什么是核電站的DCS

2017/9/1 14:48:32

在核電說起控制系統(tǒng)很多人都會(huì)想到DCS，那到底，什么是DCS呢？作為一篇正經(jīng)的科普文章當(dāng)然要引經(jīng)據(jù)典，這樣才顯得高大上！

DCS是什么？

DCS系統(tǒng)又叫集散控制系統(tǒng)或者分散控制系統(tǒng)，是一種以微處理器為基礎(chǔ)，采用控制功能分散顯示、操作集中、兼顧分而自治和綜合協(xié)調(diào)的設(shè)計(jì)原則的儀表控制系統(tǒng)。目前DCS系統(tǒng)在電力、冶金、石化等行業(yè)中都有廣泛的應(yīng)用。

嘿嘿，高大上的東東看不懂吧？書本上對(duì)于DCS解釋涵蓋了DCS系統(tǒng)的主要特點(diǎn)，但對(duì)于理解到底什么是DCS而言還是太抽象，太無趣了，下面請(qǐng)看我的解釋吧！

DCS系統(tǒng)對(duì)于核電站來說就像神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)于人體，人感受到的冷熱、看到的明暗色彩等等信息都通過神經(jīng)系統(tǒng)傳送，大腦發(fā)出的各種指令也通過神經(jīng)系統(tǒng)傳遞到相應(yīng)的器官。在核電站，DCS系統(tǒng)將各種傳感器得到的數(shù)據(jù)傳送到控制器，同時(shí)將控制指令傳送到執(zhí)行器，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)控制邏輯的修改等操作。

還是有點(diǎn)模糊，那我舉個(gè)栗子。在高中生物課上我們都學(xué)過膝跳反射，人坐在椅子上，把一條腿搭在另一條腿上保持放松，輕輕叩擊膝蓋下部，小腿就會(huì)向前踢出。

膝跳反射的過程簡(jiǎn)單說來就是當(dāng)敲擊膝蓋的時(shí)候，肌肉感受到敲擊產(chǎn)生神經(jīng)信號(hào)，神經(jīng)系統(tǒng)將信號(hào)傳輸?shù)郊顾瑁顾璺祷匦盘?hào)使腿部肌肉動(dòng)作，小腿向前踢出，同時(shí)脊髓會(huì)把這個(gè)信號(hào)送到大腦，讓人知道膝蓋被敲擊了一下。

整個(gè)膝跳反射過程中腿部肌肉中的神經(jīng)感受到了敲擊被稱為感受器，腿部肌肉接受神經(jīng)信號(hào)而收縮成為效應(yīng)器，由感受器將信號(hào)傳入到脊髓的神經(jīng)被稱為傳入神經(jīng)，由脊髓將信號(hào)傳遞到效應(yīng)器的神經(jīng)被稱為傳出神經(jīng)。

說好的講講DCS呢？

看到這里肯定有小伙伴要說：“你等等，我們不是在講DCS嗎？這課程是不是跨度有點(diǎn)大，你過來我保證不打死你！”咳咳，不要著急嘛，重點(diǎn)之前總要有個(gè)鋪墊不是，直接上干貨會(huì)噎住的，來來來，敲黑板劃重點(diǎn)啦！

DCS就跟膝跳反射的過程類似，只不過產(chǎn)生信號(hào)的感受器和執(zhí)行動(dòng)作的效應(yīng)器變成了DCS系統(tǒng)0層的傳感器和執(zhí)行器。

喂喂喂，什么是0層？嘿嘿，DCS系統(tǒng)不僅0層，還有1層和2層。

正經(jīng)科普來了!

為了能將數(shù)量龐大的，遍布在核電站各個(gè)角落的設(shè)備的監(jiān)控和操作集中起來，DCS系統(tǒng)采取分層的結(jié)構(gòu)。0層就是分散在各個(gè)地方的傳感器和執(zhí)行器，負(fù)責(zé)執(zhí)行控制命令實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入和輸出。將0層的執(zhí)行器和傳感器接入處理器構(gòu)成1層，這些處理器讀取0層設(shè)備的數(shù)據(jù)，通過各種卡件等設(shè)備發(fā)出控制命令，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的自動(dòng)控制，就像膝跳反射中的脊髓一樣。

在1層的基礎(chǔ)上通過一些計(jì)算機(jī)工作站和網(wǎng)絡(luò)組成2層，用來接收1層送上來的信號(hào)和發(fā)出各種指令，并將分散在1層各個(gè)處理器的設(shè)備狀態(tài)集中顯示，實(shí)現(xiàn)了電站監(jiān)視功能的集中。就如同膝跳反射中大腦，接收脊髓送來的信號(hào)，讓人產(chǎn)生被敲擊的感覺。

在DCS系統(tǒng)中2層除了接收顯示各種信息，發(fā)出各種指令之外，還可以對(duì)1層的控制邏輯進(jìn)行修改，實(shí)現(xiàn)不同的控制功能，就像在膝跳反射中如果有意識(shí)的繃緊肌肉，小腿在受到敲擊之后是不會(huì)踢出去的，而這個(gè)繃緊肌肉的過程就像修改了控制邏輯，小腿不再踢出就是改變了控制功能。

總結(jié)一下：

DCS系統(tǒng)有兩個(gè)最重要的特點(diǎn)：“集中操作和監(jiān)視”、“分散控制”。

DCS系統(tǒng)的“散”體現(xiàn)在：功能分散，將一個(gè)主系統(tǒng)的控制功能分解為多個(gè)子系統(tǒng)控制功能來實(shí)現(xiàn)；物理分散，將整個(gè)控制系統(tǒng)功能有許多不同的硬件實(shí)現(xiàn)；地理分散，將基本控制單元安放在就地。

DCS系統(tǒng)的“集”則體現(xiàn)在工藝過程數(shù)據(jù)和報(bào)警的集中顯示，以及各個(gè)設(shè)備控制的集中。