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关于DCS应用行业的分布,以日本CENTVM系统应用实绩为例:化工(含石油化工)占50.74%,石油和天燃气占15.73%,钢铁占7.72%,水处理(自来水厂等)占4.81%,有色金属占4.24%,纸桨和造纸占8.25%,其它占8.4%。当然这个比例与日本国情有关,如其中未计入电力行业应用DCS,这是因为横河公司虽然在锅炉控制方面应用实例很多,但多属于石化等企业内工业锅炉和自备电厂锅炉,而未进入火力发电厂、原子能发电厂等电力行业。而日本电力行业应用DCS是比较多的,日本东芝、富士、日立、三菱等公司火力发电设备均由本公司产的DCS配套,又日本贝利公司的DCS,在日本电力市场中占有率也较高。
DCS自1975年问世以来,已经经历了近四十年的发展历程。这些年,DCS虽然在系统的体系结构上没有发生重大改变,但是经过不断的发展和完善,其功能和性能都得到了巨大的提高。总的来说,DCS正在向着更加开放,更加标准化,更加产品化的方向发展。
温故而知新,让我们顺着DCS的发展轨迹来了解DCS吧!
近40年来DCS的发展
近40年来,DCS产品虽然在基本原理和产品市场定位上没有根本上的改变,但随着技术的进步、外界环境和市场需求的变化,设计思想也相应发展,如横河公司为了生存,从1975年发表的CENTVM系统至现在的CENTVM CS 3000R3,已经有16代了,其它公司也是如此。从宏观上看,DCS经历了3代,即1975年至1980年代前期、80年代中期至90年代前期和90年代中期到21世纪初。3代产品的区别可以从DCS的三大部分,即控制站、操作站和通信网络的发展来判断。当然,由于产品生命周期是个复杂的问题,加之各DCS生产厂家情况不同,产品换型年代不同,所以划分产品的年代(3-4代的)观点也不尽相同,所以以下分析,权作商榷。
(1) 控制站
DCS系统中,控制站继承了DDC(直接数字控制)技术,它是一个完整的计算机,实际运行中可以暂时在不与操作站及网络相连的脱机情况下,完成过程控制策略,保证生产装置运行。从计算机系统结构来说,控制站属于过程控制专用计算机,其特点是第一代采用8位微处理器,第二代采用16位微处理器,第三代采用32位(直至64位)微处理器,这对于中小型DCS控制器来说比较确切。大型DCS控制站对中央处理器要求较高,必须为专用的处理器,准16位和准32位或64位运算方式。第二代DCS控制站采用精简指令系统(RISC,Reduced Instruction Set Computer)。第三代DCS控制站已采用多CPV分别用于控制、通信、冗余切换等操作。
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