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<BR> 文/梁昌鑫 潘軼華 平帆 <BR> 摘要：</P><P> 本文主要介紹了國內(nèi)外電站DCS控制系統(tǒng)的發(fā)展狀況、各品牌DCS的系統(tǒng)架構(gòu)和在中國的市場份額，并且參照三菱重工等跨國企業(yè)集團的發(fā)展模式闡述了國內(nèi)大型電站設(shè)備制造商發(fā)展自己獨立控制系統(tǒng)的必要性和可行性。</P><P> 一、概述</P><P> 國民經(jīng)濟的快速發(fā)展和其它行業(yè)的技術(shù)進步迫切要求信息化在工業(yè)方面得到廣泛的應(yīng)用，特別是需要新技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，因此工業(yè)自動化技術(shù)得以很快發(fā)展，利用工業(yè)自動化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高自動化、智能化、信息化水平，增強企業(yè)競爭能力，是一項非常迫切的任務(wù)。</P><P> 隨著工業(yè)自動化技術(shù)的迅速發(fā)展，綜合自動化控制系統(tǒng)的水平在不斷提高；從單機控制發(fā)展到分布式控制系統(tǒng)（DCS），隨著可編程控制器（PLC）性能不斷完善，在DCS中得到了廣泛的應(yīng)用。近期又發(fā)展了新的全開放、全分散、可操作的系統(tǒng)——現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS），已開始應(yīng)用于DCS的過程控制層。</P><P> 我們?yōu)榱俗屍髽I(yè)更快了解國內(nèi)外最新的分布式控制系統(tǒng)、產(chǎn)品和發(fā)展趨勢，以便企業(yè)更好地去應(yīng)用分布式控制系統(tǒng)，提高企業(yè)信息化水平，增強企業(yè)的競爭能力。</P><P> DCS盡管各有特色，其結(jié)構(gòu)卻大同小異，如圖1所示，從下到上分為過程控制層、過程監(jiān)控層、生產(chǎn)管理層和決策管理層。</P><P> <br><A HREF="/editor/uploadfiles/learns01/20056211253098020.jpg" TARGET=_blank><IMG SRC="/editor/uploadfiles/learns01/20056211253098020.jpg" border=0 alt=按此在新窗口瀏覽圖片 onload="javascript:if(this.width>580)this.width=580"></A><BR> 圖1 </P><P> 通過DCS在企業(yè)的應(yīng)用，使資源能充分利用，能耗大大下降，生產(chǎn)效率大大提高，從而使企業(yè)的競爭力有大大提升，也就達到了信息化帶動工業(yè)化的目的。隨著企業(yè)大量的廣泛應(yīng)用DCS，也實現(xiàn)了工業(yè)化促進信息化的發(fā)展。</P><P> 世界各國主要制造商已將DCS形成功能齊全、配置靈活的系列產(chǎn)品。分析各制造商其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能可歸納以下五個特點：</P><P> （1）硬件積木化</P><P> （2）軟件模塊化</P><P> （3）控制組態(tài)化</P><P> （4）通信網(wǎng)絡(luò)化</P><P> （5）高可靠性</P><P> 二、市場預(yù)測</P><P> 國際著名ARC咨詢機構(gòu)于2003年發(fā)布了世界DCS市場預(yù)測報告。該報告預(yù)測世界DCS市場從2002年至2007年將保持年增長率2.5％，市場銷售額從2003年的91億美元將增長到2007年的103億美元。世界DCS的增長速度之所以不高，主要原因是美國等發(fā)達國家的經(jīng)濟增長速度減慢所造成。</P><P> ARC咨詢機構(gòu)又在一篇題為“分布式控制系統(tǒng)在中國的前景”的研究報告中指出，2003年，中國DCS市場的規(guī)模為45億元，到2008年將增加到90億元，如圖2所示。也就是說中國DCS市場的年增長率預(yù)計將維持在15.1%。</P><P> <br><A HREF="/editor/uploadfiles/learns01/20056211261516370.jpg" TARGET=_blank><IMG SRC="/editor/uploadfiles/learns01/20056211261516370.jpg" border=0 alt=按此在新窗口瀏覽圖片 onload="javascript:if(this.width>580)this.width=580"></A><BR> 圖2 </P><P> 又據(jù)國內(nèi)調(diào)查機構(gòu)的報告，到2001年電站應(yīng)用DCS的數(shù)量已經(jīng)超過石化和化工成為DCS最大的用戶，每年占據(jù)這個市場總額的34.9%（不含核電和熱電系統(tǒng)），如圖3所示。由于DCS作為與電子和計算機技術(shù)結(jié)合最緊密的系統(tǒng)，他的生命周期取決于電子設(shè)備的制造壽命和信息技術(shù)的發(fā)展速度，目前在運行的電站DCS設(shè)備平均壽命為6-8年，而電站設(shè)備平均設(shè)計壽命為30-40年，由此判斷這個市場僅更新改造一項就有著廣闊的發(fā)展空間。</P><P> <br><A HREF="/editor/uploadfiles/learns01/20056211272568919.gif" TARGET=_blank><IMG SRC="/editor/uploadfiles/learns01/20056211272568919.gif" border=0 alt=按此在新窗口瀏覽圖片 onload="javascript:if(this.width>580)this.width=580"></A> <BR> 圖3 </P><P> 隨著中國經(jīng)濟的發(fā)展，國家在新建項目和舊廠改造方面投入了大量資金，形成了較大的市場，因此全球的DCS廠商幾乎都來到中國，加速了這個領(lǐng)域的競爭。<BR> ARC同時指出，在中國，DCS在能源方面的應(yīng)用將繼續(xù)占很大比重，DCS廠商在中國的商機在增加。然而目前他們也面臨許多挑戰(zhàn)，全球的DCS廠商首先面臨中國廠商的競爭。為了降低成本，這些國外廠商帶來了開放的標準體系以及通用的控制器件，這使得國內(nèi)的DCS廠商能夠跳過控制技術(shù)的發(fā)展初期階段，直接采用成熟的和開放的技術(shù)，通過本地化、專業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化以更強的服務(wù)能力、更有競爭力的價格參與到DCS的競爭之中。<BR> 盡管目前國內(nèi)和國外廠商針對的DCS市場界線還比較分明，但這并不是絕對的，隨著國內(nèi)技術(shù)的發(fā)展、人才的培養(yǎng)、經(jīng)驗的積累這個界線勢必然變得模糊和淡化，國內(nèi)廠家在DCS領(lǐng)域的潛質(zhì)將進一步得到發(fā)揮。正是國內(nèi)這種需求和對DCS設(shè)備更加專業(yè)化的分工，使國內(nèi)廠商感到有信心也有能力開拓這個領(lǐng)域。</P><P> 三、國內(nèi)外主要制造商</P><P> 目前世界上主要制造商有Foxboro（美）、SIEMENS（德）、ABB（瑞士）、Emerson（美）、HITACH（日）、LEEDS & NORTHRMP（美）、Honewell（美）、Hartmann & Braun（德）、Yokogawa（日）、等。</P><P> 在國內(nèi)DCS廠家中，最大的供貨商依次為：浙大中控、合利時、上海新華、上儀、四聯(lián)、威盛等。</P><P> 在應(yīng)用DCS的過程中，我國科研技術(shù)人員在消化吸收國外技術(shù)的同時，自主創(chuàng)新我國自己的DCS，經(jīng)過多年努力，他們都已經(jīng)取得可喜的成果，如新華控制工程公司的XDPS-400、北京和利時的FOCS和國電智深公司的EDPF-NT，華能信息產(chǎn)業(yè)公司的PINECONTROL，都已在多個電廠試驗應(yīng)用的基礎(chǔ)上，經(jīng)過改造提高后、達到或接近國外廠家同類的DCS水平，并已在200、300WM機組改造或新建工程中得到廣泛應(yīng)用，受到電廠的歡迎和好評，且其價格低于國外成套進口的設(shè)備。</P><P> 四、DCS的發(fā)展</P><P> 隨著信息技術(shù)的發(fā)展，DCS的應(yīng)用也越來越廣泛，企業(yè)對DCS提出了許多新的要求，為此世界各國DCS廠商紛紛加強開發(fā)研究DCS系統(tǒng)的技術(shù)水平。近期，F(xiàn)oxboro公司的I/A Series系統(tǒng)，如圖4所示、ABB公司的 Industrial IT 系統(tǒng)，如圖5所示、Honeywell 公司最新推出的Experion PKS（過程知識系統(tǒng)）、Siemens公司的PCS7系統(tǒng)，如圖6所示、Emerson 公司的PlantWeb (Emerson Process Management)這標志著新一代DCS 已經(jīng)形成，也就是第四代DCS。</P><P> <br><A HREF="/editor/uploadfiles/learns01/20056211282840019.gif" TARGET=_blank><IMG SRC="/editor/uploadfiles/learns01/20056211282840019.gif" border=0 alt=按此在新窗口瀏覽圖片 onload="javascript:if(this.width>580)this.width=580"></A><BR> 圖4 <BR> <br><A HREF="/editor/uploadfiles/learns01/2005621129944150.jpg" TARGET=_blank><IMG SRC="/editor/uploadfiles/learns01/2005621129944150.jpg" border=0 alt=按此在新窗口瀏覽圖片 onload="javascript:if(this.width>580)this.width=580"></A><BR> 圖5 <BR> <br><A HREF="/editor/uploadfiles/learns01/20056211294733241.gif" TARGET=_blank><IMG SRC="/editor/uploadfiles/learns01/20056211294733241.gif" border=0 alt=按此在新窗口瀏覽圖片 onload="javascript:if(this.width>580)this.width=580"></A><BR> 圖6 </P><P> 最近我們分析了日本三菱重工株式會社DCS發(fā)展的歷史。三菱重工電站設(shè)備配套DCS開發(fā)的歷史，如圖7所示。</P><P> <br><A HREF="/editor/uploadfiles/learns01/20056211302758224.gif" TARGET=_blank><IMG SRC="/editor/uploadfiles/learns01/20056211302758224.gif" border=0 alt=按此在新窗口瀏覽圖片 onload="javascript:if(this.width>580)this.width=580"></A><BR> 圖7 </P><P> 三菱重工是在對電站設(shè)備工藝系統(tǒng)設(shè)計和制造已經(jīng)趨于成熟后才進入控制領(lǐng)域的。從它的發(fā)展歷程可以看出，他最初也是集成美國Bailey公司的820系統(tǒng)和L&N的控制系統(tǒng)，自1975年開始研制自己的電站DCS設(shè)備，開發(fā)歷盡20多年，目前已經(jīng)是第五代產(chǎn)品。</P><P> 從圖8中我們可以知道，三菱重工的已生產(chǎn)了2351套DCS系統(tǒng)。</P><P> <br><A HREF="/editor/uploadfiles/learns01/2005621131295204.gif" TARGET=_blank><IMG SRC="/editor/uploadfiles/learns01/2005621131295204.gif" border=0 alt=按此在新窗口瀏覽圖片 onload="javascript:if(this.width>580)this.width=580"></A> <BR> 圖8 </P><P> 在三菱重工電站DCS研發(fā)過程中，回避了三菱重工硬件設(shè)備產(chǎn)能不足和開發(fā)成本過高的缺陷，抓住核心的控制軟件技術(shù)和自身工藝設(shè)備制造商的優(yōu)勢，以提高整體設(shè)備運行的可靠性和協(xié)調(diào)性為出發(fā)點，大量采用開放技術(shù)和第三方可靠硬件，將它們按照自己的DCS設(shè)備需求來設(shè)計，有機的組合在一起，并且開發(fā)了具有針對現(xiàn)場控制設(shè)備、測量設(shè)備和專用安全防護設(shè)備，從而有效的提高了控制安全等級和控制精度。在圖8中，我們可以看到貫穿始終的是DIASYS IDOL組態(tài)語言，而變化的則是隨著電子工業(yè)進步，不斷升級和發(fā)展的計算機設(shè)備、控制方式、針對客戶需求調(diào)整的控制策略。<BR> 圖9是三菱重工DIASYS NETMATION的基本架構(gòu)，簡潔的系統(tǒng)配置、穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)通訊、強大的處理能力和豐富的軟件功能是這套系統(tǒng)最大的特點。</P><P> <br><A HREF="/editor/uploadfiles/learns01/20056211314394930.jpg" TARGET=_blank><IMG SRC="/editor/uploadfiles/learns01/20056211314394930.jpg" border=0 alt=按此在新窗口瀏覽圖片 onload="javascript:if(this.width>580)this.width=580"></A> <BR> 圖9 </P><P> 開放性還體現(xiàn)在不同的層面，例如：DIASYS的組態(tài)軟件就是借鑒微軟公司的MS VISIO，這是MS Office辦公自動化套裝軟件之一。利用這個平臺開發(fā)的組態(tài)工具，具有與主流操作系統(tǒng)良好的兼容性，與MS Office可以任意嵌入和鏈接，很好的解決了報表處理、統(tǒng)計計算、數(shù)據(jù)分析等功能的嵌入。此外，由于MS VISIO是獨立于DIASYS系統(tǒng)而提供升級服務(wù)的軟件，因此在微軟推出了新版本的VISIO的同時，也就意味著DIASYS的組態(tài)軟件自動升級。如圖10所示：</P><P> <br><A HREF="/editor/uploadfiles/learns01/20056211321459862.gif" TARGET=_blank><IMG SRC="/editor/uploadfiles/learns01/20056211321459862.gif" border=0 alt=按此在新窗口瀏覽圖片 onload="javascript:if(this.width>580)this.width=580"></A><BR> 圖10 </P><P> 現(xiàn)在，三菱的DIASYS系統(tǒng)被認為是世界上最先進的電站DCS設(shè)備。同時，三菱重工在日本還是電站的運營商，很多運行經(jīng)驗被補充到控制和工藝系統(tǒng)的設(shè)計中去，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和適用性。這些成功的經(jīng)驗都是我們上海電氣值得借鑒的，這將改變以往只生產(chǎn)DCS，缺少電站運行、管理和工藝設(shè)備制造經(jīng)驗的生產(chǎn)廠商的局面，從而使國產(chǎn)的DCS設(shè)備進入大容量、高參數(shù)，尤其是超臨界、超超臨界機組的DCS的應(yīng)用領(lǐng)域。<BR> 從傳統(tǒng)的工藝設(shè)備制造商到過程控制系統(tǒng)的供應(yīng)商是一個飛躍。從ABB、西屋、三菱重工、西門子、GE、阿爾斯通、日立等跨國企業(yè)的成長歷程可以看出，它們本身都是集電站設(shè)備制造、控制系統(tǒng)制造、集成于一身的大型綜合性企業(yè)集團。這些集團的電站控制系統(tǒng)都是用于增強其工程實施能力和產(chǎn)品附加值的有力保證，很多企業(yè)都將成功控制對手的工藝設(shè)備看作企業(yè)的一種綜合實力的體現(xiàn)。另外很重要的一點，能夠獨立進行控制系統(tǒng)配套對于這些企業(yè)還兼具著保護工藝系統(tǒng)知識產(chǎn)權(quán)的重任。<BR> 因此，像上海電氣這樣的國內(nèi)綜合性企業(yè)集團應(yīng)當(dāng)發(fā)展和擁有自己獨立的控制系統(tǒng)，不僅使得在承接國際、國內(nèi)的電站工程總承包方面更具競爭力，綜合工程能力得到提升，還可以為用戶提供運行品質(zhì)更優(yōu)良、系統(tǒng)特點更突出的電站成套設(shè)備。<BR>
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公司簡介
產(chǎn)品目錄
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公司名稱：
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中華工控網(wǎng)
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客服中心
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深圳市南山區(qū)創(chuàng)業(yè)路現(xiàn)代城華庭1棟6A |
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