上世紀三四十年代,工業自動化裝置采用的是分散性控制系統。也就是所有設備都是獨立運行,不聯網控制。操作員根據生產需求進行計算后,將獨立設備的特性調節到適合的程度,然后就開始工作。之后采用了氣動、電動模擬儀表組成過程控制系統,實現了一定程度上的集中監視、操作和分散控制。隨著生產規模和復雜程度的不斷提高,原有的控制系統顯得滯后、笨重、繁冗,因為一臺儀表只有一種控制規律,要實現某些復雜的控制就很困難。另外,控制儀表數量越來越多,用原來落后的儀表盤控制的話,控制盤越來越長,看得人眼睛都會花掉。最致命的就是老系統之間不便于實現通信,很難分級控制和綜合管理。再一個就是它的系統變更比較麻煩,只有通過更換儀表和變更儀表連線才能實現。
上世紀60年代以后,隨著生產工程的大型化和復雜化,誕生了計算機集中監視和控制的集中控制系統。集中控制方便了監視、操作和管理,同樣也使危險性高度集中,系統一旦故障,對裝置造成的影響和危險性都是非常大的。
隨著微處理機的誕生,為新型控制系統的開放創造了無比優越的條件。同時,出于對一個生產裝置中幾個控制站和一個或幾個操作站之間的數據通信的疑問,DCS控制系統就誕生了。
1975年美國最大的儀表控制公司霍尼韋爾首次向世界推出了它的綜合分散控制系統TDC—2000(TotalDistributedControl-2000),這一系統的發表,立即引起美國工業控制界高度評價,稱之為“最鼓舞人心的事件”。世界各國的各大公司也紛紛仿效,推出了一個又一個集散系統,從此過程控制進入了集散系統的新時期。從1975年到1980年為DCS控制系統的初創階段。由于軟硬件技術的限制,此時的dcs系統性能還不十分完善,硬件結構還不十分成熟。
隨著計算機的發展與網絡開發使各控制廠商更多地采用商業計算機的技術,80年代末許多公司推出新一代的集散系統,其主要特征是新系統的局部網絡采用MAP協議;引用智能變送器與現場總線結構;在控制軟件上引入PLC的順序控制與批量控制,使DCS也具有PLC的功能。從1981年到1987年為DCS系統發展的第二個階段,這一時期容錯、冗余技術已經非常成熟,系統可靠性很高,性能十分優越,各種控制功能也十分豐富。
90年代中期至21世紀初為第三代產品。各廠家采用國際標準化組織(iso)開放系統互連(osi)結構基礎上產生制造自動化協議(map)標準來解決不同機型的互連問題。dcs系統在硬件上使用了更先進的cpu及冗余技術,存儲容量及通訊速度大幅度提高,軟件上采用通用操作系統。在該階段dcs將控制、監督和管理調度有機結合起來,實現了各種生產經營信息的自動化管理。
中國市場起步較晚
中國使用DCS始于1981年,當時吉化公司化肥廠在合成氨裝置中引進了Yokogawa的產品,表現出良好的控制性能和可靠性。隨后中國引進的30套大化肥項目和大型煉油項目都采用了DCS控制系統,提高了生產設施的效率和產品質量的連續性,并且物耗和能耗也有不同程度的降低。同時,DCS產品在石油和化工行業的成功應用也促進了其他行業控制系統的發展。
應該說從80年代末期開始,DCS逐漸在中國石油和中國石化率先大面積推廣使用。在隨后的幾年,冶金、建材、電力、輕工等行業的新建項目中也陸續使用了DCS產品。從第一套DCS引進到現在,DCS已經在中國應用近30年,這30年的發展,DCS已經成為國內流程工業控制系統的主流控制平臺。
當然,目前國內DCS系統市場基本被國外企業如ABB、霍尼韋爾、艾默生、橫河、西門子等占據,而中控、和利時、新華等幾個DCS廠商,是少數幾個挑戰成功的中國企業。那么目前國內應用最多的DCS系統有哪些呢,下面我們就做一個統計。
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