和利時(shí):用戶需求更加全面的一體化DCS系統(tǒng)

　 針對DCS領(lǐng)域，和利時(shí)推出了HolliAS MACS（DCS）System Architecture。HolliAS MACS-S分布式控制系統(tǒng)是和利時(shí)公司在總結(jié)十多年用戶需求和多種行業(yè)的應(yīng)用特點(diǎn)、積累三代DCS系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，全面集成以往系統(tǒng)的可靠性和方便性，綜合自身核心技術(shù)與國際先進(jìn)技術(shù)而推出的DCS系統(tǒng)。具有架構(gòu)靈活，控制規(guī)模可達(dá)幾十萬點(diǎn)等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電力、石化、化工、冶金等行業(yè)。該系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：

　　可靠、安全和開放；

　　信息無縫集成；

　　支持現(xiàn)場總線技術(shù)（Profibus、Fieldbus），支持HART現(xiàn)場設(shè)備無縫連接；

　　低功耗設(shè)計(jì)，控制器：5W、I/O卡：3W。主要是提高系統(tǒng)的可靠性和可用性，因?yàn)殡娮悠骷墓收下逝c環(huán)境溫度有直接關(guān)系，低功耗保證系統(tǒng)本身散熱小，從根本上降低故障率；

　　系統(tǒng)易配置、易工程、易擴(kuò)展、易使用、易維護(hù)且易升級(jí)等；

　　支持多域連接，可實(shí)現(xiàn)集成一體化工廠控制獨(dú)立，操作和管理集中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式；

　　支持控制器、網(wǎng)絡(luò)、I/O卡以及通訊采集冗余技術(shù)。

　　與類似產(chǎn)品相比，具有以下值得稱道的優(yōu)勢：

　　HOLLiAS MACS系統(tǒng)支持IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)組態(tài)語言，F(xiàn)BD（功能塊圖）、CFC（增強(qiáng)性功能塊圖）、SFC（順序控制圖）、ST（結(jié)構(gòu)化文本語言）、IL（指令表語言）以及LD（梯形圖），各類語言之間可以相互調(diào)用和嵌套，系統(tǒng)支持遞歸調(diào)用；可以適應(yīng)各種行業(yè)的復(fù)雜控制方案的實(shí)現(xiàn) ；

　　支持設(shè)備管理和故障預(yù)測管理；

　　統(tǒng)一“目標(biāo)數(shù)據(jù)”數(shù)據(jù)庫平臺(tái)（r-MES Server），保證所有生產(chǎn)數(shù)據(jù)、安全數(shù)據(jù)以及設(shè)備管理數(shù)據(jù)可以從一個(gè)數(shù)據(jù)庫平臺(tái)采集得到，外部應(yīng)用只需唯一調(diào)用“數(shù)據(jù)采集服務(wù)器平臺(tái)”的數(shù)據(jù)即可完成外部數(shù)據(jù)組合應(yīng)用。

　　基于用戶特殊需要的定制開發(fā)和周到的服務(wù)。

　　下面以一個(gè)應(yīng)用案例，來闡明該系統(tǒng)是如何助力用戶實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制的：通過適用于煤粉爐的優(yōu)化控制系統(tǒng)以及適用于CFB爐的優(yōu)化控制系統(tǒng)的HOLLiAS MACS DCS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)母管制出口壓力協(xié)調(diào)及APC優(yōu)化控制技術(shù)。包括：鍋爐性能計(jì)算及汽機(jī)耗差分析；鍋爐優(yōu)化吹灰控制以及鍋爐優(yōu)化控制策略及母管協(xié)調(diào)策略。

和利時(shí)HolliAS MACS(DCS)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　　根據(jù)鍋爐在熱網(wǎng)中的權(quán)重比，自動(dòng)進(jìn)行負(fù)荷分配；采用預(yù)測控制+PID微調(diào)+變參數(shù)運(yùn)行方式；提高了動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，降低了超調(diào)量，基本解決了PID調(diào)節(jié)中的積分過飽和問題；創(chuàng)新了一種將非線性函數(shù)曲線進(jìn)行線性化處理的手段，對主要調(diào)節(jié)變量如風(fēng)、煤、水的靜態(tài)工作點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償功能，提高了控制精度。解決了母管制運(yùn)行鍋爐之間負(fù)荷互相干擾、母管蒸汽壓力控制困難等問題，實(shí)現(xiàn)了多臺(tái)運(yùn)行鍋爐彼此協(xié)調(diào)，共同控制母管壓力的運(yùn)行，提高了整個(gè)電廠運(yùn)行的穩(wěn)定性。

　　縱觀國內(nèi)DCS發(fā)展的水平，已經(jīng)在元器件的采用、卡件的生產(chǎn)線以及基礎(chǔ)產(chǎn)品方面和國外沒有差距。但是在基于基礎(chǔ)平臺(tái)的增值軟件和解決方案應(yīng)用方面沒有國外廠家的全面，在一些新的技術(shù)領(lǐng)域（如無線），我們處于跟隨者的地位。

　　DCS的技術(shù)的難點(diǎn)在于高可靠性和高可用性的控制器以及實(shí)時(shí)工業(yè)用控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，現(xiàn)在建設(shè)的很多項(xiàng)目規(guī)模巨大，要求DCS平臺(tái)集成的第三方應(yīng)用越來越多，有些系統(tǒng)在這種大規(guī)模的應(yīng)用中經(jīng)常出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)問題。和利時(shí)目前解決了控制器、控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)高可靠性和可用性關(guān)鍵通訊技術(shù)問題。

　　近年來迅速發(fā)展起來的現(xiàn)場總線技術(shù)，真正給用戶帶來效益的地方是節(jié)省了現(xiàn)場電纜和橋架的鋪設(shè)成本，實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字化雙向通訊，實(shí)現(xiàn)了對現(xiàn)場儀表的在線診斷和預(yù)測性維護(hù)，它對現(xiàn)場儀表的維護(hù)層面產(chǎn)生了巨大和深遠(yuǎn)的影響，直接數(shù)字化通訊也提高了測量和控制精度。

　　有人預(yù)測DCS將被FCS所取代，在我看來，DCS是由現(xiàn)場儀表+雙向I/O通訊+現(xiàn)場信號(hào)采集器+控制器+控制網(wǎng)絡(luò)+操作站組成。FCS的發(fā)展目標(biāo)是替代（現(xiàn)場儀表+雙向I/O通訊+現(xiàn)場信號(hào)采集器+控制器+控制網(wǎng)絡(luò)），但是由于現(xiàn)場總線技術(shù)的可靠性和可用性以及安全性都未充分解決，完全將控制功能下放到現(xiàn)場總線儀表中（變送器和定位器），目前技術(shù)上還不成熟，現(xiàn)場總線儀表控制功能和DCS控制器控制相互備用的情況還將長期存在。甚至現(xiàn)場總線儀表僅完成雙向數(shù)字通訊，其控制功能仍就在DCS的控制器中這種現(xiàn)象也會(huì)長期存在下去。

　　對于現(xiàn)有的DCS而言，僅僅是在現(xiàn)有的平臺(tái)架構(gòu)上增加現(xiàn)場總線的接口卡就可以實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場總線的支持，影響并不大，只是對DCS功能的豐富。FCS在某些應(yīng)用場合有其優(yōu)勢，但純粹的FCS并不能滿足目前用戶的需求。和利時(shí)的HOLLiAS MACS DCS 系統(tǒng)支持現(xiàn)場總線技術(shù)，并且得到了廣泛應(yīng)用，2011年的研發(fā)投入達(dá)到1.2億，目前有近千人的研發(fā)隊(duì)伍。

　　如今市場上對于DCS還有很多需求，DCS產(chǎn)品的穩(wěn)定可靠，高可用性是基本要求，基于DCS 平臺(tái)的工業(yè)自動(dòng)化市場將更多地向卓越運(yùn)營方向發(fā)展，DCS的客戶不再滿足單一的DCS基礎(chǔ)控制和操作監(jiān)視，轉(zhuǎn)而追求控制和操作監(jiān)視、靜動(dòng)設(shè)備管理以及系統(tǒng)安全最優(yōu)化的一體化工廠生產(chǎn)的目標(biāo)：

　　追求生產(chǎn)操作的靈活性和適應(yīng)性；

　　追求設(shè)備的可用性和實(shí)際使用；

　　追求HSE安全、環(huán)保和綠色生產(chǎn)。

　　通過實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、設(shè)備和安全三大目標(biāo)的協(xié)調(diào)最佳化，確保工廠生命周期內(nèi)的投資維護(hù)成本最小，生產(chǎn)的運(yùn)作目標(biāo)可持續(xù)實(shí)現(xiàn)。和利時(shí)將根據(jù)自動(dòng)化市場技術(shù)發(fā)展的要求，開發(fā)基于DCS平臺(tái)的增值解決方案，希望能夠幫助用戶優(yōu)化操作、優(yōu)化控制、優(yōu)化儀表管理和維護(hù)以及優(yōu)化生產(chǎn)管理。