基于DCS系统的冗余技术实现

基于DCS系统的冗余技术实现

摘要：冗余，也就是备份。在工业控制或在航空、航天领域，为了提高设备运行的可靠性，一般都使用冗余的技术。本文主要介绍冗余技术在DCS系统中的应用。

关键词：冗余DCS系统

0 前言

DCS系统是石油、化工、电力、冶金等领域中广泛使用的一种控制系统，主要对现场的温度、压力、流量、液位等参数进行显示和控制，对于某些涉及安全环保、产品质量的工艺参数需在软、硬件发生故障时自动切换到备用软、硬件设备上，这种能在发生故障时自动切换到备用的软、硬件设备上，而不影响原有系统运行状态的技术，称为冗余技术。

DCS系统硬件冗余主要在以下几个方面实现：

1 电源冗余

电源冗余就是对DCS供电的交流电、直流电进行冗余，主要由以下4个层次：

1.1系统电源冗余

DCS的系统电源一般为220V的交流电，为了保证在市电断电情况下，能继续对现场的压力、温度等参数进行监控，故一般采用UPS对系统进行供电。UPS 是一种独立于控制系统的设备，它一般由电池组、整流器、逆变器、高速电子切换开关等组成。UPS工作原理图如下：

图1.1 UPS工作原理图

Fig.1.1 UPS principle figure

UPS的基本原理：正常情况下由市电给DCS系统供电，给电池充电，而在市电故障时，在断电后很短的时间内（ms级），由电池组通过逆变器对系统供电，保证系统不掉电，能继续运行。

对某些要求更高可靠性的系统，采用多台UPS并机均流方式，这样可以几台UPS同时给控制系统提供220V电源，当一台UPS出现故障后，并机控制程序自动将该台UPS关机，其原负载由剩余的的UPS按照比例平均分配。