用PC和PLC實現(xiàn)集散控制（DCS）

0.引言
隨著化工自動化技術的不斷發(fā)展，集散控制的思想越來越廣泛地被廣大自動化工程技術人員所青睞，并正在逐漸被應用于新建、擴建和技改項目中。但傳統(tǒng)的集散控制系統(tǒng)一般由專業(yè)廠家生產(chǎn)，具有一定的專有性；另外傳統(tǒng)的集散控制系統(tǒng)一般來講其控制規(guī)模比較大，成本費用比較高；因此限制了在中小規(guī)模的自控系統(tǒng)項目中的推廣應用。那么如何在中小規(guī)?？刂葡到y(tǒng)中實現(xiàn)集散控制的思想呢？帶著這一問題，筆者在閱讀了大量技術資料的基礎上對現(xiàn)有DCS 和PLC的控制系統(tǒng)進行了總結對比，提出了在中小規(guī)模化工項目中用PC +PLC 構成DCS的思想，并在貴州宏福實業(yè)開發(fā)有限總公司年產(chǎn)80萬噸重鈣裝置改磷銨的技改項目中的液氨儲運工段成功地得到了應用。

1.用PC 和PLC實現(xiàn)集散控制（DCS）的基本原理
集散控制的基本思想是集中管理，分散控制。即：將流程工業(yè)的自動控制過程與操作管理人員對自動控制過程的管理過程相對分離；流程工業(yè)的自動控制過程由各控制站相對獨立地自動完成，而操作人員對自動控制過程的管理則由中央控制室的操作站來完成。中央操作站與各現(xiàn)場控制站一方面各自相對獨立地運行，從而將各種故障限制在局部范圍內(nèi)，極大地提高了自動控制系統(tǒng)總體的安全性和可靠性；另一方面又相互進行實時數(shù)據(jù)通訊和信息交換，實現(xiàn)了操作人員在中央控制室的操作站對整個自動控制過程進行管理和調(diào)整。
現(xiàn)場控制站的主要任務是實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的自動控制，因此它必需要能夠自動采集全廠的各種工藝參數(shù)（如各種工藝介質(zhì)的溫度、壓力、流量、粘度、組分，物位高度等）以及設備的運行狀態(tài)（如閥門的開度、機泵的開停、設備震動、機械位移）等生產(chǎn)信息，然后按照事先編好的控制程序進行大量的數(shù)值計算，最后輸出4~20mA標準模擬信號（或ON/OFF數(shù)字信號）去驅(qū)動各種閥門、電機等執(zhí)行機構，調(diào)節(jié)各種工藝參數(shù)，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動控制；另外還要與操作站進行實時通訊，將采集到的各種生產(chǎn)信息傳送到操作站供操作人員使用，同時接收操作人員通過操作站發(fā)出的各種指令實時調(diào)整自動控制方案、優(yōu)化生產(chǎn)過程。因此它還需要具有標準化的通訊接口。目前的各種PLC均具有這樣的功能，而且其容量彈性大，擴充方便，控制方案的組態(tài)簡單易學，性能價格比優(yōu)越，因此是中小型DCS的操作站的理想選擇。
中央控制室的操作站實際上是一個人機界面，一方面把控制站采集的各種生產(chǎn)信息進行加工處理，然后以操作人員所習慣和熟悉的各種流程畫面、生產(chǎn)報表、歷史趨勢和聲光報警等形式提供給操作人員。另一方面把操作人員的各種指令進行編碼后傳送給操作站對控制方案進行調(diào)整，以優(yōu)化生產(chǎn)過程或?qū)μ厥馇闆r的緊急處理。對中小型DCS來講，目前市面上比較流行的各種監(jiān)控軟件均能實現(xiàn)這樣的功能，且對計算機的硬件和操作系統(tǒng)無特別要求，用普通的PC機加一套監(jiān)控軟件就可實現(xiàn)。