西门子dcs控制系统技术问题与特点

[导读] 　　传统的DCS系统已经不能满足90年代自动化过程控制系统的设计标准和要求，SIMATICPCS7过程控制系统就是在这种形势下开发的新一代过程控制系统，它是一个全集成的、结构完整、功能完善、面向

　　传统的DCS系统已经不能满足90年代自动化过程控制系统的设计标准和要求，SIMATICPCS7过程控制系统就是在这种形势下开发的新一代过程控制系统，它是一个全集成的、结构完整、功能完善、面向整个生产过程的过程控制系统。

　　随着工业自动化过程控制理论和计算机技术的迅猛发展，以及对工业自动化过程控制系统的可靠性、复杂性、功能的完善性、系统的可维护性、人机界面的友好性、数据的可分析可管理性等各个方面都提出了愈来愈高的要求，同时也为工业自动化过程控制系统的发展指明了方向：

　　系统之间的横向数据交换日益增加

　　系统与管理层和现场仪表级的数据交换日益增加

　　现场总线的应用越来越广泛

　　厂商的产品日益开放，通过OPC、SQL等技术使得不同系统之间的准确、高速、大量的数据交换得以实现全集成，一体化的解决方案

　　因此，传统的DCS系统已经不能满足90年代自动化过程控制系统的设计标准和要求，SIMATICPCS7过程控制系统就是在这种形势下开发的新一代过程控制系统，它是一个全集成的、结构完整、功能完善、面向整个生产过程的过程控制系统。 SIMATIC PCS7是西门子公司结合最先进的计算机软、硬件技术，在西门子公司S5，S7系列可编程控制器及TELEPERM系列集散系统的基础上，面向所有过程控制应用场合的先进过程控制系统。

　　DCS系统由多台计算机分别控制生产过程中多个控制回路，同时又可集中获取数据、集中管理和集中控制的自动控制系统。分布式控制系统采用微处理机分别控制各个回路，而用中小型工业控制计算机或高性能的微处理机实施上一级的控制。

　　经过这些年来的不断应用，DCS系统在行业发展的一些局限性逐步体现出来，DCS存在的问题：

　　1、互操作性差。尽管模拟仪表已统一4～20mA信号标准，可大部分技术参数仍由制造商自定，致使不同品牌仪表无法互换。因此导致用户依赖制造厂，无法使用性能价格比最优的配套仪表，甚至出现个别制造商垄断市场的局面。

　　2、可靠性差。模拟信号传输不仅精确度低，且易受干扰。为此采用各种措施提高抗干扰性和传输精确度，其结果是增加了成本。

　　3、失控状态。操作员在控制室既不了解现场模拟仪表的工作状况，也不能对其进行参数调整，更不能预测事故，导致操作员对其处于失控状态。因操作员不能及时发现现场仪表故障，而发生事故已屡见不鲜。

　　4、1对1结构。1台仪表，1对传输线，单向传输1个信号。这种结构造成接线庞杂、工程周期长、安装费用高、维护困难。

　　SIEMENS PCS7过程控制系统具备了以下几个方面的特点：

　　高度的可靠性和稳定性

　　高速度，大容量的控制器

　　客户/服务器的结构

　　集中的，从上到下的组态方式

　　能灵活、可靠地嫁接于老系统

　　集中的，友好的人机界面

　　含有配方功能的批量处理包

　　开放的结构，可以同管理级进行通讯

　　同现场总线技术溶为一体

　　SIMATIC PCS7采用优秀的上位机软件WinCC作为操作和监控的人机界面，利用开放的现场总线和工业以太网实现现场信息采集和系统通讯，采用S7自动化系统作为现场控制单元实现过程控制，以灵活多样的分布式I/O接收现场传感检测信号。

　　SIMATIC PCS7是基于全集成自动化思想的系统，其集成的核心是统一的过程数据库和唯一的数据库管理软件，所有的系统信息都存储于一个数据库中而且只需输入一次，这样就大大增强了系统的整体性和信息的准确性。

　　SIMATIC PCS7的通讯系统采用的是工业以太网和PROFIBUS现场总线。工业以太网用于系统站之间的数据通讯。

　　SIMATICPCS7采用符合IEC61131-3国际标准的编程软件和现场设备库，提供连续控制、顺序控制及高级编程语言。现场设备库提供大量的常用的现场设备信息及功能块，可大大简化组态工作，缩短工程周期。SIMATICPCS7具有ODBC、OLE等标准接口，并且应用以太网、PROFIBUS现场总线等开放网络，从而具有很强的开放性，可以很容易地连接上位机管理系统和其它厂厂商的控制系统。

　　发展方向：

　　DCS发展至今已相当成熟和实用，毫无疑问，它仍是当前工业自动化系统应用及选型的主流，不会随着现场总线技术的出现而立即退出现场过程控制的舞台。面对挑战，DCS将沿着以下趋势继续向前发展：

　　1）DCS专业化：DCS为更适合各相应领域的应用，就要进一步了解相应专业的工艺和应用要求，以逐步形成如核电DCS，变电站DCS、玻璃DCS、水泥DCS等。

　　2）DCS工业PC化：由IPC组成DCS已成为一大趋势，PC作为DCS的操作站或节点机已很普遍，PC-PLC、PC-STD、PC-NC等就是PC-DCS先驱，IPC成为DCS的硬件平台。

　　3）向综合方向发展：标准化数据通信链路和通信网络的发展，将各种单（多）回路调节器、PLC、工业PC、NC等工控设备构成大系统，以满足工厂自动化要求，并适应开放式的大趋势。

　　4）向智能化方向发展：数据库系统、推理机能等的发展，尤其是知识库系统（KBS）和专家系统（ES）的应用，如自学习控制、远距离诊断、自寻优等，人工智能会在DCS各级实现。与FF现场总线类似，以微处理器为基础的智能设备如智能I/O、PID控制器、传感器、变送器、执行器、人机接口、PLC相继出现。