DCS選型篇
現(xiàn)狀工業(yè)用戶面臨著DCS品牌眾多，預(yù)算有限等現(xiàn)狀，還需要考慮DCS系統(tǒng)兼容性、技術(shù)更新、未來需求等諸多方面因素，那么該如何做出最優(yōu)DCS選型？
現(xiàn)階段在國(guó)內(nèi)常見的國(guó)外DCS廠商有Honeywell、Yokogawa、Yamatake、Rockwell、Foxboro、ABB、Westinghouse等，國(guó)內(nèi)DCS廠商有浙江中控(Supcon)、杭州和利時(shí)(Hollysys)、上海新華、南京科遠(yuǎn)、國(guó)電智深、杭州優(yōu)穩(wěn)、重慶工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所等， 眾多從事類似DCS業(yè)務(wù)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(duì)眾多DCS品牌，如何進(jìn)行DCS選型？
1、DCS選型必須結(jié)合行業(yè)特點(diǎn)，選取行業(yè)中方案成熟、技術(shù)領(lǐng)先的系統(tǒng)廠商
眾所周知，杭州和利時(shí)公司以熱電行業(yè)作為背景而逐步成長(zhǎng)壯大，因此其在熱電行業(yè)應(yīng)該是國(guó)內(nèi)系統(tǒng)首當(dāng)其沖的不二之選；而對(duì)應(yīng)到浙江中控則更側(cè)重化工精細(xì)控制，故浙江中控在石油石化領(lǐng)域?yàn)樾袠I(yè)翹楚。類似情形在國(guó)外DCS系統(tǒng)比選中，同樣不能忽視。如Honeywell和Yokagawa擅長(zhǎng)領(lǐng)域在石油石化行業(yè)，而BAILEY和Westinghouse則在電力行業(yè)傲然獨(dú)立。
2、DCS選型應(yīng)考慮向下兼容性，DCS更新頻率很快
硬件優(yōu)化，軟件升級(jí)，如果沒有好的向下兼容性，DCS使用壽命會(huì)大打折扣，嚴(yán)重影響裝置生命周期，徒增項(xiàng)目成本。
3、DCS應(yīng)具備完好的開放性
隨著工廠智能化數(shù)字化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，工廠生命周期內(nèi)人、機(jī)、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(jìn)程管控。
4、DCS選型應(yīng)結(jié)合企業(yè)整體實(shí)力，做到最優(yōu)投資，最好回報(bào)
具體說就是在技術(shù)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(diǎn)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(yīng)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(jìn)而節(jié)省控制室面積，節(jié)省項(xiàng)目投資。
DCS基礎(chǔ)知識(shí)介紹
1、什么是DCS？
DCS(Distribution Control System)系統(tǒng)以微處理器為基礎(chǔ)，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(diào)的設(shè)計(jì)原則而建立的集散控制系統(tǒng)。其集數(shù)據(jù)采集、控制調(diào)節(jié)、報(bào)警輸出、歷史記錄、報(bào)表打印等功能于一身，廣泛應(yīng)用于石油、化工、熱電、醫(yī)藥、生物能源等工控領(lǐng)域。
2、DCS構(gòu)成部分？
DCS由硬件和軟件兩大部分構(gòu)成。DCS硬件基本構(gòu)成單元包括：現(xiàn)場(chǎng)硬件單元(FHU)和操作站、工程師站、服務(wù)器等。現(xiàn)場(chǎng)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(jī)柜內(nèi)，安裝在中央控制室或遠(yuǎn)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(tái)編寫程序，完成代碼編寫、算法及邏輯校驗(yàn)，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(diào)節(jié)、報(bào)警值設(shè)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(shí)現(xiàn)通過DCS系統(tǒng)控制現(xiàn)場(chǎng)一次儀表或從現(xiàn)場(chǎng)一次儀表采集實(shí)時(shí)工藝數(shù)據(jù)。
3、DCS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)(以和利時(shí)公司DCS系統(tǒng)架構(gòu)為例)
圖示為和利時(shí)公司單層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，操作站兼做服務(wù)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(luò)，SNET-A/SNET/B部分稱作控制網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。管理網(wǎng)絡(luò)主要對(duì)應(yīng)HMI硬件部分即服務(wù)器、工程師站、操作站，控制層網(wǎng)絡(luò)則對(duì)應(yīng)FHU部分即控制器、通訊卡、電源模塊、I/O模塊，當(dāng)然這部分都集成在DCS機(jī)柜內(nèi)。在該網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的最底層就是現(xiàn)場(chǎng)儀表即各種變送器、熱電偶、熱電阻、調(diào)節(jié)閥、各種機(jī)電泵、攪拌器、電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)閥等等。因?yàn)楸疚闹饕谟诮榻BDCS系統(tǒng)，所以FHU下面掛接的這些一次儀表、機(jī)電設(shè)備等內(nèi)容不在本文贅述。通過圖例DCS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要組成部分包含管理層網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)層網(wǎng)絡(luò)或控制層網(wǎng)絡(luò)，管理層網(wǎng)絡(luò)對(duì)應(yīng)硬件即HMI接口單元(工程師站、服務(wù)器、操作站)，控制層網(wǎng)絡(luò)對(duì)應(yīng)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(jié)合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)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(diǎn)數(shù)，根據(jù)DCS系統(tǒng)I/O點(diǎn)數(shù)，結(jié)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(gè)控制器通常配置2個(gè)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(jī)柜數(shù)量。DCS系統(tǒng)機(jī)柜按照是否安裝控制器分為控制柜和擴(kuò)展柜，顧名思義，控制柜即安裝有控制器的DCS系統(tǒng)機(jī)柜，擴(kuò)展柜則是不安裝控制器的DCS系統(tǒng)機(jī)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(kuò)展柜等。通常I/O點(diǎn)數(shù)在1000點(diǎn)以下、FHU配置為1-2個(gè)控制站；I/O點(diǎn)數(shù)在1000－2000點(diǎn)，F(xiàn)HU配置為3-4個(gè)控制站；I/O點(diǎn)數(shù)在2000-4000點(diǎn)，F(xiàn)HU配置為5-6個(gè)控制站；I/O點(diǎn)數(shù)在4000點(diǎn)以上FHU配置為5個(gè)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(diǎn)數(shù)。根據(jù)項(xiàng)目實(shí)施經(jīng)驗(yàn)I/O點(diǎn)數(shù)在1000點(diǎn)以下，HMI配置為1-4個(gè)操作員站，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)則是操作員站兼服務(wù)器的單層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；I/O點(diǎn)數(shù)在1000-2000點(diǎn)，HMI配置為5-8個(gè)操作員站，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)則是操作員站兼服務(wù)器的單雙層混合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；I/O點(diǎn)數(shù)在2000-4000點(diǎn)，HMI配置為5個(gè)以上操作員站，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)則是獨(dú)立服務(wù)器的雙層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；I/O點(diǎn)數(shù)在4000點(diǎn)以上，HMI配置為5個(gè)以上操作員站，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)則是DCS系統(tǒng)供貨商平臺(tái)測(cè)試合格的專有服務(wù)器的雙層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
5、DCS相關(guān)產(chǎn)品
DCS相關(guān)產(chǎn)品通常包括系統(tǒng)連接設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)接設(shè)備兩大類，系統(tǒng)連接設(shè)備如網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、硬件防火墻、光纖收發(fā)器、串口通訊卡、OPC接口卡等。現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)接過渡設(shè)備如安全柵、繼電器、接線端子、空氣開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、按鈕、指示燈、轉(zhuǎn)換器、接線箱、匯線槽以及控制電纜等。
