论国产DCS及科远DCS系统发展状况

DCS（Distributed Control System）：分散（分布）控制系统的简称。它是由过程控制级和过程监控级组成的,以通迅网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机技术、通迅技术、显示和控制等技术，其设计思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。 DCS系统自1975年问世以来经过三十多年的时间，发达国家普及率已经相当高。而中国的DCS市场目前正处于上升和发展时期，全球的DCS制造商都将目光转向中国市场，展开激烈的竞争。 一、国产DCS发展状况和市场分析 我国DCS发展较晚，大约在20世纪80年代末才开始技术引进和自主研发并逐渐普及。 发展初期，由于制造工艺落后，冗余等核心技术并未完全掌握，系统在应用中不稳定，实时性不够，硬件、软件性能与进口系统存在较大差距。 多年来，我国DCS系统市场的基本格局是国产DCS系统在中、小工程市场与国外DCS系统竞争，而重大工程项目市场被国外DCS系统垄断。近几年，在中小工程项目市场上，国产DCS系统以更高的性能价格比和良好的服务逐渐占有优势。 随着国内DCS制造商不断对国外技术吸收，不断对系统软、硬件进行改进，同时计算机、通讯以及控制技术的快速发展，近几年，国内DCS系统发展迅速逐步成熟和完善。已得到普遍应用，水平接近或达到国际同类产品。 国产DCS应用推广过程：从中、小型工程逐步向大型工程，从主应用领域石化、化工、电力、冶金等行业逐步向市政、食品、建材、环保、交通等全工业范围拓展。在进行市场拓展和进入大型工程项目市场，需要解决以下问题。 1、用户信任度 随着工程项目的大型化，控制系统的作用越来越重要。对控制系统稳定性和可靠性要求越来越高。事实上，国产DCS系统与国外系统目前差距不是在技术上，主要是生产管理和质量管理。和国外知名大公司相比，我们在这方面的经验还是不够的。只要去认真对待每一个应用，同样能使国产DCS系统在用户心目中逐步获得认可。 2、设计细节和应用方案 国产DCS系统进入大型工程项目市场后，价格的竞争因素将相对弱化。在各种系统的综合技术水平相差不大的情况下，用户将会通过系统的细节设计对系统作出评价。从用户的角度来看，DCS供应商提供不仅仅是个产品，应该是一个完整解决方案。因此用户在评价DCS系统时，不但要评价系统的硬件和软件，而且非常重要的是还要评价系统的应用是否符合用户的需要。 3、新技术的应用和开发 国产DCS系统在综合技术水平上已经和国外系统相当，但对新技术应用和开发上一定要保持与国外系统同步，如：现场总线技术和无线通信技术等。 二、科远DCS系统发展历程及DCS系统特点： 1993年~1996年，是科远DCS起步和原始积累阶段。科远公司在研发、生产及销售自动化仪表基础上，根据热工自动化技术发展趋势，自主开发了NT2000分散控制系统，完成了DCS系统初步开发积累。 1997年~2002年，是科远DCS系统的稳定发展阶段，在与行业广大客户及相关专家的不断的沟通中，科远清醒地意识到DCS将来会取代常规仪表。因此，加强了DCS升级、开发步伐，鉴于当时国内生产制造工艺相对落后，同时限于计算机技术、通讯技术水平以及控制技术，硬件质量在一定程度上与进口DCS存在不小的差距，1997年年底与英国欧陆公司结成战略合作伙伴关系，由他们来作为科远的硬件供应商，提供DPU和I/O模件硬件，结合科远自主研发的火电厂自动化控制软件,于1997年开发成功了NETWORK-6000分散控制系统。该系统通过了国家电力公司电力规划设计总院专家组的科技成果技术评审。 2003年~至今，是科远DCS快速发展阶段。为了提升科远自动化在热工自动化领域的市场地位，在自主研发的NT2000分散控制系统的基础上，为了迅速占领市场，采用了部分进口部件，为公司的快速发展打下了坚实的产品基础，取得了较高的市场份额。随着公司技术实力的增强和响应国家关于重大技术装备国产化的要求，科远于2007年完成了NT2000的升级，初步形成了具有完全独立自主知识产权的NT6000分散控制系统，并得到了江苏省重大科技成果产业化专项资金资助。目前NT6000分散控制系统已经在在干熄焦（CDQ）发电、水泥窑纯低温余热发电、高炉煤气发电、循环流化床控制系统、秸杆焚烧发电、垃圾焚烧发电、化工、冶金、造纸、玻璃等工矿企业的生产过程自动化控制领域等行业取得了许多成功业绩。同时，专门针对冶金、煤矿等行业自动化的产品或解决方案的研发也取得重大进展，并将逐步投放市场。 科远NT6000分散控制系统特点： NT6000分散控制系统采用高起点的设计标准，大量采用国际先进的成熟技术，系统的设计是基于开放式的思路，DPU采用低功耗POWER PC、模块化的I/O和功能强大的操作站，为分布式控制系统提供了完整的解决方案。同时科远将复杂发电过程方面的研究成果应用于NT6000的控制算法设计，解决多变量、非线性、时变性、滞后性等复杂对象的控制难题，特别是能够实现"节能"和"减排"目标的针对性优化控制。NT6000还提供了现场总线、虚拟DCS、信息化集成技术的解决方案。NT6000的应用将有效提升国内流程工业的自动化和信息化水平，为"节能减排"事业提供控制技术的保证。 系统特点 ◆ 分布式的功能设计― ―将系统重要的功能和应用分散到各个独立的站点，确保某一处故障时，不会影响系统的正常运行，真正做到危险分散。 ◆ 简化硬件和软件设计――系统采用当前流行的工业级硬件、软件、网络和通讯接口。以取代传统DCS封闭式结构和专利性结构。 ◆ 冗余设计获得最大的可靠性――控制器、I/O 、网络、电源均冗余设计。 ◆ 完善的系统诊断――系统I/O 、网络、控制器、电源等均具有指示、诊断。 ◆ 组态方式简单、易学――系统提供符合IEC-1131-3 标准组态方式。 ◆系统基于开放式设计――系统扩展灵活，提供一个灵活的平台。 ◆DPU具有多任务分配功能，根据数据处理要求和控制功能要求对DPU处理周期进行不同任务分配，合理利用DPU资源。同时具有自动对时功能，与系统主时钟保持时间同步。 ◆ 提供了在线组态功能，能够实时修改控制组态，而不影响相关控制器其它控制逻辑的正常运行。 ◆组态软件能够把控制策略以标准SAMA图形式进行导出和打印。 ◆ 提供Modbus RTU ，Modbus TCP，Profibus DP，HART 等各种现场总线通讯接口，能够将支持现场总线的变送器、执行机构、电气保护装置等设备直接用通讯接入DCS，而无需中间转换环节。 ◆ 提供调节系统整定参数优化算法。 ◆ 针对火电厂的控制需求，开发了专门的现场总线控制模件，如电气保护模件、电动机/电动门/调节门控制模件、电接点水位测量模件等，这些模件都具有标准的现场总线接口，符合现场总线的硬件标准，能够布置工业现场并与控制系统无缝连接。现场总线解决方案大大提高了控制系统的集约化程度，降低了系统投资，并为数字化电厂的实施奠定了基础。 三、DCS发展趋势： DCS系统基本体系结构本身所涉及的技术已经非常成熟，随着用户对DCS应用和开发越来越熟悉，价格越来越透明，利润空间越来越薄。 受信息技术（网络通信技术、计算机硬件技术、嵌入式系统技术、现场总线技术、各种组态软件技术、数据库技术等）发展的影响，以及用户对先进的控制功能与管理功能需求的增加，各DCS厂商必将提升DCS系统的技术水平，并不断地丰富其内容，对DCS应用进一步拓展。 1、数据优化和信息管理 对DCS采集的现场实时数据，利用先进的数据库技术、通讯技术，结合用户的工艺实际作进一步的深度加工，为用户提供更大的增值作用。一种是提供针对某些工艺流程的优化软件，使用户提高生产效率和经济效益；另一种是功能增加，包括：设备维护功能，更加细致地分析设备的热应力，机械故障状态，通过监测设备的运行状态来判断设备是否需要维护，减少意外停车，提高设备的利用率；还有一种就是与用户的管理结合起来，参与用户的全厂信息系统。例如提供SIS（实时信息监控系统）、信息管理系统（MIS），帮助用户提高管理水平。 2、现场总线技术应用 结合当前现场总线技术的发展和具有现场总线通讯功能的现场仪表不断涌现的趋势，DCS供应商开发出针对各种现场总线通讯协议的现场接口。DCS与现场仪表之间不是仅仅测量数据的传输，而且还要传输大量表达仪表状态、参数、管理等方面的信息，甚至要把简单的控制功能也"下放"到现场仪表中去。 3、DCS进入低成本时代 DCS在上世纪80年代甚至90年代还是技术含量高、应用相对复杂、价格也相当昂贵的工业控制系统。随着应用的普及和国产DCS系统的完善和应用进一步扩大，DCS已经不在神秘，变成大家熟悉的、价格合理的常规控制产品。 4、DCS应用更加开放 现如今网络技术、数据库技术、软件技术、现场总线技术的发展为开放系统提供了可能。各DCS厂家竞争的加剧，促进了细化分工与合作，各厂家放弃了原来自己独立开发的工作模式，变成集成与合作的开发模式，所以系统自动实现开放性。 5、行业解决方案和服务专业化 随着开放系统和平台技术的发展，产品的选择更加灵活，软件组态功能越来越灵活、强大，对于每一个特定的应用都需要一个完整的解决方案，所以专业化的应用知识和工程经验是今后工业自动化厂商或系统集成商成功的关键。各DCS厂家在努力宣传DCS技术优势的同时，更是努力宣传自己的行业方案设计与实施能力，为不同的用户提供更加专业化的解决方案并实施专业化的服务。