分散控制系统（DCS）选型探讨

摘 要 分散控制系统（ 以下简称：DCS）已经成为工业控制核心和全厂生产过程信息数据采集平台， 选择一套合适的DCS有助于降低企业成本、提高运行可靠性以及合理规划全厂生产过程信息系统。本文从DCS硬件、软件、网络结构等方面阐述了如何选择DCS系统。

【关键词】分散控制系统 硬件 软件 网络结构

1 引言

DCS系统是以计算机技术、CRT 技术、控制技术和通信技术为基础发展起来的先进控制系统。在电力、石油、化工等各行业上有着广泛的应用。目前DCS系统主要分国内产品和国外产品，国内产品主要以和利时、浙大中控、国电智深等为主要代表，国外产品主要以艾默生、福克斯波罗、横河、霍尼韦尔等为主要代表。DCS系统结构通常由控制器、I/O卡件、工作站和通讯网络组成，在这方面国内外产品没有多大差别。

2 DCS选型因素

DCS系统作为一种控制系统 ，理论上来说可以应用在各行各业上，但基于行业的差别和特殊性，使得DCS出现了不同程度的分支。当然也由DCS厂家的技术人员对各行业工艺知识认识的局限性引成的。所以，DCS系统选型就显得格外重要了。

首先，考虑要选择国外产品还是国内产品。这个考虑的依据主要是各DCS厂家在行业中应用的业绩和企业自身经济情况。比如电力行业像BAILEY、和利时等产品应用比较普遍，化工行业如横河、霍尼韦尔、艾默生等产品应用比较普遍。当然同一行业还可以继续细分下去。如果企业所属的行业国内、国外DCS产品都有相当的应用，经济情况允许的话可以选择国外产品，反之，选国内产品。一般来说国外的DCS特别备件、设备增补方面价格都比较高，允许的话可以在招标的时候把5-10年的备件也买上，那样备件价格相对便宜。

其次，DCS产品硬件。这里的硬件主要包括控制器、I/O卡件、通讯卡、工作站和通讯设备等。控制器主要考虑处理速度、容量和容错能力，目前市场上所有DCS都是通过1：1冗余实现容错功能；I/O卡件根据工艺和现场环境考虑是否要冗余及通道隔离方式。目前来说在电力等行业上一般不考虑卡件冗余，就能满足应用及安全需要了，而化工行业上考虑到现场环境较为恶劣，在可靠性上有更高要求，凡是涉及到联锁、保护、控制等方面要求的一般都要求卡件冗余；道道隔离主要分点隔离和组隔离形式。点隔离指各通道相互独立，不共地，而组隔离的话是几个或全部通道共地。不难看出点隔离的方式更为经济和实用。工作站和通讯设备方面主要考虑通用性、方便更换等。有的DCS厂家可能出于技术保密的要求，其系统开放性较差，在设备上有特定的要求。

第三，软件方面。软件分系统软件和应用软件。系统软件主要是指操作系统，有UNIX和XP等。在早期的DCS系统中有的运行在UNIX下，操作比较繁琐，目前仅很少DCS系统版本在UNIX下运行。应用软件作为整个控制系统的核心，是联系各硬件的桥梁。应用软件主要用来图像组态和逻辑组态，在图形化方面目前各DCS厂家差别不大，并能实现汉化功能。逻辑组态在编程语言要选择比较容易理解、操作比较方便的如CFC等。

第四，网络结构。目前DCS系统网络结构主要有C/S、对等网络两种结构。C/S结构以服务器为核心，相对来说故障点比较集中，容易判断，缺点是在增容、扩展等方面受服务器限制，一般应用在中小型系统上。对等网络是目前的主流结构，把系统故障分散，增强了可靠性。在中大型系统上为首要考虑的结构。

最后，还要考虑DCS厂家的工程能力。现在国外某些DCS厂家为节省费用，好多业务如系统集成、组态等向第三方转包，而承包商在工程能力上强弱会直接影响项目的建设进度、工程质量等。因此，在DCS选型前期很有必要对各个厂家做一个考察。

3 结束语

综合上述，DCS系统的选型是一个复杂、长时间的过程，除了基于上述考虑外，像备件购买、售后服务、培训、资料获取等方面也是需要考虑的。特别的，DCS系统必须是主流产品，避免采用即将淘汰或最新产品，园区项目还要考虑全园区系统的统一性。

参考文献

[1]章褆.浅谈DCS 在火力发电应用中存在的问题和对策.中国电机工程学会年会论文集，2006.

[2]王立地.火力发电厂DCS选型要点.广东电力，2008.

作者简介

陈志飞（1982-），男，汉族，浙江省衢州市人。硕士学位。现为中国石化长城能源化工（宁夏）有限公司工程师。主要研究方向为控制系统的应用与维护。

作者单位

中国石化长城能源化工（宁夏）有限公司 宁夏回族自治区灵武市 751400