第十五讲 浅谈国产DCS系统 点击：25328 | 回复：254
发表于：2003-12-04 11:26:00
楼主
80年代中期，许多单位和个体技术人员都想涉及DCS的开发和生产。由于资金投入太多，软件的工程量太大，需要软件开发人员、硬件人员和工程人员协调工作，另外DCS的开发毕竟太复杂了，它涉及到计算机技术、通讯技术、控制技术和显示技术。几个技术人员不可能掌握那样多的技术，同时也没有那样多的资金投入，并且不可能在短时间内就有产出。几个技术人员是没有力量来支撑的。许多技术人员只能望DCS兴叹。许多单位如几个大钢铁公司的自动化部也由于资金不足退出DCS的开发。如阿城继电器厂从1984年就开始DCS的开发，并取得很好的成绩。由于资金不足和管理混乱，也无奈的基本退出DCS的角逐。STD总线的产品是控制系统的中间产品，90年代初期生产厂家很多，每年在国内达到几亿的销售量（与现在国产的DCS销量相当）。由于最终用户的工作量很大，也正在退出市场。
90年代中期，DCS的部件除功能块以外，在市场上都能买到。如控制器可以用PC机主板，DCS网络也可以用以太网。人机界面可用通用监控软件，如组态王等。市场形势比80年代有很大改变。又一次浪潮涉及开发DCS，各种牌号的DCS纷纷出笼，大约有上百种系统推向市场。仔细分析，都在较低层次上重复，功能单一，形不成规模。
由于政府有关部门的界入，开始有新的单位进入DCS的开发。政府的有关部门无论从资金还是项目都大力支持，所以得到蓬勃发展。如北京和利时、上海新华和浙大中控。他们都有几百套的销量，基本形成规模生产。他们虽然一时还达不到进口的水平，但控制的基本要求还能满足。从系统的结构和I/O板的生产来看，已经有相当高的水平，和国际上的水平已相差不远。如无锡生产的I/O板就很美观。人机界面的软件国内已有开发，如组态王，每年有2000套的销售量，经使用情况也是良好的。
开发DCS最难的是控制器的开发问题，一是硬件，用的是PC机卡，操作系统也是通用型的，如微软的NT、加拿大开发的QNX等，价格高，使得利润减低。二是功能块的开发。这是最难的。功能块的数量几乎是无限的。它的工作量很大，不仅要有软件人员，还要有工程人员的配合，才能编出好用的功能块。由于我国以前实行计划经济，对技术人才一是不重视，二是各单位私有。一个单位很难集中有如此多的优秀的技术人员。我国软件开发人员不仅数量少，而且习惯于自己独立编程，不能很好的与现场技术人员交流，所以开发的功能块就会出现不如人意的地方。国产DCS不仅功能块的数量少，而且据用户反映，如顺序控制器功能块，其真值表不象国外的那样好用。又如自调整功能块，现场一般都不用，即使用也不好用。
总之，由于销售量还是比较小，跟踪用户的反应还不够，所以我国还缺少一套千锤百炼有自主产权的功能码。这套软件是没有卖的。一定要自己开发，在不同的操作系统下，编的程序就不一样。这与要不要控制器这个硬件没有关系。使用现场总线系统也需要算法，用PC作为既控制又显示同样需要算法。
用于控制策略的组态软件目前还没有发现问题。
另外一个问题是控制器的电源系统，我国基本都采用整体式电源。由于我国的DCS系统价格很低，利润也很低，DCS制造厂家没有资金投入来开发电源系统。国外DCS系统的电源冗余见下图。在即将把两台电源安装到柜子上时，需分别带负载调整。调整时，两台电源的负载一定是相同的，要调整到相同的输出，然后安装到机柜上。电源系统中有一块电源检测板，能显示两台电源的输出情况。两台能同时给负载供电。最好工作在平衡电压的状态。经20年的运行证明电源系统是良好的。
国产DCS两台电源冗余运行，一用一备。其中一台的交流输入电源阶跃下降，能切换到备用电源。如果斜坡下降，就不能切换到备用电源。这是电源系统的缺点之一。
N+1的电源方案没有进入到我国的DCS系统。进口DCS采用N+1电源，问题也很多。N+1电源的意思是只要知道每一个所插模件的功率，把所有模件所需功率求和，而每个模件电源的功率是一定的，所需总功率除以模件电源的功率，就得到电源数。有小数位，都要进一位成为整数，这个整数为N，然后再加一，称为N+1。
第三个问题是由于销量小。很少有第三方帮助完善系统，比如专家系统，实时数据库，与数字仪表及PLC的接口等。
发表于：2003-07-27 12:32:00
153楼
张教授为什么对电源冗余，和功率负载平衡如此耿耿于怀。
实在是有点不明白，首先功率负载平衡这个理论在电源系统上已经被证实要求太严格，现在用的理论基本上是电势流平衡发。
在说了电源冗余也有很多种方法，其实对于DCS/PLC等设备来说，与其说采用电源冗余方法，还不如采用电源在线法。又经济又简单。其实国外有些名气的DCS、PLC厂家在电源系统上都是用的这个原理，毕竟还是要考虑成本的。只有买功率负载电源的厂家才会一天到晚在说这种不切实际的理论。这个原因很简单，DCS电源负载基本稳定，供电环境也比较好，担心的到不是电源损坏，停电是主要防御方向。所以在配合双路双置切换器，或双路多并联重合闸设备，电源系统就会非常的安全。
发表于：2003-07-28 11:03:00
154楼
补充一点吧，有些DCS组态软件也存在严重问题，也就是运算顺序问题，组态的时候，生成的运算顺序有问题，直接会影响到生产
再一个就是硬件问题，硬件工艺，尤其是i/o卡，还是不过关
还有，如果上述fb2000和hollysys的同行能开发出满足火电厂60万以上机组使用要求的DCS，那我想应该可以真正的骄傲一番了：）
我一直以为，开发火电厂使用的DCS是国内DCS生产厂商应该真正关注的问题，我想也是过程控制中最复杂，要求最高的，我目前还没有见到哪一个
国产，甚至很多进口的DCS能达到3年的绝对无故障运行。。即使采用了双机。。。who can?
如果再给我两年的时间，我有90%的把握能做到，可惜，心有余，力不足啦。。。
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