陳 濤（唐山中厚板材有限公司，河北 唐山 063610）

DCS控制系統(tǒng)在工業(yè)自動(dòng)化中應(yīng)用

陳 濤
（唐山中厚板材有限公司，河北 唐山 063610）

現(xiàn)在的DCS控制系統(tǒng)采用的是網(wǎng)絡(luò)冗余技術(shù)和分布處理單元冗余技術(shù)、電源冗余技術(shù)等，對(duì)生產(chǎn)自動(dòng)化控制的主流技術(shù)，該系統(tǒng)具有自動(dòng)化、危險(xiǎn)性低、管理性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制靈活等優(yōu)點(diǎn)，深受企業(yè)的廣泛應(yīng)用。本文結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際分析了DCS 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖及應(yīng)用，設(shè)計(jì)了一種基于ARM分布處理單元結(jié)構(gòu)，闡述了DCS 系統(tǒng)在日常使用中的維護(hù)技術(shù)。

DCS系統(tǒng)；工業(yè)自動(dòng)化；應(yīng)用分析

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)。在安全方面可以有效地保證DCS控制設(shè)備的安全性。同時(shí)DCS還采用了雙冗余的控制系統(tǒng)技術(shù)。在實(shí)際的工作中如果是重要控制單元出現(xiàn)了問(wèn)題一般它都會(huì)有相關(guān)的冗余單元及時(shí)地變化到其他程序上，這樣主要是確保系統(tǒng)的安全。另外一方面，DCS控制系統(tǒng)還可以采用開(kāi)放的方式進(jìn)行它的模塊化、系列化和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，來(lái)具體實(shí)現(xiàn)信息方面的傳輸。再有就是如果是隨時(shí)需要改變或擴(kuò)充相關(guān)的系統(tǒng)功能時(shí)，我們可以將新增計(jì)算機(jī)連入系統(tǒng)中，及時(shí)地進(jìn)行系統(tǒng)工作。

1 DCS 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖及應(yīng)用

一般地來(lái)說(shuō)，DCS的結(jié)構(gòu)圖是以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，并且連接在網(wǎng)絡(luò)上的三類節(jié)點(diǎn)—面向被控過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)的現(xiàn)場(chǎng)I/O控制站、面向DCS監(jiān)督管理人員等的工程師站。具體如圖1所示。

具體分析來(lái)說(shuō)是，現(xiàn)場(chǎng)控制器部分是用來(lái)控制現(xiàn)場(chǎng)所有的設(shè)備，在工作原理上采用DDC運(yùn)算能力，同時(shí)還可以對(duì)那些稍微復(fù)雜的功能進(jìn)行控制，而它的數(shù)據(jù)采集是由微型計(jì)算機(jī)、輸入通道和輸出設(shè)備等組成并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。在它的采集過(guò)程數(shù)據(jù)中是用來(lái)顯示、記錄、分析處理和打印制表。

而如圖1所示中的操作員站是特別為操作人員進(jìn)行提供的一個(gè)人機(jī)界面，確保操作員及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)，并可通過(guò)輸出設(shè)備讓操作人員方便快捷的了解設(shè)備故障信息。同時(shí)還可以對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，調(diào)用歷史數(shù)據(jù)庫(kù)完成運(yùn)行報(bào)表等。并用于完成上述功能的軟件，包括趨勢(shì)顯示、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)、事件記錄打印和報(bào)警處理。工程師站是采用通用微型計(jì)算機(jī)工作站進(jìn)行離線配置和組態(tài)。在實(shí)際工作中，它第一時(shí)間會(huì)把相對(duì)應(yīng)的模塊調(diào)到顯示器屏幕上，最后再進(jìn)行有關(guān)特殊規(guī)定進(jìn)行逐一的填寫(xiě)。在這方面的操作時(shí)應(yīng)該注意的是當(dāng)用戶需要變更控制方案時(shí)，我們不必改變接線，只要重新組態(tài)即可。說(shuō)起組態(tài)的措施具體為：首先要建立一個(gè)目標(biāo)工程。在正式應(yīng)用組態(tài)前，在此工程名稱的基礎(chǔ)上就會(huì)自然形成工程數(shù)據(jù)目錄。這個(gè)確定好以后再確定測(cè)點(diǎn)清單等內(nèi)容，比如說(shuō)IO單元的配置及測(cè)點(diǎn)分配等。在系統(tǒng)組態(tài)設(shè)備方面，我們可以采用圖形方式，因?yàn)橄到y(tǒng)網(wǎng)絡(luò)上連接的每一種設(shè)備都是與某個(gè)基本圖形對(duì)應(yīng)的。

2 一種基于ARM分布處理單元結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

這種單元結(jié)構(gòu)如圖2所示，它可以分為上層網(wǎng)絡(luò)模塊，存儲(chǔ)器模塊，電源管理模塊等。實(shí)際上，這種單元結(jié)構(gòu)是由控制器和存儲(chǔ)模塊這兩大部分組成。具體地工作原理體現(xiàn)在上層網(wǎng)絡(luò)模塊它有冗余網(wǎng)絡(luò)和實(shí)現(xiàn)主/冗余分布處理單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的網(wǎng)絡(luò)，而下面的網(wǎng)絡(luò)模塊是由分為主次的2條485網(wǎng)絡(luò)組成。

3 DCS 系統(tǒng)維護(hù)分析

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展DCS系統(tǒng)也逐步向集成化、開(kāi)放化、智能化方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了開(kāi)放式的通信系統(tǒng)，與管理信息緊密的結(jié)合，使其能夠?qū)崿F(xiàn)可靠的實(shí)時(shí)全數(shù)字技術(shù)，將成為新一代的DCS。但是在應(yīng)用中也要注意DCS 系統(tǒng)維護(hù)。

實(shí)際中，為了掌握DCS的運(yùn)行及發(fā)現(xiàn)和消除運(yùn)行設(shè)備的異常和缺陷，我們要及時(shí)對(duì)DCS設(shè)備進(jìn)行不定期巡視檢查。首先要檢查的就是工程師站、通信網(wǎng)絡(luò)、電源、操作員站等狀態(tài)是否正常；其中它的冗余設(shè)備應(yīng)處于激活狀態(tài)。同時(shí)還要做好DCS系統(tǒng)與DEH系統(tǒng)是否同步等。

除此之外還要做好對(duì)那些發(fā)現(xiàn)參數(shù)異?，F(xiàn)象應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢查或校準(zhǔn)，并做好記錄；對(duì)歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備應(yīng)處于激活狀態(tài)；軟驅(qū)及光驅(qū)在使用一段時(shí)間后，要定期清洗。并且要做好模件進(jìn)行檢查和試驗(yàn)的試驗(yàn)控制柜。試驗(yàn)控制柜應(yīng)該具備對(duì)各種模件、穩(wěn)定性檢查的功能，以便對(duì)電纜、端子板及電源進(jìn)行可靠性、功能性、穩(wěn)定性檢查。

[1]張靖宇.基于DCS與現(xiàn)場(chǎng)總線集成的管控一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].山東大學(xué)，2007.

[2]楊劍.DCS控制系統(tǒng)及發(fā)展趨勢(shì)[J].貴州化工，2008（02）.

[3]朱平.基于DCS的熱媒爐控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D].南京理工大學(xué)，2007.

TM76

A一般地，DCS控制系統(tǒng)又叫分散控制系統(tǒng)，它在整個(gè)環(huán)節(jié)中充分集中了系統(tǒng)控制技術(shù)、多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)。說(shuō)起它的特點(diǎn)，它可提供窗口人機(jī)界面以及通訊等諸多的功能。可以這樣說(shuō)，它是完成了過(guò)程控制及管理的一個(gè)特殊設(shè)備，滿足了在工業(yè)自動(dòng)化中的實(shí)際應(yīng)用。