DCS系统性能分析报告

DCS系统分析报告
为做好我公司建设项目DCS的选型，实现生产装置的自动化控制和信息化管理，选择一款技术先进、系统稳定可靠性高、自动化程度高、集成过程控制与信息管理一体化的DCS系统，并根据我公司*******的工艺特点和控制要求，项目部仪表小组为期一个多月与各国外知名DCS厂家进行了广泛的技术交流，在技术上达成一些共识，并就 DeltaV系统的使用情况对*******炼油厂进行了实地调研。

现将五家DCS厂家的性能特点进行分析比较：
性能比较
系统
名称
Siemens PCS 7 Emerson DeltaV FOXBORO I/A Series Honeywell PKS300 ABB Industrial IT800xA
性能特点1、具有卓越的性能与品质，可进行高效工
程，同时具有极高的可靠性和可用性；
2、具有灵活性和可升级性，从小型实验室
系统，直至大型工厂网络均可使用；
3、可以对自有系统和第三方系统逐步进行
现代化改造，因此可保护投资安全；
5、与西门子的PLC无缝集成。

1、系统配置灵活，可靠性高，可减少投资和
工程费用，操作和维护工作量小。

2、一体化的模块软件；先进的过程控制、设
备管理、管理执行。

3、FF总线应用经验丰富，能提供完整系列
现场总线产品；软件功能强大。

1、系统具有开放性、可靠性、技术先进性；
I/A Series完全采用国际标准。

2、Mesh网络具备高速、多冗余、点对点的
网络通讯性能。

3、有自己的DCS系统和ESD系统，系统
间通讯能力强且可靠顺畅。

1、系统配置规模大，覆盖宽，具有可靠性、
实时性、开放性。

2、全局数据库结构，高可靠的性能。

3、全双冗余结构；容错以太网技术，强大的
可组态功能；简化使用，节省大量时间。

4、融合通讯网络技术，计算机，数字视频和
无线等最新技术，与第三方设备集成更容易。

5.实时数据库与控制系统完全融合。

1、过程控制技术和IT技术相结合。

集成过
程控制、安全控制、过程电气、信息管理
于一个管控一体化系统平台..
2、支持ABB当前和以前的DCS系统部件。

3、全冗余结构（包括服务器、客户端、控
制网络、CPU、通信模件、I/O模件和电源）；
支持20个工程师站同时在线
4、具有软控制器，实现离线虚拟测试功能。

系统及网络配
置1、PCS 7系统结构灵活，可根据项目需要
配置成OS单站结构、客户机/服务器结构
和混合型结构；
2、PCS 7系统的终端总线和工厂总线均采
用先进的快速以太网技术；
3、终端总线和工厂总线均可采用并行冗余
协议（PRP），增加系统通信的可用性。

1、DeltaV系统配置齐全，冗余容错。

2、Plant Web采用的过程管控网配AMS软
件可以对现场设备进行有效的诊断，减低维
护成本
3、Plant Web网络功能实时可靠，数字化和
预测智能技术是其特点。

1、I/A Series系统配置齐全，冗余容错。

2、Mesh网络采用的过程管控网配APM软
件可以对现场设备进行有效的诊断，减低维
护成本。

3、I/A Series网络功能实时可靠，开放和技
术先进是其特点。

4、可根据系统大小选择不同形式的总线结
构。

5、系统是高速网，自我恢复能力强、容量大。

1、PKS是最新推出的系统，配置齐全，冗
余容错。

2、FT网络功能实时可靠。

3、FTE网络包括冗余的交换机，数据交换时
有四种路径选择，不存在数据堵塞故障，一
条断，另三条可用。

1、分布式服务器/客户端架构，其控制网络
为基于TCP/IP的冗余工业以太网，系统服
务器、各种工作站（工程师站，操作员站，
生产管理站、设备管理站、能源管理站）
等、以及AC800M控制器和其他第3方
DCS/PLC控制器，均作为节点挂在控制网
络上。

2、支持各种开放的现场总线通信模件和电
力通信规约（IEC61850）。

3、双冗余Profibus现场总线连接本地和远
程I/O。

网络安全具有操作、访问管理的安全措施和有防病毒
措施，防止病毒进入控制系统,保证系统数
据的安全。

具有操作、访问管理的安全措施和有防病毒
措施，防止病毒进入控制系统，保证系统数
据的安全。

具有操作、访问管理的安全措施和有防病毒
措施，防止病毒进入控制系统，保证系统数
据的安全。

具有操作、访问管理的安全措施和有防病毒
措施,除系统配制防火墙外，控制器上也有防
火墙,只允许与C300控制器有关的信息通
过，系统更安全。

具有操作、访问管理的安全措施和有防病
毒措施，防止病毒进入控制系统，保证系
统数据的安全。

采用经过Industrial IT系统
的验证的防病毒软件，并提供相应证明。

不同网络数据交换可通过OPC协议和其他系统或上层管理网
无缝集成。

可通过OPC协议和其他系统或上层管理网
无缝集成。

可通过OPC协议和其他系统或上层管理网
无缝集成。

可通过OPC协议和其他系统或上层管理网
无缝集成。

1.可通过OPC、ODBC和其他系统或上层
管理网的客户端及数据库无缝集成。

2.支持各种ERP、MIS和MES系统，集成
生产过程控制、生产管理和企业管理系统
的数据和信息
可维护性PCS 7系统可使用维护站进行工厂资产管
理：
1、PCS 7系统的组件：智能现场设备和
I/O模块、现场总线、控制器、网络组件和
工厂总线，以及操作员系统的服务器和客户
端；
1、关键卡件如控制器、电源、数据通讯都是
冗余容错。

2、带电插拔技术，实现无扰动切换，使系统
有了可维护性。

3、有自动识别和故障故障诊断功能，特别是
自动辨识现场设备和控制回路中异常情况，
1、关键卡件如控制器、电源、数据通讯都是
冗余容错。

2、有故障诊断和可带电插拔技术，使系统有
了可维护性。

3、实时内部部件自诊断功能，冗余部件互检。

双冗余CPU和底板总线，可实现，无缝切换，
1、关键卡件如控制器、电源、数据通讯都是
冗余容错。

2.最新C300控制器机柜“垂直设计”，散
热更好，可去除端子块，带屏蔽端子，接线
端子压接式设计，便于维护。

3、带电插拔技术，实现无扰动切换，有自动
1、关键卡件如控制器、电源、通讯卡件、
重要通道的I/O卡件都是冗余容错。

2、故障诊断、在线热组态和可带电插拔、
在线更换技术，满足预防性维护要求
3、实时内部部件自诊断功能，冗余部件互
检，双冗余CPU和双底板总线，无缝切换，
电机、离心分离机、热交换器（机械资产）或控制回路。

它们用带有预存诊断规则的对象来表示。

4、硬件结构简单，技术先进。

5、总线通讯实际的应用效果非常好，有很好
的在线调试系统，可在线调校在线的调节阀
统的可靠性。

4、系统和现场仪表间没有没有特别的依赖，
可任意选择最佳仪表使用。

４、系统和现场仪表见没有特别的依赖，可
任意选择最佳仪表使用。

5.集成接线，减少占用面积，便于维护。

6.独特的散热管理，增加产品寿命。

4、支持现场智能仪表的远程诊断和远程维
护，可任意选择基于Hart、Profibus DP/PA
和FF总线的最佳仪表使用。

5、各种不同的信号类型卡件采用相同的热
插拔底座。

系统软件1、操作界面采用Windows 7 旗舰版系统
或Windows Server 2008上；
2、工程师使用PCS 7 系统的工程组态工
具软件可以进行以下工程组态：
•控制系统硬件，包括I/O 和现场设备
•通信网络
•自动化功能，用于连续和批生产过程
（AS 工程组态）
•HMI 功能（OS 工程组态）
•诊断和资产管理功能
3、PCS 7 操作员站软件允许操作人员进行
直观且安全的过程控制。

操作员通过各种视
图来监视过程顺序，并在必要时进行操作。

1、操作界面采用Windows(Win7/Server
2003/Server 2008)操作系统系统，操作界面
易于操作。

2、DeltaV先进的控制软件和AMS设备管理
软件
3、控制软件除自整定等基本软件外，还可选
购模糊控制，预估控制，仿真等复杂控制软
件。

1、操作界面采用Windows 7 及Windows 2008
专业版操作系统，操作界面易于操作。

2、提供有PID参数自整定功能和APC先进
控制软件。

3、已在我国石化/电力行业应用多年，提供
庞大的应用软件包。

1、操作界面采用Windows 7系统，操作界面
易于操作。

2、独有的数据库设计和先进的预估控制。

3、CEE软件应用成熟可靠。

1、操作界面采用WINDOWS 7系统，操作
界面易于操作。

点击鼠标即可获得所需信
息。

2、提供有PID参数自整定功能和APC先
进控制软件。

3、支持IEC 61131标准规定的5种编程语
言（指令表、梯形图、功能块图、顺控图
和结构化文本）
4、集成现场总线，智能仪表组态，在一个
统一的平台上完成设备管理、资产优化、
电力集成和能源管理、SIS系统、报警分析、
视频集成等功能。

集成多种不同的软件包。

FF现场总线的应用1、FF H1物理总线可以使用PROFIBUS
DP 无缝集成到PCS 7系统中；
2、每段/ 耦合器的现场设备数量为31个。

1、支持FF现场总线控制技术。

2、一个FF接口卡件可带2段FF总线，每
个总线可带31台FF设备。

1、支持FF现场总线控制技术。

2、一个FF接口卡件可带４段FF总线，每
个总线可带32台FF设备。

1、支持FF现场总线控制技术。

2、一个FF接口卡件可带４段FF总线，每
个总线可带31台FF设备。

1、支持FF现场总线控制技术。

安全
系统（ESD）1、西门子的过程自动化安全相关的功能集
成在PCS 7系统中，与DCS功能无缝地集
成在同一系统中；
2、一个CPU 即可满足安全等级SIL 3；
3、系统基于柔性模块化冗余（FMR)方式；
4、系统提供了CFC和安全矩阵组态工具；
5、实现了通过自动化系统从传感器/执行器
到操作员系统进行统一诊断和维护。

1.双通道冗余安全系统(1OO2D)。

2.标准系统配置可达到SIL3等级。

3.冗余的控制器，电源模块和I/O单元。

4.可以连接智能仪表，并具备远程诊断功能。

5.可与自己的DCS系统实现无缝连接。

6.具备强大的SOE事件记录功能。

1、TRICONEX市场占有率60%；三重模块
化冗余安全架构(2003D)。

2、可与自己的DCS系统实现无缝连接。

3、冗余的控制器，电源模块和I/O单元。

4、具备强大的SOE事件记录功能。

5、标准系统配置可达到SIL3和AK6等级。

1.四重化安全系统(2OO4D)。

2.单控制器单I/O配置就可达到SIL3等级。

3.冗余的控制器，电源模块和I/O单元。

4.采用总线结构方式，扩展方便。

5.可与自己的DCS系统实现无缝连接。

6.具备强大的SOE事件记录功能；
1.四重化冗余安全系统，内部诊断模式。

2.冗余和非冗余配置安全系统均可达到
SIL3等级
3.冗余的控制器，电源模块和I/O单元。

4.具备深诊断功能，快速故障检测。

5.DCS系统采用同一个平台。

6.具备强大的SOE事件记录功能，时间分
辨率可达0.4ms。

售后服务可通过遍布全球的专家与授权合作伙伴网
络提供本地化服务和技术支持。

国内有备品备件及维修服务中心，必要时在
24小时内派专人到用户所在地解决问题。

国内有备品备件及维修服务中心，必要时在
24小时内派专人到用户所在地解决问题。

国内有备品备件及维修服务中心，必要时在
24小时内派专人到用户所在地解决问题。

国内有备品备件及维修服务中心，必要时
在24小时内派专人到用户所在地解决问题
结论五家系统的共同点:
1.在传统领域得到广泛应用，都有大型系统的应用经验。

2.系统配置齐全，冗余容错。

3.具有安全措施，保证系统数据的安全、可靠。

4.可通过OPC协议和其它系统及上层管理网无缝集成。

5.五家系统都已经推出了自己独特的SIS系统，并且都可以同自己的DCS系统实现无缝
连接。

6.软件应用成熟可靠，操作界面友好。

7.硬件结构可靠，可带电插拔，在线组态和在线维护。

8.都提供24小时内紧急维护。

9.都支持其它通讯协议。

五家系统的不同点:
1. Siemens PCS7起源于PLC，控制器的负荷低，使用了与PLC相同的S7-400的硬件，偏重于逻辑量运算。

2. Emerson DeltaV结构简单,软件管理功能强大,FF总线控制技术应用较广泛。

3. Honeywell PKS300有网络通信方式和数据库设计及先进的预估控制,控制更完善。

4. FOXBORO I/A Series系统结构灵活，具有很强大的可伸缩性，TRICNONEX是其自有品牌。

5.ABB Industrial IT800xA具备电气集成能力，不仅提供连接电气系统所需要的通信接口和通信协议（如Profibus、Modbus、IEC61850
等电力规约），还提供了用于变频、传动设备的功能块和操作面板，以及电气系统单线图相关的静态和动态的图形元素。

行业应用评述：
从理论上讲，一个DCS系统可以应用于各种行业，但是各行业，有它的特殊性，所以DCS也就出现了不同的分支，DCS供应商一般会在一个或多个行业里占有比较大的市场份额，同时，也往往有一些行业始终难以突破。

下面将按行业介绍国内外主要DCS产品的应用情况。

电力行业：该行业表现最好的厂商仍然以ABB为代表的国外几家大公司和以国电智深、和利时为代表的国内品牌。

电力行业的集中度进一步加强，ABB、上海新华、Siemens、Invensys、Emerson、国电智深和和利时7家供应商占据了整个电力行业92%的市场份额。

石化行业：Honeywell、Yokogawa和Emerson是该行业的前三甲，炼油设施的主控系统主要来自这3家，其他品牌包括国内品牌一般只在辅助装置中使用。

Invensys在该领域也取得了比较快的增长。

化工行业：国内品牌和利时和浙江中控由于价格上有较大的优势，已经得到了该行业用户的广泛认可。

同时，由于化工和石化行业属于上下游产业关系，石化和化工产品有很强的相关性，生产工艺有较强的相似性，所以在石化领域处于前三位的Honeywell、Emerson和Yokogawa在化工行业（主要是大型化工项目）中占有重要的地位。

表1：2010年中国DCS主要供应商业绩与市场份额
供应商订单额（百万元）市场份额Honeywell 900 12.6% Emerson 854 11.9% ABB 845 11.8% Supcon 842 11.8% Hollysys 834 11.6% Siemens 707 9.9% Yokogawa 600 8.4% Invensys 590 8.2% Zhishen 207 2.9% GE Xinhua 188 2.6% Metso 116 1.6% Xinhua Group 65 0.9% Others 412 5.8% Total 7160 100.0% 图1：2010年中国DCS主要供应商业绩与市场份额
Group
0.9%
ABB 321 16.5% Invensys 321 16.5% Siemens 283 14.5% Emerson 278 14.3% Hollysys 249 12.8% Zhishen 172 8.8% GE Xinhua 166 8.5% Metso 58 3.0% Supcon 25 1.3% Yokogawa 12 0.6% Honeywell 6 0.3% Others 55 2.8% Total 1946
100.0%
图2：中国2010年
DCS 市场份额——电力
Metso
3.0%
Supcon 547 24.5% Honeywell 381 17.1% Yokogawa 278 12.5% Hollysys 216 9.7% Emerson 201 9.0% ABB 128 5.7% Invensys 106 4.7% Siemens 104 4.7% Xinhua Group 37 1.7% Zhishen 19 0.9% GE Xinhua 16 0.7% Metso 7 0.3% Others 192 8.6% Total 2233 100.0%
图3：中国2010年DCS市场份额——化工
GE Xinhua Metso
0.9%
Honeywell 325 28.8% Emerson 217 19.2% Yokogawa 167 14.8% Supcon 130 11.5% Siemens 83 7.4% Invensys 80 7.1% Hollysys 62 5.5% ABB 47 4.2% Others 18 1.6% Total 1148 100.0% 图4：中国2010年DCS市场份额——石化
7.1%
7.4%
ABB 93 27.0% Metso 51 14.8% Honeywell 47 13.7% Siemens 43 12.5% Supcon 40 11.6% Hollysys 14 4.1% Yokogawa 12 3.5% Emerson 11 3.2% Invensys 7 2.0% Xinhua Group
5
1.5%
Others 21 6.1% Total
344
100.0%
图5：中国2010DCS 市场份额——造纸
Emerson 3.2%
ABB 119 27.7% Siemens 78 18.1% Hollysys 76 17.7% Supcon 35 8.1% Honeywell 30 7.0% Emerson 21 4.9% Invensys 19 4.4% Yokogawa 14 3.3% Xinhua Group 6 1.4% Others 32 7.4% Total 430.0 100.0% 图6：中国2010年DCS市场份额——建材
Xinhua Group
4.4%
Hollysys 138 33.0% ABB 49 11.7% Yokogawa 43 10.3% Siemens 41 9.8% Honeywell 34 8.1% Emerson 29 6.9% Supcon 11 2.6% Invensys 11 2.6% Zhishen 7 1.7% Xinhua Group 7 1.7% GE Xinhua 6 1.4% Others 42 10.0% Total
418
100.0%
图7：中国2010年DCS 市场份额——市政
10.3%
2.6%GE Xinhua
表8：2009-2010年中国DCS主要供应商订单额与市场份额
厂商
2009（百万元）2010（百万元）增长率Honeywell 810 900 11.1% Emerson 850 854 0.5% ABB 880 845 -4.0% Supcon 660 842 27.6% Hollysys 650 834 28.3% Siemens 610 707 15.9% Yokogawa 550 600 9.1% Invensys 520 590 13.5% Zhishen 180 207 15.0% GE Xinhua 200 188 -6.0% Metso 100 116 16.0% Xinhua Group 60 65 8.3% Others 330 412 24.8% Total 6400 7160 11.9%
图8：2010年中国DCS 主要供应商业绩与市场份额
-10.0%
-5.0%0.0%5.0%
10.0%15.0%20.0%
25.0%30.0%35.0%
1002003004005006007008009001000
数据来源：**********
************公司项目部仪表小组：*****
2014.06.21。