DCS应用实例

摘要

DCS是分布式控制系统的英文缩写（Distributed Control System），在国内自控行业又称之为集散控制系统。

DCS是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物。DCS通常采用若干个控制器（过程站）对一个生产过程中的众多控制点进行控制，各控制器间通过网络连接并可进行数据交换。操作采用计算机操作站，通过网络与控制器连接，收集生产数据，传达操作指令。因此，DCS的主要特点归结为一句话就是：分散控制集中管理。

本文主要列举了DCS 系统在漳泽发电分公司的应用；D C S 在加热炉自动控制系统中的应用；DCS 系统在国际先进浮法玻璃生产线中的应用；ＤＣＳ控制系统在α－石膏粉液相法生产中的应用。

关键词：DCS,分布式控制系统，控制器

ABSTRACT

DCS is a distributed control system abbreviation (Distributed Control System), self-control in the domestic industry is also known as distributed control systems.

DCS is the computer technology, control technology and network technology is highly integrated product. DCS usually a number of controllers (process station) in the production process of a large number of control points to control the network connection between the controller and data exchange. Operation using a computer operator station, connected to the controller through the network to collect production data, to convey instructions. Therefore, DCS attributed to the main features of a word is: centralized management of distributed control.

This article lists the DCS system in power branch applications Zhangze；DCS in the furnace control system application；DCS system in advanced float glass production line in the application；DCS control system in the α-gypsum powder Liquid Production

Keywords: DCS，Controller

引言

DCS是分布式控制系统的英文缩写( Distributed Control System)，在国内自控行业又称之为集散控制系统。DCS是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物。在工业企业中，特别是在发电、化工、炼钢、石化、制药以及造纸等领域有着广泛的用途，DCS的应用极大的提高了生产的自动化程度。

德国ＢＳＨ公司引进的α－石膏粉液相法生产线上，国内先进的ＤＣＳ控制技术的应用。阐述ＤＣＳ控制系统的构成和功能、硬件设计、软件设计以及控制方法。通过生产实际应用，ＤＣＳ控制系统完全满足生产的需要并且达到了精确控制，从而提高了生产水平和产品质量。

当今DCS 控制技术，已经在国内建材行业得到了普遍的应用，也在许多玻璃生产线取得了良好的效果。但是这其中的一些应用也存在着许多不足和缺陷。国外一条600t ／D 浮法玻璃生产线的建设中，许多新的技术、专利和装备应用到了DCS 系统当中。

山西漳泽发电分公司总装机容量为1040 MW,辖有两台国产100 MW机组( # 1 机、# 2 机) 和4 台前苏联制造210MW机组( # 3 机、# 4 机、# 5 机、# 6 机) 。为跟上行业技术发展,该公司于2001 年首先对# 4 机组(前苏联制造210MW) 进行了DCS 系统改造,所采用的是中国电力科学研究院北京智深公司的EDPF - NT 分散控制系统,改造后该系统运行良好,于是在2002 年和2003 年利用机组大修机会又相继对#3、# 5、# 1、# 6、# 2 机组进行了改造,使所属机组全部实现了DCS 控制。

加热炉自动化控制系统具有组成设备多、位置分散、设备间联锁关系强、设备运行环境恶劣、安全性可靠性要求高等方面特点,基于和利时公司HOLLiAS DCS 的加热炉控制系统,在考虑轧钢生产特点和要求的基础上,充分利用HOLLiAS DCS 可靠性高、性能优异、功能丰富、扩展性好、易于使用等方面的优势。

1.DCS 系统在漳泽发电分公司的应用

EDPF - NT分散控制系统是中国电力科学研究院北京智深公司于1989 年立项开发。其设计与实现是以原电力部规划院颁布的《火力发电厂分散控制系统技术规范书》(G- RK- 95 - 51) 为依据,基本功能和性能指标全部符合规范要求。

漳泽发电分公司所使用的该系统均包括了DAS、SCS、MCS、FSSS、DEH、ECS 等,用于完成生产过程实时数据采集、顺序控制、过程控制、高级控制、报警检测、参数监视、设备操作,对数据进行记录、统计、显示、打印等处理。

EDPF - NT 系统专为大型、复杂的工业过程控制应用而设计,可综合或单独

实现下述应用的要求:数据采集处理和生产过程的监视(DAS) ;生产过程调节控制(MCS) ;生产过程开关量控制或逻辑控制(SCS) ;电气控制系统( ECS) ;炉膛燃烧安全监控系统(FSSS) ;汽轮机数字式电液控制系统(DEH) 。

EDPF - NT系统无主机、无通讯管理器,任何故障都将被限制在有限范围内,决不会招致系统崩溃,真正实现了功能分散、危险分散。系统还采用了强化的结构设计,所有IPO模块和电源模块采用全封闭结构,防尘、防静电、抗电磁干扰。IPO 卡可适应现场恶劣环境,所有卡上IPO 点都采用光电隔离技术实现与外部的电气隔离和路与路的电气隔离。另外系统具有完整的分层自诊断功能,可诊断网络、站、IPO卡件直至IPO 点, IPO 采用全分散型智能测控装置,每个单元最大16 点,功能和危险更分散。IPO 卡与DPU 主机之间采用通讯联系如DCS 系统按物理分散方式配置,这样系统可以节省大量电缆。为了使系统不间断工作,供电系统采用可配置UPS 的冗余配电装置,所有IPO 卡件均采用专用的冗余直流电源供电,而IPO 卡件则具有超强电气防护性能,在误接入250V 强电时可安然无恙。系统在冗余的控制器中分别配备了双机监视卡,正常工作时,主站具有IPO 控制权,并将自己的工作数据和进程及时通过网络传送给备用站,备用站接受主站的信息以保持与主站的同步,另一方面通过双机监视卡监视主站的工作情况,主站一旦发生故障就取得IPO 控制权,实现对过程对象的控制。这种切换的过程小于30ms ,完全可以保证无扰切换。对控制站(DPU) 热备份冗余,控制器切换时间可小于30ms ;系统最快处理周期则达30ms ,系统的控制和保护功能不因冗余切换而丢失,延迟或扰动,确保了冗余处理器切换的数据非易失性。

EDPF - IPObus 卡

EDPF - IPO bus 卡作为EDPF 分布式高速智能测控网络的主站,连接主机与各个智能采集控制单元。主机发向各个智能单元的命令、控制信息,皆通过IPObus 卡,经EDPF 工业现场串行总线传至各单元。采集控制单元接受命令,将现场信息反馈给主站,或完成相应的控制功能。

EDPF - IPObus 卡可以实现双机热切换, IPObus 卡上CPU可以监视主机的运行,主机也可监视IPObus ,二者之一发生故障,系统便自动切换至网上另一台备用主机继续工作。

EDPF - IPObus 卡有三种工作状态:复位状态、主机状态及副机状态。其中,副机状态是指在网上同时有两台主机,其中一台处于冗余热备份时的状态。

EDPF 所使用的模块按功能分,有模拟量输入卡(AI ,包

括热电阻测量模块AIr) 、模拟量输出卡(AO) 、开关量输入卡(DI) 、开关量输出卡(DO) 、单回路控制卡(CT) 、频率脉冲测量卡(FPI) 、测速OPC 卡(SD) 、电液并存型电调伺服卡(VCI) 、纯电调伺服卡(VCII) 、DPM2000 数显表接口卡(DPM) 、电调与DCS 接口卡(DCI) 、开关量输入输出卡(DIO) 、电流输出型多回路控制卡(ACT4) 、可冗余的电流输出型控制卡(ACT) 、脉冲输出型多回路控制卡(CT4) 、PT、CT电量测量模块( EM) 、电源输出模块(PWR) 等。

软件方面, EDPF - NT 系统以最优秀的操作系统之一Windows NT为平台开发了人机界面,运用其OLE 技术、ActiveX技术以及多线程处理机制等使人机界面更加丰富多彩、易学易用、运行流畅。

2.D C S 在加热炉自动控制系统中的应用

加热炉作为钢铁工业轧钢生产线的关键设备和能耗设备,在轧钢生产中占有

十分重要的地位,它的生产任务是按轧机的轧制节奏将钢材加热到工艺要求的温度水平和加热质量,并且在优质高产的前提下,尽可能地降低燃料消耗,减少氧化

和烧损,为了实现高效节能、减少污染的目标,轧钢加热炉将向自动化和计算机控制方向进一步发展。

加热炉控制系统主要包含炉膛温度控制系统、压力控制系统、热风放散,烟道温度控制,燃烧安全装置,以及助燃风机的启动及保护控制等。加热炉自动化控制系统就是保证轧钢生产过程的连续性和实时监控性,提高钢坯的塑性,降低变形抗力,以满足轧制工艺的要求。

加热炉自动化控制系统具有组成设备多、位置分散、设备间联锁关系强、设备运行环境恶劣、安全性可靠性要求高等方面特点,基于和利时公司HOLLiAS DCS的加热炉控制系统,在考虑轧钢生产特点和要求的基础上,充分利用了HOLLiAS DCS可靠性高、性能优异、功能丰富、扩展性好、易于使用等方面的优势。

系统硬件组成

加热炉控制是集机械、电气控制和计算机应用为一体的技术,采用以和利时公司HOLLiAS DCS为核心的,集中与分散相

结合的自动化控制系统,系统由1个中央控制室和炉膛温度控制系统、压力控制系统、热风放散,烟道温度控制,燃烧安全装置,以及助燃风机的启动及保护控制等控制站组成,通过高速100Mbps光纤工业以太网进行数据通信。

为保证各工艺过程的安全运行,各控制站采用冗余系统,支持电源冗余、CPU 冗余、总线冗余,所有模块均支持带电插拔,使系统的安全性、可靠性大大提高。

(1)通信网络

整个自动化系统由二级控制系统和二层通讯网络构成。保证系统的完整性、合理性、确保系统自动运行。

工业以太网:加热炉的控制站都可以独立完成各自的任务,根据生产工艺的需要,将各自独立的控制站、操作站与中央控制室的操作站和工程师站之间采用高速工业以太网,做到资源共享,互调数据、画面等,构成完整的过程监控系统,通信速率为100Mbps,传输介质为光纤。

PROFIBUS-DP现场总线:各控制站PLC主站与各自的远程I/O站通过PROFIBUS-DP现场总线进行数据通信,通信速率为1.

5Mbps,传输介质为屏蔽双绞线。

(2)操作方式。

全线操作系统由操作站、操作台构成。操作站实现集中手动、自动控制,主要用于工艺和电气参数的设定、运行方式的选择、开炉前后的一般操作,包括自动、软手动实现现场各电控设备的控制。操作台主要用于手动操作和在自动方式下实施人工干预。

系统软件结构

采用Client/Server体系结构,控制管理网络采用两层结构,星型连接,控制网络双冗余配置。控制网络和管理网络的分离有利于将交换机设备故障风险分散,同时大大减少了数据处理量和网络上的拥塞。远程控制站采用100M以太光纤连入系统,采用HOLLiAS MACS系统作为监控软件平台,其中:ConMaker部分完成算法的组态与下装,而PlantView完成人机监控和与控制器的通信;每个ConMaker工程用于单个I/O控制站的控制方案,共有28个ConMaker工程对应28个I/O控制

站;PlantView工程用于建立通信连接及人机交互界面,安装在工程师站和操作员

站上,用于实现人员对生产过程的实时监控。

实现的控制功能

系统是一个集顺序控制、过程控制、数据采集、工况监视、数据管理为一体的计算机控制管理系统。对电动机、阀门等以及成套机电设备的开关量控制,包括分组联锁起动、分组联锁关机、组内自动联锁控制、组内单步联锁控制、系统单步调试;过程控制数据的采集和处理(包括开关量和模拟量);完善的报警功能。开关量和模拟量报警的显示、确认、记录和打印;动态显示工艺流程图画面,各画面之间可以自由切换;历史曲线图、实时曲线图、电气仪表图和棒形图显示和打印。

按照功能和结构划分,加热炉系统分为:炉膛温度控制系统、压力控制系统、热风放散,烟道温度控制,燃烧安全装置,以及助燃风机的启动及保护控制等系统。下面分别介绍每个部分的控制功能。

(1)炉膛温度控制系统。

炉膛温度控制是加热炉所有控制中最重要的控制系统之一,加热炉是为轧机加热荒管,而轧机轧制荒管时,有一个最佳轧制温度区间,因此,控制炉膛温度稳定在某一设定值,使荒管在炉内均匀受热,使其温度正好处于最佳轧制温度区间内。

(2)压力控制系统。

为稳定燃烧及防止开启炉门时冷风灌入炉内或者向炉外喷火,系统设定炉内压力在0～20Pa微正压状态,在工程师站上设定炉压控制值,DCS通过控制烟道和引风机前的调节蝶阀开度来自动跟踪设定值,保证炉压始终处于设定范围内。

(3)热风放散系统。

为保护换热器及保持加热炉工况所需的最小风量采用热风放散控制方案热风总管设置热电温度检测。正常工作时热风放散阀处于全关状态热风温度高于设定值时自动进入调节放散状态,保持热风温度稳定,当燃烧空气总量少于一定值时进行热风放散,放散阀打开,故障时热风放散阀自动全开。

(4)烟道温度控制。

烟道温度控制涉及设备的安全,烟气主要用作调节炉膛压力和蓄热体蓄热能力的衡量,烟道温度过高,会烧坏阀门等非耐热部件,烟道温度过低,说明蓄热效果差,达不到节能的目的,因此需要对排烟温度进行控制。

(5)燃烧安全装置。

各种介质的压力用变送器检测,当检测压力异常时进行声光报警,必要时进行燃烧切断。

3.DCS 系统在国际先进浮法玻璃生产线中的应用

该公司DCS 系统由工程师站（也可以当作操作员站使用）、操作员站、网络、现场控制站构成。图1 是该公司DCS 系统的示意图，采用Siemens 公司PCS7 系统。

系统硬件介绍

此控制系统中ES 和OS 为一个层次，网络为一个层次，控制站为一个层次。在ES、OS 站上安装有Windows2000 操作系统、PCS7 软件和经过二次开发的软件，通过ES 上的PCS7 软件，可以对系统结构、网络、控制站进行组态、设置、调试和诊断，通过OS 可以模拟显示生产工艺状况，并由操作员输入控制参数或命令，对现场设备进行控制和调节；网络层采用Siemens 工业用100M 交换机，交换机之间通过光纤连为环网，当一个方向的通讯线缆出现故障时，通讯还可以从另一个方向进行，从而保证了通讯的高速和高可靠性，ES、OS 和控制站等设备上面都安装有网卡，通过交换机进行实时数据交换；控制站采用两套性能良好的AS 414H 控制系统，每套系统的CPU、电源和通讯都是冗余的，既保证了控制的安全性、可靠性，又保证了控制反应速度。每套AS 414H 上面配置有不同数量的ET200M 子站，通过Profibus 总线连接起来，在各个子站上插有冗余的通讯板卡和各种I ／O 模板。I ／O 模板与现场设备如压力变送器、温度变送器、流量变送器等进行数据交换，实现采集数据和控制执行设备的功能。

系统软件介绍

在软件方面，大致有操作系统、基础软件（PCS7 套件）、应用软件等。操作系统选用成熟稳定的Windows2000专业版；PCS7 基础软件集成有：Internet Explorer 6．0＋SP1、MS SQL Server 2000＋SP3、SIMATIC PCS7 productCDs 等。应用软件指的是在PCS7 基础软件之上，根据具体工艺状况和现场设备开发的软件，包括通常的组态（如PID 控制、模拟量值的监控、设备状态的监控、报警监控）和较为复杂的脚本程序。对于操作员来说，我们通常看到和操作的是OS 上的工艺状况画面和各种实时的数据，只有具有工程师权限的人员才能查看和修改组态过程的控制策略、工艺状况画面和网络的实时监测等功能。在该公司DCS 控制系统中，按照工艺的划分，我们把OS 大致分为

三个对应工段：熔窑、锡槽、退火窑。每个OS 各监控一个工段，同时与其它两个OS 互为备用。

DCS 系统在浮法玻璃生产线中应用的特点

先进的熔窑专家控制系统

目前国内熔窑温度控制普遍采用的控制方式为单回路的PID 控制或手动控制。这种传统的控制手段虽然容易实现，但效果越来越不能满足现代浮法玻璃工艺。而国外现代控制理论发展很快，出现了自适应控制、模糊控制、智能控制等新型控制系统。而现在专家系统已经很好的应用于工业窑炉方面，并取得了较好的控制效果。通过建立起新型的玻璃熔窑智能控制模型，实现性能优异的自适应和智能控制。

一体式投料机控制技术

该公司使用了四台平推式德国zippe 公司的投料机。由于四台投料机的位置角度不同，因此要求不同的控制速度与投料量。但如果使用四个独立的控制块来控制投料机，有可能引起控制的不同步，因此在CFC 中只设计了一个控制块。激光液面计输入信号的信号通过PID 功能块LIC100 计算后，通过LZ1001、

LZ1002、LZ1003、LZ1004四个输出块乘以给定系数后输出频率，以标准信号4－20MA 的形式输出至相应投机。此种方法极大减低了程序的复杂程度和工作量，很好地解决了同步问题。

总线式的电加热的控制方法

玻璃生产线的锡槽工段，一般都有很多电加热，且分多区。该公司的锡槽工段有38 个电加热工作区和控制器。该公司使用AEG 的THYRO－P 控制器，该控制器拥有两种控制方式，一种是采用4－20MA 标准信号，与DCS 系统联络。该方法需要每个区，每台控制器都要单独与DCS 系统对接，目前，国内多条浮法玻璃生产线，采用该办法。但该方法存在许多缺陷，首先故障点较多，铺设电缆复杂，控制精度有待提高。而该生产线采用的是第二种办法，改模拟控制为数字控制，改4－20MA 控制方式为Profibus 总线方式。具体来说，就是通过Profibus 总线协议，只需使用一根总线，以串联方式。联接所有内置了modbus－steckkarte总线卡的THYRO－P 控制器。

天燃气控制技术

目前国内大多数玻璃生产线，都使用重油或煤气作为熔窑燃料，而该公司使用的能源为天然气。天然气的特性、热值和控制方法对国内的玻璃线都很陌生。所以该厂天然气的控制方法很有借鉴意义。该天然气系统的主要特点为：进气端使用双回路自整定调压阀将来气压力调整为工作压力范围。然后通过一个安全主阀门，给个分支小炉燃烧供气，并且该安全主阀门附带各种测量、报警、控制装置，有测量压缩空气压力传感器、天然气压力低传感器、天然气压力高传感器，并与助燃风进行联锁，从各个方面进行监控，确保供气系统的安全和稳定。

先进的法国斯坦因退火窑技术

该公司全套引进了法国斯坦因退火窑，斯坦因公司的退火窑采用独特的热风循环技术，即将前端高温区的热量配合适当的冷风通过不同的管道，传递至后端的低温区，使整个热量在退火窑中循环和分配，并配以电加热和风量控制调节阀，很好实现了整个退火窑各个区温度的平稳控制。

在线实时式玻璃应力检测技术

该公司将产品定位于欧洲高端玻璃市场，而欧盟在玻璃标准中对玻璃的应

力要求非常严格。于是该公司DCS 系统在设计之初就在冷端开始处，采用了伊斯拉（ISRA）－智能系统机器人自动化公司（Intelligent Systems Robotics and Automation）的质量控制视像系统，进行玻璃的应力、厚度、及完整性的实时检测。采用该系统，可以实时检测在线玻璃产品的应力分布情况，厚度是否符合标准，及其它许多项重要玻璃参数。使用该标准对指导退火窑温度和风量的控制也有十分重要的指导意义。众所周知，玻璃带在退火过程中，经常出现炸裂情况，如纵炸、横炸。而如果出现该种情况后，国内大多数玻璃生产线，一般只有凭借工艺人员的经验，改变退火窑某点或某处的控制温度。

这样做只是凭借经验调整，而采取该系统后，可以知道具体的玻璃应力在各处的变化情况，就可以有充足的理论数

据支持，使工艺人员准确的作出调整，及时进行正确决策。

4.ＤＣＳ控制系统在α－石膏粉液相法生产中的应用

近年来，山东金信新型建材有限公司引进了德国ＢＳＨ公司先进的α－石膏液相法生产工艺设备，与之配套的国内生产设备也采用了先进的ＤＣＳ控制技术，从而提高了自动化生产水平和产品的质量。

该项目选用ＡＢＢＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＩＴＦｒｅｅｌａｎｃｅ控制系统。该系统是面向工厂自动化的新一代开放式ＤＣＳ系统，全面支持现场总线技术，系统采用全局数据库技术，实现全局一体化编程。

ＤＣＳ系统硬件设计

硬件配置

三个操作员站（ＯＳ），其中一个操作员站兼工程师站（ＥＳ），配置１套ＡＢＢＡＣ８００Ｆ控制站以及３个远程Ｉ／Ｏ站：①１号Ｉ／Ｏ控

制站：破碎、预粉磨；②２号Ｉ／Ｏ控制站：α细磨、输送；③３号Ｉ／Ｏ控制站：α混合、输送。

网络通讯

根据系统要求通信结构设计为２层：

第一层为现场控制层，实现控制器与Ｉ／Ｏ模件及智能仪表的通信，用Ｐｒｏｆｉｂｕｓ现场总线通讯协议，传输介质采用标准Ｐｒｏｆｉｂｕｓ－ＤＰ双绞线。

第二层为中央监控层，实现各控制器之间及与操作员站、工程师站的通信，系统通信采用ＴＣＰ／ＩＰ协议以太网，传输介质为以太网双绞线，通信速率为１０ＭＢ。

操作员站概述

１）作员站硬件选用适用工业现场的ＰＣ机。

２）该系统设置２台操作员站，操作员站安装ＤｉｇｉＶｉｓ６．１软件，操作界面及菜单为中文。

３）操作员站软件运行在Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００操作系统上。

４）操作员站使用以太网与过程站及其它设备进行通信，由于系统数据库为全局，所以操作员站之间数据及画面完全可以共享，互为冗余备份。

５）显示功能：系统诊测显示、趋势显示，实时操作记录及打印。

６）操作功能：操作方式为鼠标操作，同时也支持键盘快捷键操作方式。

７）由于系统采用全局数据库方式，操作员站的所有标签数据直接与过程站进行存取，所以数据更新速率较快，所有软手操也可以快速被过程站响应。

工程师站概述

该系统设置一台工程师站（兼做操作员站），安装ＤｉｇｉＴｏｏｌ６．１版本软件，运行在Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００系统上。工程师站使用以太网与过程站进行通信，可以实现硬件编辑、现场过程站编程、操作员站组态、一体化编程及调试。ＤｉｇｉＴｏｏｌ软件支持现场总线设备的数据读取与编程功能。编程语言与图形化编程语言标准ＩＥＣ１１３１－３完全兼容，根据实际控制要求可任意选用ＦＢＤ、ＬＤ、ＩＬ、ＳＦＣ等方式。系统具备大量标准功能块及功能子程序，编程结构采用项目树结构，系统采用全局数据库，系统内的变量实现共享，系统具备选择部分、修改部分、全部下装功能。通过软件可以离线编程，在线修改参数，被修改的参数具备自动备份功能可以恢复。

软件设计

整个ＤＣＳ控制组态在ＤｉｇｉＴｏｏｌＶ６．１版软件上进行。具体编程步骤简述如下：

１）项目树建立。规划系统资源，如指定过程站名称：①１号Ｉ／Ｏ控制站，破碎、预粉磨；②２号Ｉ／Ｏ控制站，α细磨、输送；③３号Ｉ／Ｏ控制站，α混合、输送。

２）硬件设备编辑。按照硬件实际配置在组态软件中完成硬件安装、参数设置、通道定义，各过程站和操作员站的ＩＰ地址设定等。

３）程序组态。在各自分布的过程站级资源底下进行，首先将各过程站内控制的项目进行分类，分为不同子任务，根据任务特点将监控和调节任务采用ＦＢＤ图方式进行编程，连锁控制采用ＬＤ图形式进行编程。

４）操作员站组态。填写参数完成系统预定义显示的组态，然后进行用户流程图组态，采用导入位图文件的方法直接生成静态图形，在此基础上直接做各

位号的动态。

５）系统调试。系统程序支持在线参数整定和修改，由于系统数据库为全局，支持系统全范围的一体化调试。

控制方法

在编程方面，采用了直观的ＬＤ梯形图，把各个设备的启动停止采用了连锁控制，在料仓的前端设备为一个组，启动顺序１→２→３→４，停止顺序为４→３→２→１，把各设备的故障信号串联其中，如当２设备有故障时，设备２、１会即时停止。在模拟量采集方面，通过数字转换，适当的在界面上进行显示，并采用逻辑运算（例如ＰＩＤ运算、数字加减等），参与控制。变频器的给定，采用给定频率的方法，经过模块转换成４～２０ｍＡ或０～ＤＣ５Ｖ的标准信号，输入到变频器，把变频器的反馈信号，经过转换传回ＤＣＳ，经数字换算，进行界面显示等应用。

生产应用

在实际应用中ＤＣＳ控制系统对生产各个流程做到精确控制。原材料经过人工筛选后，经过一、二级鄂式破碎机破碎，进入到两个块料仓储存，料仓配有高低料位显示，上有电动挡板阀根据料位的高低进行分料储存，一个仓满，料自动进入到另外一个块料仓。块料仓下各有一台皮带计量称，由配套的控制器调节中控给定的流量，并把徇时流量传回中控，累计并显示。粉磨设备电机功率较大，安装智能转换模块，把互感器检测的０～５Ａ交流信号转换成４～２０ｍＡ直流信号，提供给ＤＣＳ系统，在画面上显示，当电流超过额定电流的１２０％时，到１ｍｉｎ停机保护。选粉机转子采用变频器控制，由中控设定运行频率，并反馈４～２０ｍＡ的直流信号显示，粉储存料仓有高低料位，仓上设备有两个电磁阀控制的气动阀进行料的分配，一个仓满，自动转到另一个料仓。

α湿法反映车间是德国ＢＳＨ公司提供的西门子Ｓ７－４００控制系统，车间喂料时提供给ＤＣＳ开停数字量信号，来启动停止喂料设备，粉仓下的变频器及时调节下料速度控制下料量，并显示反馈值。α基料储存分到三个料仓，料仓采用了德国ＶＥＧＡ公司的缆式雷达料位仪，提供４～２０ｍＡ信号表示料位的百分比，并通过ＤＣＳ的模拟量输出模块提供４～２０ｍＡ信号给Ｓ７－４００控制系统显示，根据料位选择料仓，提供每个料仓上气动阀的开停。基料可以包装的同时，并可以输送到细磨设备进行细磨，喂料仓下的螺旋喂料称由控制器控制流量，由中控给定喂料量并反馈，进行显示和累计，磨机采用电流测量同粉磨设备，显示电流，并控制过载，中控人员根据电流变化来给定喂料量的大小。选粉也是采用变频器控制，给定频率并反馈信号。细磨储存分三个料仓，根据不同的细度，进行来选择哪个料仓，仓下有变频器控制下料速度到混合机，混合机上面有称重计量，根据配方的要求，同时添加不同的物料，调整混合时间进行混合，混合完成进入到成品仓进行计量包装。从技术指标和α－型石膏显微照片的比较可以看出：采用先进的ＤＣＳ控制技术液相法生产制得α－型石膏晶体结晶特别完善，纯度特别高，使其机械性能大大提高，其干燥转化完全、规则，因而所得产品强度高、硬度大，膨胀系数小。

应用特点

１）ＤＣＳ控制系统，对α－石膏粉液相法生产线的各个生产流程做到精确控制。

２）采用ＤＣＳ控制液相法生产的α－型高强度石膏，其发育而成的石膏晶体完善，纯度高，其机械性能大大提高，干抗压强度在５０ＭＰａ以上，制

品具有强度高、硬度大、耐磨性好等优点。

３）ＤＣＳ控制技术对国内石膏粉体生产在提高产品质量、装备改造升级方面具有推广意义。同时适用于其他非金属矿粉体生产线的应用。

5.总结

分散控制系统(DCS)今天已步入第三代。它的发展一方面受计算机技术、控制技术、通信技术及CRT 技术的影响，另一方面又受到生产过程控制和管理要求的驱动。

随着微电子技术的迅速发展，微处理器在控制装置、变送器上的广泛使用，现场仪表(传感器、变送器、执行器等)得以智能化。“现场总线标准”就是设计用来替代4～20 mA模拟信号标准的新工业标准。

现场总线(Fieldbus)国际标准的制定将对DCS的发展产生重大影响，由于现场总线与传统的4～20 mA信号传递相比有很多优点，以现场总线为基础的自动化系统结构有望成为未来的分散控制系统。

DCS将向信息管理系统和计算机网络控制扩展，将过程控制和信息管理系统紧密结合起来，构成计算机集成过程系统(CIPS)。CIPS除了要完成传统DCS 过程控制的功能外，还要实现运行支持和决策支持的功能，包括质量控制、过程管理、在线优化、经营管理、决策分析等。

计算机集成技术和现场总线的发展，将对DCS的结构产生重大影响。目前DCS的结构将受到上下肢解，上层工作站将与CIPS紧密结合，DCS将演变成CIPS 的低层部分；在现场级，现场总线的应用将使传统的DCS I／O结构彻底改变。现场总线将对自控领域带来深刻影响，工业控制系统的体系结构将以统一的现场总线为纽带构成，现场控制系统(FCS)将是21世纪的开放控制系统。

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