分散控制結(jié)構(gòu)是針對集中控制可靠性差的缺點而提出的。DCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是一個自治(Autonomous)的閉環(huán)結(jié)構(gòu),可以是垂直型、水平型以及兩者混合的復合型。垂直型,又稱階層型,是以上下關(guān)系為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu),下位向左右方向擴大,形成金字塔形,系統(tǒng)的通信發(fā)生在上下位間,其主導權(quán)由上位掌握,對下位設(shè)備的動作有監(jiān)視和進行調(diào)整的權(quán)限。水平型是對等的分散子系統(tǒng)以自我管理為基礎(chǔ)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在通信系統(tǒng)中,這些子系統(tǒng)具有平等的地位。復合型把水平型和垂直型結(jié)合起來,各子系統(tǒng)各自管理的同時,形成上下階層關(guān)系各子系統(tǒng)有較強的獨立性,上位系統(tǒng)的故障不影響下位子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換和各自的功能正常工作時,上位監(jiān)視和支持下位的工作。DCS系統(tǒng)大多采用復合型分散控制結(jié)構(gòu)。DCS系統(tǒng)的分散控制結(jié)構(gòu)體現(xiàn)在以下幾方面:
1、組織人事的分散
DCS控制系統(tǒng)的運行需要操作人員、管理人員。功能的分散與工廠的人員管理體制應(yīng)相適應(yīng)。為此,DCS系統(tǒng)在組織人事的管理上采用了垂直分散的結(jié)構(gòu)。其上層以數(shù)據(jù)管理、調(diào)度為主,屬于全廠優(yōu)化和調(diào)度管理級和車間操作管理級。下層則進行實時處理和控制,屬于過程裝置控制級和現(xiàn)場控制級。
2、地域的分散
地域的分散通常是水平型分散,當被控對象分散在較大的區(qū)域,例如油罐區(qū)的控制,則DCS系統(tǒng)就需對控制系統(tǒng)在地域上進行分散設(shè)置。此外,像各車間、工段因地理位置的因素,也有分散控制的需要
3、功能的分散
DCS系統(tǒng)的分級是以功能分散為依據(jù)的。按縱向分散,則可以分為直接控制、優(yōu)化控制、自學習和自適應(yīng)控制和自組織控制。按類型分散,則可以分為常規(guī)控制、順序控制和批量控制。在集散控制系統(tǒng)中,考慮到分散的功能之間應(yīng)盡可能有較少的關(guān)聯(lián),尤其是在時間節(jié)拍上的關(guān)聯(lián)應(yīng)越少越好。因此,通常采用的功能分散是:具有人機接口功能的集中操作站與具有過程接口功能的過程控制裝置的分散;過程控制裝置中控制功能的分散;按裝置或設(shè)備進行的功能分配以及全局控制和個別控制之間的分散等。
4、負荷的分散
DCS系統(tǒng)中的負荷分散不是由于負荷能力不夠而進行負荷分散。主要目的是把危險分散。通過負荷分散,使一個控制處理裝置發(fā)生故障時的危險影響減至盡可能小的地步。當控制回路之間的關(guān)聯(lián)較弱時,可以通過減少控制處理裝置處理的回路數(shù)達到危險分散的目的。當控制回路之間有較強的關(guān)聯(lián)時,尤其是在順序控制中,各回路間還存在時間上的關(guān)聯(lián),這時,為了使危險分散,可進行與相應(yīng)裝置對應(yīng)的功能分散,按裝置或設(shè)備進行分散,并設(shè)置過程控制裝置。分散控制結(jié)構(gòu)是以良好的通信系統(tǒng)為基礎(chǔ)的。過分的分散,使系統(tǒng)的通信量增大,響應(yīng)速度下降。同樣,過分的集中,因受微處理器處理速度限制而使信息得不到及時處理,造成響應(yīng)速度變慢。因此,考慮到經(jīng)濟性、響應(yīng)性、系統(tǒng)構(gòu)成的靈活性等因素,集散控制系統(tǒng)縱向常分為3~4 層。
因此,為了實現(xiàn)DCS系統(tǒng)中的人事分散,應(yīng)確保DCS系統(tǒng)的運行人員如技術(shù)人員、操作人員和管理人員賦予相應(yīng)的操作級別,DCS組態(tài)軟件都設(shè)立了用戶權(quán)限設(shè)置功能。
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