳定性及优越的性价比得到了广大用户的认可，这是民族产业的骄傲。现在国内外主要dcs制造商有十几家，dcs采购一般采取招标方式，通常由用户（或招标公司）选择3-5家进行询价、招标，经过专家、领导及技术负责人综合评价和评比，最后确定一个机种。dcs机种选择的因素很多，不能只从一次性投资多寡考虑。总结dcs机种选择的原则为：选择工程实力较强的知名公司，选择符合有经验的专家推荐的主流机型，首先考虑dcs系统的可靠性、稳定性和操作方便性，其次考虑dcs功能应满足“功能需要”的要求，具有国际先进水平(但不一定是最先进的)，系统应具有开放式结构，有灵活的系统可扩性。考察是否又在同行业使用的实例，效果是否令人满意，制造厂家的后备支持系统是否完备，调查厂家工程经验和实施能力、专业化解决方案的能力和设计能力，服务是否良好，性能/价格比是否最好，价格是否可以接受，备件供应和响应是否及时。一个工厂企业dcs机种最好选择同一种，便于维护和管理。

2、机种的评价内容

（1）系统硬件构成比较：将参加询价的3-5家机种做硬件配置和功能比较，主要项目如下：操作站、工程师站、打印机、上位机接口、辅助存储器、网络和内部通信、现场控制器、现场监视站、辅助台柜（安全栅柜、端子柜、继电器柜、辅助操作台等）、应用模块及电源配备。

（2）i/o卡能力比较（每项列出：点数/卡、卡数、总点数）：

监视输入4～20ma 脉冲

t/c rtd 控制输入4～20ma 脉冲

ｔ/c rtd 控制输出4～20ma d/i 按钮、开关状态

d/o 开关、继电器输出（3）系统通信功能比较：通信规程的标准化、开放型及功能，通信网络（总线）、通信速度、传递距离、网络（总线）允许加载设备总台数，是否双重化。

（4）与上位机通信功能比较

（5）系统软件功能比较

（6）售后技术服务比较

（7）应用软件工具比较

（8）发展性、先进性（好、较好、一般、较差）

（9）价格分为以下几项列出：硬件、软件、备件、服务（包括培训、资料、现场服务、技术咨询等）、上位机的硬软件、税费及总价。

3、经验

当选择机种时，最好是由最终用户根据自己的实际情况来决定，专利商和设计院（工程公司）的意见作为参考。尤其是dcs虽工艺设备成套时，专利商和设计院（工程公司）往往选择对他们最有力的机型，很可能是落后的、质次价高的，而且他们不考虑用户在备件、维护、联网等方面的需要，如果自己选择，就可以避免这种现象。某装置dcs招标时采纳了最终用户的意见，不但节省了1/3以上投资，而且选用了性能更好的系统。此外应当防止仅仅根据一次投资决定取舍的做法。某装置仅为便宜6%的价格，买了一套已属落后的国外dcs产品，今后的备件、维修费用会远远超出6%。因为dcs更新很快，虽然制造厂签订合同时能许诺若干年内设备不涨价，但很难兑现。

作为工程公司来说，每个厂家的dcs系统都有自己的优势和缺陷，基本上都能完成工业中要求的各种控制功能，在节约成本追求性价比的情况下，采用最新版本的硬件和软件，多考虑客户的各种需求，把工作做的更细致，更周全，才会赢得客户的满意度和高度评价。在硬件选型初期，要首先根据i/o信号数量选择合适的控制器，并计算处理器的带负载能力，以及逻辑处理能力，确保系统安全稳定运行，如果合同中包含电源柜，还要将电源柜的供电范围做一个严格的界定，并将容量做一个仔细的计算，并预留供电保险端子或空开，应对设计变更增加供电仪表。此外，除系统fta电缆及电源线外，尽量减少柜间线的敷设，将i/o卡件及现场接线端子设计在同一柜内，减少工程师或接线人员在现场的类似工作。