第四代DCS系统.doc

第四代DCS系统 ARC咨询机构2003年发布了他们对世界DCS市场的预测报告。该报告预测世界DCS市场2002-2007年将保持2.5%的增长速度。从2003年的91亿美元增长到103亿美元。DCS的发展速度之所以不高，主要原因是美国等发达国家的经济增长速度减慢所造成的，而中国近几年的DCS的增长速度应该在10%以上。当今的DCS于十年前的DCS相比，发生了根本的变化。 DCS已经进入第四代 受信息技术（网络通信技术、计算机硬件技术、嵌入式系统技术、现场总线技术、各种组态软件技术、数据库技术等）发展的影响，以及用户对先进的控制功能与管理功能需求的增加，各DCS厂商以Honeywell（霍尼韦尔）、Emerson（艾默生）、Foxboro（福克斯波罗）、横河、ABB为代表纷纷提升其DCS系统的技术水平，并不断丰富其内容。可以说以Honeywell公司最新推出的Experion?PKS（过程知识系统），Emerson公司的PlantWeb，Foxboro公司的A2，横河公司的R3（PRM一工厂资源管理系统），ABB公司的Industrial?IT系统为标志的新一代DCS已经形成。如果我们把当作Foxboro公司的I/A??Series看作第三代DCS系统的里程碑，以上几家的最新DCS可以划为第四代。第四代DCS的最主要标志是两个“I”开头的单词：Information（信息）和Integration（集成）。 　　第四代DCS的体系结构 　　第四代DCS的体系结构主要分四层：现场仪表层、控制装置单元层、工厂（车间）层和企业管理层。一般DCS厂商主要提供下面的三层功能，而企业管理层则通过提供开放的数据库接口连接第三方的管理软件平台（ERP、CRM、SCM等）。所以说当今DCS主要提供工厂（车间）级的所有控制和管理功能，并集成全企业的信息管理功能。 　　第四代DCS的技术特点 　　（1）DCS充分体现信息化和集成化 　　信息和集成（Information?and?Integration）这两个“I”开头的单词基本描述了当今DCS系统正在发生的变化。我们已经可以采集整个工厂车间和过程的信息数据，但是用户希望这些大量的数据能够以合适的方式体现，并帮助决策过程，让用户以他明白的方式，在他方便的地方得到他真正需要的数据。 　　信息化体现在各DCS系统已经不是一个以控制功能为主的控制系统，而是一个充分发挥信息管理功能的综合平台系统。DCS提供了从现场到设备，从设备到车间，从车间到工厂，从工厂到企业集团整个信息通道。这些信息充分体现了全面性、准确性、实时性和系统性。基本上大部分DCS提供了过去常规DCS功能、SCADA功能以及MES（制造执行系统）的大部分功能。与ERP不同，MES汇集了车间中用以管理和优化从下定单到产成品的生产活动全过程的相关硬件或软件组件，它控制和利用实时准确的制造信息来指导、传授、响应并报告车间发生的各项活动，同时向企业决策支持过程提供有关生产活动的任务评价信息。MES的功能包括车间的资源分配、过程管理、质量控制、维护管理、数据采集、性能分析及物料管理，其作用简述如下。 　　①资源配置与状态：管理机器、工具、劳工技能、材料、设备和其它实体，使其在操作前按顺序可行，同时提供资源的具体历史信息，保证设备正确安装并提供实时状态。上面提到的所有DCS都以不同的软件名称提供了类似的功能如设备管理、知识管理、能源管理等。 　　②派遣生产单元：管理以工件、订单、批量、时序等为形式的生产单元流程，提供派遣信息，并可改变预先的调度方案和通过缓冲区管理来控制加工数量。过去的连续过程生产装置是按某种产品的生产能力进行设计，物料平衡公式和设备的选型也是按该生产能力进行（也许加上10%的富裕量），因此，我们经常会听到车间主任或班组长如何努力，而生产出超过装置设计能力20%或25%时，如何兴高采烈，并可能领取超额奖金。极少装置生产能力小于设计生产能力的情形。然而，如果该产品由于市场需求降低，从而要求生产量降低时，则该装置的各种物理参数和控制参数很难适应，不能保证产品的质量。当由于市场竞争、管理、或其它任何原因要停止该产品，而转生产另一种产品时，通常我们不得不停止该装置，或进行大投资改装。当今，灵活满足市场需求。仪器仪表协会也制定了批量控制的标准ANSI/ISA?S88.01?Batch?Models?and?Terminology，为我们开发和应用批量控制提供了很好的指导。第四代的DCS基本都提供了自主的或集成的批处理功能软件。他们把批量控制（BATCH-CONTROL）加入DCS系统，变成一种类似先进控制算法模块的组件。?　　③文档控制：控制与生产单元相关的记录，具有编辑和指令下达等功能。第四代DCS基本都能自动生成