DCS基礎(chǔ)術(shù)語解釋

1什么是DCS？DCS是分布式控制系統(tǒng)的英文縮寫（DistributedControlSystem），在國內(nèi)自控行業(yè)又稱之為集散控制系統(tǒng)。DCS是計算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高度結(jié)合的產(chǎn)物。DCS通常采用若干個控制器（過程站）對一個生產(chǎn)過程中的眾多控制點進(jìn)行控制，各控制器間通過網(wǎng)絡(luò)連接并可進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。操作采用計算機(jī)操作站，通過網(wǎng)絡(luò)與控制器連接，收集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，傳達(dá)操作指令。因此，DCS的主要特點歸結(jié)為一句話就是：分散控制集中管理。DCS系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上劃分，DCS包括過程級、操作級和管理級。過程級主要由過程控制站、I/O單元和現(xiàn)場儀表組成，是系統(tǒng)控制功能的主要實施部分。操作級包括：操作員站和工程師站，完成系統(tǒng)的操作和組態(tài)。管理級主要是指工廠管理信息系統(tǒng)（MIS系統(tǒng)），作為DCS更高層次的應(yīng)用，目前國內(nèi)紙行業(yè)應(yīng)用到這一層的系統(tǒng)較少。2什么是I/O點？在自動化控制系統(tǒng)中，I/O點是最經(jīng)常聽到的一個術(shù)語。它是指輸入/輸出點，I代表INPUT，指輸入，O代表OUTPUT，指輸出。輸入/輸出都是針對控制系統(tǒng)而言，輸入指從儀表進(jìn)入控制系統(tǒng)的測量參數(shù)，輸出指從控制系統(tǒng)輸出到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的參量，一個參量叫做一個點。一個控制系統(tǒng)的規(guī)模有時按照它最大能夠控制的I/O點的數(shù)量來定的。3I/O信號是如何分類的？常用的I/O信號一般分為：AI、AO、DI和DO。AI--模擬量輸入信號；AO--模擬量輸出信號；DI--數(shù)字量輸入信號；DO--數(shù)字量輸出信號。4什么是I/O單元？通常，一個過程控制站是有幾個機(jī)架組成，每個機(jī)架可以擺放一定數(shù)量的模塊。CPU所在的機(jī)架被稱為CPU單元，同一個過程站中只能有一個CPU單元，其他只用來擺放I/O模塊的機(jī)架就是I/O單元。5什么是開關(guān)量和模擬量？在控制系統(tǒng)中，另一個常見的術(shù)語就是模擬量和開關(guān)量。不論輸入還是輸出，一個參數(shù)要么是模擬量，要么是開關(guān)量。模擬量指控制系統(tǒng)量的大小是一個在一定范圍內(nèi)變化的連續(xù)數(shù)值，比如溫度，從0-100度，壓力從0-10MPA，液位從1-5米，電動閥門的開度從0-100%，等等，這些量都是模擬量。而開關(guān)量指該物理量只有兩種狀態(tài)，如開關(guān)的導(dǎo)通和斷開的狀態(tài)，繼電器的閉合和打開，電磁閥的通和斷等等。對控制系統(tǒng)來說，由于CPU是二進(jìn)制的，數(shù)據(jù)的每位有“0”和“1”兩種狀態(tài)，因此，開關(guān)量只要用CPU內(nèi)部的一位即可表示，比如，用“0”表示開，用“1”表示關(guān)。而模擬量則根據(jù)精度，通常需要8位到16為才能表示一個模擬量。最常見的模擬量是12位的，即精度為2-12，最高精度約為萬分之二點五。當(dāng)然，在實際的控制系統(tǒng)中，模擬量的精度還要受模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器和儀表的精度限制，通常不可能達(dá)到這么高。6什么是系統(tǒng)冗余？在一些對系統(tǒng)可靠性要求很高的應(yīng)用中，DCS的設(shè)計需要考慮熱備份也就是系統(tǒng)冗余，這是指系統(tǒng)中一些關(guān)鍵模塊或網(wǎng)絡(luò)在設(shè)計上有一個或多個備份，當(dāng)現(xiàn)在工作的部分出現(xiàn)問題時，系統(tǒng)可以通過特殊的軟件或硬件自動切換到備份上，從而保證了系統(tǒng)不間斷工作。通常設(shè)計的冗余方式包括：CPU冗余、網(wǎng)絡(luò)冗余、電源冗余。在極端情況下，一些系統(tǒng)會考慮全系統(tǒng)冗余，即還包括I/O冗余。7什么是I/O余量？與冗余不同，I/O余量只是系統(tǒng)中I/O數(shù)量大于應(yīng)用的要求，這種余量只是數(shù)量上的，主要目的是使系統(tǒng)今后有繼續(xù)加入控制信號的可能。8什么是DCS的開放性？DCS的開放性是指DCS能通過不同的接口方便地與第三方系統(tǒng)或設(shè)備連接，并獲取其信息的性能。這種連接主要是通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的，采用通用的、開放的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)的軟件接口是DCS開放性的保障。我公司目前采用的DCS系統(tǒng)有很好的開放性。9什么是組態(tài)？通過專用的軟件定義系統(tǒng)的過程就是組態(tài)（configuration）。定義過程站各模塊的排列位置和類型的過程叫過程站硬件組態(tài)；定義過程站控制策略和控制程序的過程叫控制策略組態(tài)；定義操作員站監(jiān)控程序的過程叫操作員站組態(tài)；定義系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接方式和各站地址的過程叫網(wǎng)絡(luò)組態(tài)。10什么是現(xiàn)場總線？現(xiàn)場總線是應(yīng)用于過程控制現(xiàn)場的一種數(shù)字網(wǎng)絡(luò)，它不僅包含有過程控制信息交換，而且還包含設(shè)備管理信息的交流。通過現(xiàn)場總線，各種智能設(shè)備（智能變送器、調(diào)節(jié)法、分析儀和分布式I/O單元）可以方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，過程控制策略可以完全在現(xiàn)場設(shè)備層次上實現(xiàn)。目前，使用較多的現(xiàn)場總線主要是FUNDATIONfieldb