DCS選型篇
現(xiàn)狀工業(yè)用戶面臨著DCS品牌眾多，預算有限等現(xiàn)狀，還需要考慮DCS系統(tǒng)兼容性、技術更新、未來需求等諸多方面因素，那么該如何做出DCS選型？
現(xiàn)階段在國內常見的國外DCS廠商有Honeywell、Yokogawa、Yamatake、Rockwell、Foxboro、ABB、Westinghouse等，國內DCS廠商有浙江中控(Supcon)、杭州和利時(Hollysys)、上海新華、南京科遠、國電智深、杭州優(yōu)穩(wěn)、重慶工業(yè)自動化儀表研究所等， 眾多從事類似DCS業(yè)務并稱其擁有自有DCS的廠家有浙江盈控、北京金橋、吉林盈科、哈爾濱天源等等。
面對眾多DCS品牌，如何進行DCS選型？
1、DCS選型必須結合行業(yè)特點，選取行業(yè)中方案成熟、技術的系統(tǒng)廠商
，杭州和利時公司以熱電行業(yè)作為背景而逐步成長壯大，因此其在熱電行業(yè)應該是國內系統(tǒng)的；而對應到浙江中控則更側重化工精細控制，故浙江中控在石油石化領域為。類似情形在國外DCS系統(tǒng)比選中，同樣不能忽視。如Honeywell和Yokagawa擅長領域在石油石化行業(yè)，而BAILEY和Westinghouse則在電力行業(yè)傲然獨立。
2、DCS選型應考慮向下兼容性，DCS更新頻率很快
硬件優(yōu)化，軟件升級，如果沒有好的向下兼容性，DCS使用壽命會大打折扣，嚴重影響裝置生命周期，徒增項目成本。
3、DCS應具備完好的開放性
隨著工廠智能化數(shù)字化進程的不斷推進，工廠生命周期內人、機、料、法、環(huán)五大生產(chǎn)要素的聯(lián)系越發(fā)緊密，良好的開放性和完備的物理接口，能在不增加DCS投資的情況下輕松完成工廠數(shù)字化智能化進程管控。
4、DCS選型應結合企業(yè)整體實力，做到投資，回報
具體說就是在技術成熟，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的前提下綜合考慮控制器的帶載能力。同樣數(shù)量的I/O點如果DCS系統(tǒng)I/O模塊的數(shù)據(jù)通道多，則可節(jié)省I/O模塊數(shù)量，節(jié)省相應的控制器、通訊模塊、電源模塊數(shù)量，從而節(jié)省控制柜數(shù)量，進而節(jié)省控制室面積，節(jié)省項目投資。
DCS基礎知識介紹
1、什么是DCS？
DCS(Distribution Control System)系統(tǒng)以微處理器為基礎，采用控制功能分散、顯示操作集中、兼顧分而自治和綜合協(xié)調的設計原則而建立的集散控制系統(tǒng)。其集數(shù)據(jù)采集、控制調節(jié)、報警輸出、歷史記錄、報表打印等功能于一身，廣泛應用于石油、化工、熱電、醫(yī)藥、生物能源等工控領域。
2、DCS構成部分？
DCS由硬件和軟件兩大部分構成。DCS硬件基本構成單元包括：現(xiàn)場硬件單元(FHU)和操作站、工程師站、服務器等。現(xiàn)場硬件單元通常包括控制器、通訊模塊、I/O模塊、電源模塊，以上組件通常集成在DCS系統(tǒng)機柜內，安裝在控制室或遠程控制室；DCS軟件部分包括：DCS系統(tǒng)組態(tài)軟件(DCS Configuration Software)和HMI接口軟件。系統(tǒng)組態(tài)軟件通俗講就是編程軟件，通過該軟件平臺編寫程序，完成代碼編寫、算法及邏輯校驗，正確無誤后，下裝(download)到控制器中，通過該組態(tài)軟件主要完成數(shù)據(jù)采集、控制調節(jié)、報警值設定、控制邏輯聯(lián)鎖以及與第三方數(shù)據(jù)通訊的數(shù)據(jù)采集等功能，從而實現(xiàn)通過DCS系統(tǒng)控制現(xiàn)場一次儀表或從現(xiàn)場一次儀表采集實時工藝數(shù)據(jù)。
3、DCS網(wǎng)絡架構(以和利時公司DCS系統(tǒng)架構為例)
圖示為和利時公司單層網(wǎng)絡架構，操作站兼做服務器，操作站兼做工程師站。圖示中MNET-A/MNET-B部分稱作管理網(wǎng)絡，SNET-A/SNET/B部分稱作控制網(wǎng)絡或系統(tǒng)網(wǎng)絡。管理網(wǎng)絡主要對應HMI硬件部分即服務器、工程師站、操作站，控制層網(wǎng)絡則對應FHU部分即控制器、通訊卡、電源模塊、I/O模塊，當然這部分都集成在DCS機柜內。在該網(wǎng)絡架構的層就是現(xiàn)場儀表即各種變送器、熱電偶、熱電阻、調節(jié)閥、各種機電泵、攪拌器、電動機、電動閥等等。因為本文主要在于介紹DCS系統(tǒng)，所以FHU下面掛接的這些一次儀表、機電設備等內容不在本文贅述。通過圖例DCS系統(tǒng)網(wǎng)絡結構主要組成部分包含管理層網(wǎng)絡和系統(tǒng)層網(wǎng)絡或控制層網(wǎng)絡，管理層網(wǎng)絡對應硬件即HMI接口單元(工程師站、服務器、操作站)，控制層網(wǎng)絡對應硬件即FHU單元(控制器、通訊模塊、電源模塊、I/O模塊)。
4、DCS配置
結合網(wǎng)絡架構不難看出，DCS配置主要是完成HMI接口單元和FHU單元的配置。
①FHU單元的配置
FHU單元配置的前提是DCS系統(tǒng)要采集的工藝I/O點數(shù)，根據(jù)DCS系統(tǒng)I/O點數(shù)，結合DCS系統(tǒng)硬件說明書完成AI、AO、DI、 DO、RTD、TC、PI等I/O模塊配置，根據(jù)I/O模塊數(shù)量確定控制器數(shù)量和電源容量，通訊模塊通常冗余配置，也就是一個控制器通常配置2個通訊模塊，因此只要確定了控制器數(shù)量通訊模塊數(shù)量也就確定了。由此根據(jù)確定的控制器數(shù)量、通訊模塊數(shù)量、電源模塊數(shù)量確定DCS系統(tǒng)機柜數(shù)量。DCS系統(tǒng)機柜按照是否安裝控制器分為控制柜和擴展柜，顧名思義，控制柜即安裝有控制器的DCS系統(tǒng)機柜，擴展柜則是不安裝控制器的DCS系統(tǒng)機柜，根據(jù)其安裝的元件不同也有叫做端子柜、安全柵柜、繼電器柜、I/O模塊擴展柜等。通常I/O點數(shù)在1000點以下、FHU配置為1-2個控制站；I/O點數(shù)在1000－2000點，F(xiàn)HU配置為3-4個控制站；I/O點數(shù)在2000-4000點，F(xiàn)HU配置為5-6個控制站；I/O點數(shù)在4000點以上FHU配置為5個以上控制站。
②HMI單元的配置
HMI單元的配置仍然離不開I/O點數(shù)。根據(jù)項目實施經(jīng)驗I/O點數(shù)在1000點以下，HMI配置為1-4個操作員站，網(wǎng)絡架構則是操作員站兼服務器的單層網(wǎng)絡結構；I/O點數(shù)在1000-2000點，HMI配置為5-8個操作員站，網(wǎng)絡架構則是操作員站兼服務器的單雙層混合網(wǎng)絡結構；I/O點數(shù)在2000-4000點，HMI配置為5個以上操作員站，網(wǎng)絡架構則是獨立服務器的雙層網(wǎng)絡結構；I/O點數(shù)在4000點以上，HMI配置為5個以上操作員站，網(wǎng)絡架構則是DCS系統(tǒng)供貨商平臺測試合格的專有服務器的雙層網(wǎng)絡結構。
5、DCS相關產(chǎn)品
DCS相關產(chǎn)品通常包括系統(tǒng)連接設備和現(xiàn)場轉接設備兩大類，系統(tǒng)連接設備如網(wǎng)絡交換機、硬件防火墻、光纖收發(fā)器、串口通訊卡、OPC接口卡等。現(xiàn)場轉接過渡設備如安全柵、繼電器、接線端子、空氣開關、轉換開關、按鈕、指示燈、轉換器、接線箱、匯線槽以及控制電纜等。
