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集散型控制系统 集散控制系统的概念 集散控制系统的发展历史 集散控制系统的现状 集散控制系统的发展趋势 集散控制系统的特点 集散控制系统的组成 集散控制系统的工作原理 国产化DCS的发展目标 集散控制系统的概念 集散控制系统（Distributed Control System简称DCS）也叫分布控制系统。它是利用计算机技术对生产过程进行集中监测、操作、管理和分散控制的一种新型控制技术。是由计算机技术、信号处理技术、测量控制技术、通讯网络技术、CRT技术、图形显示技术及人机接口技术相互渗透发展而产生的。 它是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。在系统功能方 面，集散控制系统（DCS） 和集中式控制系统的区别不 大，但在系统功能的实现方 法上却完全不同。 集散控制系统的发展历史 1975年Honeywell公司推出的TDC2000集散控制系统是一个具有许多微处理器的分级控制系统,以分散的控制设备来适应分散的过程对象,并将它们通过数据高速公路与基于CRT的操作站相连接,互相协调,一起实施实时工业过程的控制和监测,实现了控制系统的功能分散,负荷分散从而危险性也分散。在此期间世界各国相继推出了自己的第一代DCS。 第二代产品在原来产品的基础上,进一步提高了可靠性,新开发的多功能过程控制站、增强型操作站、光纤通信等更完善了DCS。其基本结构由六部分组成,即局域网络、多功能现场控制站、增强型操作站、主计算机、网络连接器和系统管理站等。第二代产品的特点是采用模块化、标准化设计,数据通信向标准化迁移,板级模块化,单元结构化,使之具有更强适应性和可扩充性。控制功能更加完善,它能实现过程控制、数据采集、顺序控制和批量控制功能。 第三代产品开发了高一层次的信息管理系统。其共同特点是:实现了开放式的系统通信, 向上能与MAP和Ethernet接口,或者通过网间连接器与其它网络联系,构成复合管理系统;向下支持现场总线,它使得过程控制或车间的智能变送器、执行器和本地控制器之间实现可靠的实时数据通信。过程控制组态采用CAD方法,使其更直观方便,实现自整定功能。 集散控制系统的现状 当今DCS向综合化、开放化发展。工厂自动化要求各种设备(计算机、DCS、单回路调节器、PLC等)之间的通信能力加强,以便构成大系统。 网络结构图 PCS3100系统网络结构图 集散控制系统的发展趋势 总的发展趋势可体现在如下几个方面:各制造厂商都在“开放性”上下功夫,力求使自己的DCS与其他厂商的产品很容易地联网;大力发展和完善DCS的通信功能,并将生产过程控制系统与工厂管理系统联结在一起,形成管控一体的产品;高度重视系统的可靠性,在软件的设计中采用容错技术;在控制功能中,不断引进各种先进控制理论,以提高系统的控制性能,如自整定、自适应、最优、模糊控制等;在系统规模和结构上,形成由小到大的产品,以适应不同规模的需求。 集散控制系统的特点 分散控制系统（DCS）是采用标准化、模块化和系列化的设计， 具有以下特点： 自主性 协调性 在线性与实时性 高可靠性 适应性、灵活性和可扩充性 友好性 集散控制系统的组成 分散过程控制级（DDC） 计算机监督控制级（SCC） 生产管理级（MIC） 至其他局域网 综合信息 管理级 局部网络（LAN） 集中操作 监控级 通信联络 分散过程 控制级 集散控制系统的工作原理 如上图，分散过程 控制级是DCS的基础，用于直接控制生产过程。它由各工作站组成，每一工作站分别完成数据采集、顺序控制或某一被控制量的闭环控制等。分散过程控制级收集的数据供监控级调用，各工作站接受监控级发送的信息，并依次而工作，因此局部的故障不会影响整个系统的工作，从而避免了集中控制系统中“危险集中”缺点。 监控级的任务是对生产过程进行监视与操作。监控级根据生产管理级的技术要求，确定分散过程控制级的最优给定量。监控级能全面地反映各工作站的情况，提