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国产DCS系统自动化系统

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本文章讲述了国产DCS系统自动化系统.

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。

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