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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公司对石化比较熟悉,其产品在石化行业应用较多,而BAILEY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至少要低一半,算上备品备件则要低得更多。
DCS由四部份组成:
I/O板、控制器、操作站、通讯网络。
I/O板和控制器国际上各DCS厂家的技术水平都相差不远,如果说有些差别的话是控制器内的算法有多有少,算法的组合有些不一样,I/O板的差别在于有的有智能,有些没有,但是控制器读取所有I/O数据必须在一秒钟内完成一个循环;
操作站差别比较大,主要差别是选用PC机还是选用小型机、采用UNIX还是采用NT操作系统、采用专用的还是通用的监视软件,操作系统和监视软件配合比较好时可以减少死机现象;
差别最大的是通讯网络,最差的是轮询方式,最好的是例外报告方式,根据我们的实验,其速度要相差七八倍。
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DCS教程[第2讲]——DCS最新操作站--通用操作站
提供:
北京晶优宸旭科技有限公司
作者:
张新薇 浏览次数:
4252
DCS系统包括三大部分:
带I/O部件的控制器、通讯网络和人机接口。
人机接口包括操作站、工程师站和历史站。
控制器I/O部件和生产过程相联接,操作站和人相联系,通讯网络把这两部分联成系统。
所以操作站是DCS的重要组成部分,工程师站给控制器和操作站组态,历史站记录生产过程的历史数据。
最近几年开发的人机界面还有动态数据服务器。
一个DCS系统控制器和I/O部件通常可以运行16-20年,而操作站因为有活动部件,所以比较容易损坏,如:
硬盘、键盘、CRT、软驱等,运行6-8年后出现故障的概率就比较大,所以在DCS运行过程中,操作站更新的情况比较多。
DCS的控制器的变化较小。
其变化表现在控制算法的安排、控制算法的多少,存取的I/O点数的多少和内存的大小等,操作系统一般都是专用的。
操作站的变化就很大,八十年代以前的操作站,一般没有硬盘及动态流程图,能显示的标签数比较少,例如500个标签(标签指的是AI、DI、回路、开关量的逻辑关系等),八十年代出现了能显示5000个标签的操作站,九十年代出现了能显示30000个标签的操作站。
同时,也出现了在微软的NT通用平台上运行的通用显示软件。
开始,通用软件只在PLC的操作站上使用,后来也逐渐应用在DCS上。
它的标签量可以达到10000个,甚至更多。
DCS操作站发展的过程(以BAILEY的操作站为例)如下:
一.八十年代初,N90的操作站是OIU系列,当时是无硬盘、无动态流程图的,标签量500。
后来增加了硬盘和流程图,标签量1400-5000点。
八十年代中期推出了MCS系列,标签量10000,特别是MCSPULS,它是SCSI接口,可以有30000个标签点,当时在DCS市场上处于领先地位。
1986年,BAILEY产品占世界DCS市场的1/3。
到1988年,共有8500套在世界各国运转。
到了90年代,DCS市场争夺激烈,BAILEY无论在技术上还是在销售方面都不象80年代那样光辉。
于是BAILEY公司欲通过购买FISCHER&
PORTER、HARTMANN&
BRAUN等公司销售他们的系统来重铸辉煌。
BAILEY的控制器和通讯网络都比较好,但在操作站上面,不能与竞争者相比,BAILEY最新的操作站是以WINDOWSNT、通用微机为基础的ConductorNT。
实际上,该操作站不是为INFI-90开发的,它是FISCHER-PORTER的系统6的操作站,用它的监控软件嵌入和INFI-90通讯的驱动软件而成。
由于销售量不大,磨合的机会少,问题比较多,死机现象严重。
OIS40系列的操作站运行在DEC的VMS平台上。
实际上,它仍然是在MCS操作站的MTOS操作系统平台上,开发了一个与VMS通讯的驱动软件,因为80年代的OIU和MCS在80年代末都已经停止销售。
BAILEY只卖OIS20系列和OIS40系列。
OIS20系列是90年代初推向市场的,它本质上是MCS,但它们能与INFI-90通讯.它的开发、制造成本都比较低,性能也比较好。
OIS20系列的辅站不是用网络来传输信息的,只是在主站上多加了1块显卡来实现辅站。
后来因维护成本很高,硬盘和软驱都难以买到,用户反映不好。
继OIS20系列,BAILEY公司推出了OIS41、OIS42,在操作站之间增加了以太网卡,组成后门网络,可以实现打印机共享。
把图形传给不同主站的能力也有所增强,也给用户提供了开发打印系统的空间,这是后话。
由于OIS40、OIS41、OIS42主机性能较差,所以操作站的性能提高不明显。
直到OIS43Alpha芯片的出现,性能才得到提高。
同时,加拿大BAILEY公司开发了PCV,它是以PC为基础的操作站,采用QNX操作系统。
因为它的标签量较少,价格低廉,运行稳定,故适用于小系统的使用,这就是BAILEY的OIS10系列,版本5以前,只有文本没有图形。
版本5以后既有文本也有图形。
OIS11操作站后门之间用ARCNET联网。
OIS12既可用ARCNET也可用以太网联网。
由于OIS40系列软件结构复杂,故价格较高,更重要的一点是DEC公司被COMPAQ公司兼并,Alpha机255/233停止生产,这给BAILEY公司和用户无疑是雪上加霜。
二.八十年代中期,因为PLC操作站的开发都不太成功,一些软件公司就开发了通用的监控软件,且很快就被PLC制造厂家所采用。
如:
FIX、INTOUCH、ONSPEC等(一共有上百种),由于市场前景较好,所以软件开发商又开发了许多PLC的驱动软件。
到了九十年代,又开发了DCS的驱动软件。
最早采用通用工控监控软件的是MOORE公司的APEC系统,它既可以用INTOUCH也可用FIX。
由于INFI-90系统在九十年代一直没有推出比较优秀的操作站,故PREVISE公司推出了OPsCon操作站。
OPsCon操作站运行在PC硬件平台,NT操作系统下,把FIX作为监控软件,并开发了能与多种DCS通讯的对应驱动软件,标签量为10000个。
因为FIX软件在世界各地已经销售了90000套,它与各种PLC、DCS和NT系统磨合较好,这种操作站可以运用在多种PLC、DCS操作站上。
在INFI-90系统上应用已经有几千台。
新西兰的一家造纸厂,原来已经运行有CONDUCTNT,后来还是改用OPsCon。
通用操作站的出现,给DCS用户带来了以下方便:
1、不必再为原DCS生产厂家是否倒闭、兼并,该型产品是否已经停产、备件是否能够找到而操心。
2、由于通用操作站的适用面广,相对生产量大,成本下降,因而可以节省用户的经费。
维护费用也比较少。
3、采用通用系统要比使用各种不同的专用系统更为简单,用户也可减少人员培训的费用。
4、更新和升级容易。
5、开放性能好,很容易建立生产管理信息系统。
因此,通用操作站是DCS的发展方向。
DCS教程[第3讲]——DCS在选型中的几个问题
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被控制对象确定以后,选用什么样的控制系统就成为重要问题。
主要是根据项目规模和投资预算来考虑的,以数字技术为基础的DCS系统和早期的模拟仪表组成的控制系统,从工程项目的实施来看,本质差别不大,主要考虑项目规模和投资预算,但DCS与模拟仪表相比,它更为复杂,技术性要求更高,下面我来谈谈DCS系统选型中的几个问题。
从理论上来讲,DCS可以用与不同的工艺过程,它是通用的,但是,DCS的制造厂家专长与某一领域。
HOMEYWELL主要用于石化部门,BAILEY公司的N90、INFI90主要用于电力系统,ROSEMOUNT的RS3、Δ-V大多用于化工系统。
但也不能否认不同工艺过程会有一些特殊要求,如:
电厂一定要有电调设备和SOE,石化部门一定要有选择性控制,水泥行业一定要有大纯滞后控制补偿等,选型时也要考虑这些因素。
第二点就是经济性,应该从DCS本身价格和预计所创效益角度考虑。
DCS有国产的和进口的,对相同档次而言,进口的控制功能强一些,有一些先进的控制算法,如Smith预估、三维矩阵运算等,国产DCS价格要比进口的低很多,也能满足技术要求。
从结构上来看,国外DCS的控制器各厂家差别不太远,控制器的预置算法稍有差别,控制器与I/O板的连接方式也有所不同。
而操作站区别较大。
有以PC机为基础的,有以小型机为基础的,操作系统一般选用UNIX类系统。
小型机的价格要比PC机高很多,进口小型机操作站的价格要高于四万美金,而且许多机型已经停产(如DEC公司的VAX机和α机)。
PC机的操作站不到三万美金,它的操作系统采用NT,其稳定性没有UNIX好。
小型机的接口采用SCSI,传输速率是串行的8倍之多。
以NT操作系统作为操作站的,点数要少一些,不然会频繁死机,国产的PC机更便宜得多,采用PC机操作站,可以采用最新的机型,操作人员对软件的安装、调试、联网和开发也要熟悉得多。
监视软件有专用的也可以用通用的,通用的监视软件开放性要好一些,用户应按照项目的规模大小和预算资金来选择使用。
DCS比较贵的原因,除了上述理由外,还有控制器的电源系统,通常采用冗余供电,电源的引入和散热是价格贵的主要原因,各个DCS系统在这方面差别比较大。
把控制器和操作站联系起来的通讯网络也要考虑,如果采用通用的以太网,则网卡等价格很低,专用的网络接口很贵,最贵可以达到20000美金。
因此,经济性与很多因素有关,有时外商给你报价降下来,实际是改变了一些结构而已,并没有给你什么优惠,甚至他的利润还增加了。
这时可取的办法是联系国内类似的单位和请教有经验的专家。
第三点就是承包方的技术力量,也就是承包方对哪一工艺过程和DCS本身比较熟悉。
如经常做化工控制系统的承包商来做轧制的控制系统,他对活套的控制、卷曲的控制和张力的控制等就不太熟悉,做的工程就不会太好。
如果承包方对DCS本身不熟悉,控制器做的太大时会产生死机。
不少工厂都购买了不同厂家的DCS系统,我们称之为“八国联军”状态,此时更要选择技术力量比较强的单位抓总,而不宜选择某一个国外厂商作为承包商。
第四点是售后服务,国外厂商通常情况下配品、备件供应价格高,且不能及时提供。
DCS用户应选择厂商实力雄厚的,技术力量强的、境内技术支持好的厂家。
计算机技术发展很快,DCS厂家也会不断更新它的产品,新旧产品兼容性要好才行,个别厂家新旧系统不兼容,系统升级时造成很大损失。
国内的
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