现代化遗留的分布式控制系统以获得竞争优势

遗留的分布式控制系统(dcs)的失效日期会导致组件故障、高更换成本和停机时间。新的过程控制系统基础设施为下一代工程师带来开放的通信、更容易的集成、更快的响应、分析、先进的控制、虚拟化和模拟。

由Travis Giebler和Hayden Serio 2021年2月6日

提供：Chris Vavra，CFE媒体与技术部

学习目标

过期的DCSs导线组件故障，更高的更换成本和停机时间。
新过程控制系统带开放通信，更轻松地集成和更快的响应。
新过程控制系统还为下一代工程师带来分析，先进的控制，虚拟化和仿真。

对于许多工业设施来说，数字化转换、更新或迁移传统分布式控制系统（DCS）的时间已经不多了。一度坚固的DCS的保质期即将到期。维持现状不再是一种选择，因为制造商有可能失去对其流程的运营控制。他们面临组件故障的增加，这会导致停机和生产损失。由于缺乏维护或维修旧设备的可用资源以及安全和环境风险的可能性增加，这些问题更加复杂。

为了保持竞争力，制造商需要重新评估现有运营，并利用现代过程控制系统基础设施中的新技术。DCS升级或迁移是令人望而生畏的，但为了跟上不断发展的技术和消费者需求，变化是不可避免的。

今天的创新技术为整个企业提供了更强的互联性和系统可见性。系统访问的便利性和人员捕获数据的能力有助于提高操作效率和性能。考虑以下特性和功能，在这些特性和功能中，新的和改进的DCS可以在现在和将来产生具有竞争力的影响。

打开DCS通信

对于许多制造商来说，DCS中的基本控制策略没有太大变化。然而，与旧技术不同的是，现代DCS确保了与智能现场设备、子系统以及更高级别的企业资源规划（ERP）和制造执行系统（MESs）的开放式通信，使得实时数据可以在整个企业中访问，因为它直接来自控制设施的系统。

例如，设施仪器的诊断信息 - 设施的乐器通常可以从DCS工作站提供，而无需第三方资产管理系统或通信者（HART）。此功能可导致制造商在实施和维护方面节省大量成本。集成到MES和ERP系统中的易于集成将DC提升到可用作管理公司级业务中的关键组件的系统。

变电站控制系统集成

今天的直流输电系统能够通过IEC 61850协议进行通信，这是变电站中用于网络通信的通用标准。这意味着人员可以从一个DCS门户访问和操作设施的过程控制和变电站控制，而不是过程和电气控制有单独的入口点。这也意味着在过程和电气控制之间可以有更紧密的集成，例如基于过程中断的负载减少，而不需要在不同的电气和过程控制系统之间有时不可靠的通信。

更快地反应异常情况

现代DCS具有来自人机接口（HMI）和图形技术的更多功能，其中仅提供最关键的信息。运营商可以更有效地促进，识别和响应异常情况。不是必须了解和导航遗留系统中所需的多个菜单，现代高性能HMIS在升级之前对问题的关注引起注意，允许运营商跳转到所需的过程问题。有些DCS有工具可以自动生成逻辑可视化，提供具有更多故障排除工具的操作员来解决问题并快速安全地继续生产。

DCS报警管理，DCS分析

当今许多dcs都有内置或附加的警报管理和分析包。这些系统有助于抑制警报洪水或骚扰警报，并让工作人员测量警报管理系统的健康状况，以确定最坏的警报、警报频率等。在过去确实存在这种功能的地方，它需要将DCS与第三方警报管理包集成。现代系统除了激活功能外，只需要很少的设置。

DCS先进控制

今天的许多dcs具有多种形式的多变量高级控制。这使得制造商可以使用他们现有的DCS进行小规模的高级过程控制，而不需要单独的、昂贵的模型预测控制平台。

DCS虚拟化、仿真

如今，几乎所有DCS都可以在虚拟服务器上运行，从而提高了可靠性、可移植性和灾难恢复能力。虚拟机的实时迁移将在发生灾难性硬件故障时将设施的服务器移动到新的物理主机，而不会对操作造成明显影响。

仿真工具和软件有助于人员获得控制的环境，实际培训，缓解安全风险。虚拟化技术使维护用于模拟操作培训和程序开发的独立虚拟DC更容易和更便宜。

下一代工程师的DCS

由于许多遗留DCS都建立在专有硬件和软件平台上，年轻的工程师将与他们熟悉或经验。这些工程师将具有更高的舒适度，更好地了解基于Microsoft Windows的平台，这些平台是大多数现代DCS的骨干。

过时的dcs对制造商来说是一个挑战，他们试图招聘和留住对老化的基础设施不感兴趣的新工程师。这些年轻的工程师将更好地融入一个更集成、更现代的环境，在那里他们可以学习前沿的软件和应用程序(如基于增强和虚拟现实的仿真工具、移动应用程序、云和边缘计算，智能制造工具和最新的数字线程/孪生技术)，以帮助他们的职业生涯向前发展。