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。