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dcs（DistributedControlSystem）系統(tǒng)在吉林石化公司合成樹(shù)脂廠過(guò)程控制中的應(yīng)用已有十多年的歷史了，而且正在越來(lái)越多地得到應(yīng)用。目前廣泛應(yīng)用的DCS系統(tǒng)有C＆E的MOD－300，HONEYWELL的TDC－3000、PKS，F(xiàn)OXBORO的I／AS，日本橫河的CENTUMXL，WESTINGHOUSE的WDPF，BAILEY的INFI－90，SIEMANS的TELEPERMME／XP。這些DCS系統(tǒng)，在實(shí)際應(yīng)用上均存在一些問(wèn)題，例如系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、可靠性，系統(tǒng)組態(tài)的方便靈活性等都有待改進(jìn)。本文針對(duì)DCS系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中存在的常見(jiàn)問(wèn)題加以深入剖析。

1DCS系統(tǒng)推出的背景

DCS系統(tǒng)的推出并逐步發(fā)展成為過(guò)程控制領(lǐng)域的主導(dǎo)的主要原因是：（1）隨著現(xiàn)代化的生產(chǎn)工藝系統(tǒng)日趨復(fù)雜化和大型化，需要控制和檢測(cè)的參數(shù)顯著增加，傳統(tǒng)的儀表控制系統(tǒng)明顯難以勝任，新的技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。（2）傳統(tǒng)的儀表控制系統(tǒng)一般采用不同生產(chǎn)廠家提供的產(chǎn)品，導(dǎo)致工藝生產(chǎn)所需的備品備件種類(lèi)繁多，在浪費(fèi)大量物力人力的同時(shí)，工藝生產(chǎn)對(duì)這些儀表生產(chǎn)廠商的依賴(lài)性越來(lái)越強(qiáng)，矛盾越來(lái)越激化。（3）自動(dòng)化控制理論的發(fā)展，特別是連續(xù)系統(tǒng)離散化理論，采樣理論，這些理論大大地推進(jìn)了過(guò)程控制從傳統(tǒng)的儀表控制系統(tǒng)向DCS系統(tǒng)變革的進(jìn)程。（4）通訊技術(shù)和理論的發(fā)展，在對(duì)局域網(wǎng)（LAN）的廣泛研究過(guò)程中，通訊技術(shù)和理論得到了極大的完善和發(fā)展，為DCS系統(tǒng)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。（5）計(jì)算機(jī)集中控制系統(tǒng)存在固有的一些缺陷如故障集中，因此為了提高可靠性而需要巨大的費(fèi)用。相對(duì)來(lái)說(shuō)DCS系統(tǒng)所用的微處理器和微機(jī)要便宜得多，故障相對(duì)分散，這些是DCS系統(tǒng)優(yōu)于集中控制系統(tǒng)而得到迅速發(fā)展的關(guān)鍵所在。

以上列舉了足以說(shuō)明為什么DCS系統(tǒng)會(huì)在過(guò)程控制領(lǐng)域一顯身手的主要原因?，F(xiàn)在來(lái)看看最初推出DCS系統(tǒng)的一些初衷。專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員普遍認(rèn)為，這樣的控制系統(tǒng)至少有以下幾個(gè)有點(diǎn)：（1）故障分散。“故障集中”是集中控制系統(tǒng)的致命弱點(diǎn)，DCS系統(tǒng)有效解決了該問(wèn)題。DCS系統(tǒng)集成了大量的微處理器，每個(gè)微處理器承擔(dān)一個(gè)小范圍內(nèi)（地域上）的控制任務(wù)，單個(gè)微處理器故障不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，真正實(shí)現(xiàn)“故障分散”。（2）控制表盤(pán)的尺寸和控制室大小極大減小。（3）控制系統(tǒng)需求的電纜大量較少。（4）控制系統(tǒng)需求的備品備件數(shù)量及種類(lèi)大量減少。（5）控制系統(tǒng)構(gòu)成的靈活性增強(qiáng)，組態(tài)靈活快捷、可擴(kuò)展性強(qiáng)。（6）實(shí)現(xiàn)過(guò)程歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)參數(shù)的管理，具有性能計(jì)算和設(shè)備壽命計(jì)算功能。

2目前階段市場(chǎng)能提供的DCS系統(tǒng)的實(shí)際能力

從在合成樹(shù)脂廠中應(yīng)用的HONEYWELL的TDC3000，ExperionPKS系統(tǒng)以及和利時(shí)的DCS系統(tǒng)來(lái)考察，筆者的見(jiàn)解如下：（1）關(guān)于故障分散。相信大多數(shù)DCS系統(tǒng)生產(chǎn)廠商現(xiàn)階段所提供的系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中并非想象的那么“故障分散”。事實(shí)上，由于DCS系統(tǒng)在應(yīng)用技術(shù)方面尚存在一些問(wèn)題，1臺(tái)由DCS系統(tǒng)控制的生產(chǎn)單元，因DCS系統(tǒng)的某些故障而被迫停運(yùn)的情況時(shí)有發(fā)生。從這一點(diǎn)上看，HONEYWELL的ExperionPKS系統(tǒng)處理的比較好，它的每一快控制卡只承擔(dān)幾個(gè)風(fēng)機(jī)或泵的開(kāi)環(huán)控制回路，并且這塊卡件既承擔(dān)與這些邏輯控制有關(guān)的I／O功能，又承擔(dān)邏輯控制功能。這樣做對(duì)故障分散是十分有利的。（2）關(guān)于控制室的尺寸和表盤(pán)長(zhǎng)度。與傳統(tǒng)的儀表控制系統(tǒng)相比，電子室的尺寸和設(shè)備相對(duì)增加，這一點(diǎn)DCS系統(tǒng)給我們帶來(lái)的實(shí)際利益并不顯著。（3）關(guān)于節(jié)約電纜。DCS系統(tǒng)的主要設(shè)備對(duì)安置條件需求較高，需要條件比較好的控制室，所有的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)仍然通過(guò)電纜輸送到控制室。因此，與傳統(tǒng)的儀表控制系統(tǒng)相比，電纜縮減有限，效益不明顯。（4）關(guān)于控制系統(tǒng)構(gòu)成的靈活性，組態(tài)的便捷性和系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。系統(tǒng)構(gòu)成的靈活性以及系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，這一點(diǎn)確實(shí)是傳統(tǒng)的儀表控制系統(tǒng)無(wú)法與之相比的。關(guān)于這個(gè)問(wèn)題，HONEYWELL的系統(tǒng)較有特色，它不但在線組態(tài)，而且設(shè)計(jì)有仿真功能，這給調(diào)試工作帶來(lái)極大的方便。綜上所述，當(dāng)前市場(chǎng)所能提供的DCS系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中帶來(lái)的益處和我們想象的還有很大一段差距。當(dāng)然，DCS系統(tǒng)有效解決了傳統(tǒng)的儀表控制系統(tǒng)難以勝任現(xiàn)代化大生產(chǎn)過(guò)程控制的問(wèn)題，是傳統(tǒng)的儀表控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集中控制系統(tǒng)所無(wú)法比擬的。

3實(shí)際應(yīng)用中存在的突出問(wèn)題

現(xiàn)在的DCS系統(tǒng)在應(yīng)用技術(shù)方面仍然存在以下一些問(wèn)題：（1）故障分散。目前的DCS系統(tǒng)還沒(méi)有做到真正意義上的故障分散，這一方面是由于目前的器件仍然比較嬌貴，因此控制系統(tǒng)在地域上做到分散還不能實(shí)現(xiàn)（盡量接近傳統(tǒng)的儀表控制系統(tǒng)）。（2）實(shí)時(shí)性。現(xiàn)在的DCS系統(tǒng)由于受計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)的制約，在實(shí)時(shí)性方面的表現(xiàn)不盡如人意，例如，早期的TDC3000系統(tǒng)，操作一個(gè)控制閥，從操作員在系統(tǒng)發(fā)出指令到在屏幕上接受到反饋信號(hào)需要十多秒。后來(lái)經(jīng)過(guò)硬件升級(jí)，使用新一代芯片，問(wèn)題才得到解決。（3）組態(tài)的靈活性以及必要的權(quán)限保護(hù)。多數(shù)系統(tǒng)在工程師站進(jìn)行組態(tài)，然后下載到控制子系統(tǒng)或者說(shuō)控制卡件中去，而一般這個(gè)過(guò)程是十分費(fèi)時(shí)的，尤其在調(diào)試過(guò)程中，組態(tài)的修改是經(jīng)常性的事，需要尋求一種既方便又安全的在線組態(tài)方法。（4）安裝工藝和制造工藝。安裝工藝和制造工藝是影響DCS系統(tǒng)正常使用的一個(gè)重要因素。一個(gè)小小的插件質(zhì)量不好或接觸不良就有可能釀成重大的技術(shù)故障或生產(chǎn)事故。如果所提供的系統(tǒng)在工藝上都不能滿足可靠性的要求，那么原理上再吸引人也難以令人接受。（5）應(yīng)用軟件的可靠性、成熟性。DCS系統(tǒng)由于應(yīng)用的實(shí)踐還處在不斷的積累過(guò)程中，許多應(yīng)用軟件還不是很成熟，它的可靠性還有待時(shí)間的考驗(yàn)。

4結(jié)論

以上從推出DCS的理由以及DCS為什么會(huì)成為過(guò)程控制領(lǐng)域的主流的原因出發(fā)，進(jìn)而提出了現(xiàn)階段市場(chǎng)能夠提供的DCS系統(tǒng)在應(yīng)用技術(shù)方面尚存在的一些問(wèn)題，這些問(wèn)題可歸納為工藝的問(wèn)題，元器件生產(chǎn)技術(shù)的問(wèn)題和設(shè)計(jì)的問(wèn)題。DCS系統(tǒng)應(yīng)以問(wèn)題為導(dǎo)向，從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，深入挖掘自身不足，在結(jié)構(gòu)上、技術(shù)上和所采用的器件上，逐步地完善和提高。

作者：魏嘯石 王洋 岳興亞 單位：吉林石化公司 吉林石化公司煉油廠 吉林石化公司倉(cāng)儲(chǔ)中心