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[摘 要]近年来，伴随我国科技水平的不断进步，对于DCS系统的研究也取得了较大进步。DCS系统在我国的各个行业特别是生产型企业得到广泛的应用，其根本原因在于应用这一系统能够在一定程度上使得相关设备可以分布控制，可以减少相关设备在运行过程中出现问题的机率，对于降低企业成本，提高产能，增加企业效益起到很大作用。基于此，文章对DCS系统的应用与发展趋势进行了分析与阐述，以供参考。
[关键词]DCS系统；应用；发展趋势
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）35-0357-01
1应用DCS系统的优点
DCS系统具备诸多优势，主要表现在4个方面：第一，DCS系统能够在各个操控对象上实现运行控制的目标，能够避免相关设备在运行过程中出现问题。加上DCS系统自身控制功能相对分散，控制工作相对明确。而且DCS系统还能够提升计算机设备逻辑控制能力，这也从侧面说明DCS系统具有较高可靠性。第二，理论上来说，各项设备应用DCS系统，对于实现各项系统之间的信息交互起到不可忽视的作用。而且DCS还能够满足各项运行系统扩容的目的，对于推进各项系统稳定运行等方面也起到无可替代的作用。第三，任何设备和系统在运行之前，都需要相关人员对系统运行控制算法和其他方面因素有一个全面的了解，并将各项设备运行模式与DCS系统进行有效结合，严格控制各项设备在运行过程中出现问题，借以实现DCS系统控制水平提升的目的。第四、正是因为DCS系统具有分散性的特点，各个控制计算机自身控制任务相对单一，一旦计算机某一节点出现问题，相关人员能够在短时间内找出计算机节点出现问题的可能，及时维护出现问题的计算机节点，有效排除故障，这对于推进DCS控制系统稳定运行也起到不可忽视的作用。
2信息系统介绍
2.1网络架构
为了数据平台搭建的更为科学合理，首先应确保网络架构符合企业发展实际情况，其次应可有效确保系统运行高效、安全、稳定，基于以上两个方面，应采取以下网络整体性构架确保信息系统科学高效：一是构建数据采集网、现场控制网3层网络以及办公区域局域网；二是在数据采集网与办公局域网之间构建防火墙；三是采用独立网络路由构建生产局域网；四是为了减少数据采集对控制系统自身的影响，可采用控制系统上位机上安装双网卡的方式对该问题进行有效解决；五是利用数据采集网关来采集控制系统实时数据，并同时作为隔离控制网、网关隔离以及数据采集网；六是选用服务器组为构建系统服务器的基本形式；七是采用双机热备冗余设置系统关键服务器，促使系统可以安全稳定。
2.2系统功能
首先，对实施数据集成平台进行分析。在实施数据集成平台内可通过3个方面进行分析：一是实时数据库系统。由于实时数据库系统是一套较为完善的兼具存储、监控、数据采集、Web浏览等功能的系统，并具有DDE、ODBC、API、OPC等分析多样性，因此可以在经营管理层、生产层以及成产控制层（DCS/PLC）之间形成良好的数据连接体系；二是数据采集方案。通过在DCS/PLC操作系统内加设一块网卡的形式，使数据传输科学高效，将两块网卡配置在数据采集网关内，分别用于连接操作站和进行实施数据库网络连接之用，加之在数据采集接口与网络地址的转换间形成物理隔离，或通过架设防火墙等形式对数据库与接口机之间形成再次隔离，从而确保网络完全；三是生产监控。通过设置生产监控的形式来落实企业的安全生产，其中生产监控包括趋势图查询、实时/历史数据查询、分装置分单元的工艺流程图监视等方面。其工艺流程图与DCS流程图基本相同，均具有单位、实时数据、关键点动态曲线、设备号、物流以及装置等信息显示。由于生产监控可详细反映生产单元工艺运行状态、工序落实情况、系统参数设置合理性以及工艺流程实际情况等方面，促使流程调度员与企业管理者可实时掌控企业生产动态情况，并结合实际运行情况对生产作出实时调整，使得企业生产在动态监管下可获取更高经济效益。其次，分析生产报表功能。由于生产报表是站在全厂的角度对信息进行分析的，因此对设备运行、产品质量、装配能耗以及工序主要控制点等方面分析最为科学合理。
3. DCS系统的具体应用
3.1 DCS系统在发电工程中的应用
DCS系统发电工程中也有广泛的应用，在实施发电工程时引入DCS系统，集中监控发电机组的各个位置的温度、压力、转速、振动、胀差、轴向位移、发电机的频率、发电功率及各电机运行电流等参数，能够有效控制发电机组相关信息系统，并制定总线连接模式，保证发电机组各项系统硬件之间能够实现信息稳定传输的目的，使发电机组达到安全平稳运行的目的。
3.2 DCS系统在石油化工中的应用
石化工业的特点是连续大生产，特别强调安全、稳定、长期、满负荷、优化的运行。随着生产装置的大型化、复杂化，过程控制在生产上占有的地位日趋重要。多年来，我国石化工业也努力采用先进的电子技术改造传统生产方法，积极开发投资少、见效快、经济效益好的微机控制项目。例如催化裂化监控系统等。同时在一些工艺复杂、效益较高、管理有一定基础的重要关键生产装置上采用DCS。采用DCS系统的石化企业，绝大部分都取得了较好的经济效益，对工业生产起了促进作用，DCS系统具有常规仪表无法代替的优点，充分显示了DCS安全可靠性高、控制算法丰富、组态灵活、调节品质高、人机界面友好、操作方便、易于擴展、信息管理集中等特点。
4. DCS系统未来发展趋势
FCS是现场总线控制系统（FieldbusControlSystem）的简称，它是用现场总线网络将现场各个控制器、仪表设备互联，构成现场总线控制系统，同时控制功能彻底下放到现场。目前新型的DCS已有很强的顺序控制功能；新型的PLC，在處理闭环控制方面也不差，并且两者都能组成大型网络，DCS与PLC的适用范围，已有很大的交叉。而FCS则是由DCS与PLC发展而来，不仅具备DCS与PLC的特点，而且跨出了革命性的一步。通过使用FCS系统，用户可以大量减少现场接线，用单个现场仪表可实现多变量通信，不同制造厂生产的装置间可以完全互操作，增加现场一级的控制功能，系统集成大大简化，并且维护十分简便，降低了安装成本和维修费用。不难从采用DCS系统的电厂中与自动控制系统有关的所用电缆公里数看出，电缆在基建投资中所占份额很大，可见采用FCS系统后可以减少大量现场接线，节约很大一次投资，同时降低了安装成本，而且维护成本更低，将给企业产生非常大的经济效益。可见FCS系统已在一定程度上融合了DCS与PLC系统的特点，且大有赶超DCS系统的趋势，DCS以后的发展趋势将会是往FCS方向发展。FCS系统有望成为21世纪控制系统的主流产品。
5 结语
总之，为了使企业可以在信息化、智能化、自动化生产经营管理模式，在信息技术基础上开展DCS系统的研究与应用，不仅可以解决企业当前经营管理中存在的问题，而且可以在集成系统发展创新中为企业带来更高经济效益，因此DCS系统应得到广泛应用与推广。
参考文献：
[1]宁玲玲.燃煤电厂DCS系统中的电压控制节能方法研究[J].电网与清洁能源，2015，31（08）：31-35.
[2]陈荣超，崔振武.火力发电厂DCS系统可靠性分析[J].电力科学与工程，2012，28（01）：42-45+78.
[关键词]DCS系统；应用；发展趋势
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）35-0357-01
1应用DCS系统的优点
DCS系统具备诸多优势，主要表现在4个方面：第一，DCS系统能够在各个操控对象上实现运行控制的目标，能够避免相关设备在运行过程中出现问题。加上DCS系统自身控制功能相对分散，控制工作相对明确。而且DCS系统还能够提升计算机设备逻辑控制能力，这也从侧面说明DCS系统具有较高可靠性。第二，理论上来说，各项设备应用DCS系统，对于实现各项系统之间的信息交互起到不可忽视的作用。而且DCS还能够满足各项运行系统扩容的目的，对于推进各项系统稳定运行等方面也起到无可替代的作用。第三，任何设备和系统在运行之前，都需要相关人员对系统运行控制算法和其他方面因素有一个全面的了解，并将各项设备运行模式与DCS系统进行有效结合，严格控制各项设备在运行过程中出现问题，借以实现DCS系统控制水平提升的目的。第四、正是因为DCS系统具有分散性的特点，各个控制计算机自身控制任务相对单一，一旦计算机某一节点出现问题，相关人员能够在短时间内找出计算机节点出现问题的可能，及时维护出现问题的计算机节点，有效排除故障，这对于推进DCS控制系统稳定运行也起到不可忽视的作用。
2信息系统介绍
2.1网络架构
为了数据平台搭建的更为科学合理，首先应确保网络架构符合企业发展实际情况，其次应可有效确保系统运行高效、安全、稳定，基于以上两个方面，应采取以下网络整体性构架确保信息系统科学高效：一是构建数据采集网、现场控制网3层网络以及办公区域局域网；二是在数据采集网与办公局域网之间构建防火墙；三是采用独立网络路由构建生产局域网；四是为了减少数据采集对控制系统自身的影响，可采用控制系统上位机上安装双网卡的方式对该问题进行有效解决；五是利用数据采集网关来采集控制系统实时数据，并同时作为隔离控制网、网关隔离以及数据采集网；六是选用服务器组为构建系统服务器的基本形式；七是采用双机热备冗余设置系统关键服务器，促使系统可以安全稳定。
2.2系统功能
首先，对实施数据集成平台进行分析。在实施数据集成平台内可通过3个方面进行分析：一是实时数据库系统。由于实时数据库系统是一套较为完善的兼具存储、监控、数据采集、Web浏览等功能的系统，并具有DDE、ODBC、API、OPC等分析多样性，因此可以在经营管理层、生产层以及成产控制层（DCS/PLC）之间形成良好的数据连接体系；二是数据采集方案。通过在DCS/PLC操作系统内加设一块网卡的形式，使数据传输科学高效，将两块网卡配置在数据采集网关内，分别用于连接操作站和进行实施数据库网络连接之用，加之在数据采集接口与网络地址的转换间形成物理隔离，或通过架设防火墙等形式对数据库与接口机之间形成再次隔离，从而确保网络完全；三是生产监控。通过设置生产监控的形式来落实企业的安全生产，其中生产监控包括趋势图查询、实时/历史数据查询、分装置分单元的工艺流程图监视等方面。其工艺流程图与DCS流程图基本相同，均具有单位、实时数据、关键点动态曲线、设备号、物流以及装置等信息显示。由于生产监控可详细反映生产单元工艺运行状态、工序落实情况、系统参数设置合理性以及工艺流程实际情况等方面，促使流程调度员与企业管理者可实时掌控企业生产动态情况，并结合实际运行情况对生产作出实时调整，使得企业生产在动态监管下可获取更高经济效益。其次，分析生产报表功能。由于生产报表是站在全厂的角度对信息进行分析的，因此对设备运行、产品质量、装配能耗以及工序主要控制点等方面分析最为科学合理。
3. DCS系统的具体应用
3.1 DCS系统在发电工程中的应用
DCS系统发电工程中也有广泛的应用，在实施发电工程时引入DCS系统，集中监控发电机组的各个位置的温度、压力、转速、振动、胀差、轴向位移、发电机的频率、发电功率及各电机运行电流等参数，能够有效控制发电机组相关信息系统，并制定总线连接模式，保证发电机组各项系统硬件之间能够实现信息稳定传输的目的，使发电机组达到安全平稳运行的目的。
3.2 DCS系统在石油化工中的应用
石化工业的特点是连续大生产，特别强调安全、稳定、长期、满负荷、优化的运行。随着生产装置的大型化、复杂化，过程控制在生产上占有的地位日趋重要。多年来，我国石化工业也努力采用先进的电子技术改造传统生产方法，积极开发投资少、见效快、经济效益好的微机控制项目。例如催化裂化监控系统等。同时在一些工艺复杂、效益较高、管理有一定基础的重要关键生产装置上采用DCS。采用DCS系统的石化企业，绝大部分都取得了较好的经济效益，对工业生产起了促进作用，DCS系统具有常规仪表无法代替的优点，充分显示了DCS安全可靠性高、控制算法丰富、组态灵活、调节品质高、人机界面友好、操作方便、易于擴展、信息管理集中等特点。
4. DCS系统未来发展趋势
FCS是现场总线控制系统（FieldbusControlSystem）的简称，它是用现场总线网络将现场各个控制器、仪表设备互联，构成现场总线控制系统，同时控制功能彻底下放到现场。目前新型的DCS已有很强的顺序控制功能；新型的PLC，在處理闭环控制方面也不差，并且两者都能组成大型网络，DCS与PLC的适用范围，已有很大的交叉。而FCS则是由DCS与PLC发展而来，不仅具备DCS与PLC的特点，而且跨出了革命性的一步。通过使用FCS系统，用户可以大量减少现场接线，用单个现场仪表可实现多变量通信，不同制造厂生产的装置间可以完全互操作，增加现场一级的控制功能，系统集成大大简化，并且维护十分简便，降低了安装成本和维修费用。不难从采用DCS系统的电厂中与自动控制系统有关的所用电缆公里数看出，电缆在基建投资中所占份额很大，可见采用FCS系统后可以减少大量现场接线，节约很大一次投资，同时降低了安装成本，而且维护成本更低，将给企业产生非常大的经济效益。可见FCS系统已在一定程度上融合了DCS与PLC系统的特点，且大有赶超DCS系统的趋势，DCS以后的发展趋势将会是往FCS方向发展。FCS系统有望成为21世纪控制系统的主流产品。
5 结语
总之，为了使企业可以在信息化、智能化、自动化生产经营管理模式，在信息技术基础上开展DCS系统的研究与应用，不仅可以解决企业当前经营管理中存在的问题，而且可以在集成系统发展创新中为企业带来更高经济效益，因此DCS系统应得到广泛应用与推广。
参考文献：
[1]宁玲玲.燃煤电厂DCS系统中的电压控制节能方法研究[J].电网与清洁能源，2015，31（08）：31-35.
[2]陈荣超，崔振武.火力发电厂DCS系统可靠性分析[J].电力科学与工程，2012，28（01）：42-45+78.