PAGEPAGE1論文(集散控制系統(tǒng)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用〕喵喵小貓咪;lt;br/>前言集散型控制系統(tǒng)(TotalDistributedControlSystems下面稱作DCS)也稱為分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(DistributedComputerControlSystems)，它是以微處理機(jī)為核心，采取通訊技術(shù)和圖形顯示技術(shù)的新型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠完成直接數(shù)字控制、順序控制、批量控制、收集與處理、多變量解耦控制以及最優(yōu)控制等功能，在先進(jìn)的集散型控制系統(tǒng)中，還包括有生產(chǎn)的批示、調(diào)度和管理功能。1集散型控制系統(tǒng)的產(chǎn)生由慣例的模仿式調(diào)節(jié)儀表構(gòu)成的經(jīng)過(guò)控制系統(tǒng)，成本低、可靠性高，容易維護(hù)和作。但是隨著生產(chǎn)的發(fā)展，模仿式儀表的局限性越來(lái)越明顯，如模仿儀表難于實(shí)現(xiàn)多變量解耦控制以及其它復(fù)雜的控制規(guī)律；控制精度不高；生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和工藝的日益復(fù)雜，儀表控制系統(tǒng)越來(lái)越多，控制室的儀表屏越來(lái)越大，難于實(shí)現(xiàn)集中的作和顯示；各個(gè)系統(tǒng)之間難于實(shí)現(xiàn)通信聯(lián)絡(luò)；當(dāng)生產(chǎn)工藝要求變化時(shí)，往往需要變化調(diào)節(jié)儀表。而計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)就能夠克制模仿調(diào)節(jié)儀表的上述缺陷，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制規(guī)律；各分系統(tǒng)之間能夠?qū)崿F(xiàn)通信，能集中作和顯示，控制精度比較高。在計(jì)算機(jī)集中控制中，一臺(tái)計(jì)算機(jī)控制幾十個(gè)乃至幾百個(gè)回路，一旦計(jì)算機(jī)發(fā)生故障，將會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的工作，系統(tǒng)的可靠性比較低。當(dāng)然，為了提升系統(tǒng)的可靠性，可采取雙機(jī)運(yùn)行方式，但是成本就會(huì)提升。70年代的發(fā)展使生產(chǎn)經(jīng)過(guò)愈加復(fù)雜，規(guī)模愈加擴(kuò)大，其中石油化學(xué)尤為突出。生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和復(fù)雜，使事故不斷出現(xiàn)，而集中控制，出現(xiàn)事故時(shí)會(huì)中止生產(chǎn)，因而生產(chǎn)的發(fā)展迫切要求高可靠性的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。在總結(jié)模仿調(diào)節(jié)儀表和計(jì)算機(jī)集中控制的優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，發(fā)展、構(gòu)成了集散型控制系統(tǒng)。集散型控制系統(tǒng)以多臺(tái)微機(jī)處理機(jī)分散在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行經(jīng)過(guò)的測(cè)量和控制，實(shí)現(xiàn)了功能和地理上的分散，避免了測(cè)量、控制高度集中帶來(lái)的危險(xiǎn)性和慣例儀表控制功能單一的局限性；通信技術(shù)和CRT顯示技術(shù)以及其他外部設(shè)備的應(yīng)用，能夠方便的集中作、顯示和報(bào)警，克制了慣例儀表控制過(guò)于分散和人-機(jī)聯(lián)絡(luò)困難的特點(diǎn)。70年代微技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的重大突破，為集散控制系統(tǒng)了體積小、功能強(qiáng)、可靠性高、價(jià)格低廉的微處理機(jī)和各類半導(dǎo)體芯片，為發(fā)展集散型控制系統(tǒng)奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。集散型控制系統(tǒng)能夠看作是計(jì)算機(jī)(Computer)技術(shù)、通信(Communication)技術(shù)、圖形顯示技術(shù)和控制(Control)技術(shù)的結(jié)合。2國(guó)外集散型控制系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)70年代初，美國(guó)、和歐洲等各國(guó)開(kāi)始集散型控制系統(tǒng)。1975年美國(guó)、先后成TDC－2000、TOSDIC、CENTUM、UNITROLS、MICREX等系統(tǒng)。按技術(shù)特征其發(fā)展可劃分為三個(gè)階段：a.70年代末期-始創(chuàng)期比較有名的有美國(guó)Honeywell公司的TDC－2000；Foxboro公司的Spectrum、Bailey公司的NetWork-90；YOKOGAWA公司的Centum；TOSHIBA公司的TOSDIC；德國(guó)Siemens公司的TelepermM；Hartman&Braum公司的CONTRONICP等。這一時(shí)期的產(chǎn)品，在技術(shù)上有明顯的局限性，微處理器多采取8位CPU。b.80年代初中期-發(fā)展期80年代隨著微處理器運(yùn)算能力的加強(qiáng)，超大規(guī)模集成電路集成度的提升和成本的不斷下降，經(jīng)過(guò)控制的發(fā)展出現(xiàn)新的相貌，使過(guò)去難以想象的功能付諸實(shí)現(xiàn)。集散控制系統(tǒng)的第二代產(chǎn)品在原來(lái)的基礎(chǔ)上，可靠性進(jìn)一步提升，功能進(jìn)一步擴(kuò)展，出現(xiàn)了多功能經(jīng)過(guò)控制站、加強(qiáng)型作站、增長(zhǎng)了光纖通訊技術(shù)。代表產(chǎn)品有美國(guó)Honeywell公司的TDC－3000；Leads&Northrup公司的MAX－1；TAYLOR公司的MOD300；WestingHouse公司的WDPF；YOKOGAWA公司的CentumA、B、C等。這一代產(chǎn)品的特點(diǎn)是采取16位CPU，標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化設(shè)計(jì)，擴(kuò)大靈敏，功能完善，用戶界面友好。202.121.113.*2005-12-2611:04回復(fù)此發(fā)言2集散控制系統(tǒng)在控制領(lǐng)域的應(yīng)用c.80年代末期－成熟期集散控制系統(tǒng)第三代產(chǎn)品，把經(jīng)過(guò)控制、監(jiān)督控制、管理調(diào)度有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，加強(qiáng)了斷續(xù)控制功能，采取系統(tǒng)、MAP通信標(biāo)準(zhǔn)。其代表產(chǎn)品有美國(guó)Honeywell公司的TDC-3000/LCN；Foxboro公司的I/ASeries；Bailey公司的INFI-90；WestingHouse公司的WDPF－ⅡⅢ；YOKOGAWA公司的Centum－XL等。這一代產(chǎn)品的特點(diǎn)是采取32位CPU和專用集成電路，使控制功能更強(qiáng)、體積更小、可靠性更高層次，其通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了開(kāi)放式通信。3集散型控制系統(tǒng)在中國(guó)的應(yīng)用集散型控制系統(tǒng)〔DCS〕作為新一代的自動(dòng)化經(jīng)過(guò)控制和管理設(shè)備，至今固然只要二十多年的歷史，但已在石化、冶金、電力等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。我們國(guó)家在八十年代初期開(kāi)始引進(jìn)集散控制設(shè)備，從此開(kāi)始了集散型控制系統(tǒng)在我們國(guó)家控制領(lǐng)域的應(yīng)用。石油化工行業(yè)新建的大中型石化設(shè)備均采取集散控制系統(tǒng)〔DCS〕，石化企業(yè)的第一套DCS是1982年上海高橋石化公司煉油廠引進(jìn)的美國(guó)Foxboro公司的Spectrum系統(tǒng)，用于常減壓裝配生產(chǎn)控制。在冶金行業(yè)，集散控制系統(tǒng)〔DCS〕的應(yīng)用集中在寶鋼這樣的新建企業(yè)和首鋼、鞍鋼、武鋼、重鋼、馬鋼等擴(kuò)建的分廠。冶金系統(tǒng)的第一套集散控制系統(tǒng)是首鋼公司購(gòu)進(jìn)的美國(guó)Bailey公司的Network-90系統(tǒng)，用于其燒結(jié)廠自動(dòng)控制系統(tǒng)。電力系統(tǒng)的第一套集散控制系統(tǒng)〔DCS〕是1985年遼寧旭日電廠采取的瑞士BBC公司的Procontrol－P系統(tǒng)，用于改造200MW機(jī)組的順序控制系統(tǒng)和器管理系統(tǒng)。當(dāng)前集散系統(tǒng)〔DCS〕在火電廠的應(yīng)用泛圍重要包含：模仿量控制、收集和處理、鍋爐爐膛安全監(jiān)控、順序控制、汽機(jī)數(shù)字電液控制等五方面。與此同時(shí)，在八十年代末期至九十年代初期，組織了精悍的科研力量聯(lián)合攻關(guān)，相繼出我們國(guó)家自己的集散型控制系統(tǒng)。這一時(shí)期涌現(xiàn)出的代表產(chǎn)品有DJK－7500〔重慶自動(dòng)化所〕，HS-DCS-1000〔部六所〕、STAR－2000〔阿繼電器股份〕、DCS-100〔清華自動(dòng)化系〕、DJK－2000〔上海自動(dòng)化所〕、友力－2000〔石化總公司、航天部二院〕等。阿繼電器股份的STAR-2000集散控制系統(tǒng)，1989年自第一套應(yīng)用系統(tǒng)〔電站鍋爐滅火保衛(wèi)MHB－Ⅲ/B〕在河南新鄉(xiāng)電廠投運(yùn)以來(lái)，相繼在哈爾濱第三發(fā)電廠200MW機(jī)組的模仿調(diào)節(jié)系統(tǒng)、石家莊陽(yáng)邏300MW機(jī)組的滅火保衛(wèi)系統(tǒng)等數(shù)十個(gè)電廠的生產(chǎn)經(jīng)過(guò)控制中得到應(yīng)用。在這里基礎(chǔ)上，其第二代產(chǎn)品Star－3000近年來(lái)在領(lǐng)域得到了更廣泛的應(yīng)用，在技術(shù)上更是得到了長(zhǎng)足發(fā)展。4集散型控制系統(tǒng)今后的發(fā)展方向集散型控制系統(tǒng)的發(fā)展方向是基本調(diào)節(jié)器向少回路或單回路方向發(fā)展；基本調(diào)節(jié)器除了PID和其他算法外，還將逐步采取更為有效的新的算法，使之具有新的功能〔如增益自適應(yīng)功能〕；采取光導(dǎo)纖維代替高速通道，并統(tǒng)一通訊規(guī)程；力求靈敏地運(yùn)用現(xiàn)代控制理論，以得到更為通用的控制算法。5結(jié)束語(yǔ)集散型控制系統(tǒng)(DCS)的本質(zhì)是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)生產(chǎn)經(jīng)過(guò)進(jìn)行集中監(jiān)視、作、管理和現(xiàn)場(chǎng)前端分散控制相統(tǒng)一的新型控制技術(shù)。它的出現(xiàn)是控制的一個(gè)里程碑。經(jīng)過(guò)控制的發(fā)展逐步從單機(jī)監(jiān)控、直接數(shù)字控制發(fā)展到集散控制，也必將由集散控制進(jìn)展到擁有更廣闊應(yīng)用前景的計(jì)算機(jī)集成，最近幾年的計(jì)算機(jī)集成(CIMS)技術(shù)的成就足以證明這一點(diǎn)。瀏覽193贊57時(shí)間2023-01-25飄泊四方的狼集散控制系統(tǒng)在控制領(lǐng)域的應(yīng)用摘要：本文通過(guò)對(duì)集散控制系統(tǒng)近三十年發(fā)展歷程的回首，說(shuō)明其卓著的技術(shù)特點(diǎn)，并介紹了其將來(lái)發(fā)展方向。本文關(guān)鍵詞語(yǔ)：集散控制系統(tǒng)通訊技術(shù)基本調(diào)節(jié)器計(jì)算機(jī)集成技術(shù)〔CIMS〕0前言集散型控制系統(tǒng)(TotalDistributedControlSystems下面稱作DCS)也稱為分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(DistributedComputerControlSystems)，它是以微處理機(jī)為核心，采取通訊技術(shù)和圖形顯示技術(shù)的新型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠完成直接數(shù)字控制、順序控制、批量控制、收集與處理、多變量解耦控制以及最優(yōu)控制等功能，在先進(jìn)的集散型控制系統(tǒng)中，還包括有生產(chǎn)的批示、調(diào)度和管理功能。1集散型控制系統(tǒng)的產(chǎn)生由慣例的模仿式調(diào)節(jié)儀表構(gòu)成的經(jīng)過(guò)控制系統(tǒng)，成本低、可靠性高，容易維護(hù)和作。但是隨著生產(chǎn)的發(fā)展，模仿式儀表的局限性越來(lái)越明顯，如模仿儀表難于實(shí)現(xiàn)多變量解耦控制以及其它復(fù)雜的控制規(guī)律；控制精度不高；生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和工藝的日益復(fù)雜，儀表控制系統(tǒng)越來(lái)越多，控制室的儀表屏越來(lái)越大，難于實(shí)現(xiàn)集中的作和顯示；各個(gè)系統(tǒng)之間難于實(shí)現(xiàn)通信聯(lián)絡(luò)；當(dāng)生產(chǎn)工藝要求變化時(shí)，往往需要變化調(diào)節(jié)儀表。而計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)就能夠克制模仿調(diào)節(jié)儀表的上述缺陷，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制規(guī)律；各分系統(tǒng)之間能夠?qū)崿F(xiàn)通信，能集中作和顯示，控制精度比較高。在計(jì)算機(jī)集中控制中，一臺(tái)計(jì)算機(jī)控制幾十個(gè)乃至幾百個(gè)回路，一旦計(jì)算機(jī)發(fā)生故障，將會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的工作，系統(tǒng)的可靠性比較低。當(dāng)然，為了提升系統(tǒng)的可靠性，可采取雙機(jī)運(yùn)行方式，但是成本就會(huì)提升。70年代的發(fā)展使生產(chǎn)經(jīng)過(guò)愈加復(fù)雜，規(guī)模愈加擴(kuò)大，其中石油化學(xué)尤為突出。生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和復(fù)雜，使事故不斷出現(xiàn)，而集中控制，出現(xiàn)事故時(shí)會(huì)中止生產(chǎn)，因而生產(chǎn)的發(fā)展迫切要求高可靠性的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。在總結(jié)模仿調(diào)節(jié)儀表和計(jì)算機(jī)集中控制的優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，發(fā)展、構(gòu)成了集散型控制系統(tǒng)。集散型控制系統(tǒng)以多臺(tái)微機(jī)處理機(jī)分散在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行經(jīng)過(guò)的測(cè)量和控制，實(shí)現(xiàn)了功能和地理上的分散，避免了測(cè)量、控制高度集中帶來(lái)的危險(xiǎn)性和慣例儀表控制功能單一的局限性；通信技術(shù)和CRT顯示技術(shù)以及其他外部設(shè)備的應(yīng)用，能夠方便的集中作、顯示和報(bào)警，克制了慣例儀表控制過(guò)于分散和人-機(jī)聯(lián)絡(luò)困難的特點(diǎn)。70年代微技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的重大突破，為集散控制系統(tǒng)了體積小、功能強(qiáng)、可靠性高、價(jià)格低廉的微處理機(jī)和各類半導(dǎo)體芯片，為發(fā)展集散型控制系統(tǒng)奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。集散型控制系統(tǒng)能夠看作是計(jì)算機(jī)(Computer)技術(shù)、通信(Communication)技術(shù)、圖形顯示技術(shù)和控制(Control)技術(shù)的結(jié)合。2國(guó)外集散型控制系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)70年代初，美國(guó)、和歐洲等各國(guó)開(kāi)始集散型控制系統(tǒng)。1975年美國(guó)、先后成TDC－2000、TOSDIC、CENTUM、UNITROLS、MICREX等系統(tǒng)。按技術(shù)特征其發(fā)展可劃分為三個(gè)階段：a.70年代末期-始創(chuàng)期比較有名的有美國(guó)Honeywell公司的TDC－2000；Foxboro公司的Spectrum、Bailey公司的NetWork-90；YOKOGAWA公司的Centum；TOSHIBA公司的TOSDIC；德國(guó)Siemens公司的TelepermM；Hartman&Braum公司的CONTRONICP等。這一時(shí)期的產(chǎn)品，在技術(shù)上有明顯的局限性，微處理器多采取8位CPU。b.80年代初中期-發(fā)展期80年代隨著微處理器運(yùn)算能力的加強(qiáng)，超大規(guī)模集成電路集成度的提升和成本的不斷下降，經(jīng)過(guò)控制的發(fā)展出現(xiàn)新的相貌，使過(guò)去難以想象的功能付諸實(shí)現(xiàn)。集散控制系統(tǒng)的第二代產(chǎn)品在原來(lái)的基礎(chǔ)上，可靠性進(jìn)一步提升，功能進(jìn)一步擴(kuò)展，出現(xiàn)了多功能經(jīng)過(guò)控制站、加強(qiáng)型作站、增長(zhǎng)了光纖通訊技術(shù)。代表產(chǎn)品有美國(guó)Honeywell公司的TDC－3000；Leads&Northrup公司的MAX－1；TAYLOR公司的MOD300；WestingHouse公司的WDPF；YOKOGAWA公司的CentumA、B、C等。這一代產(chǎn)品的特點(diǎn)是采取16位CPU，標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化設(shè)計(jì)，擴(kuò)大靈敏，功能完善，用戶界面友好。c.80年代末期－成熟期集散控制系統(tǒng)第三代產(chǎn)品，把經(jīng)過(guò)控制、監(jiān)督控制、管理調(diào)度有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，加強(qiáng)了斷續(xù)控制功能，采取系統(tǒng)、MAP通信標(biāo)準(zhǔn)。其代表產(chǎn)品有美國(guó)Honeywell公司的TDC-3000/LCN；Foxboro公司的I/ASeries；Bailey公司的INFI-90；WestingHouse公司的WDPF－ⅡⅢ；YOKOGAWA公司的Centum－XL等。這一代產(chǎn)品的特點(diǎn)是采取32位CPU和專用集成電路，使控制功能更強(qiáng)、體積更小、可靠性更高層次，其通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了開(kāi)放式通信。3集散型控制系統(tǒng)在中國(guó)的應(yīng)用集散型控制系統(tǒng)〔DCS〕作為新一代的自動(dòng)化經(jīng)過(guò)控制和管理設(shè)備，至今固然只要二十多年的歷史，但已在石化、冶金、電力等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。我們國(guó)家在八十年代初期開(kāi)始引進(jìn)集散控制設(shè)備，從此開(kāi)始了集散型控制系統(tǒng)在我們國(guó)家控制領(lǐng)域的應(yīng)用。石油化工行業(yè)新建的大中型石化設(shè)備均采取集散控制系統(tǒng)〔DCS〕，石化企業(yè)的第一套DCS是1982年上海高橋石化公司煉油廠引進(jìn)的美國(guó)Foxboro公司的Spectrum系統(tǒng)，用于常減壓裝配生產(chǎn)控制。在冶金行業(yè)，集散控制系統(tǒng)〔DCS〕的應(yīng)用集中在寶鋼這樣的新建企業(yè)和首鋼、鞍鋼、武鋼、重鋼、馬鋼等擴(kuò)建的分廠。冶金系統(tǒng)的第一套集散控制系統(tǒng)是首鋼公司購(gòu)進(jìn)的美國(guó)Bailey公司的Network-90系統(tǒng)，用于其燒結(jié)廠自動(dòng)控制系統(tǒng)。電力系統(tǒng)的第一套集散控制系統(tǒng)〔DCS〕是1985年遼寧旭日電廠采取的瑞士BBC公司的Procontrol－P系統(tǒng)，用于改造200MW機(jī)組的順序控制系統(tǒng)和器管理系統(tǒng)。當(dāng)前集散系統(tǒng)〔DCS〕在火電廠的應(yīng)用泛圍重要包含：模仿量控制、收集和處理、鍋爐爐膛安全監(jiān)控、順序控制、汽機(jī)數(shù)字電液控制等五方面。與此同時(shí)，在八十年代末期至九十年代初期，組織了精悍的科研力量聯(lián)合攻關(guān)，相繼出我們國(guó)家自己的集散型控制系統(tǒng)。這一時(shí)期涌現(xiàn)出的代表產(chǎn)品有DJK－7500〔重慶自動(dòng)化所〕，HS-DCS-1000〔部六所〕、STAR－2000〔阿繼電器股份〕、DCS-100〔清華自動(dòng)化系〕、DJK－2000〔上海自動(dòng)化所〕、友力－2000〔石化總公司、航天部二院〕等。阿繼電器股份