DCS(计算机网络控制系统)
DCS系统简介
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。
《DCS系统概述》课件
操作站
01
02
03
04
操作站是DCS系统中的人机交 互界面。
操作站通常配备大屏幕显示器 、键盘、鼠标等设备，供操作
员进行监控和操作。
操作站可以显示设备的运行状 态、报警信息、实时数据等， 方便操作员对设备进行监控和
管理。
操作站还支持历史数据查询、 报表生成等功能，方便操作员
进行数据分析和管理。
通信网络
输入输出模块还支持多种 信号接口和控制输出，可 以与各种设备进行连接和 控制。
ABCD
输入输出模块可以采集各 种设备的状态信号和控制 信号，并将其传输到控制 器进行处理。
输入输出模块具有高可靠 性和稳定性，可以在各种 复杂环境下正常工作。
03
DCS系统的功能
数据采集与处理
数据采集
DCS系统能够实时采集各种传感器、 变送器等设备产生的信号，并将其转 化为数字或模拟量数据。
01
通信网络是DCS系统中 的信息传输系统。
02
通信网络采用高速数据 传输协议，确保数据传 输的实时性和准确性。
03
通信网络支持多种通信 接口，可以与各种设备 进行通信和控制。
04
通信网络还具有故障冗 余设计，可以在网络故 障时保证系统的稳定性 和可靠性。
输入输出模块
输入输出模块是DCS系统 中的信号采集和控制系统 。
详细描述
智能化DCS系统具备自学习和自我优化的能力，能够根据历史数据和实时运行情况，自动调整控制策略，提高系 统的稳定性和效率。
网络化
总结词
网络技术的发展使得DCS系统逐渐实现 网络化，提高了系统的可扩展性和远程 控制能力。
VS
详细描述
通过网络化DCS系统，可以实现远程监控 和控制，方便对大规模、分散的工业设施 进行集中管理。同时，通过网络技术，可 以实现数据共享和信息交互，提高生产效 率。
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。
什么是DCS控制系统_DCS控制系统如何应用
什么是DCS控制系统_DCS控制系统如何应用DCS控制系统听起来好像很复杂，其实它就是综合了计算机、通讯、显示和控制等4C技术的一个综合性控制系统。
但是说起来简单，真正想要实现DCS控制系统还是比较复杂的。
小编对DCS控制系统也不是特别精通，就给大家请来了这方面的专家，请专家来为大家解释什么是DCS控制系统，以及DCS控制系统如何应用等一系列问题。
【什么是DCS控制系统】DCS控制系统是分散控制系统（DistributedControlSystem）的简称，国内一般习惯称为集散控制系统。
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。
DCS控制系统主要有现场控制站（I/O站）、数据通讯系统、人机接口单元（操作员站OPS、工程师站ENS）、机柜、电源等组成。
系统具备开放的体系结构，可以提供多层开放数据接口。
DCS控制系统硬件系统在恶劣的工业现场具有高度的可靠性、维修方便、工艺先进。
底层汉化的软件平台具备强大的处理功能，并提供方便的组态复杂控制系统的能力与用户自主开发专用控制算法的支持能力；易于组态，易于使用。
支持多种现场总线标准以便适应未来的扩充需要。
DCS控制系统的设计采用合适的冗余配置和诊断至模件级的自诊断功能，具有高度的可靠性。
系统内任一组件发生故障，均不会影响整个系统的工作。
DCS控制系统的参数、报警、自诊断及其他管理功能高度集中在CRT上显示和在打印机上打印，控制系统在功能和物理上真正分散，DCS整个系统的可利用率至少为99.9％；系统平均无故障时间为10万小时，实现了核电、火电、热电、石化、化工、冶金、建材诸多领域的完整监控。
把大型控制系统用高速实时冗余网络分成若干相对独立的分系统，一个分系统构成一个域，各域共享管理和操作数据，而每个域内又是一个功能完整的DCS系统，以便更好的满足用户的使用。
dcs控制原理
dcs控制原理DCS控制原理DCS（Distributed Control System）即分散控制系统，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。
DCS在工业控制领域中得到广泛应用，它通过将控制任务分散到各个现场设备上，实现对工业过程的监控和控制。
DCS控制原理可以概括为以下几个方面：1. 分散控制与集中控制的区别传统的集中控制系统以中央控制器为核心，通过集中控制室的操作员对整个系统进行监控和控制。
而DCS系统采用分散控制的方式，将控制功能分散到各个现场设备上，通过计算机网络将各个设备连接起来，形成一个分布式的控制系统。
这种分散控制的方式使得DCS具有更高的可靠性和可扩展性。
2. 通信网络构架DCS系统的核心是通信网络，它连接了各个现场设备和控制中心。
通信网络可以采用以太网、现场总线等多种技术，实现设备之间的数据交换和信息传输。
通信网络的可靠性对于DCS系统的正常运行至关重要。
3. 控制策略DCS系统通过控制策略实现对工业过程的控制。
控制策略可以分为开环控制和闭环控制两种方式。
开环控制是根据预先设定的控制规则对系统进行控制，不考虑系统的反馈信息。
闭环控制则是根据系统的反馈信息对控制器进行调节，使系统的输出达到预期的目标。
DCS系统通常采用闭环控制，通过传感器采集工业过程的数据，然后根据设定的控制算法对系统进行调节。
4. 控制算法DCS系统中的控制算法是实现控制策略的核心部分。
常见的控制算法包括PID控制、模糊控制、自适应控制等。
PID控制是一种经典的控制算法，通过比较设定值和实际值的差异，计算出控制量，并对系统进行调节。
模糊控制则是一种基于模糊逻辑的控制方法，它能够处理不确定性和模糊性较强的系统。
自适应控制则是根据系统的动态特性自动调整控制参数，适应不同工况下的控制需求。
5. 系统安全与可靠性DCS系统在工业控制中承担着重要的任务，因此系统的安全与可靠性是至关重要的。
为了保证系统的安全性，DCS系统通常采用多重冗余的设计，即在关键部件和通信路径上设置备用设备，一旦主设备发生故障，备用设备可以立即接管工作，确保系统的连续运行。
分散控制系统讲义DCS的体系结构
分散控制系统讲义DCS的体系结构分散控制系统(Distributed Control System, DCS)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多个设备和系统。
DCS的体系结构是一个分布式的架构，包括多个分散的控制器，这些控制器通过通信网络进行连接和交互。
本文将详细介绍DCS的体系结构。
DCS的体系结构主要由以下几个组成部分组成：1.控制器：DCS的核心部分就是控制器，它负责处理过程中的各种信号和数据，并根据设定的控制策略来执行相应的操作。
通常情况下，一个DCS系统包含多个控制器，每个控制器负责控制一个或多个设备或系统。
控制器通常由工作站或嵌入式计算机组成。
2.通信网络：DCS系统中所有的控制器、设备和工作站都通过通信网络进行连接和通信。
通信网络可以根据具体需求选择不同的技术，如以太网、现场总线等。
通信网络的稳定性和可靠性对DCS系统的工作非常重要，因为它直接影响了设备之间的通信和数据传输。
3.人机界面：DCS系统提供了一个人机界面，用于监控过程状态和操作控制器。
人机界面通常由一台或多台工作站组成，工作站上配备有显示屏、键盘和鼠标等输入设备。
操作人员可以通过人机界面查看实时数据、控制设备和执行报警处理等操作。
4.设备/系统：DCS系统可以控制和监测多种设备和系统，如发电机、输电系统、制造过程等。
每个设备或系统都有一个或多个控制器与之对应，通过控制器的指令来实现相应的控制操作。
5.数据存储和处理：DCS系统需要存储和处理大量的数据，包括实时数据、历史数据和配置数据等。
数据存储和处理通常由一个或多个数据库服务器来完成，数据库服务器负责数据的存储和检索等操作。
DCS的体系结构具有以下几个特点：1.分布式控制：DCS系统的控制器分布在不同的位置，可以同时控制多个设备和系统。
这种分布式的控制方式使得系统更加灵活和可靠，同时也降低了系统的复杂性。
2.可靠性：DCS系统具有高度可靠性，即使一个或多个控制器发生故障，系统依然可以正常工作。
DCS系统
DCS系统目前，在连续型流程生产自动控制（PA）或习惯称之为工业过程控制中，有三大控制系统，即DCS（分散控制系统）、PLC（可编程逻辑控制器）和FCS（现场总线控制系统）。
什么是DCSDCS集散控制系统(Distributed Control System)是20世纪70年代中期发展起来的以微处理器为基础的分散型计算机制系统。
它是控制技术（Control）、计算机技术（Computer）、通信技术（Communication）、图形显示(Display)相结合的产物．该装置是利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散制的一种全新的分布式计算机控制系统。
DCS的特点DCS是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物。
DCS通常采用若干个控制器（过程站）对一个生产过程中的众多控制点进行控制，各控制器间通过网络连接并可进行数据交换。
操作采用计算机操作站，通过网络与控制器连接，收集生产数据，传达操作指令。
因此，DCS的主要特点归结为一句话就是：分散控制集中管理。
分级递阶控制系统在垂直和水平方向都是分级的。
最简单的DCS系统至少在垂直方向分两级，即：操作管理级和过程控制级。
在水平方向上各个过程控制级之间是相互协调的分级，它们把数据向上送达操作管理级，同时接收操作管理级的指令，各个水平分级间相互也进行数据交换。
DCS系统越大，其垂直方向和水平方向分级的范围也越广。
分级递阶控制系统的优点是各个分级有各自的分工范围，相互之间有协调，通常，这种协调由上一级来完成。
分散控制分散是DCS的一个重要特点。
分散的含义不单是分散控制，还包含了其他意义。
如：地域分散，功能分散，设备分散，危险分散等。
分散的目的是为了使危险分散，提高设备的可利用率。
自治与协调性DCS的各个组成部分是各自为政的自治系统，各自完成各自的功能，相互之间又有联系，数据信息相互交换，各种条件相互制约，在系统的协调下工作。
分散过程控制装置完成数据的采集、信号的处理、计算以及数据输出等功能。
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等名词解释
仪表工基础知识－－DCS等名词解释一、DCS－－－－分布式控制系统1、什么是DCS？ 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。
2、 DCS有什么特点？ DCS是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物。
DCS通常采用若干个控制器（过程站）对一个生产过程中的众多控制点进行控制，各控制器间通过网络连接并可进行数据交换。
操作采用计算机操作站，通过网络与控制器连接，收集生产数据，传达操作指令。
因此，DCS的主要特点归结为一句话就是：分散控制集中管理。
3、 DCS的结构是怎样的？上图是一个较为全面的DCS系统结构图，从结构上划分，DCS包括过程级、操作级和管理级。
过程级主要由过程控制站、I/O单元和现场仪表组成，是系统控制功能的主要实施部分。
操作级包括：操作员站和工程师站，完成系统的操作和组态。
管理级主要是指工厂管理信息系统（MIS系统），作为DCS更高层次的应用，目前国内纸行业应用到这一层的系统较少。
4、 DCS的控制程序是由谁执行的？DCS的控制决策是由过程控制站完成的，所以控制程序是由过程控制站执行的。
5、过程控制站的组成如何?DCS的过程控制站是一个完整的计算机系统，主要由电源、CPU（中央处理器）、网络接口和I/O组成6、什么是DCS 的开放性？DCS的开放性是指DCS能通过不同的接口方便地与第三方系统或设备连接，并获取其信息的性能。
这种连接主要是通过网络实现的，采用通用的、开放的网络协议和标准的软件接口是DCS开放性的保障。
7、什么是系统冗余？在一些对系统可靠性要求很高的应用中，DCS的设计需要考虑热备份也就是系统冗余，这是指系统中一些关键模块或网络在设计上有一个或多个备份，当现在工作的部分出现问题时，系统可以通过特殊的软件或硬件自动切换到备份上，从而保证了系统不间断工作。
通常设计的冗余方式包括：CPU冗余、网络冗余、电源冗余。
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的基本结构及原理
DCS的基本结构及原理DCS（Distributed Control System，分布式控制系统）是一种利用计算机网络技术对工业生产过程实施分散控制与集中管理的自动化控制系统。
其基本结构主要由硬件部分和软件部分组成。
硬件部分包括：控制器、输入/输出模块、通信网络和人机界面等。
控制器是DCS的核心部分，负责接收和处理来自输入/输出模块的信号，并根据设定的控制策略产生相应的控制信号。
控制器通常由主控制器和备用控制器组成，以提高系统的可靠性和稳定性。
输入/输出模块用于接收和发送与工业生产过程相关的信号。
输入模块将传感器等设备感知到的实时数据转换成数字信号，并传送给控制器进行处理和决策。
输出模块则将控制器产生的控制信号传送给执行机构，实现对生产过程的控制。
通信网络用于连接各个控制器和输入/输出模块，以及人机界面等设备，构建起整个DCS系统。
通信网络可以采用以太网、现场总线等多种技术，保证数据的传输和共享。
人机界面是操作员与DCS系统进行交互和管理的接口。
它提供了直观的图形界面，显示实时数据和历史数据，并提供控制参数的设置和调整等功能。
操作员可以通过人机界面对生产过程进行监控、控制和优化。
软件部分包括：实时控制软件、数据库管理软件和应用软件等。
实时控制软件是DCS系统的核心软件，它负责实时监控和控制生产过程。
实时控制软件接收输入/输出模块传来的信号，根据预设的控制算法和控制策略，产生相应的控制信号进行调节和优化。
同时，它也负责实时监测各个设备的状态和性能，并进行诊断和报警。
数据库管理软件用于存储和管理DCS系统中涉及的各种数据，包括实时数据、历史数据、配置数据和报警记录等。
数据库管理软件可以高效地组织和检索各种数据，以满足用户的需求。
应用软件是DCS系统根据不同行业和工艺特点而自定义开发的，它根据用户的需求，提供特定的功能和工具，以实现对生产过程的优化和管理。
应用软件可以包括过程控制、安全控制、质量控制等方面的功能。
DCS简介
DCS简介
一、DCS的概念
DCS是英文（Distributed Control System）的缩写，在国内自动控制行业又称之为集散控制系统。
DCS是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物，是目前最先进、最合理的过程控制系统，可以适应各种过程控制的要求。
系统具有很高的可靠性。
它通过集中的操作和监控，管理分散的受控点，所以DCS可理解为“分散控制，集中管理”。
二、DCS的应用状况
自1975 年Honeywell 公司推出第一套DCS 以后,全世界有60 余家公司生产了1500 余种产品,目前约有10 000套DCS 在运行。
我国DCS 发展较晚,大约在20 世纪80 年代末才开始逐渐使用。
目前还处在从大型工程逐步向中、小型工程,从主要应用领域(如石化、化工、电力、冶金等行业) 逐步向全工业范围扩展阶段,市场远没有饱和。
特别在最近一段时期,将会有大量的国内企业采用先进的DCS 来改造传统产业,不但大型、中型工程项目采用,不少小型项目也开始采用。
它们的技术改造为DCS 提供了十分巨大的市场空间。
三、 DCS系统结构。
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简介
总体功能。 3，友好性 DCS采用实用而简洁的人机会话系统，丰富的画面显示，具有实时的菜
单功能，方便的操作器，如键盘、鼠标等。 4，适应性 DCS的硬件和软件均采用开放式、标准化和模块化设计，系统为积木式
结构，配置灵活，可以适应不同用户的需要。可以根据生产的要求，改变 系统的大小。在工厂改变生产工艺和生产流程时，只需改变某些配置和控 制方案。
3，生产管理级： 该级计算机协调各单元的参数设定，是生产的总协调员。 4，工厂经营管理级： 这一级居于中央计算机，并与办公自动化连接起来，担任全厂的总体协调管理， 包括各类经营活动、人事管理等等。
三、DCS的发展：
DCS出现于20世纪70年代中期，发展至今已有近30年。，经历了两代历程，现正向 更新的第三代发展。 1，第一代DCS： 20世纪70年代中期至后期推出的DCS称为第一代DCS。
一、什么是DCS？
DCS的全名是Distributed Control System,它的中文名字叫分散控制系统，它还 有一个名字，叫集散控制系统(Total Distributed Control System )。它主要应用于工 程控制。 过程控制对象的特点是控制回路较多，若采用集中型计算机控制，则主要有 3个问题：1，危险过于集中； 2，单台计算机很难完成所有的控制； 3，开发周期过长。 而DCS的出现解决了集中型计算机控制所存在的问题。 目前的DCS是指出现于20世纪70年代中期，是以微处理器为基础的分散型计 算机控制系统。
下图目前DCS的组成简图：
中央控制室 CRT操作中心
高 速 数 据 通 道
过程控 制单元
过程控 制单元
过程控 制单元
工业现场
过程控制单元是以微处理器微基础的微机结构，具有几十种或上百种运算功能， 可以独立地对回路进行各种复杂控制。各控制单元通过通讯系统集中到中央操作站， 进行全系统地综合管理。
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。
分布式控制dcs系统功能模块
分布式控制dcs系统功能模块分布式控制系统（DCS）是一种基于计算机网络的控制系统，它将控制和监测功能分布在不同的计算机节点上，通过网络进行通信和协调，以实现对复杂工业过程的集中控制和管理。
DCS系统由多个功能模块组成，每个模块负责不同的任务，共同构成了一个完整的控制系统。
本文将介绍DCS系统中常见的功能模块。
1. 过程控制模块过程控制模块是DCS系统的核心模块，它负责监测和控制工业过程中的各种参数和变量。
通过传感器和执行器，该模块可以实时采集和反馈过程数据，并根据设定的控制策略进行调节。
过程控制模块通常包括PID控制器、逻辑控制器、模糊控制器等，能够满足不同的控制需求。
2. 数据采集模块数据采集模块负责从各个传感器和执行器中采集过程数据，并将其传输给过程控制模块进行处理。
该模块通常包括模拟输入模块和数字输入模块，能够接收不同类型的信号，并将其转换为数字信号进行处理。
数据采集模块还负责对采集的数据进行预处理，如滤波、线性化等，以提高数据质量和可靠性。
3. 人机界面模块人机界面模块是DCS系统与操作人员之间的接口，通过它可以实现对过程的监视、操作和控制。
该模块通常包括显示器、键盘、鼠标等硬件设备，以及操作界面和控制软件。
人机界面模块能够将过程数据以图形化的方式呈现给操作人员，并提供操作控制的功能，使操作人员能够直观地了解和控制工业过程。
4. 应用软件模块应用软件模块是DCS系统中的高级功能模块，主要用于实现特定的控制和管理功能。
该模块通常包括数据处理模块、报警管理模块、故障诊断模块等，能够对采集的数据进行分析、处理和存储。
应用软件模块还可以实现对系统状态的监测和报警，以及对设备故障的诊断和处理，提高系统的可靠性和安全性。
5. 通信模块通信模块是DCS系统中实现节点之间通信和数据传输的关键模块。
该模块负责建立和维护节点之间的通信连接，以及实现数据的传输和同步。
通信模块通常包括网络接口模块、通信协议模块等，能够支持各种通信方式和协议。
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系统原理及应用情况
DCS系统原理及应用情况DCS（Distributed Control System）是分布式控制系统的缩写，它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各种设备和设施。
DCS系统是由各种硬件和软件组成的，它可以实现对工作在不同位置的设备进行集中监控和集中控制，从而提高工艺过程的效率和可靠性。
DCS系统的原理是将不同的工艺单元通过网络连接到一个中央控制器上，该控制器可以发送指令给各个单元，接收它们的反馈信息，并做出相应的调整。
这种分布式的控制结构使得系统具有高度的可扩展性和灵活性，可以根据实际需求对系统进行扩展或修改。
DCS系统在工业生产中的应用非常广泛。
它可以用于各种类型的工艺过程，包括化工、电力、制造业、石油和天然气等。
在化工工业中，DCS系统可以监控和控制各种反应器、分离器、加热炉等设备，以确保生产过程的安全和高效。
在电力行业，DCS系统可以监控和控制发电机组、输电线路、变电站等设备，以确保稳定和可靠的电力供应。
在制造业中，DCS系统可以监控和控制各种设备和流程，以提高生产效率和质量。
DCS系统的应用还可以扩展到一些特殊的领域。
例如，在石油和天然气行业，DCS系统可以用于监控和控制油井、输油管道和储油设施，以确保采油和输油过程的安全和高效。
在交通运输领域，DCS系统可以用于监控和控制地铁、火车和船舶等交通工具，以确保他们的正常运行和安全。
此外，DCS系统还可以应用于环境保护领域，用于监控和控制废水处理、废气净化等设备，以减少对环境的污染。
总的来说，DCS系统通过集中监控和集中控制的方式，实现了对工艺过程的高效和可靠管理。
它的应用可以帮助企业提高生产效率、降低成本、提高产品质量，并确保生产过程的安全和可持续发展。
随着技术的不断发展，DCS系统还将继续发展，以应对更加复杂和多样化的生产环境和需求。
DCS名词
、DCS (Distributed Control System), 即分布式控制系统( 或称分散控制系统), 指控制功能分散、风险分散、操作显示集中、采用分布式结构的智能网络控制系统。
2、DAS (Date Acquisition System) 数据采集系统, 是指采用数字计算机系统对工艺系统和设备的运行参数、状态进行检测, 对检测结果进行处理、记录、显示和报警, 对机组的运行情况进行计算和分析, 并提出运行指导的监视系统。
3、MCS (Modulation Control System) 模拟量控制系统, 是指系统的控制作用被控变量通过反馈通路引向控制系统输入端所形成的控制系统, 也称闭环控制或回路控制, 其输出量为输入量的连续函数。
它常包含参数自动调节及偏差报警等功能。
火力发电厂模拟量控制系统是锅炉、汽轮机及其辅助设备运行参数自动控制系统的总称。
4、CCS (Coordinated Qntrol System) 协调控制系统, 是指将锅炉-汽轮发电机组作为一个整体进行控制, 通过控制回路协调锅炉与汽轮机组在自动状态下工作, 给锅炉、汽轮机的自动控制系统发出指令, 以适应负荷变化的需要, 尽最大可能发挥机组调频、调峰的能力, 它直接作用的执行级是锅炉燃料控制系统和汽机控制系统。
5、SCS (Sequence Control System) 顺序控制系统, 是指对火电机组的辅机及辅助系统, 按照运行规律规定的顺序( 输入信号条件顺序、动作顺序或时间顺序) 实现启动或停止过程的自动控制系统。
6、FSSS (Furnace Safeguard Supervisory System) 炉膛安全监控系统, 指对锅炉点火和油枪进行程序自动控制, 防止锅炉炉膛由于燃烧熄火、过压等原因引起炉膛爆炸( 外爆或内爆) 而采取的监视和控制措施的自动系统。
FSSS 包括燃烧器控制系统(Burner Control Sys- tem, 简称BCS) 和炉膛安全系统(Furnace Safety System, 简称FSS)。
集散控制系统(DCS)
集散控制系统(DCS)集散控制系统(DCS)，是以多个微处理机为基础利用现代网络技术、现代控制技术、图形显示技术和冗余技术等实现对分散控制对象的调节、监视管理的控制技术。
其特点是以分散的控制适应分散的控制对象，以集中的监视和操作达到掌握全局的目的。
系统具有较高的稳定性、可靠性和可扩展性。
集散控制系统一般有四部分组成：（1）过程输入输出装置；（2）过程控制装置；（3）操作接口；（4）数据通讯系统。
集散控制系统也叫分布式控制系统，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。
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。
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，即通常所说的每秒比特数（b ps），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。
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▪
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。
▪
改变或升级功能只需改变软件设计
▪ 现代DCS控制单元具有连续、离散、批量控制功能，实现 高级控制。
▪ 高级控制
▪ 串级调节系统
自适应控制系统
▪ 前馈-反馈复合调节器
多变量解耦系统
▪ SMITH预估器
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▪ 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
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。
.
▪ 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
▪ 数据采集站并不直接完成控. 制功能
▪ 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。
.
▪ 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。
▪ CRT操作站：是集散系统的人—机接口装置。一般配有高 分辨力大屏幕的彩色CRT、操作者键盘、工程师键盘、打 印机、硬拷贝机和大容量存贮器。
▪ 操作站除了执行对过程的监控操作外，系统的组态、编程 工作也在操作站上进行。为了使操作直观方便，一般都有 动态流程图显示功能，操作站还可完成部分的生产管理工 作，如打印班/日报表和用户自己设计的工艺报表等。
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。
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。
装置（选件），打印机，拷贝机，键盘，鼠标。
.
▪ 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。
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▪ 3、控制级
▪ 设备：过程控制站，数据采集站
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集散控制系统
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第1章 分散控制系统概论
▪ 1.1 分散控制系统的产生 ▪ 1.2 分散控制系统的结构 ▪ 1.3 分散控制系统的特点 ▪ 1.4 分散控制系统的分散方式 ▪ 1.5 分散控制系统的发展
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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、
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▪ 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
▪ 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。
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▪ 1.3.2 控制功能完善
▪ 常规控制系统功能 改变硬件配置
硬件实现 改变或升级功能即
▪ DCS 软件实现 具有高度灵活性和完善的控制能力
.
▪ 1.2.2硬件系统结构
▪ 集散控制系统通常由过程控制单元、过程接口单元、 CRT显示操作站、管理计算机以及计算机网络等五个主 要部分组成其基本结构。
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▪ 过程控制单元：亦称现场控制单元或基本控制器，可以控 制一个或多个回路。过程接口单元：亦称数据采集装置， 是采集非控制变量，进行数据处理。
▪ 管理计算机：习惯上称为上位机。它综合监控全系统的各 单元，管理全系统的所有信息，实现全系统的最优控制和 全厂的优化管理。
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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。