先进控制技术在DCS系统中的应用
DCS经验总结
DCS经验总结DCS系统的实践应用与工作经验一、系统功能需求的确定选用DCS之前首先要明确应用的目标，提出对DCS功能的要求，确定系统的规模。
一般都需要仪表自动化、工艺负责人及计算机的负责人、设计院项目负责人几方面讨论确定，以达到最大限度地满足生产和操作的要求。
1、应用DCS的目标（1）提高装置生产及管理水平提高生产效率（提高收效），降低生产成本，节能，降耗，提高产品质量，提高生产方案变化的灵活性及适应性，提高装置的管理水平，提高故障分析的科学性和生产管理标准化，有利于劳动竞赛，挖掘生产潜力。
（2）提高装置的控制水平实现装置稳定化控制及操作优化，实现先进控制，实现顺序逻辑控制，实现设备故障诊断和联锁保护，实现局部或全装置的最优化控制，生产及管理水平的提高，控制水平的提高，将为实现装置“安、稳、长、满、优”生产发挥重要作用，具有显著的经济效益和社会效益。
这些目标可以分阶段考虑，逐步应用、开发，系统亦将逐步扩展以实现最终目标。
2、系统功能要求（1）数据采集和存储功能：模拟输入信号的扫描时间，数字信号的扫描时间，历史数据存储（包括调整趋势、历史趋势）的种类、点数和周期，输入信号的处理功能。
（2）控制功能：具备完整的监测、调节和顺序控制功能及设备运行监视、联锁保护等功能，反馈控制功能的最大能力（输入输出的种类、数量、逻辑运算能力、顺序步骤，执行周期），过程控制语言能力（如ST、FORTRAN，BASIC，C或其他的控制语言），先进控制软件的要求。
（3）显示功能：CRT尺寸、颜色，画面刷新时间，画面种类与数量。
显示画面包括总貌画面、流程图画面、控制分组画面、调整画面、趋势画面、过程报警画面、系统报警画面、系统状态画面、操作日志画面、历史查询画面等，并具有窗口（多个、拉伸、重叠）显示功能，汉字功能以及触屏功能。
（4）报警功能：模拟输入/输出信号报警（绝对报警、变化率报警），数字输入/输出信号报警，仪表停用（校验、停扫描）报警，系统部件（卡件、网络）故障报警，相邻报警时间分辨率，报警管理功能（如历史查询过滤、报警组设置、报警点组的优先级、报警抑制功能等）。
先进控制技术在DCS控制系统中的应用
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是一个 复 杂的 大 系统 ， 涉及 到 的被 控 过 程 往 往 所 具 有 强耦 合 性 、 确 定 性 、 线性 、 息不 完 全 性 不 非 信
收 稿 日期 ：２ ０ — ３ ０ ０ ８０ — ５
获 得 最大 利润 而 实 施 的 控 制策 略 的统 称 ， 而并 非 专 指 某种计 算 机控 制算 法 。因为外 界环 境总 是在
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DCS控制系统介绍
DCS控制系统介绍
DCS控制系统（Distributed Control System，简称DCS）是一种基于现代技术的集散控制系统，它主要应用于工业生产和制造领域，用于控制和监控生产过程中各项参数和设备，以实现自动化生产。
DCS控制系统由多个分布在各个生产单元的控制器组成，这些控制器之间通过网络进行信息传输和数据交换，实现对整个生产过程的控制和监控。
每个控制器负责管理一定范围的生产设备和参数，通过与传感器、执行器等设备连接，实现对生产过程的监测和控制。
DCS控制系统的核心是集中管理系统，它由工程师对整个生产系统进行规划、设计和编程，定义各种控制策略和逻辑，以实现生产过程的自动化控制。
集中管理系统可以实时监测各个控制器的运行状态，收集和处理生产数据，为决策提供支持，确保生产过程的顺利进行。
DCS控制系统的分散控制器通常由工控机或PLC等硬件组成，它们负责执行集中管理系统下发的控制策略，控制各种生产设备的运行和参数调节。
分散控制器之间可以相互通信，实现对整个生产过程的协调与同步，提高生产效率和质量。
DCS控制系统具有高可靠性和稳定性，通过采用冗余设计和故障恢复机制，可以保证系统在出现故障时快速恢复，确保生产过程的连续性和稳定性。
同时，DCS系统可以对生产过程进行实时监测和报警，及时发现并解决问题，保证生产过程的安全性和可靠性。
总的来说，DCS控制系统是一种先进的生产自动化控制系统，具有集中管理、分散控制、多任务处理、模块化设计和高可靠性等特点，可以满
足各种工业生产领域的自动化控制需求，提高生产效率，节约成本，保证生产质量，是工业生产自动化的重要技术手段。
分布式控制系统(dcs)设计与应用实例
分布式控制系统(dcs)设计与应用实例1. 引言1.1 概述分布式控制系统（DCS）是一种应用于工业自动化领域的控制系统，其设计和应用对工业生产的高效性和可靠性起着重要的作用。
随着技术的不断发展和进步，DCS已经广泛应用于各个领域，如工厂生产线、建筑智能化控制和能源管理系统等。
1.2 文章结构本文将首先对分布式控制系统进行概述，包括其定义与特点以及架构。
然后探讨DCS设计的原则与方法，重点介绍系统模块划分、数据通信机制设计以及容错与安全性设计等方面。
接下来将通过实际案例，详细展示DCS在工业生产自动化、建筑智能化控制和能源管理系统方面的应用实例。
最后，在结论与展望部分对主要观点和发现进行总结，并展望分布式控制系统未来的发展趋势和挑战。
1.3 目的本文旨在深入介绍分布式控制系统的设计原则与方法，并通过实例展示其在不同领域中的广泛应用。
通过阅读本文，读者可以了解到DCS的基本概念、特点和架构，并了解到如何设计一个高效、可靠的分布式控制系统。
同时，对于工业生产自动化、建筑智能化控制和能源管理系统等领域感兴趣的读者，可以通过实例了解到DCS在这些领域中的应用及其所带来的好处和挑战。
最后，本文还将展望分布式控制系统未来的发展趋势，为相关研究者和从业人员提供参考思路。
2. 分布式控制系统概述2.1 定义与特点分布式控制系统（DCS）是一种将控制功能集中在中央处理器上，并通过网络将其连接到各个分散的现场设备的自动化系统。
它通过分布在整个工厂或建筑物内的现场设备，收集和传输数据以实现实时监测和远程操作。
DCS具有以下特点：- 灵活性：DCS可以根据需要进行可扩展和定制，适应不同规模和复杂度的应用。
- 实时性：DCS能够快速响应并传递准确的数据，以确保实时监测和控制。
- 通信能力：DCS利用网络技术实现设备之间的高效通信，使得信息可以即时传递。
- 可靠性：DCS采用冗余设计，确保系统出现故障时仍能正常工作，并提供数据备份和恢复机制。
DCS控制系统及其应用
DCS控制系统及其应用摘要：集散控制系统（Total Distributed Control System，DSC）是20世纪70年代中期发展起来的以微处理器为基础的分散型计算机控制系统。
它是控制技术（Control）、计算机技术（Computer）、通信技术（Communication）、阴极射线管（CRT）图形显示技术和网络技术相结合的产物。
该装置时利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一种全新的分布式计算机控制系统。
关键词：集散控制系统;DSC;优缺点;计算机控制系统0引言集散控制系统（Total Distributed Control System，DSC）是20世纪70年代中期发展起来的以微处理器为基础的分散型计算机控制系统。
它是控制技术（Control）、计算机技术（Computer）、通信技术（Communication）、阴极射线管（CRT）图形显示技术和网络技术相结合的产物。
该装置时利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一种全新的分布式计算机控制系统。
1、DCS发展历程1.1第一代DCS（初创期）是指从其诞生的1975～1980年间所出现的第一批系统，以Honeywell的TDC-2000为代表，还有Yokogawa（即横河）公司的Yawpark系统、Foxboro公司的Spectrum系统、Bailey公司Netwook90系统等。
第一代DCS是由过程控制单元、数据采集单元、CRT操作站、上位管理计算机及连接各个单元和计算机的高速数据通道等五个部分组成，奠定了DCS的基础体系结构。
这个时期的系统的特点是：比较注重控制功能的实现，系统的设计重点是现场控制站;系统的人机界面功能则相对较弱，在实际中只用CRT操作站进行现场工况的监视，使得提供的信息也有一定的局限;在功能上更接近儀表控制系统;各个厂家的系统均由专有产品构成，包括高速数据通道、现场控制站、人机界面工作站及各类功能性的工作站等，不仅系统的购买价格高，系统的维护运行成本也高。
dcs的应用场景
dcs的应用场景摘要：一、DCS概述二、DCS的应用场景1.工业过程控制2.楼宇自控3.能源管理4.环保监测5.交通运输6.医疗设备7.智能家居三、DCS的发展趋势四、DCS在我国的应用案例正文：一、DCS概述分布式控制系统（DCS，Distributed Control System）是一种集散式工业控制系统，它采用分级、分布式、开放式的体系结构，通过对各种子系统的集成，实现对生产过程的监控、调度、控制和管理。
DCS具有高可靠性、易扩展性、易维护性和高度集成性等特点，广泛应用于各个行业。
二、DCS的应用场景1.工业过程控制DCS在工业过程控制中发挥着重要作用，可以实现对生产过程中的温度、压力、流量、液位等参数的实时监测和控制，确保生产过程的稳定运行。
同时，DCS还可以与其他系统如PLC、SCADA等配合使用，实现对整个工厂的集中管理和控制。
2.楼宇自控在楼宇自动化领域，DCS可以用于照明控制、空调控制、电梯控制、安防监控等系统，实现对建筑内部环境的智能调控，提高能源利用效率，降低能耗。
3.能源管理DCS在能源管理领域具有广泛应用，如电力系统、燃气系统、水务系统等。
通过实时监测和分析能源消耗数据，DCS可以有效地实现能源的合理调配和节约使用，为企业降低运营成本。
4.环保监测DCS在环保监测领域具有重要作用，可以用于监测大气污染、水污染、土壤污染等环境指标，为政府和企业提供决策依据，助力环境保护。
5.交通运输在交通运输领域，DCS可以应用于交通信号控制、地铁隧道通风、铁路牵引供电等系统，确保交通运输的安全、高效、顺畅。
6.医疗设备DCS在医疗设备领域具有广泛应用，如医疗影像设备、手术室净化系统、生物实验室等，为病患和医务人员提供安全、舒适、便捷的环境。
7.智能家居随着智能家居市场的快速发展，DCS也开始应用于家庭自动化系统，如智能照明、智能空调、家庭安防等，为消费者带来智能、舒适、便捷的生活体验。
先进控制技术在DCS系统中的应用
先进控制技术在DCS系统中的应用摘要：DCS在其性质上属于一种分布式控制系统，在具体的使用过程中可以发挥出一定的集散控制作用，在系统当中主要是集合了计算机技术、控制技术、通讯技术以及网络技术等。
技术人员在对层面进行控制的过程中需要采取分散控制的方式来进行，另外，在对生产装置进行管理的过程中需要进行集中管理。
在DCS系统中，要想使系统可以实现一定的数字控制功能，技术人员需要对系统的规模进行不断扩大，同时在使用功能方面也需要不断增加，这样才能使DCS系统在实际的使用过程中可以发挥出更有意义的使用价值。
关键词：先进控制技术；DCS系统；应用1先进控制技术的意义目前，我国加强了对DCS系统的管理工作，并为DCS系统在未来的发展提供了良好的发展前景。
通过对先进控制技术的不断优化和完善，可以使企业在生产的过程中获得更多的经济效益，从而使企业在激烈的市场竞争中实现更加长远的发展。
随着现代控制理论的发展以及人工智能的广泛应用，为先进控制技术的发展起到了良好的促进作用。
先进控制技术在使用的过程中，主要是应用了数学原理，然后在计算机技术运行的基础上实现相应的控制工作。
先进控制技术与一般的PID技术相比存在着一定的差异，先进控制技术在使用的过程中可以获得比较大的经济效益，同时具备非常完善的控制措施，可以为最终参数的准确性提供良的保障。
而其他技术在应用的过程中可能会面临一些突发性的事件，因为工业系统在整体上不具备稳定性，很多问题没有办法进行准确的预测。
因此，一般的控制技术在使用的过程中还无法实现对工业系统问题的有效处理，而采用先进控制技术就可以对整个工业系统实现合理有效的控制。
2先进控制技术的发展现状当一个施工单位或者是生产企业采用PID控制技术对系统进行处理的过程中，主要是融合了经典理论的前提条件下来进行的。
PID控制技术目前在很多行业中有着非常广泛的使用和推广，而在现代化的工业生产过程中DCS系统有着非常广泛的使用，大部分工业系统的稳定运行以及合理性的操作可以采用PID技术进行控制和维护，这种方式在操作的过程中比较简单，并且也很容易被行业认可和接收。
生产过程自动化APC先控与DCS的控制融合
生产过程自动化 APC先控与 DCS的控制融合摘要：在工业生产环节中应用自动化控制设备逐渐成为现代工业生产企业的共识，针对不同类型的生产流程与工艺环节如何选择自动化控制系统成为企业普遍关注的问题。
自动化APC与DCS系统作为两种先进系统，其各自的优势借助于融合控制可以得到进一步的发展。
本文首先介绍了APC与DCS控制系统的定义与特征，其次分析了自动化生产中APC与DCS系统的控制融合结构基础，最后则重点阐述了两者的控制融合设计方案与控制融合应用策略，希望可以为改善现代化控制管理工作提供新的思路与见解。
关键词：自动化APC控制；DCS控制；融合引言随着集散式控制系统与先进控制系统在工业生产中的应用规模不断扩大，如何协调两者的应用比例，满足融合控制的要求逐渐成为行业普遍关心的问题。
为了进一步探讨集散式控制系统与先进控制系统融合应用的策略，现就集散式控制系统的定义与先进控制系统的定义分析介绍如下。
一、APC与DCS控制系统概述APC系统又称为先进控制系统，该系统是一种基于现代控制理论诞生的控制系统。
在该系统应用过程中，可以实现被控对象的多变量协调控制，很好的满足了控制的要求。
被控变量主要包括有压力、流量、液位、温度以及其他类型，同时也可以添加一些复合类型的变量，如产品质量、设备负荷等，可以很好的解决自动化生产中经济效益不好监控的问题，另外，由于先进控制系统本身具有关键指标的一体化管理，所以很少会出现关键指标的波动，这也为进一步优化工艺创造了条件。
集散控制系统是基于中单回路、前馈控制、比值控制等多种控制方法的控制系统，该控制系统的一些控制模式建立较早且符合当时的设定，但是随着时代的发展，已经无法单独满足现代化生产的自动控制需求，需要借助于先进控制系统的参与才能够满足生产需要。
二、生产过程自动化APC先控与DCS控制融合的结构基础集散式控制系统与先进控制系统的控制融合需要一定的结构基础。
从客观上来看，两者的单位阶跃构建模型有序优化条件下，能够在不影响工艺操作的情况下实现操作区域经济效益的最大化。
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先进控制技术在DCS系统中的应用
发表时间：2018-05-28T10:09:34.313Z 来源：《电力设备》2018年第1期作者：邵才俊
[导读] 摘要：DCS在其性质上属于一种分布式控制系统，在具体的使用过程中可以发挥出一定的集散控制作用，在系统当中主要是集合了计算机技术、控制技术、通讯技术以及网络技术等。
(江苏国信协联能源有限公司江苏无锡 214203)
摘要：DCS在其性质上属于一种分布式控制系统，在具体的使用过程中可以发挥出一定的集散控制作用，在系统当中主要是集合了计算机技术、控制技术、通讯技术以及网络技术等。
技术人员在对层面进行控制的过程中需要采取分散控制的方式来进行，另外，在对生产装置进行管理的过程中需要进行集中管理。
在DCS系统中，要想使系统可以实现一定的数字控制功能，技术人员需要对系统的规模进行不断扩大，同时在使用功能方面也需要不断增加，这样才能使DCS系统在实际的使用过程中可以发挥出更有意义的使用价值。
关键词：先进控制技术；DCS系统；应用
1先进控制技术的意义
目前，我国加强了对DCS系统的管理工作，并为DCS系统在未来的发展提供了良好的发展前景。
通过对先进控制技术的不断优化和完善，可以使企业在生产的过程中获得更多的经济效益，从而使企业在激烈的市场竞争中实现更加长远的发展。
随着现代控制理论的发展以及人工智能的广泛应用，为先进控制技术的发展起到了良好的促进作用。
先进控制技术在使用的过程中，主要是应用了数学原理，然后在计算机技术运行的基础上实现相应的控制工作。
先进控制技术与一般的PID技术相比存在着一定的差异，先进控制技术在使用的过程中可以获得比较大的经济效益，同时具备非常完善的控制措施，可以为最终参数的准确性提供良的保障。
而其他技术在应用的过程中可能会面临一些突发性的事件，因为工业系统在整体上不具备稳定性，很多问题没有办法进行准确的预测。
因此，一般的控制技术在使用的过程中还无法实现对工业系统问题的有效处理，而采用先进控制技术就可以对整个工业系统实现合理有效的控制。
2先进控制技术的发展现状
当一个施工单位或者是生产企业采用PID控制技术对系统进行处理的过程中，主要是融合了经典理论的前提条件下来进行的。
PID控制技术目前在很多行业中有着非常广泛的使用和推广，而在现代化的工业生产过程中DCS系统有着非常广泛的使用，大部分工业系统的稳定运行以及合理性的操作可以采用PID技术进行控制和维护，这种方式在操作的过程中比较简单，并且也很容易被行业认可和接收。
随着我国科学技术的不断发展，控制技术在其机构以及作用上有了很大的改进和完善，并在应用规模上也在逐渐的扩大。
在我国的工业系统进行生产的过程中，一般情况下会出现很多化学以及生物反应，在反应的过程中可以对物质以及能量进行有效的传递和转换，工业生产在整体上呈现了一定的复杂性，其中会涉及到很多方面的内容和知识，并且其中还存在着很多不确定性因素，信息的不完善以及非线性特征等，正是因为存在这些问题导致先进控制技术在工业化发展中受到了非常严重的阻碍，同时这也是目前工业生产所面临的核心问题，这会对产品的质量以及生产效率造成非常严重的影响。
面对这种现象，工业生产应该逐渐面向大型或者是连续性的方向不断发展，通过对技术方面的有效完善，可以对生产过程中存在的整体性问题以及实时性问题进行合理有效的解决。
也就是说，为了使DCS系统的协调性可以实现有效的提升，同时对工业生产过程中进行不断的优化，这就需要采用先进控制技术，从而才能对生产过程中出现的复杂性问题进行有效的解决。
3先进控制技术在DCS控制系统中的应用
3.1自适应控制
就自适应控制技术而言，它在DCS控制系统中的应用主要包含以下几种形式。
第一，自校正调节器控制系统。
该系统的组成要素主要包含可调控制器、对象参数估计器、控制器参数计算系统以及控制对象。
在实际控制过程中，该系统可以借助对象参数估计器，将处于运行状态的控制对象当前参数估计出来，并将其传输至控制器参数计算模块中。
该模块得出计算结果之后，会根据结果调整控制对象的参数。
当控制对象运行一段时间后，如果调整参数并不适用，整个参数计算流程将再次循环，从而得出新的参数计算结果，然后由可调控制器记录并用于控制对象中。
该系统的自动校正功能有效保证了最终控制决策的有效性。
第二，模型参考自适应控制系统。
该系统由反馈控制器、参考模型以及调整控制器等部分组成。
其中，参考模型是影响该系统控制质量的主要因素。
3.2智能控制
典型的智能控制主要包含神经网络和专家系统等。
就神经网络而言，它的应用优势主要包含鲁棒性强、可以自动学习、可实现大规模并行处理等。
为了优化DCS控制系统的性能，可以将CMAC神经网络应用在DCS控制系统中，以优化DCS控制系统的主蒸汽温度控制功能。
具体原理：协调器利用预先设定值及企业中控制对象（主蒸汽温度）的实际输出参数，计算符合企业生产需求的控制对象最佳期望输出参数；得出具体计算结果后，由CMAC网络响应进行检测，若产生响应反应，则表明该数值合理，此时可以利用这一参数对控制对象的当前参数进行调节。
事实上，CMAC神经网络在DCS控制系统中的应用也有可能产生错误的控制决策。
但是，这种先进控制技术可以利用自身的自主学习功能检测控制决策的合理性。
当发现参数不符合要求后，会再次将参数带入循环重新计算，最终获得符合企业生产需求的参数处理结果。
就专家系统而言，它的推理控制决策功能是通过各个领域的专家经验产生的。
专家系统的控制决策原理：数据库负责储存事实和相应的推理结果；而知识库通过知识获取操作从相关领域的专家身上获得相应的知识和经验（获取环节具有实时性，因此知识库与领域专家在知识维度上的一致性相对较好）。
用户提出问题后，专家系统中的推理机会从知识库、数据库中调取相应信息，判断该问题是否已经存在。
如果知识库和数据库中都不存在该问题，则推理机会借助相关经验和推理结果，对该问题的可能结果进行推理，并将最终推理结果反馈给用户。
对于DCS控制系统而言，专家系统的应用可以显著改善问题解决能力。
运行状态下，DCS控制系统识别出企业的某个部分或生产环节出现异常问题时，专家系统能够快速发挥作用，为DCS控制系统提供相应的推断结果，以此保证DCS控制系统的正常运行。
3.3预测控制
预测控制对DCS控制系统性能的优化可以通过多变量系统的动态矩阵控制来实现。
作用原理：根据企业中的控制对象，构建出相应的动态矩阵；当控制对象出现变化时，具体的变动信息会被反应在动态矩阵中，由动态矩阵进行校正。
除了检测功能之外，动态矩阵还可以结合预测模型对控制对象可能出现的变化作出预测，进而保证控制决策与控制对象之间的契合性。
对于DCS控制系统而言，预测控制的应
用优势主要包含以下几种：第一，预测模型的鲁棒性相对较强，因此，在控制企业中的不同控制对象时，它能够获得较高的控制水平；第二，抗干扰及跟踪优势。
企业的生产流程具有变化性特点，将预测控制应用在DCS控制系统中，可以实现控制对象的抗干扰控制和跟踪控制。
3.4基于软测量技术的推断控制
这种先进控制技术的应用原理是，通过控制对象可测量的压力、温度等过程变量，构建出符合该控制对象特点的数学模型。
在实际控制过程中，可以利用数学模型对该控制对象难以测量的变量进行推断和替代，进而实现提高该对象控制质量的目的。
基于软测量技术的推断控制在DCS控制系统中的应用，可以使系统的控制范围变得更加全面。
除了容易测量的变量外，企业中某些难以测量的变量也能够得到合理控制。
结论
综上所述，现代控制理论在内容上出现了一定的变化，导致在实际的控制过程中出现了输出以及自适应控制等现象，同时这也是对多变量控制系统进行设计时的主要参考依据。
通过以上内容对DCS系统中DCS设计以及先进控制应用的分析结果可以了解到，在实际的工业生产过程中，如果不能实现对产品的准确测量，工作人员则可以采用估计器以及观测器设备来进行。
参考文献：
[1]董瑞龙.DCS系统设计及先进控制在DCS系统中的应用探讨[J].现代工业经济和信息化，2016，06.
[2]徐飞，仇志敏，张正斌.DCS系统中DCS系统设计及先进控制应用[J].电子世界，2014，02.。