發布日期：2022-04-20 點擊率：115
DCS在控制上的最大特點是依靠各種控制、運算模塊的靈活組態，可實現多樣化的控制策略以滿足不同情況下的需要，使得在單元組合儀表實現起來相當繁瑣與復雜的命題變得簡單。隨著企業提出的高柔性、高效益的要求，以經典控制理論為基礎的控制方案已經不能適應，以多變量預測控制為代表的先進控制策略的提出和成功應用之后，先進過程控制受到了過程工業界的普遍關注。
需要強調的是，廣泛應用各種先進控制與優化技術是挖掘并提升DCS綜合性能最有效、最直接、也是最具價值的發展方向。在實際過程控制系統中，基于PID控制技術的系統占80%以上，PID回路運用優劣在實現裝置平穩、高效、優質運行中起到舉足輕重的作用，各DCS廠商都以此作為搶占市場的有力競爭砝碼，開發出各自的PID自整定軟件。另外，根據DCS的控制功能，在基本的PID算法基礎上，可以開發各種改進算法，以滿足實際工業控制現場的各種需要，諸如帶死區的PID控制、積分分離的PID控制、微分先行的PID控制、不完全微分的PID控制、具有邏輯選擇功能的PID控制等等。與傳統的PID控制不同，基于非參數模型的預測控制算法是通過預測模型預估系統的未來輸出的狀態，采用滾動優化策略計算當前控制器的輸出。
根據實施方案的不同，有各種算法，例如，內模控制、模型算法控制、動態矩陣控制等。目前，實用預測控制算法已引入DCS，例如IDCOM控制算法軟件包已廣泛應用于加氫裂化、催化裂化、常壓蒸餾、石腦油催化重整等實際工業過程。此外，還有霍尼韋爾公司的HPC，橫河公司的PREDICTROL，山武霍尼韋爾公司在TDC-3000LCN系統中開發的基于卡爾曼濾波器的預測控制器等等。這類預測控制器不是單純把卡爾曼濾波器置于以往預測控制之前進行噪聲濾波，而是把卡爾曼濾波器作為最優狀態推測器，同時進行最優狀態推測和噪聲濾波。
先進控制算法還有很多。目前，國內、外許多控制軟件公司和DCS廠商都在競相開發先進控制和優化控制的工程軟件包，希望在組態軟件中嵌入先進控制和優化控制策略。
當大量現場信息由智能儀表或通過現場總線直接進入計算機控制系統后，存在著計算機內部應用程序對現場信息的共享與交互問題。由于缺乏統一的連接標準，工控軟件往往需要為硬件設備開發專用的驅動程序。這樣一旦硬件設備升級換代，就需要對相應的驅動程序進行更改，增加了系統的維護成本。即使計算機中的SCADA有獨立的驅動程序，但一般也不允許同時訪問相同的設備，否則很容易造成系統崩潰。可見，現場控制層作為企業整個信息系統的底層部分，必然需要與過程管理層和經營決策層進行集成，這樣也存在著監控計算機如何與其它計算機進行信息溝通和傳遞的問題。由于控制系統往往是不同廠商開發的專用系統，相互之間兼容性差，與高層的商業管理軟件之間又缺乏有效的通信接口，因此通信規范問題成為了制約控制系統突破“信息孤島”的瓶頸。OPC(OLE for Process Control)的出現，建立了一套符合工業控制要求的通信接口規范，使控制軟件可以高效、穩定地對硬件設備進行數據存取操作，應用軟件之間也可以靈活地進行信息交互，極大提高了控制系統的互操作性和適應性從軟件的角度來說，OPC可以看成是一個“軟件總線”的標準。首先，它提供了不同應用程序間(甚至可以是通過網絡連接起來的不同工作站上的應用程序之間)實現實時數據傳輸的通道標準;其次，它還針對過程控制的需要定義了在通道中進行傳輸和交換的格式。OPC標準的體系結構為客戶/服務器模式，即將軟件分為OPC服務器和OPC 客戶。OPC服務器提供必要的OPC數據訪問標準接口;OPC客戶通過該標準接口來訪問OPC數據。運用OPC標準開發的軟件由于都基于共同的數據及接口標準，因此相互之間具有很強的通用性。這在工業控制領域中，具有十分現實的意義。
OPC服務器可由不同供應商提供，其代碼決定了服務器訪問物理設備的方式、數據處理等細節。但這些對OPC客戶程序來說都是透明的，只需要遵循相同的規范或方法就能讀取服務器中的數據。同樣，軟件供應商則只需將自己的軟件加上OPC接口，即能從OPC服務器中取得數據，而不需關心底層的細節。通過OPC接口，OPC客戶程序可以和一個或多個不同的OPC服務器連接。同時一個OPC服務器也可以與多個客戶程序相連，形成多對多的關系。任何支持OPC的產品都可以實現與系統的無縫集成。由于OPC技術基于DCOM，所以客戶程序和服務器可以分布在不同的主機上，形成網絡化的監控系統。OPC技術的發展和應用，無論供應商還是最終用戶都可以從中得到巨大的益處。首先，OPC技術把硬件和應用軟件有效地分離開，硬件廠商只需要提供一套軟件組件，所有OPC客戶程序都可以使用這些組件，無需重復開發驅動程序。一旦硬件升級，只需修改OPC服務器端I/O接口部分，無需改動客戶端程序。其次，工控軟件只要開發一套OPC接口就可采用統一的方式對不同硬件廠商的設備進行存取操作。這樣，軟硬件廠商可以專注于各自的核心部分，而不是兼容問題。
對于最終用戶而言，由于無需擔心互操作性，在選擇和更換軟硬件時有了更多的余地，使異構計算機系統集成將變得很簡單。用戶可以將重點放在整個系統的功能及應用上，這也意味著成本的降低。此外，OPC組件的使用也十分方便，用戶只需進行簡單的組態即可。OPC服務器在底層控制系統中采用統一的標準，實現了應用程序與現場設備的有效連接，發揮著重要的橋梁作用，同時也促進了企業現場控制層和生產過程管理層、經營決策層的集成。
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