核電生產(chǎn)的規(guī)模越來越大，在過程控制有了更加嚴(yán)格的要求，DCS中央控制系統(tǒng)發(fā)揮著越來越重要的作用，DCS系統(tǒng)在機(jī)組安全性和經(jīng)濟(jì)性方面有著舉足輕重的影響。


什么叫DCS系統(tǒng)？

分散控制系統(tǒng)（DCS）其本質(zhì)上是一種基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的綜合的高新科技產(chǎn)品，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組織龐大，應(yīng)用的學(xué)科領(lǐng)域較多，其中包括信息技術(shù)、通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及控制技術(shù)等。

DCS系統(tǒng)構(gòu)成及主要設(shè)備示意圖

DCS控制系統(tǒng)是一個(gè)基于微處理器的儀表控制系統(tǒng)，采用分散控制功能/集中顯示和操作的設(shè)計(jì)原則，考慮到分區(qū)、自治和綜合協(xié)調(diào)。以下是有關(guān)于DCS控制系統(tǒng)的概念。

DCS控制系統(tǒng)采用分散控制，集中運(yùn)行與管理的基本設(shè)計(jì)思想，當(dāng)存在主機(jī)時(shí)，輸出裝置可以以開關(guān)或者模擬信號的形式，向終端元件輸出計(jì)算機(jī)控制命令，該層直接面向現(xiàn)場，并與現(xiàn)場連成相連，比如閥門、變送器、電機(jī)、各種傳感器、執(zhí)行器等，他們既是工業(yè)現(xiàn)場的基本設(shè)備，也是DCS的基礎(chǔ)。

集中管理與分散控制是DCS的主要特點(diǎn)，分散控制是指系統(tǒng)的控制部分是由幾個(gè)分散性相對獨(dú)立的子控制機(jī)構(gòu)所表示，這些機(jī)構(gòu)在各自范圍內(nèi)，履行自身的職責(zé)，各司其職，相互并不干涉，以完成各自的目標(biāo)，當(dāng)然這些目標(biāo)也是整個(gè)系統(tǒng)的目標(biāo)。DCS通常采用分層結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)置，每一層由多個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成。

DCS系統(tǒng)和PLC的區(qū)別有哪些

區(qū)別一：DCS是一種“分散式控制系統(tǒng)”，而PLC(可編程控制器)只是一種控制“裝置”，兩者是“系統(tǒng)”與“裝置”的區(qū)別。系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)任何裝置的功能與協(xié)調(diào)，PLC裝置只實(shí)現(xiàn)本單元所具備的功能。

區(qū)別二：在網(wǎng)絡(luò)方面，DCS網(wǎng)絡(luò)是整個(gè)系統(tǒng)的中樞神經(jīng)，它是安全可靠雙冗余的高速通訊網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)的拓展性與開放性更好。而PLC因?yàn)榛旧隙紴閭€(gè)體工作，其在與別的PLC或上位機(jī)進(jìn)行通訊時(shí)，所采用的網(wǎng)絡(luò)形式基本都是單網(wǎng)結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議也經(jīng)常與國際標(biāo)準(zhǔn)不符。在網(wǎng)絡(luò)安全上，PLC沒有很好的保護(hù)措施。我們采用電源，CPU，網(wǎng)絡(luò)雙冗余。

區(qū)別三：DCS整體考慮方案，操作員站都具備工程師站功能，站與站之間在運(yùn)行方案程序下裝后是一種緊密聯(lián)合的關(guān)系，任何站、任何功能、任何被控裝置間都是相互連鎖控制，協(xié)調(diào)控制;而單用PLC互相連接構(gòu)成的系統(tǒng)，其站與站（PLC與PLC）之間的聯(lián)系則是一種松散連接方式，是做不出協(xié)調(diào)控制的功能。

區(qū)別四：DCS在整個(gè)設(shè)計(jì)上就留有大量的可擴(kuò)展性接口，外接系統(tǒng)或擴(kuò)展系統(tǒng)都十分方便，PLC所搭接的整個(gè)系統(tǒng)完成后，想隨意的增加或減少操作員站都是很難實(shí)現(xiàn)的。

區(qū)別五：DCS安全性：為保證DCS控制的設(shè)備的安全可靠，DCS采用了雙冗余的控制單元，當(dāng)重要控制單元出現(xiàn)故障時(shí)，都會有相關(guān)的冗余單元實(shí)時(shí)無擾的切換為工作單元，保證整個(gè)系統(tǒng)的安全可靠。PLC所搭接的系統(tǒng)基本沒有冗余的概念，就更談不上冗余控制策略。特別是當(dāng)其某個(gè)PLC單元發(fā)生故障時(shí)，不得不將整個(gè)系統(tǒng)停下來，才能進(jìn)行更換維護(hù)并需重新編程。所以DCS系統(tǒng)要比其安全可靠性上高一個(gè)等級。

區(qū)別六：系統(tǒng)軟件，對各種工藝控制方案更新是DCS的一項(xiàng)最基本的功能，當(dāng)某個(gè)方案發(fā)生變化后，工程師只需要在工程師站上將更改過的方案編譯后，執(zhí)行下裝命令就可以了，下裝過程是由系統(tǒng)自動(dòng)完成的，不影響原控制方案運(yùn)行。系統(tǒng)各種控制軟件與算法可以將工藝要求控制對象控制精度提高。而對于PLC構(gòu)成的系統(tǒng)來說，工作量極其龐大，首先需要確定所要編輯更新的是哪個(gè)PLC，然后要用與之對應(yīng)的編譯器進(jìn)行程序編譯，最后再用專用的機(jī)器（讀寫器）專門一對一的將程序傳送給這個(gè)PLC，在系統(tǒng)調(diào)試期間，大量增加調(diào)試時(shí)間和調(diào)試成本，而且極其不利于日后的維護(hù)。在控制精度上相差甚遠(yuǎn)。這就決定了為什么在大中型控制項(xiàng)目中（500點(diǎn)以上），基本不采用全部由PLC所連接而成的系統(tǒng)的原因。

區(qū)別七：DCS系統(tǒng)所有I/O模塊都帶有CPU，可以實(shí)現(xiàn)對采集及輸出信號品質(zhì)判斷與標(biāo)量變換，故障帶電插拔，隨機(jī)更換。而PLC模塊只是簡單電氣轉(zhuǎn)換單元，沒有智能芯片，故障后相應(yīng)單元全部癱瘓。

區(qū)別八：現(xiàn)在高端的PLC與DCS的功能已經(jīng)差不多，DCS對網(wǎng)絡(luò)和分布式數(shù)據(jù)庫還要定時(shí)掃描有較強(qiáng)的功能，同時(shí)對運(yùn)算和模擬量的處量比較拿手。

區(qū)別九：PLC還分大、中、小、微PLC，其中微型的只賣幾百塊到2000塊，點(diǎn)數(shù)也好少，大型的可以帶數(shù)千點(diǎn)，運(yùn)算能力與DCS差不多，但對多機(jī)聯(lián)網(wǎng)功能較弱。現(xiàn)在兩個(gè)技術(shù)平臺都差不多，只是重點(diǎn)不一樣。

以上就是關(guān)于“DCS系統(tǒng)的基本概念及與PLC的區(qū)別”的介紹，目前，DCS系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于核電自動(dòng)控制領(lǐng)域。雖然它在應(yīng)用過程中能夠發(fā)揮比傳統(tǒng)控制系統(tǒng)更加顯著的優(yōu)勢，但是該系統(tǒng)也會發(fā)生故障以及存在一定的缺點(diǎn)，如果不能及時(shí)診斷定位和處理發(fā)生的故障，將會影響整個(gè)生產(chǎn)工藝，并且會對生產(chǎn)過程造成嚴(yán)重的安全威脅。