1.2 DCS(计算机网络控制系统)
DCS控制系统在化工生产和消防应急处理系统中的应用
DCS控制系统在化工生产和消防应急处理系统中的应用近年来，计算机技术发展迅速，DCS控制系统实现了更新换代，在包括化工企业在内的产业经济发展中发挥了积极作用。
在化工产业中，DCS系统的应用可以减少化工企业成本、增加产品收益、扩大生产规模，化工企业通过采用DCS控制系统可以优化产品设备功能，实现化工生产的智能化和便捷化。
另外，在化工生产中，DCS控制系统的应用，通过自动化功能启动消防系统，能够帮助化工企业更高效地做好消防应急处理工作，提高化工企业消防安全和火灾事故扑救能力，快速控制火情，争取消防救援时间，避免火灾事故扩大，有力地保障了化工企业生产安全。
1 DCS控制系统概述DCS，即集散控制系统，亦称“分散控制系统”或“分布式计算机控制系统”，是一种功能十分强大的计算机网络集成技术，它依据控制分散、操作和管理集中的基本设计理念，主要由控制体系、运行体系、计划体系、管理体系几部分构成，有着集中管理和分散控制的典型特征，具备监督功能、参数调整功能、实时性功能和预警调整功能。
可靠性是DCS系统得以高质量发展和广泛应用的重要保障，提高DCS系统可靠性，应采用可靠性更高的硬件设备和生产工艺，同时在软件设计上采用冗余技术，并实现系统的容错技术、故障自诊断、自动处理技术。
DCS控制系统应用范围广，可以广泛应用于生产现场、工作车间以及生产设施和服务器等方面。
目前，DCS系统呈现出以下发展趋势：第一，系统功能向开放式方向发展，赋予用户更大的系统集成自主权，系统之间实现了高度兼容，达到最佳的系统集成；第二，仪表技术向数字化、智能化、网络化方向发展，过程控制的功能实现了真正意义上的“全数字”、“全分散”控制，整个系统的安装、使用和维护工作更加方便快捷；第三，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，确保DCS系统更加高效、直接，向标准化、网络化、智能化和开放性方向发展。
1.1 可控网络可控网络结构主要分为三层，其中：上层是综合信息处理并做出控制反应；中层主要监控化工生产和操作，并基于上层操作处理信息数据，以实现有效监控的目的；下层包括收集信息、调节闭环、执行程序，主要用于控制生产对象、收集数据信息，下层所采集的数据信息将会及时报告到上层[1]。
dcs控制方案
dcs控制方案一、概述DCS（分布式控制系统）是一种基于计算机网络和现场总线技术的自动化控制系统。
它可以集成各类控制设备、执行器和传感器，并通过高效的数据通信实现对生产过程的监控和控制。
本文将详细介绍DCS控制方案的设计与实施。
二、系统组成1. 硬件方案DCS控制方案的硬件组成主要包括控制器、输入/输出模块、执行器和传感器等。
控制器具备高性能的数据处理能力，负责控制算法的执行和监控系统的运行。
输入/输出模块则负责与外部设备进行数据交互，传输控制信号和采集过程数据。
执行器和传感器承担着实际动作和信号采集的任务，将系统状态信息反馈给控制器。
2. 软件方案DCS控制方案的软件方案是整个系统的核心。
它包括了实时嵌入式操作系统、控制算法、监视系统以及人机界面等。
实时嵌入式操作系统保证了系统的高可用性和稳定性，控制算法则实现了对生产过程的精确控制。
监视系统通过对采集到的数据进行分析和处理，提供运行状态的监控报告和故障诊断。
人机界面提供了直观友好的操作界面，方便操作人员进行实时监控和调整参数。
三、DCS控制方案设计1. 系统需求分析在设计DCS控制方案之前，需要对待控制的生产过程进行全面的需求分析。
包括对工艺流程、设备性能要求、安全性要求和监控需求等进行详细的了解。
通过充分了解系统需求，才能制定出符合实际情况的控制方案。
2. 系统结构设计根据分析得出的系统需求，进行系统结构设计。
将整个生产过程划分为若干个子系统，根据不同的功能和控制需求进行模块化设计。
同时考虑实时性、可靠性和安全性等因素，确定控制器和传感器的布置位置，以及各个子系统之间的数据通信方式。
3. 控制算法设计根据生产过程的特点和控制需求，设计合理的控制算法。
可以采用传统的PID控制算法，也可以结合先进的模糊控制、神经网络控制或模型预测控制等。
控制算法需要综合考虑系统的稳定性、鲁棒性和响应速度，以实现对生产过程的精确控制。
四、DCS控制方案实施1. 系统集成根据设计方案，进行硬件设备的安装和网络连接。
DCS技术协议
DCS技术协议协议名称：DCS技术协议一、协议目的本协议旨在确立双方在DCS（分布式控制系统）技术领域的合作关系，明确双方的权利和义务，共同推动DCS技术的发展与应用。
二、协议内容1. 定义1.1 DCS：指分布式控制系统，是一种基于计算机网络的控制系统，用于监控和控制工业过程中的设备和系统。
1.2 合作方A：指本协议中与合作方B共同合作的一方。
1.3 合作方B：指本协议中与合作方A共同合作的一方。
2. 合作范围双方在DCS技术领域的合作范围包括但不限于以下方面：2.1 技术研发：双方共同开展DCS技术的研究和开发，提升技术水平和竞争力。
2.2 产品合作：双方合作开发和推广DCS相关产品，共同拓展市场份额。
2.3 人员培训：双方共同组织和参与DCS技术培训和知识分享活动，提升人员技能和知识水平。
2.4 技术支持：双方互相提供DCS技术支持和咨询服务，确保合作项目的顺利进行。
3. 合作方式3.1 知识共享：双方在技术研发、产品合作和人员培训等方面进行知识共享，包括但不限于技术文档、研究成果、培训资料等。
3.2 项目合作：双方共同参与DCS技术相关项目的研发、实施和运营，共同承担项目风险和收益。
3.3 互惠互利：双方在合作过程中，应保持公平、公正、互利的原则，共同促进合作项目的成功实施。
4. 知识产权4.1 知识产权归属：双方在合作过程中产生的知识产权归各自所有，未经对方书面许可，任何一方不得擅自使用、转让或许可第三方使用。
4.2 保密义务：双方应对对方提供的保密信息严格保密，不得泄露或非法使用，除非获得对方事先书面同意。
5. 项目管理5.1 项目计划：双方应共同制定项目计划，明确项目的目标、里程碑和交付要求。
5.2 项目沟通：双方应定期进行项目进展沟通，及时解决项目中的问题和风险。
5.3 项目变更：如需对项目进行任何形式的变更，双方应协商一致，并及时更新项目计划和合同。
6. 保密条款6.1 保密信息定义：指双方在合作过程中，以口头、书面或电子方式交换的任何商业、技术、财务或其他方面的信息。
DCS系统介绍范文
DCS系统介绍范文DCS（Distributed Control System），即分布式控制系统，是一种用于监控和控制工业自动化过程的系统。
它由一组分布在整个生产设施的控制单元组成，这些控制单元通过网络进行通信，实现对工艺流程的实时监控和控制。
DCS系统的出现极大地提高了工业生产的自动化水平和生产效率，已经成为现代工业控制领域不可或缺的重要技术。
DCS系统主要由三个部分组成：控制器、人机界面和通信网络。
控制器是DCS系统的核心，它由一组具有实时控制功能的可编程逻辑控制器（PLC）组成，负责对生产设备和工艺参数进行监控和控制。
人机界面则提供了操作员与系统交互的界面，通常采用触摸屏或计算机软件的形式，使操作员可以轻松地监视和控制生产过程。
通信网络负责连接各个控制单元和人机界面，实现数据的传输和交换，确保系统的实时性和可靠性。
DCS系统的优势在于其分布式的结构和灵活的扩展性。
由于控制单元分布在整个生产设施，可以实现对各个工艺单元的独立控制，使得系统更具灵活性和可靠性。
同时，DCS系统的控制器可以根据生产需求进行灵活配置和扩展，以适应不同规模和复杂度的生产过程。
这使得DCS系统不仅适用于大型工业生产，也适用于中小型企业的生产控制。
DCS系统在工业生产中扮演着至关重要的角色。
首先，DCS系统可以实现对生产过程的实时监控和控制，保证生产过程的安全和稳定。
操作员可以通过人机界面监视工艺参数的变化，并根据需要进行调整和控制，及时发现和解决问题，确保生产过程的正常运行。
其次，DCS系统可以提高生产效率和质量。
通过优化控制策略和自动化控制过程，DCS系统可以提高生产效率，减少生产成本，提高产品质量和一致性。
最后，DCS系统可以实现远程监控和控制，使得操作员可以远程监控和控制生产过程，提高生产的灵活性和效率。
总的来说，DCS系统是现代工业生产中不可或缺的重要技术，其优势在于分布式的结构和灵活的扩展性，可以实现对生产过程的实时监控和控制，提高生产效率和质量，确保生产过程的安全和稳定。
DCS控制系统详解
DCS控制系统详解（化工厂）提起DCS系统，化工人都不陌生，因为它是化工厂的大脑，会根据采集现场仪表（温度、压力、流量、液位等）信号作出判断，让输出的信号对管道的阀门进行控制由于DCS涉及的知识面很广，所以今天只介绍基本结构和原理部分，希望能为工厂中相关操作人员以及初学者提供参考。
01基本结构DCS是Distributed Control System的缩写，直译为“分布式控制系统”。
由于产品生产厂家众多，系统设计不尽相同，功能和特点也各不相同。
国内在翻译时，也有不同的称呼：分散控制系统（简称DCS）集散控制系统（简称TDCS或TDC）分布式计算机控制系统（简称DCCS）02系统组成三站一线：工程师站、操作员站、现场控制站、系统网络1、工程师站对DCS进行离线的配置、组态工作和在线的系统监督、控制、维护的网络接点。
主要功能：提供对DCS进行组态，配置工作的工具软件，并在DCS在线运行时实时监视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随时处在最佳工作状态之下。
2、操作员站处理一切与运行操作有关的人机界面（HIS，Human Interface Station，或OI，Operator Interface，或MMI，Man Machine Interface）功能的网络节点。
主要功能：为系统的运行操作人员提供人机界面，使操作员可以通过操作员站及时了解现场运行状态、各种运行参数的当前值、是否有异常情况发生等，并可通过输入设备对工艺过程进行控制和调节，以保证生产过程的安全、可靠、高效。
3、场控制站现场控制站是DCS的核心，是对现场I/O处理并实现直接数字控制（DDC）功能的网络节点。
系统主要的控制功能由它来完成，系统的性能、可靠性等重要指标也都要依靠现场控制站保证。
其设计、生产及安装都有很高的要求，是分散控制系统中的主要任务执行者。
4、系统网络系统网络是连接系统各个站的桥梁。
DCS系统介绍
8.3 默认网关
• 一个网络连接到另一个网络的“关口” • 是一个可直接到达的 IP 路由器的 IP 地
址。配置默认网关可以在 IP 路由表中创 建一个默认路径。 一台主机可以有多个网 关。默认网关的意思是一台主机如果找不 到可用的网关，就把数据包发给默认指定 的网关，由这个网关来处理数据包。现在 主机使用的网关，一般指的是默认网关。 一台电脑的默认网关是不可以随随便便指 定的，必须正确地指定，否则一台电脑就
一、什么是DCS系统
• 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。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。
• DCS系统通过某种通信网络将分布在工业 现场附近的现场控制站和控制中心的操作 员站及工程师站等连接起来，以完成对现
一级网络二级网络三级网络31硬件组成321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
DCS系统简介
张鹏宇
目录
一．什么是DCS系统 二．DCS系统产生的背景 三．DCS系统的组成 四．DCS系统的硬件结构 五．DCS系统的软件组态 六．DCS系统的基础知识 七．SIS系统 八．知识拓展-TCP/IP协议
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。
DCS技术协议
DCS技术协议协议名称：DCS技术协议一、协议目的本协议旨在确立双方合作关系，明确DCS（分布式控制系统）技术的应用范围、技术规范和合作方式，以促进双方在DCS领域的合作与发展。
二、协议内容1. 技术定义与范围1.1 DCS技术是一种基于计算机网络的分布式控制系统，用于监控和控制工业过程中的各种设备和系统。
1.2 DCS技术的应用范围包括但不限于能源、化工、制造、交通等领域的工业过程控制。
2. 技术规范2.1 双方应遵守国家相关法律法规以及行业标准，确保DCS技术的安全、稳定和可靠性。
2.2 DCS技术应具备以下特性：a) 实时性：能够及时获取、处理和传输工业过程数据。
b) 可靠性：具备故障自动检测、容错和恢复能力，确保系统的连续运行。
c) 可扩展性：支持系统的灵活扩展和升级，以适应工业过程的变化和发展。
d) 安全性：采取合适的安全措施，防止未经授权的访问和数据泄露。
3. 合作方式3.1 双方将建立长期合作关系，在DCS技术研发、应用和推广等方面进行合作。
3.2 合作内容包括但不限于：a) 技术交流：双方定期组织技术交流会议，分享DCS技术研发和应用经验。
b) 项目合作：双方可共同开展DCS技术项目，共同承担项目风险和收益。
c) 人才培养：双方可共同组织培训班、研讨会等，加强DCS技术人才培养。
4. 保密条款4.1 双方应保护对方的商业机密和技术信息，未经对方书面许可，不得向第三方披露。
4.2 双方应采取合理的措施，防止对方的商业机密和技术信息被泄露、篡改或损坏。
5. 知识产权5.1 双方在合作过程中产生的所有DCS技术成果和知识产权归双方共同所有。
5.2 双方可根据实际情况协商确定知识产权的归属和使用方式。
6. 争议解决6.1 双方如发生争议，应通过友好协商解决；协商不成的，可以提交至所在地法院解决。
7. 协议变更与终止7.1 双方如需变更本协议内容，应经双方协商一致，并以书面形式作出补充协议。
计算机控制系统复习要点
计算机控制系统复习要点计算机控制系统复习要点第一章自动控制系统：被控对象检测传感装置控制器控制器：模拟控制器数字控制器（计算机实现）计算机控制系统：采用了数字控制器的自动控制系统包括计算机（硬件软件和网络）和生产过程（被控对象检测传感器执行机构）文档收集自网络，仅用于个人学习计算机控制系统执行控制程序过程：实时数据采集实时计算实时控制实时管理计算机控制系统存在两种信号：模拟信号和数字信号需要用离散控制理论对计算机控制系统进行分析和设计计算机控制系统硬件：主机外部设备过程通道生产过程。
1操作指导控制系统（odc）2直接数字控制系统（ddc）：为闭环控制3计算机监督系统（scc）：被控对象给定值可变4集散控制系统(dcs):草果管理功能的集中和控制功能的分散。
5现场总线控制系统（fcs）：1,系统内各设备的信号传输实现了全数字化，提高了信号传输的速度，精度和距离，是系统的可靠性提高；2.实现了控制功能的彻底分散，把控制功能分散到各现场设备和仪表中，使现场设备和仪表成为具有综合功能的只能设备和仪表。
文档收集自网络，仅用于个人学习6工业过程计算机集成制造系统1.2.计算机控制系统性能系统稳定性，能空性，能观性，动态特性及稳态特性。
G（s）：控制通道Km：放大系数Tm：惯性时间常数T:滞后时间常数Gn（s）：扰动通道Kn:放大系数Tn 惯性时间常数T：滞后时间常数控制系统性能采用超调量阿尔法（a%）调节时间ts 稳态误差ess来表示Kn越小，ess越小，控制精度越高Km对性能无影响Tn加大超调量减小Tm越小系统反应越灵敏性能越好Tn对性能无影响。
T使超调量增大ts延长T越大控制性能越差第二章2.1输入输出过程通道概述过程通道起到了cpu和被控对象之间的信息传送和变换的桥梁作用。
过程通道包括：模拟量输入通道模拟量输出通道数字量输入通道数字量输出通道2.2模拟量输入通道（将模拟信号转换为数字信号）普遍采用共用程控放大器和A/D转换器的结构形式主要由：传感器信号调理单元多路转换开关程控放大器采样保持器A/D转换器和I/O 接口电路。
总线1
1.2 DCS、PLC、IPC和FCS控制系统的特点是什么？答：1、DCS控制系统是集中控制，分散管理的控制系统；2、PLC控制通过编程来实现；3、IPC是工业计算机，以模拟量为主，规模不大，要求较强的数据处理能力和打印、显示功能；4、FCS控制系统采用总线通信的拓扑结构，整个系统处在全开放、全数字、全分数的机制平台上。
1.4 现场总线在工业网络中处于什么位置？它的主要作用是什么？答：现场总线属于工业网络中控制网络的范畴，在工业网络的功能层次结构中处于最底层是构成整个工业网络的基础。
主要作用：1、进行过程数据采集；2、进行直接数字控制；3、进行设备和系统的监测和诊断；4、实施安全性和冗余方面的措施。
2.5 什么事异步传输和同步传输？答：异步传输：以字符为单位发送数据，一次传送一个字符，每个字符可以是位或8位。
在每个字符前要加一个起始位，用来指明字符的开始，每个字符的后面还要加一个终止码，用来指明字符的结束。
同步传输：以数据块（帧）为单位进行传输，数据块的组成可以是字符快，也可以是外块。
2.8 令牌总线介质访问方式的实质是什么？答：令牌总线介质访问方式是在物理总线上建立一个逻辑环。
从物理上看这是一种总线结构的局域网，总线共享的传输介质是总线。
从逻辑上看，这是一种环形结构的局域网，连接在总线上的各站点组成一个逻辑环，每个站点被赋予一个顺序的逻辑位置，在这个逻辑环中，令牌一次传递，站点只有取得令牌才能发总帧。
2.11 常用的网络互联设备有哪些？它们的主要作用是什么？答：1、中继器（主要用于连接两个相同的网络，负责在两个节点的物理层上传递信息，完成对信号的放大，复制调整等功能）；2、网桥：完成数据链路层的网络连接，支持不同的物理层，且能互联不同体系的局域网；3、路由器：实现网络层上多个网络的互联，可互联具有不同物理层和数据链路层的网络，支持不同的网络协议；4、网关：用于OSI 中第四层及更高层的中继系统，是在不同协议间进行转换的软件应用。
(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控制系统讲解(计算机控制系统)
DCS控制系统第一章自控仪表工基础识图在讲DCS系统系统之前,先和大家一起回顾一下仪表工的基础识图，对今后大家日后的学习，仪表、控制系统检修维护都会有一定的意义。
1.1 仪表功能标志1.1.1 仪表功能标志组成仪表的功能标志由一个首位字母及一个或多个后继字母组成。
示例如下:例1 PI——功能标志P——首位字母（表示被测变量）I——后继字母（表示功能）例2 TIC——功能标志T——首位字母（表示被测变量）IC——后继字母（表示功能）表示连锁功能）1.1.2仪表功能字母代号仪表功能标志的字母代号见表1.1表1.1 常用仪表功能字母代号1.2 仪表检测流程图常见图形符号 1.2.1 常用仪表流程图符号及其含义a) 常规仪表b) 引入计算机或DCS 控制系统仪表1.3 仪表检测流程图识图MFRISA 30101MMPRISA 30102TSA 30103PIS 30104PIS 30105HL图1.1 工艺检测控制流程图1.4 仪表接线图识图（略）第二章 计算机控制系统及DCS 基础知识集散控制系统(Distributed Control System, DCS)是计算机控制系统的一种结构形式。
计算机控制是以自动控制理论和计算机技术为基础的，自动控制理论是计算机控制的理论支柱，计算机技术的发展又促进了自动控制理论的发展与应用。
计算机控制系统有多种结构形式，DCS就是其中的一种。
2.1 计算机控制系统基础知识2.1.1 计算机控制系统的一般概念计算机控制是关于计算机技术如何应用于工业生产过程自动化的一门综合性学问。
计算机控制的应用领域是非常广泛的，从计算机应用的角度出发，工业自动化是其重要的一个领域；而从自动化的领域来看，计算机控制系统又是其主要的实现手段。
可以说，计算机控制系统与用于科学计算及数据处理的一般计算机是两类不同用途、不同结构组成的计算机系统。
计算机控制系统是融计算机技术与工业过程控制于一体的综合性技术，它是在常规仪表控制系统的基础上发展起来的。
dcs控制方案
dcs控制方案DCS（分布式控制系统）控制方案随着科技和工业的不断发展，分布式控制系统（DCS）在工业领域中扮演着越来越重要的角色。
本文将介绍DCS的控制方案，包括其原理、应用场景和优势等。
一、DCS控制方案的原理DCS是一种基于计算机网络的控制系统，其核心思想是将传感器、执行器和控制器等设备统一连接到一个集中的控制中心。
这个中心集中管理和监控各个子系统，并实时反馈信息。
DCS的控制方案主要包括以下几个方面：1.1 数据采集与处理DCS通过各种传感器收集和采集系统中的工艺参数和状态信息，如温度、压力、流量等。
这些数据经过处理和分析后，可以反映出生产过程的运行状态，并为决策提供有力的依据。
1.2 控制策略设计与优化基于采集到的数据，DCS可以根据不同的工艺要求和运行需求设计相应的控制策略。
通过利用先进的控制算法和优化技术，可以实现对工艺过程的精确控制和优化调节，以提高生产效率和产品质量。
1.3 远程监控与操作DCS支持远程监控和操作功能，使得操作人员能够在控制中心监视和控制整个生产过程。
无论是在生产现场还是在远程办公室，操作人员都可以实时查看系统状态，进行参数调整和故障处理，提高生产的灵活性和响应速度。
1.4 数据存储与分析DCS能够将采集的数据进行存储和分析，为以后的工艺优化和故障排查提供参考依据。
通过对历史数据的回放和分析，可以发现潜在的问题和工艺改进方向，为持续改进提供支持。
二、DCS控制方案的应用场景DCS广泛应用于各个工业领域，以下是几个常见的应用场景：2.1 化工工艺控制化工过程中存在着许多复杂的工艺变量和相互关系，DCS可以对这些变量进行快速采集、处理和控制，实现高效、稳定和安全的生产。
2.2 电力系统控制DCS可以集中管理和控制电力系统中的发电、输电和配电设备，实现对电能的安全、稳定和高效分配，提高电力供应的可靠性。
2.3 水处理与供水控制DCS用于处理和控制污水处理厂、水处理厂和供水系统等，实现对水质的监测和调节，确保供水的质量和稳定性。
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。
DCS系统简介1
DCS系统简介DCS直译为“分散控制系统”或“分布式计算机控制系统”（Distributed Control System），在国内自控行业又称之为集散控制系统。
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。
DCS多注重于控制。
DCS结构(1)现场控制单元现场控制单元的结构是由许多功能分散的插板（或称卡件）按照一定的逻辑或物理顺序安装在插板箱中，各现场控制单元及其与控制管理级之间采用总线连接，以实现信息交互。
现场控制单元的硬件配置需要完成以下内容：插件的配置根据系统的要求和控制规模配置主机插件（CPU插件）、电源插件、I/O插件、通信插件等硬件设备；硬件冗余配置对关键设备进行冗余配置是提高DCS可靠性的一个重要手段，DCS通常可以对主机插件、电源插件、通信插件和网络、关键I/O插件都可以实现冗余配置。
硬件安装不同的DCS，对于各种插件在插件箱中的安装，会在逻辑顺序或物理顺序上有相应的规定。
另外，现场控制单元通常分为基本型和扩展型两种，所谓基本型就是各种插件安装在一个插件箱中，但更多的时候时需要可扩展的结构形式，即一个现场控制单元还包括若干数字输入/输出扩展单元，相互间采用总线连成一体。
就本质而言，现场控制单元的结构形式和配置要求与模块化PLC 的硬件配置是一致的。
(2)操作站操作站用来显示并记录来自各控制单元的过程数据，是人与生产过程信息交互的操作接口。
典型的操作站包括主机系统、显示设备、键盘输入设备、信息存储设备和打印输出设备等，主要实现强大的显示功能（如模拟参数显示、系统状态显示、多种画面显示等等）、报警功能、操作功能、报表打印功能、组态和编程功能等等。
另外，DCS操作站还分为操作员站和工程师站。
从系统功能上看，前者主要实现一般的生产操作和监控任务，具有数据采集和处理、监控画面显示、故障诊断和报警等功能。
后者除了具有操作员站的一般功能以外，还应具备系统的组态、控制目标的修改等功能。
DCS总结
分散控制系统定义：以多台微处理器为基础，采用控制功能分散，显示操作集中，兼顾分而自治和综合协调原则设计的控制系统称为分散控制系统（简称DCS）。
分散控制系统的功能分层体系：功能分层体系是分散控制系统的显著特点，是实现控制功能分散，操作显示集中的关键。
按系统结构进行垂直分解：它包括四级，各级相对独立，又相互联系，不同的级完成不同的功能。
同一级进行水平分解：可分为具有功能类似的站，各站相对独立，又相互联系，不同的站完成不同的功能。
1.1过程控制级设备：现场站（采集站、控制站）。
功能：数据采集、运算处理和控制输出；经通信网络和控制管理级通信。
输入信号正确性判断;数字滤波;非线性修正;参数补偿；工程单位转换;A/D、D/A转换;输出检查;缺省值输出组成：通信模件、控制器模件、I/O模件和电源模件。
1.2控制管理级设备：操作员站，工程师站，历史站。
功能：操作员站：监视和操作；人和过程的接口。
（显示功能：工艺流程画面，趋势画面，成组画面，一览画面，系统状态画面，报警相关画面等。
操作功能：和系统有关的操作，和过程有关的操作。
报警功能：开关量变态报警，模拟量越限报警，系统本身的报警,报警过滤功能，报警优先级功能等。
记录打印功能：随机打印（事件触发），周期性打印（时间触发），请求打印（命令触发））工程师站：工程组态和系统维护；人和系统的接口。
历史站：历史站主要负责采集和储存生产过程的历史数据，以供形成运行报表和历史趋势曲线组成：主机和外设。
1.3生产管理级设备：实时数据服务器，工作站。
功能：厂级生产过程的监视和管理，厂级故障诊断和分析，厂级性能指标计算。
经网关机向经营管理级发送数据。
组成：主机和外设。
1.4经营管理级设备：数据服务器，工作站。
功能：厂级经营管理、财务管理和人事管理等。
组成：主机和外设。
分散控制系统的组态:包括两个方面：硬件配置和软件组态。
一．硬件配置1.过程控制级：按系统规模配置现场站。
现场站的个数：测点；功能；位置。
DCS操作站
Centum-CS3000的操作站分为操作台型和PC型两种，其键盘布局有所不同，功能近似。现将PC型的键盘为例进行介绍。
键盘布局如下图：
蜂鸣器停止键：用于使蜂鸣器或语音输出停止。
总貌画面调出键
过程报警画面调出键
操作指导信息调出键
控制画面调出键
调整画面调出键
趋势分组调出键
流程图调出键
系统报警画面调出键
1.2.3工程师站PC(ENG)：
带有工程师功能的PC用来完成CENTUM CS 3000系统的生产和维护管理。它可以是和HIS一样型号的通用PC，甚至可以就是一台HIS，与HIS一样带有操作和监视功能，用户还可以使用它的测试功能(控制站仿真)提供高效的和易使用的工程师环境。
1.2.4其它单元
总线转换器(BCV：Bus Converter)：
用于FIO的FCS：这种FCS使用现场网络I/0模块，它有很多电缆连接信号。 根据不同的应用能力，分为标准型和增强型。
用于RIO的FCS：这种FCS使用远程I/0模块，它有很多安装点和M4端子用来连接信号电缆。根据应用能力的不同，有标准模块和增强型模块。
紧凑性FCS：控制器通常安装在它所控制的设备或过程附近。
CENTUM-CS 3000采用鼠标操作，与普通PC一样。其操作环境(操作界面和操作员键盘)与传统的DCS相似,同时CENTUM-CS 3000的操作界面又有改进和扩充。CENTUM-CS 3000支持2，500个用户自定义窗口，用户可以据此定制自己的操作环境。同传统的DCS一样，用户可以使用专用操作员键盘和触屏功能，也可以像操作PC一样用鼠标操作。
当每个域达到最大的64个站时,可以创建一个新域并且用总线转换器连接两个域
2 域：
DCS系统
A/D －
D/A
传感器
被控对象
执行机构
模糊控制
对离散过程的控制
程序控制或逻辑控制
以状态控制为主， 非连续对象、非连续过程
按照一定的方式改变被控对象的状态或位置。
有很明显的起点和终点。 要素： 动作时间、动作顺序、逻辑关系
组合仪表、电动单元组合仪表、分布式控制 系统DCS 分为仪表控制系统和计算机控制系统
1.3.2 仪表控制系统的基本概念
指模拟式仪表组成的控制系统
最主要的功能是进行回路控制，对那种最小
过程单元进行的闭环控制或调节。
仪表控制系统的基本概念
输入两个：设定值和测量值 输出一个：对被控过程的控制量 闭环、反馈。
基本功能：
根据控制算法处理测量值和设定值的偏差，并控制
过程减少此偏差。 实例： 水位控制系统
液位控制
飞锤调速器
1.3.3 早期的仪表控制系统 – 基地式仪表
指控制系统（即仪表）与被控对象在机械结
构上是结合在一起的，而且仪表的各个部分， 包括检测、计算、执行及简单的人机界面都 做成了一个整体，就地安装在被控对象之上。 单回路控制
直流电信号（电流或电压）传递现场信号的值。 信号规范： 0-10mA：DDZII 4-20mA：DDZIII 真正的控制系统是从单元式组合仪表出现后才逐步 形成。不仅单回路，还可以串级、复合、几个回路 互动。
电动单元组合仪表（60～70年代）
缺点：构成复杂控制系统困难，故障率高 无法进行数字通信
组装式电子综合控制仪表 （70年代末）
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。
PLC、DCS、FCS三大控制系统的特点和差异
1．3 FCS
（1）基本任务是：本质（本征）安全、危险区域、易变过程、难于对付的非常环境。
（2）全数字化、智能、多功能取代模拟式单功能仪器、仪表、控制装置。
（3）用两根线联接分散的现场仪表、控制装置、PID与控制中心，取代每台仪器两根线。
（4）在总线上PID与仪器、仪表、控制装置都是平等的。
（10）改变传统的信号标准、通信标准和系统标准入企业管理网。
（11）制造商：美Honeywell 、Smar 、Fisher— Rosemount、 AB/Rockwell、Elsag— Bailey 、Foxboro 、Yamatake 、日Yokogawa、欧 Siemens、 GEC—Alsthom 、Schneider、 proces—Data、 ABB等。
现在一些带现场总线的现场仪表本身装了许多功能块，虽然不同产品同种功能块在性能上会稍有差别，但一个网络支路上有许多功能雷同功能块的情况是客观存在的。选用哪一个现场仪表上的功能块，是系统组态要解决的问题。
考虑这个问题的原则是：尽量减少总线上的信息往返。一般可以选择与该功能有关的信息输出最多的那台仪表上的功能块。
目前，在连续型流程生产自动控制（PA）或习惯称之谓工业过程控制中，有三大控制系统，即PLC、DCS和FCS。它们各自的基本特点如下：
1．1 PLC
（1）从开关量控制发展到顺序控制、运送处理，是从下往上的。
（2）连续PID控制等多功能，PID在中断站中。
（3）可用一台PC机为主站，多台同型PLC为从站。
具体比较：
（1）DCS系统是个大系统，其控制器功能强而且在系统中的作用十分重要，数据公路更是系统的关键，所以，必须整体投资一步到位，事后的扩容难度较大。而FCS功能下放较彻底，信息处理现场化，数字智能现场装置的广泛采用，使得控制器功能与重要性相对减弱。因此，FCS系统投资起点低，可以边用、边扩、边投运。
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系统功能
EDPF-NT系统适用于大型、复杂的工业过程控制应用， 通过裁减，也非常适用于小规模应用的要求，可综合或单 独实现下述功能： 数据采集处理和生产过程的监视（DAS）； 生产过程调节控制(MCS）； 生产过程开关量控制或逻辑顺序控制(SCS)； 炉膛燃烧安全监控系统(FSSS）； 电气控制系统（ECS） 汽机旁路控制系统（BPS） 汽轮机数字式电液控制系统(DEH)； 汽机紧急跳闸系统（ETS） 辅助车间集中控制
1.3.4 系统可靠性高
1、由于系统采用模块化结构，每个过程站仅控制少数几 个回路，个别回路或者单元故障不影响全局。而且元件的 高度集成化和严格筛选有效的保证了系统的可靠性。 2、DCS广泛采用各种冗余技术（电源、通信系统、过程 控制站）。常规系统虽然采用冗余措施，但是故障判断和 系统切换都不易实现。DCS采用计算机技术，这一问题 得到了解决。 3、DCS 采用软件模块组态的方法形成各种控制方案，取 消了常规系统中各模块之间的连接导线，因此大大减少了 有连接导线和连接端子所造成的故障。 4、各单元都具有自诊断、自检查、自修理功能，出现故 障可以自动报警。
1.3.8 管理功能强
实现所谓“4A”目标： 生产过程自动化(PA：Production Automation)； 过程监督、节能控制、安全监督、环境监视及生产计划管 理等等 工厂自动化 (FA：Fac挑选、仓库搬运控制，设备诊断， 工程过程和产品质量管理 实验室自动化 (LA：Laboratory Automation)； 办公室业务自动化(OA: Office Automation)。
1.3.7 网络通信技术先进
都采用了工业局部网络技术进行通信； 信道传输率多在5—10Mbps，甚至更高，响应时间仅数 百微秒； 误码率低于10-8,一般可达10-10。 采用了光纤传输媒质，使通信的安全性大大提高。 通信协议也在向标准化方向前进，与MAP兼容已是一种
发展潮流。
使用者：厂长，经理，总工程师，值长 任务：监测企业各部分的运行情况，利用历史数据和实时 数据预测可能发生的各种情况，从全局利益出发辅助企业 管理人员进行决策，帮助企业实现规划目标。 要求： 能够对控制系统做出高速反应的实时操作系统； 大量数据的高速处理与存储； 能够连续运行，高可靠性系统； 能长期保存生产数据； 并且具有优良的、高性能的、方便的人机接口； 丰富的数据库管理软件，过程数据收集软件，人机接口软 件，以及生产管理系统生成的工具软件。 实现整个工厂的网络化和计算机的集成化。
系统主要特点
系统无通讯管理器，实现物理、逻辑上的完全冗余， 达到了多重化冗余，任何故障都将被限制在有限范 围内，决不会导致系统崩溃，真正实现了功能分散、 危险分散。 系统面向厂区级、多广播域设计，在不增加网络负 荷的情况下可灵活实现多域系统控制。为电厂公用 系统和辅助车间集中监控提供了独到的解决方案。 以优秀的操作系统Windows 2000为平台开发的人机 界面，运用OLE技术、Active X技术以及多线程处理 机制等使人机界面更加丰富多彩、易学易用、操作 流畅。 便捷的全图形化组态，支持自定义算法。
系统简介
EDPF－NT系统是一个融计算机、网络、数据库和自动控 制技术为一体的工业自动化产品，完全实现控制与信息一 体化设计，具有开放式结构和良好的硬件兼容性和软件的 可扩展性。可应用于火电站、水电站、冶金、化工、造纸 等行业的分散控制和过程自动化控制和信息监视与管理。 EDPF-NT系统是在1989年开始研发的EDPF系列分散控 制系统基础上发展而来，于1999年投入使用，并经不断 升级完善，已经成功应用在大连庄河超临界、河北龙山亚 临界直接空冷、河南伊川、福建南埔、太原第一热电厂、 丰镇、漳泽、河南新安等电厂的600MW、300MW、 200MW、450T/H循环流化床等大型机组上。
集散控制系统
第1章 分散控制系统概论
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 分散控制系统的产生 分散控制系统的结构 分散控制系统的特点 分散控制系统的分散方式 分散控制系统的发展
1.2 分散控制系统的结构
1.2.1功能层次结构
1、管理级 经营管理级：市场和用户分析，订货销售统计、制造协 调、合同人、财、档案。 生产管理级 ：生产监视、报告，规划产品结构和规模。 （上位机，协调各单元之间的参数设定。值长、分场级） 过程管理级 ：过程操作，装之间协调，优化过程控制， 错误检测、数据存档等。 内容：发电厂的厂级管理计算机或若干个机组的管理计算 机。
EDPF－NT分散控制系统
EDPF－NT系统是由北京国电智深控制技术有限公司研制 开发具有自主知识产权，在国内控制领域获得广泛应用的 分散控制系统。 北京国电智深控制技术有限公司是具有独立法人资格的现 代化高新技术企业。北京国电智深控制技术有限公司是中 国电力科学研究院和国电科技环保集团有限公司共同投资、 组建的股份制企业，专门从事工业自动化系统开发、制造、 设计与工程服务，技、工、贸一体化，提供全面的自动化 解决方案。公司严格贯彻GB/T19001－2000－ISO9001： 2000质量体系。
2、监控级： 内容：运行员操作站， 工程师工作站，计算站 安装在中央控制室 电子设备室 工程师站： 为了控制工程师对DCS进行配置、组态、调试、维护所 设置的工作站，并对各种设计文件进行归类和管理，形成 各种设计文件，例如各种图纸，表格。 要求： 一般由PC机配置一定数量的外部设备所组成，例如打印 机，绘图机等。
1.3.5 可维修性
模块更换较方便 具有完善的在线故障诊断技术，可以准确定位至模件级， 通过人机接口，能够迅速发现设备故障的性质和地点，并 且可以在不中断被控过程的情况下更换故障模件。
1.3.6 安装费用
安装费用包括：电缆、导线的安装敷设费用，控制室电子 室的建筑费用。 DCS过程控制站可以采用地理分散的方式安装在被控过 程附近，这样就减少了变送器、传感器、执行器与控制系 统之间的连接电缆，节省了导线电缆的安装费用，减少了 控制系统在中央控制室所占用的空间。 DCS安装工作量仅为常规控制系统的30%~50%。 DCS所需控制室的面积仅为常规控制系统的60%。
1.3.3 人机联系手段—窗口功能丰富
DCS人机联系手段：采用了CRT图形显示和键盘操作。 常规控制系统： 人 过程：运行员通过各种操作器、定值器、开关、按钮 等实现。 过程 人：各种显示仪表，记录仪表，报警信号灯，通过 它们了解生产过程运行情况 。 DCS： 人 过程：键盘 过程 人：信息直接显示在CRT屏幕上。
运行员操作站： 运行员与DCS相互交换信息的人机接口设备，据此来监 视和控制整个生产过程。 通过观察生产过程的运行情况，读出每一个过程变量的数 值和状态，判断每个回路是否正常工作。 并且可以随时进行手动/自动方式的切换，修改给定值， 调整控制量，操作现场设备，以实现对生产过程的干预。 另外还可以打印各种报表，拷贝屏幕画面和曲线等。 要求： 一台具有较强功能的微型机，CRT显示器，大屏幕显示 装置（选件），打印机，拷贝机，键盘，鼠标。
现场级： 一般位于被控生产过程附近，典型设备为各类传感器，变 送器，执行器。它们将生产过程中各种物理量转换为电信 号，送往控制站或者数据采集站，或者将控制站输出的控 制量转换成机械位移，带动调节机构，实现对生产过程的 控制。 现场级信息的传递方式： 1、传统的4~20毫安模拟量信号传输方式 2、现场总线的全数字量传输方式 3、4~20毫安模拟量信号基础上，叠加调制后的数字量信 号的混合传输方式。
计算站： 实现对生产过程的监督控制，例如机组运行优化和性能运 算，先进控制策略的实现等。主要完成复杂的数据处理和 运算功能， 要求 具有较强的运算能力和速度，一般用超级微型机或小型机 构成。
3、控制级 设备：过程控制站，数据采集站 安装在主控室后的电子设备室中 过程控制站： 接收由现场设备，如传感器，变送器来的信号，按照一定 的控制策略计算出所需的控制量，并送回现场的执行器中 去。可以同时完成连续控制顺序控制或逻辑控制，也可能 仅完成其中的一种 。 数据采集站： 接收有现场设备送来的信号，并对其进行一些必要的转换 和处理之后送到DCS的其它部分去。主要是监控级设备， 它接收大量的过程信息，并通过监控级设备传递给运行人 员。 数据采集站并不直接完成控制功能
课前提问
1、什么是DCS？
以多台微处理器为核心，采用控制功能分散、显示操作集 中，兼顾分而自治和综合协调原则设计的新一代仪表控制 系统——即：计算机网络控制系统。
2、DCS的产生共经历了哪几个阶段？
集中型计算机控制阶段； 计算机与模拟仪表混合式分散控制阶段； 第一代集散系统； 第二代集散系统； 第三代集散系统。
高性能历史站，性能优越，工作稳定。在收集4万点的 历史数据时，仍然能够快速响应多用户的并发查询。 通过“卷”管理功能，借助外部存储介质，可以轻松 地保存几年的生产数据。 具有完整的分层自诊断功能，可诊断网络、站、I/O卡 件直至I/O点。 独有的体积小巧模块式DPU控制器，运行更加可靠，维 护更加简便。 I/O采用全分散型智能测控装置，功能和危险更分散。 可实现脉冲式调节，去掉了精度低、故 障高的伺放装置，具有更高的控制可靠 性和控制精度。
1.3 分散控制系统的特点
1.3.1 适应性和扩展性
DCS在结构上采用了常规扩展系统的模块化设计方法， 无论硬件还是软件都可以根据实际应用需要去灵活的组合。 小规模生产：1~2个过程控制站和数据采集站，简单的人 机接口设备。 大规模生产：几十个或上百个过程控制站和数据采集站， 外加高层计算站，运行员操作站，工程师站等人机接口设 备。 模块化设计决定了它的易扩展性，可以根据生产过程的发 展，逐渐扩充系统的硬件和软件。
可直接采集和处理各种类型信号：电流、电压、各型热电 偶、各型热电阻、频率及脉冲、电气PT和CT等信号。强化 的结构设计，所有I/O模块和电源模块采用全封闭结构，防 尘、防静电、抗电磁干扰。 所有I/O采用光电隔离技术实现与外部的电气隔离和各通道 的电气隔离。 模拟量输入模件经过精心设计容许信号类型混排，电压信 号，热电偶信号、变送器信号可接入同一模件，模件还可 为变送器提供电源，为设计和施工带来了方便。各级供电 电源均采用冗余配置。