前言
集散型控制系统(Total Distributed Control Systems以下称作DCS)也称为分布式计算机控制系统(Distributed Computer Control Systems)，它是以微处理机为核心，采用数据通讯技术和图形显示技术的新型计算机控制系统。该系统能够完成直接数字控制、顺序控制、批量控制、数据采集与处理、多变量解耦控制以及最优控制等功能，在先进的集散型控制系统中，还包含有生产的指挥、调度和管理功能。
1 集散型控制系统的产生
由常规的模拟式调节仪表构成的过程控制系统，成本低、可靠性高，容易维护和 *** 作。但是随着生产的发展，模拟式仪表的局限性越来越明显，如模拟仪表难于实现多变量解耦控制以及其它复杂的控制规律；控制精度不高；生产规模的扩大和工艺的日益复杂，仪表控制系统越来越多，控制室的仪表屏越来越大，难于实现集中的 *** 作和显示；各个系统之间难于实现通信联系；当生产工艺要求变更时，往往需要变更调节仪表。而计算机控制系统就可以克服模拟调节仪表的上述缺陷，计算机控制系统可实现复杂的控制规律；各分系统之间可以实现通信，能集中 *** 作和显示，控制精度比较高。
在计算机集中控制中，一台计算机控制几十个乃至几百个回路，一旦计算机发生故障，将会影响整个系统的工作，系统的可靠性比较低。当然，为了提高系统的可靠性，可采用双机运行方式，但是成本就会提高。70年代工业的发展使生产过程更加复杂，规模更加扩大，其中石油化学工业尤为突出。生产规模的扩大和复杂，使事故不断出现，而集中控制，出现事故时会中断生产，因此生产的发展迫切要求高可靠性的计算机控制系统。
在总结模拟调节仪表和计算机集中控制的优缺点的基础上，发展、形成了集散型控制系统。集散型控制系统以多台微机处理机分散在生产现场，进行过程的测量和控制，实现了功能和地理上的分散，避免了测量、控制高度集中带来的危险性和常规仪表控制功能单一的局限性；数据通信技术和CRT显示技术以及其他外部设备的应用，能够方便的集中 *** 作、显示和报警，克服了常规仪表控制过于分散和人-机联系困难的特点。70年代微电子技术和计算机技术的重大突破，为集散控制系统提供了体积小、功能强、可靠性高、价格低廉的微处理机和各类半导体芯片，为发展集散型控制系统奠定了物质基础。
集散型控制系统可以看作是计算机(Computer)技术、通信(Communication)技术、图形显示技术和控制(Control)技术的结合。
2 国外集散型控制系统的发展状况
70年代初，美国、日本和欧洲等各国开始研制集散型控制系统。1975年美国、日本先后研制成TDC－2000、TOSDIC、CENTUM、UNITROLS、MICREX等系统。
按技术特征其发展可划分为三个阶段：
a. 70年代末期-初创期
比较著名的有美国Honeywell公司的TDC－2000；Foxboro公司的Spectrum、Bailey公司的NetWork-90；日本YOKOGAWA公司的Centum；TOSHIBA公司的TOSDIC；德国Siemens公司的Teleperm M；Hartman&Braum公司的CONTRONIC P等。这一时期的产品，在技术上有明显的局限性，微处理器多采用8位CPU。
b. 80年代初中期-发展期
80年代随着微处理器运算能力的增强，超大规模集成电路集成度的提高和成本的不断下降，过程控制的发展出现新的面貌，使过去难以想象的功能付诸实现。集散控制系统的第二代产品在原来的基础上，可靠性进一步提高，功能进一步扩展，出现了多功能过程控制站、增强型 *** 作站、增加了光纤通讯技术。代表产品有美国Honeywell公司的TDC－3000；Leads&Northrup公司的MAX－1；TAYLOR公司的MOD300；Westing House公司的WDPF；日本YOKOGAWA公司的Centum A、B、C等。这一代产品的特点是采用16位CPU，标准化和模块化设计，扩充灵活，功能完善，用户界面友好。
作者： 202.121.113.* 2005-12-26 11:04 回复此发言
--------------------------------------------------------------------------------
2 集散控制系统在工业控制领域的应用
c. 80年代末期－成熟期
集散控制系统第三代产品，把过程控制、监督控制、管理调度有机地结合起来，加强了断续控制功能，采用专家系统、MAP通信标准。其代表产品有美国Honeywell公司的TDC-3000/LCN；Foxboro公司的I/A Series；Bailey公司的INFI-90；WestingHouse公司的WDPF－Ⅱ\Ⅲ；日本YOKOGAWA公司的Centum－XL等。这一代产品的特点是采用32位CPU和专用集成电路，使控制功能更强、体积更小、可靠性更高，其通信系统实现了开放式通信。
3 集散型控制系统在中国的应用
集散型控制系统（DCS）作为新一代的工业自动化过程控制和管理设备，至今虽然只有二十多年的历史，但已在石化、冶金、电力等工业领域得到了广泛的应用。我国在八十年代初期开始引进集散控制设备，从此开始了集散型控制系统在我国工业控制领域的应用。
石油化工行业新建的大中型石化设备均采用集散控制系统（DCS），石化企业的第一套DCS是1982年上海高桥石化公司炼油厂引进的美国Foxboro公司的Spectrum系统，用于常减压装置生产控制。
在冶金行业，集散控制系统（DCS）的应用集中在宝钢这样的新建企业和首钢、鞍钢、武钢、重钢、马钢等扩建的分厂。冶金系统的第一套集散控制系统是首钢公司购进的美国Bailey公司的Network-90系统，用于其烧结厂自动控制系统。
电力系统的第一套集散控制系统（DCS）是1985年辽宁朝阳电厂采用的瑞士BBC公司的Procontrol－P系统，用于改造200MW机组的顺序控制系统和燃烧器管理系统。目前集散系统（DCS）在火电厂的应用泛围主要包括：模拟量控制、数据采集和处理、锅炉炉膛安全监控、顺序控制、汽轮机数字电液控制等五方面。
与此同时，在八十年代末期至九十年代初期，国家组织了精悍的科研力量联合攻关，相继研制出我国自己的集散型控制系统。这一时期涌现出的代表产品有DJK－7500（重庆自动化所），HS-DCS-1000（电子部六所）、STAR－2000（阿继电器股份有限公司）、DCS-100（清华大学自动化系）、DJK－2000（上海自动化所）、友力－2000（石化总公司、航天部二院）等。阿继电器股份有限公司研制的STAR-2000集散控制系统，1989年自第一套应用系统（电站锅炉灭火保护MHB－Ⅲ/B）在河南新乡电厂投运以来，相继在哈尔滨第三发电厂200MW机组的模拟调节系统、石家庄阳逻300MW机组的灭火保护系统等数十个电厂的生产过程控制中得到应用。在此基础上，其第二代产品Star－3000近年来在工业领域得到了更广泛的应用，在技术上更是得到了长足发展。
4 集散型控制系统今后的发展方向
集散型控制系统的发展方向是基本调节器向少回路或单回路方向发展；基本调节器除了PID和其他算法外，还将逐步采用更为有效的新的算法，使之具有新的功能（如增益自适应功能）；采用光导纤维代替高速数据通道，并统一通讯规程；力求灵活地运用现代控制理论，以得到更为通用的控制算法。
5 结语
集散型控制系统(DCS)的实质是利用计算机技术对生产过程进行集中监视、 *** 作、管理和现场前端分散控制相统一的新型控制技术。它的出现是工业控制的一个里程碑。工业过程控制的发展逐步从单机监控、直接数字控制发展到集散控制，也必将由集散控制进展到拥有更广阔应用前景的计算机集成制造，近几年的计算机集成制造(CIMS)技术的成就足以证明这一点。
全球“缺芯”危机自去年年底爆发以来，至今仍在持续蔓延。
3月26日，蔚来 汽车 对外宣布，由于芯片短缺，公司决定自2021年3月29日起，将合肥江淮蔚来制造工厂暂停生产5个工作日。事实上，蔚来 汽车 对“缺芯”带来的影响也早有预估。蔚来创始人、董事长兼CEO李斌在3月2日举行的蔚来财报电话会议中表示：“芯片对供应链的影响非常大，对蔚来二季度的 汽车 生产确实有一些影响，但是目前来看基本上还是能够满足正常的计划，不过还是有很高的风险。”
多家车企减产停工 芯片短缺影响多大？
4月1日，蔚来 汽车 公布2021年3月及一季度交付成绩。数据显示，蔚来3月交付7257台，创 历史 新高，同比增长373.4%。蔚来一季度共交付20060台，首次达成单季交付2万台，同时也完成了此前发布的20000-20500辆交付预期。虽然此次停产并未对蔚来一季度交付量产生影响，但受芯片短缺和电池供应限制，蔚来 汽车 月产1万辆的产能，目前仅能达到7500辆的月产，若芯片短缺问题持续，势必会严重影响蔚来 汽车 之后的交付。
据市场预测公司AutoForecast Solutions最新统计，截至到2021年3月29日，全球共六家 汽车 制造商因芯片短缺而减产的 汽车 数量达到6.5万辆。截至目前，芯片短缺已致全球 汽车 市场累计减产115.7万辆。预计2021年全球 汽车 市场将因此减产超200万辆。
在蔚来发布停产公告的前两日，特斯拉宣布上调Model Y的起售价，这次涨幅，不仅是价格上的冲击，同时也暴露了在全球电动化发展道路上的一大“隐患”——芯片供应不足。
与此前中美贸易对抗，美国对华为进行芯片制裁不同，此次芯片危机是全球性的，不仅是中国车企受到影响，“缺芯”成了全球车企最真实的写照。此前福特、通用、本田、大众等车企均因芯片问题被迫减产，菲亚特克莱斯勒、日产、戴姆勒、斯巴鲁等多家车企被迫停产。缺芯原因很复杂，主要是上游产能不足、自然灾害以及供需时间错配。3月31日，IHS Markit数据显示，最近美国得州的暴雪及Renesas芯片厂火灾使得第二季度的 汽车 产量和第一季度一样受到全球缺芯的影响，半导体供应可能要到第四季度才稳定下来。
芯片国产化势在必行
芯片是信息产业的关键部件，也是我国 科技 发展的短板。随着新产业生态的到来，我国 汽车 产业链也在不断延伸拓展，尤其是智能化、电动化、自动驾驶的蓬勃兴起，导致车载芯片的用量也越来越高，对芯片的需求会越来越大。
芯片的开发研制，不仅是一轮新的变革，也是技术水平和供应链的较量。数据显示，目前全球的芯片公司大部分在欧美，其中欧洲企业占比约37％，美国企业占比约30％，日本企业占比约25％。在全球20家顶级 汽车 半导体公司中，只有一家是中国公司。
如果不是这次“缺芯”浪潮来势汹汹，恐怕很少会有车企想到会被芯片“逼”到停产这一步。根据国创中心的数据，国内85%以上的 汽车 半导体都依赖于进口，几乎没有本土自研芯片，这表明我国在芯片供应链上有着极大的不稳定性。
“2020年全球 汽车 芯片市场规模约3000亿元，而我国自主 汽车 芯片产业规模仅约为70亿元，占比小于2.5%，且主要分散在低附加值和低可靠性领域。在新能源三电系统、底盘电控、自动驾驶等领域的关键零部件开发及主要芯片生产被国外企业垄断。”广汽集团党委书记、董事长曾庆洪在十四五会议上表示。
面对“缺芯”，蔚来也并非坐以待毙。自2020年四季度开始，蔚来团队就和供应商合作伙伴一起，调整供应情况，甚至和生产芯片的公司都有直接的接触，以打通整个芯片的供应链。李斌还曾表示，“自研自动驾驶芯片并不难，比手机芯片容易。”由此来看，芯片的短缺，也让蔚来 汽车 在研发上面动了心思。
除此之外，还有五菱表示将组建TDC芯片国产化工作小组，上汽乘用车也宣布与智能 汽车 芯片企业地平线达成战略合作，此前长城 汽车 也宣布与地平线签署战略合作框架协议，并确认对地平线进行战略投资，正式进军芯片产业。
在众多车企中，已经实现自给自足的比亚迪就显得格格不入。2005年，比亚迪就开始着手研制芯片，当时市场不看好的声音比比皆是。不少资深的 汽车 分析师都表示，“在今后五六年内，如果比亚迪放弃电动车项目完全在情理之中”。而现在，比亚迪的车硅级IGBT芯片比现在主流车载芯片还要先进。
目前，我国已将芯片产业作为未来重点扶持对象，尽管不少企业已经入局，但我国在芯片制造领域仍存在较大短板，长久依赖国外厂商，导致自主研发难度较高，许多技术短期内仍无法形成突破，这也是当前芯片国产化的困局。而无论材料断供还是技术短板，解决芯片短缺问题仍需要一段时间，究竟谁会率先完成自救，还需拭目以待。
欢迎分享，转载请注明来源：内存溢出
微信扫一扫
支付宝扫一扫
评论列表（0条）