DCS,全稱為Distributed Control System,即分散控制系統(tǒng),也可稱為集散控制系統(tǒng)。它是一種以微處理器為基礎,采用控制功能分散、顯示操作集中、兼顧分而自治和綜合協(xié)調的設計原則的新一代儀表控制系統(tǒng)。 DCS是一個由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網絡為紐帶的多級計算機系統(tǒng)。它綜合了計算機(Computer)、通訊(Communication)、顯示(CRT)和控制(Control)等4C技術。采用的基本設計思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活、組態(tài)方便。 主要特征: 1.集中管理和分散控制:DCS將系統(tǒng)控制功能分散在各臺計算機上實現(xiàn),通過通信網絡由上位管理計算機進行監(jiān)控,實現(xiàn)最優(yōu)化控制。 2.高可靠性:由于DCS將系統(tǒng)控制功能分散在各臺計算機上,系統(tǒng)結構采用容錯設計,因此某一臺計算機出現(xiàn)的故障不會導致系統(tǒng)其它功能的喪失。此外,DCS廣泛應用高可靠性的硬件設備和生產工藝,廣泛采用冗余技術,以及在軟件設計上廣泛實現(xiàn)系統(tǒng)的容錯技術、故障自診斷和自動處理技術等,使得當今大多數(shù)集散控制系統(tǒng)的MTBF(平均無故障時間)可達幾萬甚至幾十萬小時。 3.開放性:DCS采用開放式、標準化、模塊化和系列化設計,系統(tǒng)中各臺計算機采用局域網方式通信,實現(xiàn)信息傳輸。當需要改變或擴充系統(tǒng)功能時,可將新增計算機方便地連入系統(tǒng)通信網絡或從網絡中卸下,幾乎不影響系統(tǒng)其他計算機的工作。 4.靈活性:通過組態(tài)軟件可以根據(jù)不同的流程應用對象進行軟硬件組態(tài),從而方便地構成所需的控制系統(tǒng)。 5.易于維護:功能單一的小型或微型專用計算機具有維護簡單、方便的特點,當某一局部或某個計算機出現(xiàn)故障時,可以在不影響整個系統(tǒng)運行的情況下在線更換,迅速排除故障。 6.協(xié)調性:各工作站之間通過通信網絡傳送各種數(shù)據(jù),整個系統(tǒng)信息共享,協(xié)調工作,以完成控制系統(tǒng)的總體功能和優(yōu)化處理。 綜上所述,DCS是一種具有高度可靠性、開放性、靈活性、易于維護和協(xié)調性的分布式控制系統(tǒng),廣泛應用于各種工業(yè)自動化領域,并在不斷發(fā)展中。 SIS(Safety Instrumented System,安全儀表系統(tǒng))是工業(yè)自動化領域中用于保障生產安全的重要系統(tǒng)。SIS主要負責對生產過程進行實時監(jiān)控,一旦檢測到潛在的危險或故障,能夠立即啟動預定的安全操作,如緊急停車、安全隔離等,以防止事故的發(fā)生或擴大。
SIS的設計通常遵循安全完整性等級(SIL)的要求,以確保系統(tǒng)在規(guī)定的條件下能夠達到預定的安全性能。SIL等級越高,表示系統(tǒng)的安全性能越可靠。 SIS的主要特點包括: 1.可靠性:SIS系統(tǒng)必須具備高度的可靠性,能夠在惡劣的環(huán)境下長時間穩(wěn)定運行,確保生產安全。 2.獨立性:SIS系統(tǒng)應獨立于生產過程控制系統(tǒng)(如DCS),以避免因生產過程控制系統(tǒng)的故障而影響SIS的正常運行。 3.實時性:SIS系統(tǒng)必須能夠實時地監(jiān)測生產過程中的各種參數(shù),一旦發(fā)現(xiàn)異常情況,能夠立即啟動安全操作。 4.故障安全:SIS系統(tǒng)在出現(xiàn)故障時,應能夠自動進入安全狀態(tài),確保生產安全。 SIS在石油、化工、電力等高風險行業(yè)中具有廣泛的應用。在這些行業(yè)中,SIS系統(tǒng)通常與DCS系統(tǒng)一起使用,共同保障生產過程的安全可靠。隨著工業(yè)自動化技術的不斷發(fā)展,SIS系統(tǒng)也在不斷完善和提高,為工業(yè)生產提供更加全面、可靠的安全保障。
SIS與DCS的主要區(qū)別在于它們的功能、運行狀態(tài)、安全性、可靠性要求,以及在生產過程中的作用。
功能與運行狀態(tài):DCS(集散控制系統(tǒng))主要用于生產過程的連續(xù)測量、常規(guī)控制(連續(xù)、順序、間歇等)、操作控制管理,確保生產裝置的平穩(wěn)運行。它是動態(tài)系統(tǒng),始終對過程變量連續(xù)進行檢測、運算和控制,對生產過程進行動態(tài)控制,確保產品的質量和產量。相比之下,SIS(安全儀表系統(tǒng))用于監(jiān)視生產裝置的運行狀況,對出現(xiàn)異常工況迅速處理,使危害降到最低,使人員和生產裝置處于安全狀態(tài)。SIS是靜態(tài)系統(tǒng),正常工況時,始終監(jiān)視生產裝置的運行,系統(tǒng)輸出不變,對生產過程不產生影響;非正常工況時,按照預先的設計進行邏輯運算,使生產裝置安全聯(lián)鎖或停車。 安全性與可靠性要求:SIS比DCS在安全性、可靠性、可用性方面有更嚴格的要求。因此,SIS與DCS硬件理論上應獨立設置。SIS系統(tǒng)是安全保護系統(tǒng),凌駕于生產過程控制之上,實時在線監(jiān)測裝置的安全性。在緊急情況下,不需要經過DCS系統(tǒng),而直接由ESD發(fā)出保護聯(lián)鎖信號,對現(xiàn)場設備進行安全保護,避免危險擴散造成巨大損失。 在生產過程中的作用:DCS作為過程控制系統(tǒng),是動態(tài)的,需要人工頻繁的干預,這有可能引起人為誤動作。而SIS作為安全保護系統(tǒng),是靜態(tài)的,不需要人為干預,這樣設置可以避免人為誤動作。SIS系統(tǒng)的功能和ESD的基本一樣,只是在安全程度上要高于ESD系統(tǒng),有些ESD實現(xiàn)不了的功能可以在SIS上面實現(xiàn)。
綜上所述,DCS和SIS在功能、運行狀態(tài)、安全性、可靠性要求以及在生產過程中的作用等方面存在顯著差異,確保了生產過程的安全和效率。 |