DCS,全称为Distributed Control System,即分散控制系统,也可称为集散控制系统。它是一种以微处理器为基础,采用控制功能分散、显示操作集中、兼顾分而自治和综合协调的设计原则的新一代仪表控制系统。 DCS是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统。它综合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和控制(Control)等4C技术。采用的基本设计思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。 主要特征: 1.集中管理和分散控制:DCS将系统控制功能分散在各台计算机上实现,通过通信网络由上位管理计算机进行监控,实现最优化控制。 2.高可靠性:由于DCS将系统控制功能分散在各台计算机上,系统结构采用容错设计,因此某一台计算机出现的故障不会导致系统其它功能的丧失。此外,DCS广泛应用高可靠性的硬件设备和生产工艺,广泛采用冗余技术,以及在软件设计上广泛实现系统的容错技术、故障自诊断和自动处理技术等,使得当今大多数集散控制系统的MTBF(平均无故障时间)可达几万甚至几十万小时。 3.开放性:DCS采用开放式、标准化、模块化和系列化设计,系统中各台计算机采用局域网方式通信,实现信息传输。当需要改变或扩充系统功能时,可将新增计算机方便地连入系统通信网络或从网络中卸下,几乎不影响系统其他计算机的工作。 4.灵活性:通过组态软件可以根据不同的流程应用对象进行软硬件组态,从而方便地构成所需的控制系统。 5.易于维护:功能单一的小型或微型专用计算机具有维护简单、方便的特点,当某一局部或某个计算机出现故障时,可以在不影响整个系统运行的情况下在线更换,迅速排除故障。 6.协调性:各工作站之间通过通信网络传送各种数据,整个系统信息共享,协调工作,以完成控制系统的总体功能和优化处理。 综上所述,DCS是一种具有高度可靠性、开放性、灵活性、易于维护和协调性的分布式控制系统,广泛应用于各种工业自动化领域,并在不断发展中。 SIS(Safety Instrumented System,安全仪表系统)是工业自动化领域中用于保障生产安全的重要系统。SIS主要负责对生产过程进行实时监控,一旦检测到潜在的危险或故障,能够立即启动预定的安全操作,如紧急停车、安全隔离等,以防止事故的发生或扩大。
SIS的设计通常遵循安全完整性等级(SIL)的要求,以确保系统在规定的条件下能够达到预定的安全性能。SIL等级越高,表示系统的安全性能越可靠。 SIS的主要特点包括: 1.可靠性:SIS系统必须具备高度的可靠性,能够在恶劣的环境下长时间稳定运行,确保生产安全。 2.独立性:SIS系统应独立于生产过程控制系统(如DCS),以避免因生产过程控制系统的故障而影响SIS的正常运行。 3.实时性:SIS系统必须能够实时地监测生产过程中的各种参数,一旦发现异常情况,能够立即启动安全操作。 4.故障安全:SIS系统在出现故障时,应能够自动进入安全状态,确保生产安全。 SIS在石油、化工、电力等高风险行业中具有广泛的应用。在这些行业中,SIS系统通常与DCS系统一起使用,共同保障生产过程的安全可靠。随着工业自动化技术的不断发展,SIS系统也在不断完善和提高,为工业生产提供更加全面、可靠的安全保障。
SIS与DCS的主要区别在于它们的功能、运行状态、安全性、可靠性要求,以及在生产过程中的作用。
功能与运行状态:DCS(集散控制系统)主要用于生产过程的连续测量、常规控制(连续、顺序、间歇等)、操作控制管理,确保生产装置的平稳运行。它是动态系统,始终对过程变量连续进行检测、运算和控制,对生产过程进行动态控制,确保产品的质量和产量。相比之下,SIS(安全仪表系统)用于监视生产装置的运行状况,对出现异常工况迅速处理,使危害降到最低,使人员和生产装置处于安全状态。SIS是静态系统,正常工况时,始终监视生产装置的运行,系统输出不变,对生产过程不产生影响;非正常工况时,按照预先的设计进行逻辑运算,使生产装置安全联锁或停车。 安全性与可靠性要求:SIS比DCS在安全性、可靠性、可用性方面有更严格的要求。因此,SIS与DCS硬件理论上应独立设置。SIS系统是安全保护系统,凌驾于生产过程控制之上,实时在线监测装置的安全性。在紧急情况下,不需要经过DCS系统,而直接由ESD发出保护联锁信号,对现场设备进行安全保护,避免危险扩散造成巨大损失。 在生产过程中的作用:DCS作为过程控制系统,是动态的,需要人工频繁的干预,这有可能引起人为误动作。而SIS作为安全保护系统,是静态的,不需要人为干预,这样设置可以避免人为误动作。SIS系统的功能和ESD的基本一样,只是在安全程度上要高于ESD系统,有些ESD实现不了的功能可以在SIS上面实现。
综上所述,DCS和SIS在功能、运行状态、安全性、可靠性要求以及在生产过程中的作用等方面存在显著差异,确保了生产过程的安全和效率。 |