浅议石化企业DCS、FCS系统的应用和开展_1.docx

浅议石化企业DCS、FCS系统的应用和开展fenghy导语：“信息化带开工业化，工业化促进信息化是中国的国策“信息化带开工业化，工业化促进信息化是中国的国策。石油和化工企业的信息化分为三层构造：第一层以PCSProcessControlSystem，经过控制系统为代表的消费经过根底自动化层，第二层以MESManufacturingExecutionSystem，制造执行系统为代表的消费经过运行优化层，第三层以ERPEnterpriseResourcePlanning，企业资源方案为代表的消费经过经营优化层。本文针对第一层PCS浅谈DCSDistributedControlSystem，集散控制系统或者分散控制系统、FCSField-busControlSystem，现场总线控制系统的应用和开展。1.DCS的应用和开展DCS自20世纪70年代问世以来，经过几代技术变迁和更新开展，现已广泛应用于各个行业，其中石油和化工企业的应用更为普及，技术改造工程用DCS，新建工程用DCS。在石油和化工企业有用DCS逐步替换常规仪表控制系统的开展趋势。DCS应用之所以如此普遍，究其原因它有以下一系列的特点和优点：分散性：其含义是指分散控制、地域分散、设备分散、功能分散和危险分散。硬件积木化和软件模块化是分散性的详细表达。目的是为了使危险分散，进而进步系统的可靠性和平安性。集中性：其含义是指集中监视、操纵和治理。用通讯网络把分散的设备构成统一的整体，用分布式数据库实现全系统的信息集成，进而到达信息分享。人们可以同时在多台操纵站上集中监视、操纵和治理。自治性：其含义是指系统中的各台设备均可独立地工作。控制站自主地进展输入、运算、控制和输出，操纵员站自主地实现监视、操纵和治理，工程师站可以在线或者离线组态。协调性：其含义是指系统中的各台设备用通讯网络和数据库互连在一起，互相传送信息，互相协调工作，以实现系统的总体功能。DCS的分散和集中、自治和协调不是相互对立，而是相互补充。灵敏性和扩展性：硬件采用积木式构造，可以灵敏地配置成小、中、大各类系统，并可以根据企业的开展逐步扩展系统。软件采用模块式构造，提供输入、输出、运算和控制功能块，可以灵敏地组态构成简单、复杂各类控制系统，并可以根据消费工艺流程的改变，随时修改控制方案。可靠性和适应性：分散性带来系统的可靠性，并采用一系列冗余技术、热拔插技术、故障诊断和故障屏蔽技术。采用高性能的元器件、先进的制造工艺和抗干扰技术，使DCS可以适应恶劣的工作环境。先进性和继承性：硬件上采用先进的计算机、通讯网络和人机接口；软件上采用先进的操纵系统、数据库、网络治理和控制语言；控制算法上采用自适应、预测、推理、优化等先进控制技术。DCS更新换代比拟快，继承性表达在新、老系统相互兼容，可以给用户带来更好的利益。DCS随着计算机、控制、网络通讯、组态软件、信息集成和数据库技术的开展而不断更新和开展，主要表达在以下几个方面：信息化：DCS已从单一的控制系统，开展为集控制和治理于一体的综合信息系统。DCS提供了从消费现场到车间，再从工厂到公司，最后到企业集团的整个信息通道，充分表达了信息的全面性、准确性和实时性。集成化：DCS已从单一封闭系统，开展为集成各类PLC、工业PC、数字化仪表和设备，甚至不同型号DCS可以相互集成和信息分享，为最终用户提供集成化综合系统。智能化：随着人工智能、专家系统、自适应、预测和推理等先进控制技术的开展和应用，DCS也适时地交融这些新技术，实现先进的智能化控制功能。开放式网络：DCS已从单一封闭网络，开展为开放式网络系统，通过互联网技术和IE阅读器，可以访问经过画面、查询数据、治理调度和指挥消费。开放式网络的关键是网络平安，传统DCS采用软件防火墙，当代DCS不仅有软件防火墙，而且有硬件防火墙，既保证网络平安开放，又保证监控层的实时性。例如，Honeywell公司的ExperionPKSR300的控制站采用硬件防火墙技术。容错以太网FTE：传统DCS用两条独立网络A，B实现冗余，两台设备之间只有一条通讯途径，其本质是单条网络运行，故障时整条网络切换A到B或者B到A，切换时间长，可靠性低。当代DCS用容错以太网FTE，FaultTolerantEthernet，如图1所示。图1中交换机S1S6相互连接，其中S1和S2为上层，S3S6为下层，每台设备D1D4同时连接两台下层交换机，任意两台设备之间有4条通讯途径，其本质是多条网络运行。例如，设备D1和D4之间的4条通讯途径分别为D1S3S1S5D4，D1S3S1S2S6D4，D1S4S2S1S5D4，D1S4S2S6D4。故障时只需切换途径，切换时间短，可靠性高。例如，Honeywell公司的ExperionPKSR300采用此FTE技术，FTE设备节点之间网络带宽可达200Mbps，交换机之间可达1Gbps。