DCS控制系以其^的特點(diǎn)對(duì)于現(xiàn)代大型化肥廠發(fā)揮重要的作用，DCS中控室（中心控制室或者中央控制室）應(yīng)該是控制系統(tǒng)的神經(jīng)中樞了，所有儀表信號(hào)都連到這里，所有重要的控制決策都從這里發(fā)出。

  控制室一般也是大人物或者新員工參觀的必經(jīng)之地，自然光鮮度也較高。但是，要知道控制室是工作的地方，工作效率^，職業(yè)健康第二，氣派、舒適是遙遠(yuǎn)的第三。

  這樣巨長(zhǎng)的控制臺(tái)只有在每個(gè)操作員都是獨(dú)立操作、平行操作的時(shí)候才好，需要緊密配合的話，距離太遠(yuǎn)了。這是空管控制臺(tái)，正好符合獨(dú)立、平行的條件。

工業(yè)生產(chǎn)控制系統(tǒng)的發(fā)展

  工業(yè)生產(chǎn)控制系統(tǒng)如何一步步發(fā)展到今天的自動(dòng)化程度……

1.原始的人工控制階段

^原始的控制方法，加多了就多放一點(diǎn)，加少了就少放一點(diǎn)……

為了代替人的勞動(dòng)，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，保證大型、復(fù)雜工業(yè)的安全生產(chǎn)，向自動(dòng)化方向改進(jìn)。

2.常規(guī)儀表控制

單元組合儀表

使用常規(guī)儀表的中央控制室

生產(chǎn)過程規(guī)模不斷擴(kuò)大，中控儀表越來越多，操作人員對(duì)過程的監(jiān)控和操作的要求也越來越多、高，模擬儀表難以勝任。

3.計(jì)算機(jī)集中控制

如何把因計(jì)算機(jī)的故障造成的危害減少，使危險(xiǎn)分散，成為應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)首要解決的問題。

集中和綜合的操作和監(jiān)督要求對(duì)全廠、各車間和工段級(jí)的控制和操作有相應(yīng)的數(shù)據(jù)通信聯(lián)系，不僅要求有大量的數(shù)據(jù)傳送，而且要求有高速的數(shù)據(jù)傳輸速率。 

4.DCS控制系統(tǒng)

DCS俗稱為“工業(yè)大腦”

DCS對(duì)象分散→控制分散

集中管理：

DCS是分布式控制系統(tǒng)的英文縮寫(Distributed Control System)，在國(guó)內(nèi)自控領(lǐng)域又稱為集散控制系統(tǒng)。

從結(jié)構(gòu)上劃分，DCS包括過程級(jí)、操作級(jí)和管理級(jí)。
操作級(jí)包括：操作員站和工程師站，完成系統(tǒng)的操作監(jiān)控和組態(tài)維護(hù)。

DCS的主要特點(diǎn)歸結(jié)為一句話就是“分散控制，集中管理”。

DCS通常采用若干個(gè)控制器（過程站）對(duì)一個(gè)生產(chǎn)過程中的眾多控制點(diǎn)進(jìn)行控制，各控制器間通過網(wǎng)絡(luò)連接并可進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

生產(chǎn)控制操作采用計(jì)算機(jī)操作站，通過網(wǎng)絡(luò)與控制器連接，收集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，傳達(dá)操作指令。

過程級(jí)主要由過程控制站、I/O單元和現(xiàn)場(chǎng)儀表組成，是系統(tǒng)控制功能的主要實(shí)施部分。

管理級(jí)主要是指工廠管理信息系統(tǒng)（MIS或ERP系統(tǒng)），作為DCS更高層次的應(yīng)用。

DCS 結(jié)構(gòu)組成

造?？刂葡到y(tǒng)簡(jiǎn)介

包括中央控制系統(tǒng)部分、動(dòng)力柜部分、現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如電動(dòng)機(jī)、電磁閥等），通過 PLC 完成控制，采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的 Profibus 或者 TCP/IP 方式進(jìn)行通訊，中央控制系統(tǒng)通過上位機(jī)輸入指令，PLC 將輸出指令發(fā)送到現(xiàn)場(chǎng)各設(shè)備，完成自動(dòng)控制。

總體方案

一． 系統(tǒng)組態(tài)框架示意（非實(shí)物）如下圖：

該系統(tǒng)分為監(jiān)視層、通訊控制層、執(zhí)行層。

監(jiān)控層：由工控機(jī)系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、組態(tài)系統(tǒng)及打印機(jī)組成；

通訊控制層：由西門子通訊總線、西門子 PLC 處理系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議及其介質(zhì)、通訊線纜及轉(zhuǎn)換器組成；

執(zhí)行層主要分為二部分組成：

A、皮帶秤流量計(jì)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)變頻器與計(jì)量?jī)x表集成至專用電柜。

B、設(shè)備控制系統(tǒng)，設(shè)備控制系統(tǒng)為電源開關(guān)柜、控制柜、外部數(shù)據(jù)采集傳感器組成等組成。各部分功能層，自動(dòng)化程序的控制下，以串口協(xié)議或 TCP/IP 通訊協(xié)議作為聯(lián)通，

實(shí)現(xiàn)以下功能：

1 生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)過程顯示及控制過程生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)過程的顯示及控制，是自動(dòng)化系統(tǒng)的基本人機(jī)功能，操作人員能夠通過人機(jī)界面，直觀的看到工藝進(jìn)行的狀態(tài)，并對(duì)設(shè)備按照工藝的要求實(shí)施監(jiān)控。直觀的看到設(shè)備的工作狀體，并做出異常判斷。西門子控制器編程語言：標(biāo)準(zhǔn) S7 編程語言

人機(jī)界面：基于 kingview 開發(fā)（基于 C 語言）。

生產(chǎn)過程：根據(jù)工藝在人機(jī)界面上輸入相關(guān)的產(chǎn)量需求及控制參數(shù)，系統(tǒng)將根據(jù)相關(guān)參數(shù)控制給料系統(tǒng)，由輸送系統(tǒng)輸送至造粒系統(tǒng)，再由破碎與篩選^后至成品進(jìn)行定量包裝。

2 自我診斷功能

系統(tǒng)根據(jù)既定工藝，作好邏輯控制流程及備用控制，當(dāng)某一工段出現(xiàn)異常，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)的診斷，在人機(jī)界面中做相關(guān)提醒，并執(zhí)行合理的異常處理功能。

3 多級(jí)管理功能

根據(jù)常規(guī)生產(chǎn)要求，系統(tǒng)設(shè)置 2 個(gè)管理權(quán)限層面，管理層及操作層，可以按

照生產(chǎn)實(shí)際來啟用，不同的層面，具有不同的管理權(quán)限，管理層可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整體的操作處理，而操作層只能實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的基本運(yùn)行操作管理?？梢詫?shí)現(xiàn)配方保密。

4 歷史數(shù)據(jù)及其打印

歷史數(shù)據(jù)指的是在過去中系統(tǒng)工作狀態(tài)的記錄，包括同時(shí)記錄異常報(bào)警情況，正常工作的實(shí)際生產(chǎn)量，按照生產(chǎn)要求，可以組成生產(chǎn)管理所需要的報(bào)表。實(shí)現(xiàn)過程生產(chǎn)的數(shù)據(jù)化管理，找出過程生產(chǎn)的問題所在，提高產(chǎn)品質(zhì)量。這些數(shù)據(jù)可按照月、日甚至是班次的管理周期來呈現(xiàn)，按照管理要求付諸打印，并能計(jì)算出生產(chǎn)損耗表。

5 其他個(gè)性化附加功能

該系統(tǒng)具有非常好的前瞻性柔化設(shè)計(jì)功能，可以根據(jù)客戶的實(shí)際生產(chǎn)需求，在控制系統(tǒng)允許的容量范圍內(nèi)，增加個(gè)性化需求功能，系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際設(shè)置合理的拓展余量。

6 通訊支持及拓展

S7/C7 通訊對(duì)象間的通訊服務(wù)通過集成在系統(tǒng)中的功能塊進(jìn)行?？商峁┑耐ㄓ嵎?wù)有：

帶串口的 S7 標(biāo)準(zhǔn)通訊。

工業(yè)以太網(wǎng)的 S7 通訊。

各種接口的通用性。

編程器和個(gè)人計(jì)算機(jī)。

SIMATIC S5/S7。

工業(yè) PC。

第三方的編程控制器。

二．  本系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)及工業(yè)控制器軟硬件互相組態(tài)實(shí)現(xiàn),生產(chǎn)高度自動(dòng)化、智能化。可以穩(wěn)定的保證生產(chǎn)有序、安全進(jìn)行，對(duì)生產(chǎn)過程集中進(jìn)行監(jiān)測(cè)、操作與管理，全面提高生產(chǎn)效率、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量及管理水平,本方案

特點(diǎn)：

1）系統(tǒng)內(nèi)部基于西門子控制器，通過硬件組態(tài)的方式，上設(shè)組態(tài)、下置通

訊，形成子站內(nèi)的控制網(wǎng)絡(luò)；

2）系統(tǒng)組態(tài)自動(dòng)生成生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)及多級(jí)配方管理保密系統(tǒng)；

3）系統(tǒng)工藝實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)控，根據(jù)工藝流程、料位和設(shè)備故障實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警；

4）實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程工藝流程化、數(shù)據(jù)化管理、智能化；提供數(shù)據(jù)包括：報(bào)警數(shù)據(jù)、產(chǎn)量歷史數(shù)據(jù)報(bào)表等； 開放式配方設(shè)置，多級(jí)權(quán)限配方管理；系統(tǒng)操作便捷、穩(wěn)定，對(duì)人友好，并可促進(jìn)安全生產(chǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性；

5）生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)監(jiān)控，管理；系統(tǒng)節(jié)能降耗，減少人力成本及勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率；保障操作及維修人員安全，穩(wěn)定生產(chǎn)。

3. 主要元器件：

（1） PLC 采用 SIEMENS 的 S7-1200 系列；

（2） PLC 和 PLC 及和上位系統(tǒng)之間采用以太網(wǎng)通訊，設(shè)備層(PLC 和第三方儀器儀表)采用 PROFIBUS 或 MODBUS 通訊；

（3）上位機(jī)組態(tài)采用 KINGVIEW 6.55 系列；

系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)下圖工藝流程，自動(dòng)化控制生產(chǎn)過程大致如下：

^步：通過上位機(jī)對(duì)系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，如流量秤流量、全自動(dòng)/單機(jī)模式、造粒生產(chǎn)線的選擇，設(shè)備控制參數(shù)等等；

第二步：?jiǎn)?dòng)系統(tǒng)，如果是選擇自動(dòng)模式則可以通過上位機(jī)一鍵啟停，可編程控制器按照工藝流程順序啟動(dòng)設(shè)備，同時(shí)在啟動(dòng)前會(huì)先自檢相關(guān)設(shè)備的馬達(dá)是否有故障；

第三步：當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入生產(chǎn)階段，上位機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控各設(shè)備運(yùn)行狀況，如流量秤的流量、各設(shè)備電機(jī)運(yùn)行情況等。

第四步：具有相關(guān)報(bào)警功能及記錄，例如成品輸送機(jī)馬達(dá)出現(xiàn)故障，則系統(tǒng)會(huì)及時(shí)的發(fā)出警報(bào)通知操作人員前去處理，同時(shí)自動(dòng)按照順序關(guān)閉前道設(shè)備。