DCS系统简介
DCS系统简介1
DCS系统简介目前，DCS系统在化工行业中得到广泛应用，为使广大论友对系统进行了解，以MACS 系统为例作简要介绍。
一、DCS含义DCS是Distributed Control System的英文缩写，简称分布式控制系统或集散型控制系统。
DCS系统是七十年代中期发展起来的，是集微型计算机检测技术、图形处理技术、数据处理技术和计算机网络技术为一体的新型现代化设备，是实现对过程分散控制、集中操作和管理的自动化装置。
二、系统组成DCS系统由网络、工程师站、操作员站、高级计算机、打印服务站、管理网关、系统服务器、现场控制站、控制通讯站所组成。
1、网络以MACS系统为例：系统网络由上至下分为三个层次：监控网络、系统网络和控制网络。
①监控网络（M—NET）由10M/100M高速冗余以太网构成，用于系统服务器与现场控制站、通信控制站等的连接。
完成现场控制站、通讯控制站的数据下装，服务器与现场控制站、通讯控制站之间的实时数据通讯。
②系统网络（S—NET）由10M ARCNET网构成，用于连接现场控制站和服务器之间的通信。
③控制网络（C—NET）由PROFIBUS-DP构成，可兼容CAN、FF、MODBUS等多种现场总线网络，用来与现场控制站主控单元和过程I/O（信号输入输出模板）单元的通信，完成实时输入、输出数据传送服务的专用网络系统。
2、工程师站它是由工业PC机和各种组态软件工具组成，主要用以完成以下功能：组态：完成数据库、图形、控制算法、报表的组态；参数配置：简化历史库、事故追忆、变量组定义等；设备组态：实现应用系统的操作员站、服务器、现场控制站及过程I/O模块的配置等；数据下装和增量下装：将组态后的数据下装到服务器、操作员站，在线运行时，还可通过增量下装的形式修改数据库和控制算法。
应用软件：MACS专用组态软件，可选装MACS专用操作员软件。
3、操作员站操作员站是操作人员使用的设备，操作员站的监控软件是最重要的人机交互界面，能使操作人员通过薄膜键盘、轨迹球灵活方便地监控过程。
DCS控制系统讲解
DCS控制系统讲解DCS（分散控制系统）是指通过计算机技术和通信技术将生产过程中的各个控制单元进行连接和协调，实现对整个生产过程的自动控制和监控的系统。
它是以计算机为核心，将各个控制单元分散在不同的位置，并通过通信网络进行连接的控制系统。
DCS系统由硬件和软件两部分组成。
硬件包括主机、输入输出设备、通信设备等。
主机是DCS系统的核心，用于处理各个控制单元发送过来的数据，并根据设定的控制策略进行控制。
输入输出设备用于与现场设备进行数据的交换，如传感器、执行器等。
通信设备用于连接各个控制单元，实现数据的传输和交换。
软件是指对DCS系统进行编程，实现各种控制功能和监控功能的程序。
DCS系统的特点是分布式控制。
各个控制单元可以分散在不同的位置，并通过通信网络进行连接。
这样就可以实现对整个生产过程的全面控制和监控。
此外，DCS系统还具有模块化设计的特点，各个控制单元可以独立工作，互不干扰。
这样就可以方便系统的扩展和维护。
DCS系统可以分为三层结构：生产现场层、控制层和管理层。
生产现场层是指生产过程中的实际控制单元，如传感器、执行器等。
控制层是指各个控制单元之间进行数据通信和控制的计算机集群，包括主机、通信设备等。
管理层是指对整个DCS系统进行监控和管理的计算机，包括人机界面和监控软件等。
DCS系统具有很高的可靠性和可扩展性。
由于各个控制单元可以独立工作，并通过通信网络进行连接，当其中一个控制单元发生故障时，其他控制单元仍然可以正常工作。
同时，当生产过程需要扩展时，只需要添加新的控制单元，而无需对整个系统进行大范围的改造。
DCS系统的应用范围广泛，包括电力、化工、冶金、环保、交通等行业。
在电力行业，DCS系统可以用于对电力系统进行监控和控制，实现电力的调度和分配。
在化工行业，DCS系统可以用于对化工过程中的反应装置、蒸馏装置等进行控制，实现化工生产的自动化。
在冶金行业，DCS系统可以用于对冶炼过程中的各个控制单元进行控制，提高生产效率和质量。
DCS控制系统
DCS控制系统具有数据采集与处理、顺序控制、回路控制、联锁保护、报警处理、 历史数据存储与检索等功能，可实现对生产过程的全面监控和管理。
应用领域及市场需求
应用领域
DCS控制系统广泛应用于石油、化工、电力、冶金、造纸等流 程工业领域，以及水处理、环保等市政领域。
市场需求
随着工业自动化程度的不断提高和智能制造的快速发展，DCS 控制系统的市场需求不断增长。未来，DCS控制系统将更加注 重智能化、网络化、安全性等方面的发展，以满足不同行业的 需求。
故障诊断与排除技巧分享
故障识别 通过观察指示灯、报警信息和系统日志
等，快速定位故障点。
排除故障
根据故障原因，采取相应的措施进行 排除，如更换硬件、修改软件配置、
检查通讯线路等。
分析原因
运用专业知识，分析故障产生的可能 原因，如硬件故障、软件bug、通讯 故障等。
经验总结
记录故障现象、分析过程和解决方法， 形成故障案例库，供以后参考。
网络通讯设备配置
通讯协议
通讯接口
通讯速率
冗余配置
支持Modbus、 Profibus、Ethernet/IP 等多种标准通讯协议。
提供RS232、RS485、 以太网等接口，方便与 其他设备或上位机连接。
根据实际需求选择合适 的通讯速率，确保数据 传输的实时性和稳定性。
可采用双网冗余配置， 提高网络通讯的可靠性。
学员心得体会分享
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加深了对DCS控制系统的理解 通过本次课程的学习，我对DCS控制系统的基本 概念、硬件组成和软件设计有了更深入的理解。
提高了实际操作能力 通过课程中的实验环节，我掌握了DCS控制系统 的基本操作方法，提高了实际操作能力。
DCS控制系统介绍
DCS控制系统介绍
DCS控制系统（Distributed Control System，简称DCS）是一种基于现代技术的集散控制系统，它主要应用于工业生产和制造领域，用于控制和监控生产过程中各项参数和设备，以实现自动化生产。
DCS控制系统由多个分布在各个生产单元的控制器组成，这些控制器之间通过网络进行信息传输和数据交换，实现对整个生产过程的控制和监控。
每个控制器负责管理一定范围的生产设备和参数，通过与传感器、执行器等设备连接，实现对生产过程的监测和控制。
DCS控制系统的核心是集中管理系统，它由工程师对整个生产系统进行规划、设计和编程，定义各种控制策略和逻辑，以实现生产过程的自动化控制。
集中管理系统可以实时监测各个控制器的运行状态，收集和处理生产数据，为决策提供支持，确保生产过程的顺利进行。
DCS控制系统的分散控制器通常由工控机或PLC等硬件组成，它们负责执行集中管理系统下发的控制策略，控制各种生产设备的运行和参数调节。
分散控制器之间可以相互通信，实现对整个生产过程的协调与同步，提高生产效率和质量。
DCS控制系统具有高可靠性和稳定性，通过采用冗余设计和故障恢复机制，可以保证系统在出现故障时快速恢复，确保生产过程的连续性和稳定性。
同时，DCS系统可以对生产过程进行实时监测和报警，及时发现并解决问题，保证生产过程的安全性和可靠性。
总的来说，DCS控制系统是一种先进的生产自动化控制系统，具有集中管理、分散控制、多任务处理、模块化设计和高可靠性等特点，可以满
足各种工业生产领域的自动化控制需求，提高生产效率，节约成本，保证生产质量，是工业生产自动化的重要技术手段。
(完整版)DCS系统介绍
3.2.2过程控制级
• 又称现场控制单元或基本控制器，是DCS系统中的核心部 分。生产工艺的调节都是靠它来实现。比如阀门的开闭调 节、顺序控制、连续控制等等。
3.2.3过程管理级
• DCS的人机接口装置，普遍配有高分辨率、大屏幕的色彩 CRT、操作者键盘、打印机、大容量储存器等。操作员通 过操作站选择各种操作和监视生产情况、这个级别是操作 人员跟DCS交换信息的平台。是DCS的核心显示、操作跟 管理装置。操作人员通过操作站来监视和控制生产过程， 可以通过屏幕了解到生产运行情况，了解每个过程变量的 数字跟状态。
8 TCP/IP配置
• 1、IP地址 • 2、子网掩码 • 3、默认网关 • 4、DNS
8.1 IP地址
• IP地址是指互联网协议地址（英语：Internet Protocol Address， 又译为网际协议地址），是IP Address的缩写。IP地址是IP协议提供 的一种统一的地址格式，它为互联网上的每一个网络和每一台主机分 配一个逻辑地址，以此来屏蔽物理地址的差异。
• 1.DI信号：数字输入信号（Digital Input） • 2.DO信号：数字输出信号（Digital Output） • 3.AI信号：模拟量输入(Analog Input) • 4.AO信号：模拟量输出(Analog Output)
6.1.1 DI信号典型回路图
• 设备状态信号、阀门反馈、盘车开关、急停按钮……
8.4 DNS
• DNS(Domain Name Service)域名服务,我们都知道在网络 上传输信息用的地址是IP地址，但是因为IP没有规律难以 记忆，所以就有了域名，当我们访问drop160时，网络上 的路由器是不知道drop160怎么走的，所以我们需要把 drop160转化成drop160的IP地址，这就是DNS服务。
DCS系统的介绍
第三章 DCS系统的介绍多级计算机分布控制系统又称集散控制系统（DCS,distributed control system），是网络技术和控制技术结合的产物。
它是根据分布设计的基本思想，实现功能上分离，位置上分散，达到以分散控制为主，集中管理为辅。
3.1 DCS系统的定义DCS是分布式控制系统的英文缩写（Distributed Control Systerm），在国内自控行业又称为集散控制系统。
即所谓的分布式控制系统，或在有些资料中称之为集散系统，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，它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，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。
3.2 DCS的组成集散控制系统DCS（Distributed Control Systerm）是基于“4C”技术（Computer Control Communicatiao CRT）在20世纪70年代中期出现的新型工业控制系统。
采用分布式的计算机系统结构，目的是为了减少风险，提高系统可靠性。
它将整个控制系统按照区域、功能和回路作适当分解，再通过总线或通讯网络将它们连接为有机整体。
1975年Honey-well公司推出了第一套DCS 控制系统，首先被应用于石油化工行业。
自1975年以来，DCS控制系统的硬件和软件功能不断完善和强化，已经经历了三代，但从基本结构来看特性相同，可分解为三大基本部分。
（1）过程控制站过程控制站是集散控制系统与生产过程之间的界面，生产过程的各种过程变量和状态信息通过过程控制站转化为操作监视的数据，而操作的各种信息业通过过程控制站送到执行机构。
在过程控制装置内，进行模拟量与数字量的相互转换，完成各种控制算法的运算，以及对输入和输出量的数据处理等运算。
（2）操作站操作站是操作人员与集散控制系统的界面，操作人员通过操作站了解生产过程的运行状况，并通过他发出操作指令。
DCS控制系统讲解
DCS控制系统讲解DCS（Distributed Control System）是一种分布式控制系统，用于监控和控制制造过程中的各种设备和参数。
DCS系统在工业自动化领域广泛应用，可以管理许多不同的过程，如化工、电力、水处理、石油和天然气等。
DCS系统由多个分布在不同位置的控制节点组成，每个节点可以分别控制一部分设备或过程。
这些节点通过网络连接，互相通信和交换数据，形成一个大规模的控制系统。
这种分布式架构使得DCS系统具有高可靠性和高灵活性，可以实现实时监控和远程控制。
DCS系统的主要组成部分包括以下几个方面：1.控制器：控制器是DCS系统的核心组件，通常由一台或多台计算机组成。
它们负责处理和执行各种控制策略，并将结果发送给其他设备和节点。
控制器还可以接收来自传感器和执行器的数据，并进行实时监测和反馈控制。
2.人机界面（HMI）：HMI是DCS系统与操作人员之间的交互界面。
通过HMI，操作人员可以监视和操纵整个制造过程。
HMI通常包括图形显示、报警和故障处理等功能，使操作人员能够及时发现和解决问题。
3.输入/输出（I/O）模块：I/O模块用于连接DCS系统与实际的物理设备和装置。
它们通过传感器和执行器将过程物理量（如温度、压力、流量等）转换成数字信号，并将控制信号传输到执行器。
I/O模块是DCS系统与外界交流的桥梁，确保了信息的准确性和可靠性。
4. 网络通信：DCS系统中的各个节点通过网络连接，实现数据的传输和共享。
网络通信可以根据实际需求采用不同的协议和技术，如以太网、Profibus、Modbus等。
这些网络使得DCS系统具有分布式控制和集中监控的能力。
5.数据存储和处理：DCS系统需要对大量的数据进行存储和处理。
这些数据包括控制参数、过程状态、历史记录等。
数据存储和处理功能可以在DCS系统中实现，也可以通过连接外部数据库和服务器来实现。
DCS系统的工作原理基于控制算法和策略。
控制算法通常是根据过程的特点和需求进行设计和优化的。
DCS控制系统介绍三篇
DCS控制系统介绍三篇篇一：DCS控制系统介绍集散控制系统的英文原名为:DistributedControlSystem，简称DCS，通常也称为集散控制系统。
集散控制系统的控制功能，主要由计算机技（computer）、控制技术（Control）、显示技术（CRT）和通信技术（communicate）来完成，一般也称为4C技术，4C技术是DCS系统的四大支柱。
DCS中通信技术更为重要，操作员站的操作、工程师站系统的组态以及现场设备信息的交换都依靠通信技术来完成。
第一节集散控制系统的构成一集散控制系统的构成方式如图是集散控制系统典型结构。
功能分层是集散控制系统的体系特征反映了集散控制系统的“分散控制、集中管理”的特点。
从功能上看可以分为：四个层次，分别是现场控制级的功能；过程装置控制级；车间操作管理级；全厂优化和调度管理级。
从结构看分为：三大块，分别是分散过程控制装置；集中操作和管理系统；通信系统。
图4.1DCS结构（一）集散控制系统的各层功能1、现场控制级的功能（1）微处理器进入现场变送器、传感器和执行器；现场总线的应用。
部分或完全完成过程控制级的功能；（2）采集过程数据，对数据进行数据转换；（3）输出过程操作命令；（4）进行直接数字控制；（5）完成与过程装置控制级的数据通信；（6）对现场控制级的设备进行检测和诊断。
2、过程装置控制级的功能过程装置控制级的结构采用过程控制设备+I/O卡件，其功能是：（1）采集过程数据，进行数据转换和处理；（2）数据的监视和存储；（3）实施连续、批量或顺序控制的运算和输出控制作用；（4）数据和设备的自诊断；（5）数据通信。
3、车间操作管理级的功能车间操作管理级设备有中央控制室操作站、打印机、拷贝机、工程师站、计算站，能完成功能是：（1）数据显示与记录（2）过程操作（含组态操作、维护操作）（3）数据存储和压缩归档（4）报警、事件的诊断和处理（5）系统组态、维护和优化处理（6）数据通信；（7）报表打印和画面硬拷贝。
DCS系统介绍
DCS系统介绍DCS（分散控制系统）是一种用于实时过程控制的系统，它结合了计算机技术、通信技术和控制技术，可以监测、控制和优化复杂的工业过程。
DCS系统主要在工业自动化领域应用，例如化工厂、发电厂、油田、石油化工厂等。
DCS系统由多个分散的控制器组成，这些控制器通过数据通信网络相互连接，共同实现对整个系统的控制和监测。
DCS系统的核心是控制器，它们既可以是单独的物理设备，也可以是运行在计算机上的软件。
DCS系统通常采用分布式架构，将控制和监测功能分布到不同的控制器上。
这些控制器可以通过本地区域网络或广域网络相互连接，实现数据共享和协同控制。
这种分布式的架构使得系统更加稳定可靠，能够快速响应变化，并且具有很高的可扩展性和可靠性。
DCS系统具有以下几个主要特点：1.实时性：DCS系统可以对工业过程进行实时控制和监测，能够快速响应变化。
它可以收集和处理大量的实时数据，提供准确的控制算法和数据分析。
2.分散性：DCS系统由多个分散的控制器组成，这些控制器可以分布在不同的地点，相互之间通过网络连接。
这种分散的架构使得系统更加灵活，便于扩展和维护。
3.可扩展性：DCS系统具有很高的可扩展性，可以根据实际需求添加或移除控制器。
新的控制器可以很容易地与现有的系统集成，不会影响系统的整体运行。
4.可靠性：DCS系统具有很高的可靠性，它可以实现冗余配置，以确保系统在控制器故障或通信故障的情况下仍然正常运行。
此外，DCS系统还可以进行故障诊断和预测，及时发现和修复故障，减少停机时间。
5.开放性：DCS系统采用开放的标准和协议，可以与其他系统和设备进行集成。
例如，它可以与企业资源计划（ERP）系统、质量管理系统、人机界面（HMI）等系统相连接，实现数据共享和协同工作。
DCS系统可以实现多种控制策略，例如PID控制、模型预测控制、优化控制等。
它可以对工业过程进行自动化控制，提高生产效率和产品质量，减少能源消耗和废品产生。
DCS控制系统介绍
DCS控制系统介绍DCS控制系统（Distributed Control System）是一种基于现代信息技术的自动化控制系统，用于工业生产过程的监控、控制和数据处理等功能。
它基于计算机网络、通信技术和控制算法等技术，将控制任务分散到不同的控制节点上，实现多任务分布式自动化控制。
DCS控制系统由监控层、控制层和执行层构成。
监控层是最高层，主要负责监控过程工艺参数、生产状态和设备运行状态等信息，提供用户界面供操作员使用。
控制层是中间层，负责控制过程参数，调节和改变系统的工作状态。
执行层是最底层，主要负责执行控制层的指令，控制、调节和保护各种设备。
1. 分布式体系结构：DCS控制系统采用分布式体系结构，将控制任务分散到多个控制节点上，使系统具有高可靠性和高稳定性。
即使一些节点发生故障，其他节点仍然可以继续工作，保证系统的连续运行。
2. 多任务运行：DCS控制系统具有多任务运行的特点，可以同时处理多个任务，实现复杂的控制算法和优化运算。
系统可以根据需要进行任务的优先级调度，确保重要任务的执行效果和实时性。
3. 网络通信技术：DCS控制系统基于计算机网络和通信技术，实现控制节点间的数据交换和通信，实现远程控制、监控和故障诊断等功能。
控制节点可以通过网络实现数据共享和远程监控，提高系统的管理效率和设备的利用率。
4. 开放性接口：DCS控制系统通常采用开放式接口设计，使其可以与其他系统进行数据交换和集成。
如与企业资源计划（ERP）系统集成，实现生产计划和物料管理的统一、同时，也可以与其他自动化系统集成，如SCADA系统、MES系统等，实现全面的生产过程控制和管理。
5. 可扩展性：DCS控制系统具有较好的可扩展性，可以根据生产工艺的变化和需求的变化进行扩展和改造。
可以增加新的控制节点，增加新的功能模块，实现对系统的功能和性能的扩展，提高系统的灵活性和适应性。
DCS控制系统在工业生产中有着广泛的应用，包括化工、石油、电力、冶金、食品、制药等行业。
DCS系统的介绍
DCS系统的介绍DCS（分布式控制系统）是一种集成了过程控制、数据采集、通信、运算和显示等功能的自动化控制系统。
它主要应用于诸如发电厂、化工厂、石油化工、冶金、制药、水处理、水电站等领域。
DCS系统通过集中控制器、工作站、输入/输出子系统、通信网络等构成，实现对整个系统的实时监控和自动控制。
1.集中控制器（CPU）：集中控制器是DCS系统的核心，负责实时监控和控制系统的各种参数。
它可以处理来自传感器和执行器的输入和输出信号，执行控制算法，并向操作员提供实时数据。
2.工作站：DCS系统通常包括一台或多台工作站，用于操作员监控和操纵系统。
工作站提供了人机界面，使操作员能够查看关键数据、趋势图、报警信息等。
通过工作站，操作员可以对系统进行调整和优化，实现最佳控制效果。
3.输入/输出子系统：输入/输出子系统负责将传感器和执行器与DCS系统进行连接。
它包括模拟输入、模拟输出、数字输入、数字输出等接口模块，用于将各种信号转换为数字信号，以便于集中控制器的处理。
4.通信网络：DCS系统中的各个组件通过通信网络进行连接。
通信网络是实现数据传输和交换的重要一环，它可以是以太网、现场总线、红外线通信等。
通信网络高效稳定的运行是确保DCS系统正常运行的关键。
1.高度集成：DCS系统集成了过程控制、数据采集、通信、运算和显示等功能，可以实现对整个系统的一体化管理，提高工作效率和生产效益。
2.实时监控：DCS系统可以提供实时的数据和趋势图，使操作员对系统状态进行实时监控和分析。
这样，操作员可以及时发现和处理潜在问题，保证生产过程的稳定性和安全性。
3.灵活可扩展：DCS系统可以根据实际需要进行灵活扩展和升级。
用户可以根据生产线的变化进行系统配置和改造，以适应新的生产要求。
4.可靠性高：DCS系统采用了分布式架构，其中集中控制器、工作站和输入/输出子系统等可以实现冗余备份，提高了系统的可靠性和稳定性。
5.易于操作：DCS系统提供了友好的用户界面和操作方法，使操作员能够轻松地操作和管理系统。
DCS系统简介DCS系统
DCS系统简介DCS系统Distributed Control System分布式控制系统DCS系统也叫集散型控制系统，自1975年问世以来经历了二十余年的时间。
这二十余年间，其可靠性、实用性不断提高，功能日益增强。
如控制器的处理能力、网络通讯能力、控制算法、画面显示及综合管理能力等。
所以DCS系统由过去的只应用在少数大型企业的控制系统，发展到电力、石油、化工、制药、冶金等多行业的广泛应用。
特别是电力、石化这样的行业?DCS即集散型控制系统，又称分布式控制系统（Distributed Control System)。
它是基于计算机技术（Conputer)、控制技术(Control)、通讯技术(Communication)和图形显示技术(CRT)等４Ｃ技术，通过某种通信网络将分布在工业现场(附近)的现场控制站、检测站和操作控制中心的操作管理站、控制管理站及工程师站等连接起来,共同完成分散控制和集中操作、管理和综合控制的系统。
DCS之前的控制系统单元组合仪表：采用单元组合仪表的控制系统功能单一,配置也很不灵活,无法完成比较复杂的控制。
集中式的计算机控制系统：这种系统因采用了计算机,其运算速度、数据处理能力和控制功能大大提高。
但集中式计算机控制系统有着严重不足,由于系统的一个主机担负着现场数据采集、处理、控制运算、显示、打印和控制操作,这样它的控制或采集规模受限制,性能不宜提高,且危险集中,可靠性低。
早期的DCS系统采用以微处理器为基础的过程控制单元(PROCESS CONTROL UNIT),实现了分散控制 ,有各种控制功能要求的算法,通过组态独立完成回路控制;具有自诊断功能,采用可靠性技术,信号处理采取了抗干扰措施。
这些技术特点在现代的DCS 系统中仍存在,另外,还采用带屏幕显示器的操作站与过程控制单元分离,实现集中监视,集中操作,系统信息综合管理,与现场控制分离。
在通讯方面采用冗余通信系统,用同轴电缆作传输介质,将过程单元的信息送到操作站和上位计算机,实现了分散控制和集中管理。
(完整版)DCS系统介绍
5.2 监控画面组态
5.3 工作站组态
• 用于监视控制显示画面及部分组态功能。
5.4 通讯组态
• 用于组态工作站，打印机及第三方控制器。
六、DCS的基础知识
• I/O信号 • 系统冗余 • DCS系统的特点
6.1 IO信号
• I/O：控制系统需要建立信号的输入和输出通道，这就是 I/O。DCS中的I/O一般是模块化的，一个I/O模块上有一 个或多个I/O通道，用来连接传感器和执行器。
2.2 1940~1970年
• 第三次科技革命开始后，随着计算机技术的发展，人们开 始尝试将计算机用于过程控制。但当时采用的办法是用一 台计算机控制几十甚至上百个回路，这样做的危险性很高， 如果计算机出现故障，会导致很严重的后果，这造成了危 险集中。
2.3 1970~1990年
• 直到上世纪70年代，随着计算机技术的日渐成熟，人们才 开始将危险分散。就是原来靠一台大计算机完成的任务， 现在用几十台微处理器来完成，从而大大降低了危险系数。 至此DCS就诞生了。
• 3.2管理级别分类：现场控制级、过程控制级、过程管理 级、经营管理级
• 3.3网络结构分类：一级网络、二级网络、三级网络
3.1硬件组成
3.2.1现场控制级
• 又称数据采集装置，主要是将过程非控变量进行数据采集 和预处理，而且对实时数据进一步加工处理，供操作站显 示和打印，从而实现开环监视，并将采集到的数据传输到 监控计算机。输出装置在有上位机的情况下，能以开关量 或者模拟量信号的方式，向终端元件输出计算机控制命令。 这一个级别直接面对现场，跟现场过程相连。比如阀门、 电机、各类传感器、变送器、执行机构等等。
3.2.2过程控制级
DCS系统介绍
2.1 1930~1940年
• 上世纪三四十年代，工业自动化装置采用的是分散性控制 系统。也就是所有设备都是独立运行，不联网控制。操作 员根据生产需求进行计算后，将独立设备的特性调节到适 合的程度，然后就开始工作。之后采用了气动、电动模拟 仪表组成过程控制系统，实现了一定程度上的集中监视、 操作和分散控制。
4.1.1 早期的DCS机柜
4.1.2系统柜
控制防火墙 冗余数字与模拟 I/O 电源系统 C300 控制器
现场总线接口模件
4.1.3辅助柜
4.1.4 辅操台
4.2 操作站
4.3 网络设备
4.4 可编程控制器PLC
• 可编程逻辑控制器是种专门为在工业环境下应用而设计的 数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在 其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术 运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控 制各种类型的机械设备或生产过程。
3.2.4经营管理级
• 又称上位机，功能强、速度快、容量大。通过专门的通信 接口与高速数据通路相连，综合监视系统各单元，管理全 系统的所有信息。这是全厂自动化系统的最高一层。只有 大规模的集散控制系统才具备这一级。
3.3网络结构
四、DCS系统的硬件结构
• 现场控制单元：系统柜、辅助柜、辅操台…… • 操作站：服务器、工程师站、操作站……
• 3.2管理级别分类：现场控制级、过程控制级、过程管理 级、经营管理级
• 3.3网络结构分类：一级网络、二级网络、三级网络
3.1硬件组成
3.2.1现场控制级
• 又称数据采集装置，主要是将过程非控变量进行数据采集 和预处理，而且对实时数据进一步加工处理，供操作站显 示和打印，从而实现开环监视，并将采集到的数据传输到 监控计算机。输出装置在有上位机的情况下，能以开关量 或者模拟量信号的方式，向终端元件输出计算机控制命令。 这一个级别直接面对现场，跟现场过程相连。比如阀门、 电机、各类传感器、变送器、执行机构等等。
DCS简介
DCS(集散控制系统)简介集散控制系统简称DCS，也可直译为“分散控制系统”或“分布式计算机控制系统”。
它采用控制分散、操作和管理集中的基本设计思想，采用多层分级、合作自治的结构形式。
其主要特征是它的集中管理和分散控制。
目前DCS在电力、冶金、石化等各行各业都获得了极其广泛的应用。
DCS通常采用分级递阶结构，每一级由若干子系统组成，每一个子系统实现若干特定的有限目标，形成金字塔结构。
可靠性是DCS发展的生命，要保证DCS的高可靠性主要有三种措施：一是广泛应用高可靠性的硬件设备和生产工艺；二是广泛采用冗余技术；三是在软件设计上广泛实现系统的容错技术、故障自诊断和自动处理技术等。
当今大多数集散控制系统的MTBF可达几万甚至几十万小时。
1.集散控制系统的发展趋势近年来，在DCS关联领域有许多新进展，主要表现在如下一些方面。
(1)系统功能向开放式方向发展传统DCS的结构是封闭式的，不同制造商的DCS之间难以兼容。
而开放式的DCS将可以赋予用户更大的系统集成自主权，用户可根据实际需要选择不同厂商的设备连同软件资源连入控制系统，达到最佳的系统集成。
这里不仅包括DCS与DCS的集成，更包括DCS与PLC、FCS及各种控制设备和软件资源的广义集成。
(2)仪表技术向数字化、智能化、网络化方向发展工业控制设备的智能化、网络化发展，可以促使过程控制的功能进一步分散下移，实现真正意义上的“全数字”、“全分散”控制。
另外，由于这些智能仪表具有的精度高、重复性好、可靠性高，并具备双向通信和自诊断功能等特点，致使系统的安装、使用和维护工作更为方便。
(3)工控软件正向先进控制方向发展广泛应用各种先进控制与优化技术是挖掘并提升DCS综合性能最有效、最直接、也是最具价值的发展方向，主要包括先进控制、过程优化、信息集成、系统集成等软件的开发和产业化应用。
在未来，工业控制软件也将继续向标准化、网络化、智能化和开放性发展方向。
(4)系统架构向FCS方向发展单纯从技术而言，现阶段现场总线集成于DCS可以有三种方式：①现场总线于DCS系统I/O总线上的集成――通过一个现场总线接口卡挂在DCS的I/O总线上，使得在DCS控制器所看到的现场总线来的信息就如同来自一个传统的DCS设备卡一样。
DCS控制系统介绍
DCS控制系统介绍DCS（Distributed Control System）即分散型控制系统，它是一种用于工业自动化和过程控制的控制系统。
DCS系统具有分布式、模块化和灵活的特点，能够实现对整个生产过程的监控和控制，提高生产效率和产品质量。
DCS系统由硬件和软件两部分组成。
硬件部分包括计算机、控制器、输入和输出设备等，软件部分则是用于控制和监控的程序。
DCS系统可以与各种传感器、执行器和其他设备进行接口，实现对各种参数的测量和控制。
DCS系统的主要特点有如下几点：1.分布式架构：DCS系统采用分布式控制架构，即将控制功能分散到各个子系统中，每个子系统都具有自己的控制器和输入输出设备。
这种架构使得系统更灵活，能够适应不同规模和复杂度的生产过程。
2.模块化设计：DCS系统采用模块化设计，即将控制功能划分为多个独立的模块，每个模块负责一个特定的任务，如温度控制、液位控制等。
这种设计使得系统更易于维护和升级，也提高了系统的可靠性。
3.高性能计算机：DCS系统使用高性能计算机作为控制器，能够快速、准确地处理大量的数据和指令。
这使得系统可以实时地监控和控制生产过程，确保生产的稳定性和高效性。
4.高可靠性：DCS系统具有高可靠性，可以实现冗余和备份，确保在故障情况下的系统稳定运行。
同时，系统还能够实现自动切换和故障诊断，提高了系统的可靠性和容错性。
5. 开放性：DCS系统是一个开放系统，可以与其他系统进行连接和通讯，如MES（Manufacturing Execution System）、ERP（Enterprise Resource Planning）等。
这种开放性使得系统更加灵活，可以实现工厂级别的集成和管理。
DCS系统主要应用于工业生产过程控制，如化工、电力、石油、制药等行业。
它可以实现对生产参数的实时监测和调节，确保产品的质量和安全，提高工艺的稳定性和效率。
总之，DCS控制系统是一种分散型、模块化和灵活的控制系统，能够实现对工业生产过程的监控和控制，提高生产效率和产品质量。
DCS系统介绍
DCS 发展历史
第二阶段：1980—1985.，在这个时期集散控 制系统的技术特点表现为： 1）微处理器的位数提高，CRT显示器的分辨 率提高 2）强化的模块化系统 3）强化了系统信息管理，加强通信功能
DCS 发展历史
第三阶段，1985年以后，集散系统进入第三 代，其技术特点表现为： 1）采用开放系统管理 2）操作站采用32位微处理器 3）采用实时多用户多任务的操作系统
DCS 发展历史
第一阶段：1975-1980年，在这个时期集散控 制系统的技术特点表现为： 1）采用微处理器为基础的控制单元，实现 分散控制，有各种各样的算法，通过组态独立 完成回路控制，具有自诊断功能 2）采用带CRT显示器的操作站与过程单元分 离，实现集中监视，集中操作 3）采用较先进的冗余通信系统
DeltaV I/O Card Types
Outputs
- AO, 8 Channel, 4 to 20 mA, HART – AO, 8 Channel, 4 to 20 mA – I.S. AO, 8 Channel, 4 to 20 mA – DO, 8 Channel, 120/230 VAC, Isolated – DO, 8 Channel, 120/230 VAC, High Side – DO, 8 Channel, 24 VDC, Isolated – DO, 8 Channel, 24 VDC, High Side – High Density DO, 32 Channel, 24 VDC, High Side – I.S. DO, 4 Channel, 12 VDC I.S. Power
DCS 特点
1） 高可靠性。由于DCS将系统控制功能分散在各台计 算机上实现，系统结构采用容错设计，因此某一台计算 机出现的故障不会导致系统其他功能的丧失。此外，由 于系统中各台计算机所承担的任务比较单一，可以针对 需要实现的功能采用具有特定结构和软件的专用计算机， 从而使系统中每台计算机的可靠性也得到提高。 2） 开放性。DCS采用开放式，标准化、模块化和系列 化设计，系统中各台计算机采用局域网方式通信，实现 信息传输，当需要改变或扩充系统功能时，可将新增计 算机方便地连入系统通信网络或从网络中卸下，几乎不 影响系统其他计算机的工作。
第一篇DCS介绍
第一章DCS系统概述1-1-1 #1机组控制系统采用了上海福克斯波罗公司制造的I/A’S系列DCS系统。
整套DCS 系统包括数据采集系统DAS、协调控制系统MCS、炉膛安全与监控系统FSSS、顺序控制系统SCS。
#1机组DEH系统和NCS系统，为新华公司产品。
改造后的#1机组采用以CRT为中心的操作和控制方式。
1-1-2 DAS系统包括锅炉、汽机、电气流程图，趋势图，成组显示，棒状图，机组日报表，事故追忆报表，SOE报表等等。
其流程图上具备实时运行参数、报警状态显示以及操作画面的调出。
1-1-3 MCS系统包括协调控制主控画面，成组操作器画面以及分布在流程图中的给水控制系统，引、送风控制系统，燃烧控制系统，主汽、再热汽温控制系统，一次风机控制系统，除氧器水位控制系统，除氧器压力控制系统，凝器水位控制系统，高加水位控制系统等等。
各子系统的自动投用可在相应的操作器上进行，协调控制方式的选择和投用在主控画面上进行。
1-1-4：FSSS系统包括燃油系统、燃煤系统、公用逻辑三大部分。
它们均分布在锅炉流程图中。
公用逻辑部分包含锅炉保护的主要内容，即炉膛吹扫、主燃料跳闸与首出原因记忆、点火条件、RUNBACK等。
燃油系统包含油层及油枪的投、切控制。
燃煤系统包含各制粉系统的控制。
1-1-5 SCS系统包括了锅炉、汽机的主要辅机、设备和系统的控制、联锁、保护和操作功能。
对重要的辅机设置了启动允许条件“P”、跳闸首出原因“T”、电气跳闸原因“F”。
1-1-6 DEH系统包括汽机控制系统DEH、小汽机控制系统MEH、旁路控制系统BPC三部分。
这三部分均可在两台DEH CRT上调出监视、操作。
1-1-7 NCS系统包括500KV、220KV和机组的公用系统三部分。
500KV升压站和220KV升压站的倒闸操作均可在NCS CRT上进行，公用系统的操作也在NCS CRT上操作。
第二章DCS系统硬件介绍I/A’S的系统结构是按节点（NODE）概念来构成的。
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百科名片
DCS是分布式控制系统的英文缩写（Distributed Control System），在国内自控行业又称之为集散控制系统。
即所谓的分布式控制系统，或在有些资料中称之为集散系统，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，它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。
它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机，通信、显示和控制等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。
基本介绍
首先，DCS的骨架—系统网络，它是DCS的基础和核心。
由于网络对于DCS整个系统的实时性、可靠性和扩充性，起着决定性的作用，因此各厂家都在这方面进行了精心的设计。
对于DCS的系统网络来说，它必须满足实时性的要求，即在确定的时间限度内完成信息的传送。
这里所说的“确定”的时间限度，是指在无论何种情况下，信息传送都能在这个时间限度内完成，而这个时间限度则是根据被控制过程的实时性要求确定的。
因此，衡量系统网络性能的指标并不是网络的速率 DCS
，即通常所说的每秒比特数（bps），而是系统网络的实时性，即能在多长的时间内确保所需信息的传输完成。
系统网络还必须非常可靠，无论在任何情况下，网络通信都不能中断，因此多数厂家的DCS均采用双总线、环形或双重星形的网络拓扑结构。
为了满足系统扩充性的要求，系统网络上可接入的最大节点数量应比实际使用的节点数量大若干倍。
这样，一方面可以随时增加新的节点，另一方面也可以使系统网络运行于较轻的通信负荷状态，以确保系统的实时性和可靠性。
在系统实际运行过程中，各个节点的上网和下网是随时可能发生的，特别是操作员站，这样，网络重构会经常进行，而这种操作绝对不能影响系统的正常运行，因此，系统网络应该具有很强在线网络重构功能。
其次，这是一种完全对现场I/O处理并实现直接数字控制（DDC）功能的网络节点。
一般一套DCS中要设置现场I/O控制站，用以分担整个系统的I/O和控制功能。
这样既可以避免由于一个站点失效造成整个系统的失效，提高系统可靠性，也可以使各站点分担数据采集和控制功能，有利于提高整个系统的性能。
DCS的操作员站是处理一切与运行操作有关的人机界面（HMI-Human Machine Interface或operator interface）功能的网络节点。
工程师站是对DCS进行离线的配置、组态工作和在线的系统监督、控制、维护的网络节点，其主要功能是提供对DCS进行组态，配置工作的工具软件（即组态软件），并在DCS在线运行时实时地监视DCS网络上各个节点的运行情况，使系统工程师可以通过工程师站及时调整系统配置及一些系统参数的设定，使DCS随时处在最佳的工作状态之下。
与集中式控制系统不同，所有的DCS都要求有系统组态功能，可以说，没有系统组态功能的系统就不能称其为DCS。
DCS自1975年问世以来，已经经历了三十多年的发展历程。
在这三十多年中，DCS虽然在系统的体系结构上没有发生重大改变，但是经过不断的发展和完善，其功能和性能都得到了巨大的提高。
总的来说，DCS正在向着更加开放，更加标准化，更加产品化的方向发展。
作为生产过程自动化领域的计算机控制系统，传统的DCS仅仅是一个狭义的概念。
如果以为DCS只是生产过程的自动化系统，那就会引出错误的结论，因为现在的计算机控制系统的含义已被大大扩展了，它不仅包括过去DCS 中所包含的各种内容，还向下深入到了现场的每台测量设备、执行机构，向上发展到了生产管理，企业经营的方方面面。
传统意义上的DCS现在仅仅是指生产过程控制这一部分的自动化，而工业自动化系统的概念，则应定位到企业全面解决方案，即total solution 的层次。
只有从这个角度上提出问题并解决问题，才能使计算机自动化真正起到其应有的作用。
DCS具有以下特点：
（1）高可靠性。
由于DCS将系统控制功能分散在各台计算机上实现，系统结构采用容错设计，因此某一台计算机出现的故障不会导致系统其他功能的丧失。
此外，由于系统中各台计算机所承担的任务比较单一，可以针对需要实现的功能采用具有特定结构和软件的专用计算机，从而使系统中每台计算机的可靠性也得到提高。
（2）开放性。
DCS采用开放式，标准化、模块化和系列化设计，系统中各台计算机采用局域网方式通信，实现信息传输，当需要改变或扩充系统功能时，可将新增计算机方便地连入系统通信网络或从网络中卸下，几乎不影响系统其他计算机的工作。
(3)灵活性
通过组态软件根据不同的流程应用对象进行软硬件组态，即确定测量与控制信号及相互间连接关系、从控制算法库选择适用的控制规律以及从图形库调用基本图形组成所需的各种监控和报警画面，从而方便地构成所需的控制系统。
(4)易于维护
功能单一的小型或微型专用计算机，具有维护简单、方便的特点，当某一局部或某个计算机出现故障时，可以在不影响整个系统运行的情况下在线更换，迅速排除故障。
(5)协调性
各工作站之间通过通信网络传送各种数据，整个系统信息共享，协调工作，以完成控制系统的总体功能和优化处理。
(6)控制功能齐全
控制算法丰富，集连续控制、顺序控制和批处理控制于一体，可实现串级、前馈、解耦、自适应和预测控制等先进控制，并可方便地加入所需的特殊控制算法。
DCS的构成方式十分灵活，可由专用的管理计算机站、操作员站、工程师站、记录站、现场控制站和数据采集站等组成，也可由通用的服务器、工业控制计算机和可编程控制器构成。
处于底层的过程控制级一般由分散的现场控制站、数据采集站等就地实现数据采集和控制，并通过数据通信网络传送到生产监控级计算机。
生产监控级对来自过程控制级的数据进行集中操作管理，如各种优化计算、统计报表、故障诊断、显示报警等。
随着计算机技术的发展，DCS可以按照需要与更高性能的计算机设备通过网络连接来实现更高级的集中管理功能，如计划调度、仓储管理、能源管理等。
形态组成
DCS是分布式控制系统的英文缩写（Distributed Control System），在国内自控行业又称之为集散控制系统。
它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和控制(Control)等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。
）
具体含义
DCS是 Data Communication Subsystem （数据通信子系统）的简称。
以轨道交通行业为例，DCS是一个纯透明的非安全性系统，他是控制中心和列车之间发送报文的载体。
DCS第二层涵义：Dorsal Column Stimulator[医]脊柱刺激器在特殊控制领域，如核电站控制系统，DCS的含义为数字化控制系统（Digital control system）。