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1、DCS的誕生及在石油化工等行業(yè)中的市場情況
20世紀(jì)70年代中期，大規(guī)模集成電路取得實(shí)破性的發(fā)展，8位微處理器普及，使自動化儀表工業(yè)發(fā)生巨大的變化，其中原來正處在十字路口的集中式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，很快吸收了微處理器技術(shù)，誕生了微機(jī)集散系統(tǒng)，全稱為微處理器的總體分散型控制系統(tǒng)(Total Distributed Control System with μp)，在1975年首先由美國Honeywell公司發(fā)表了TDC2000總體分散型控制系統(tǒng)，其特征是完成8個回路控制的基本控制器(BC)可以分散的設(shè)置，通過數(shù)據(jù)高速公路(DHW)的數(shù)據(jù)總線把多臺BC與CRT(陰極射線管)操作站連接在一起，形成各節(jié)點(diǎn)都有計(jì)算機(jī)的分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，與其同時，美國、日本、英國、法國、加拿大等國都開發(fā)出相應(yīng)的產(chǎn)品，相繼應(yīng)用在以模擬量回路控制為主的系統(tǒng)中，應(yīng)用行業(yè)遍及石油、化工、冶金、電力、輕工，建材、公用工程等各行業(yè)，這類產(chǎn)品統(tǒng)稱DCS( Distributed Control System)。
70年代，煉油和石油化工這些以石油原油和天燃?xì)鉃樵系牧鞒坦I(yè)發(fā)展非常迅猛，如我國那個時期就引進(jìn)了多套年產(chǎn)30萬噸乙烯為首的整套裝置，其它還有大型化肥、化纖、塑料合成橡膠等裝置，所以DCS在市場細(xì)分中以滿足石油化工等流程工業(yè)為主，這是市場的需要。在這些行業(yè)中，溫度、壓力、流量、液位的檢測和控制占了絕大部分，所以這些模擬量的數(shù)據(jù)采集和控制成為DCS的首先應(yīng)滿足的功能，而DCS的前身(集中計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng))，已有了成熟的DDC(直接數(shù)字控制)技術(shù)；此外石化工業(yè)中，在塔、釜、罐等大型工藝設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)中，少不了各種機(jī)電設(shè)備如風(fēng)機(jī)、泵類及各種閥門的開關(guān)量的檢測和控制，所以開關(guān)量的順序控制也是很重要的，這是DCS應(yīng)滿足的第二個功能；在石化工業(yè)中，反應(yīng)罐等設(shè)備是間歇式工作的，即一批原料投入，經(jīng)過反應(yīng)，形成產(chǎn)品，產(chǎn)出后，經(jīng)過間歇，再投第二批原料，這種批量控制是石化行業(yè)中不少產(chǎn)品的生產(chǎn)裝置的控制形式，這要求開關(guān)量、模擬量結(jié)合進(jìn)行控制，現(xiàn)在也有稱它為混合控制系統(tǒng)(Hybrid Control System)。當(dāng)然，除此三項(xiàng)控制功能外，還有人機(jī)界面友好、安全可靠、易于安裝、容易使用、便于維護(hù)、便于擴(kuò)展和升級換代等要求。另外在石油化工大型裝置和中、小型裝置要求對應(yīng)DCS產(chǎn)品又有所細(xì)分，所以產(chǎn)生了大型DCS和中小型DCS產(chǎn)品，而且各DCS廠家在應(yīng)用實(shí)績方面也產(chǎn)生了細(xì)分市場，如有些廠家的DCS產(chǎn)品用于鍋爐控制能力更強(qiáng)，有些廠家的DCS用于海上采油平臺業(yè)績更多等等。目前，世界上有數(shù)十家DCS廠家，據(jù)美國ARC(Automation Research Corporation)1996年統(tǒng)計(jì)，下述排名前10家公司占到80%以上的市場份額：Honeywell(21.6%)、Elsag Bailay(12.6%，包括H&B公司)、ABB(9.7%)、Yokogawa(9.6%)、Foxboro-Eckardt(9.3%)、Fisher-Rosemount(6.0%) Yamatake Honeywell(4.6%)、Siemens(4.0%)、Cegelec/AEG Automatic System(ATT)(3.2%)、Westinghouse(3.1%)。在亞洲(日本以外)的市場份額為：Honeywell(27.4%)、Yokogawa(12.6%) 、Foxboro-Eckardt(1.4%)、ABB(8.1%)、Elsag Bailay(6.4%)、Cegelec/ATT(5.5%)、Fisher-Rosemount(4.8%)、Yamatak Honeywell(4.2%)、其它公司19.6%。ARC對1996-2004年的DCS市場分析指出：亞洲D(zhuǎn)CS市場增長較快，1996年DCS整個世界市場為70.08億美元，2000年為96.37億美元，其中亞洲市場分別為11.388億美元和20.67億美元，即由亞洲占世界份額由16.25%增至21.45%，或稱亞洲2000年比1996年DCS市場增長了82%，即每年增長20%。其中小型DCS(10萬美元，30回路以下)增長最快，其次為中型DCS(50萬美元，150回路以下)，具體見附表，事實(shí)表明，21世紀(jì)開放幾年亞洲形勢更好。
關(guān)于DCS應(yīng)用行業(yè)的分布，以日本CENTVM系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)績?yōu)槔夯?含石油化工)占50.74%，石油和天燃?xì)庹?5.73%，鋼鐵占7.72%，水處理(自來水廠等)占4.81%，有色金屬占4.24%，紙槳和造紙占8.25%，其它占8.4%。當(dāng)然這個比例與日本國情有關(guān)，如其中未計(jì)入電力行業(yè)應(yīng)用DCS，這是因?yàn)闄M河公司雖然在鍋爐控制方面應(yīng)用實(shí)例很多，但多屬于石化等企業(yè)內(nèi)工業(yè)鍋爐和自備電廠鍋爐，而未進(jìn)入火力發(fā)電廠、原子能發(fā)電廠等電力行業(yè)。而日本電力行業(yè)應(yīng)用DCS是比較多的，日本東芝、富士、日立、三菱等公司火力發(fā)電設(shè)備均由本公司產(chǎn)的DCS配套，又日本貝利公司的DCS，在日本電力市場中占有率也較高。
我國在大型進(jìn)口設(shè)備成套中引入國外的DCS及石化等行業(yè)改造中設(shè)計(jì)采用國外DCS以外，經(jīng)過20多年的努力，國內(nèi)已有多家生產(chǎn)DCS的廠家，其中和利時、浙江中控、上海新華3家已具有相當(dāng)規(guī)模。國內(nèi)石化行業(yè)已使用國內(nèi)外出產(chǎn)的700多套DCS，應(yīng)用水平也較高，自動投運(yùn)率在90%以上，目前正向充分發(fā)揮DCS功能和開展先進(jìn)控制和優(yōu)化方向發(fā)展。據(jù)估計(jì)，由于DCS在石化行業(yè)大中型自控裝置中近5年內(nèi)沒有可替代產(chǎn)品，到2005年，我國石化行業(yè)要有1000多套裝置需要應(yīng)用DCS控制，而設(shè)備更新改造擴(kuò)容也需要擴(kuò)大原來DCS系統(tǒng)，至於日常維護(hù)、備品備件，那也是很可觀的，所以今后一段時間內(nèi)，DCS在石化行業(yè)中的重要性是不容置疑的，但改善功能、兼容新技術(shù)、降低價格、提高應(yīng)用水平、改善服務(wù)水平的任務(wù)也迫在眉睫的。
溫故而知新，讓我們順著DCS的發(fā)展軌跡來了解DCS吧！
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