DCS的開發和生產。由于資金投入太多,軟件的工程量太大,需要軟件開發人員、硬件人員和工程人員協調工作,另外DCS的開發畢竟太復雜了,它涉及到計算機技術、通訊技術、控制技術和顯示技術。幾個技術人員不可能掌握那樣多的技術,同時也沒有那樣多的資金投入,并且不可能在短">

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DCS教程[第13講]——淺談國產DCS系統

80年代中期,許多單位和個體技術人員都想涉及DCS的開發和生產。由于資金投入太多,軟件的工程量太大,需要軟件開發人員、硬件人員和工程人員協調工作,另外DCS的開發畢竟太復雜了,它涉及到計算機技術、通訊技術、控制技術和顯示技術。幾個技術人員不可能掌握那樣多的技術,同時也沒有那樣多的資金投入,并且不可能在短時間內就有產出。幾個技術人員是沒有力量來支撐的。許多技術人員只能望DCS興嘆。許多單位如幾個大鋼鐵公司的自動化部也由于資金不足退出DCS的開發。如阿城繼電器廠從1984年就開始DCS的開發,并取得很好的成績。由于資金不足和管理混亂,也無奈的基本退出DCS的角逐。STD總線的產品是控制系統的中間產品,90年代初期生產廠家很多,每年在國內達到幾億的銷售量(與現在國產的DCS銷量相當)。由于最終用戶的工作量很大,也正在退出市場。
    90年代中期,DCS的部件除功能塊以外,在市場上都能買到。如控制器可以用PC機主板,DCS網絡也可以用以太網。人機界面可用通用監控軟件,如組態王等。市場形勢比80年代有很大改變。又一次浪潮涉及開發DCS,各種牌號的DCS紛紛出籠,大約有上百種系統推向市場。仔細分析,都在較低層次上重復,功能單一,形不成規模。
    由于政府有關部門的界入,開始有新的單位進入DCS的開發。政府的有關部門無論從資金還是項目都大力支持,所以得到蓬勃發展。如北京和利時、上海新華和浙大中控。他們都有幾百套的銷量,基本形成規模生產。他們雖然一時還達不到進口的水平,但控制的基本要求還能滿足。從系統的結構和I/O板的生產來看,已經有相當高的水平,和國際上的水平已相差不遠。如無錫生產的I/O板就很美觀。人機界面的軟件國內已有開發,如組態王,每年有2000套的銷售量,經使用情況也是良好的。
    開發DCS最難的是控制器的開發問題,一是硬件,用的是PC機卡,操作系統也是通用型的,如微軟的NT、加拿大開發的QNX等,價格高,使得利潤減低。二是功能塊的開發。這是最難的。功能塊的數量幾乎是無限的。它的工作量很大,不僅要有軟件人員,還要有工程人員的配合,才能編出好用的功能塊。由于我國以前實行計劃經濟,對技術人才一是不重視,二是各單位私有。一個單位很難集中有如此多的優秀的技術人員。我國軟件開發人員不僅數量少,而且習慣于自己獨立編程,不能很好的與現場技術人員交流,所以開發的功能塊就會出現不如人意的地方。國產DCS不僅功能塊的數量少,而且據用戶反映,如順序控制器功能塊,其真值表不象國外的那樣好用。又如自調整功能塊,現場一般都不用,即使用也不好用。
    總之,由于銷售量還是比較小,跟蹤用戶的反應還不夠,所以我國還缺少一套千錘百煉有自主產權的功能碼。這套軟件是沒有賣的。一定要自己開發,在不同的操作系統下,編的程序就不一樣。這與要不要控制器這個硬件沒有關系。使用現場總線系統也需要算法,用PC作為既控制又顯示同樣需要算法。
    用于控制策略的組態軟件目前還沒有發現問題。
    另外一個問題是控制器的電源系統,我國基本都采用整體式電源。由于我國的DCS系統價格很低,利潤也很低,DCS制造廠家沒有資金投入來開發電源系統。國外DCS系統的電源冗余見下圖。在即將把兩臺電源安裝到柜子上時,需分別帶負載調整。調整時,兩臺電源的負載一定是相同的,要調整到相同的輸出,然后安裝到機柜上。電源系統中有一塊電源檢測板,能顯示兩臺電源的輸出情況。兩臺能同時給負載供電。最好工作在平衡電壓的狀態。經20年的運行證明電源系統是良好的。
    國產DCS兩臺電源冗余運行,一用一備。其中一臺的交流輸入電源階躍下降,能切換到備用電源。如果斜坡下降,就不能切換到備用電源。這是電源系統的缺點之一。
    N+1的電源方案沒有進入到我國的DCS系統。進口DCS采用N+1電源,問題也很多。N+1電源的意思是只要知道每一個所插模件的功率,把所有模件所需功率求和,而每個模件電源的功率是一定的,所需總功率除以模件電源的功率,就得到電源數。有小數位,都要進一位成為整數,這個整數為N,然后再加一,稱為N+1。
    第三個問題是由于銷量小。很少有第三方幫助完善系統,比如專家系統,實時數據庫,與數字儀表及PLC的接口等。

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