分散控制系统.
DCS的基本结构及原理经典实用
DCS的特点-分散方式
2）分散方式 从仪表控制系统的角度看，DCS的最大特点在于其
具有传统模拟仪表所没有的通信功能。 从计算机控制系统的角度看，DCS的最大特点则在
于它将整个系统的功能分成若干台不同的计算机去 完成，各个计算机之间通过网络实现互相之间的协
调和系统的集成。
DCS的基本结构及原理
DCS的特点-数字方式
1）数字方式 从系统的结构形式看，DCS确实与仪表控制系统相
类似，它在现场端仍然采用模拟仪表的变送单元和 执行单元，在主控制室端是计算单元和显示、记录、 给定值等单元。
但从实质上DCS和仪表控制系统有着本质的区别。
DCS的基本结构及原理
DCS和仪表控制系统的区别
分散控制系统结构
DCS的基本结构及原理
基本构成
基本构成由现场级、控制级、监控级、管理层四 级构成。
现场级主要包括各种过程通道卡件或者模块。 控制级包括所有的过程站。 监控级包括工程师站、操作员站、历史站和打印
机等附属设备。 管理级包括管理计算机。 四层中间相应的通信网络由控制网络（Cnet）、
DCS的基本结构及原理
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、高质。
电子间一般不再独立设置，更多为远程I/O站。
分散控制系统介绍概要
分散控制系统介绍概要分散控制系统(Distributed Control System, DCS)是一种广泛应用于工业自动化领域的控制系统。
它是以计算机为核心，通过分布式的控制器和现场设备相互连接，实现对工业过程中各种参数和设备的监控和控制。
DCS的核心思想是将控制系统分布在不同的现场设备中，通过现场设备之间的通信，实现系统的协调和控制。
相比于传统的集中式控制系统，DCS具有以下优势：1.可扩展性：DCS的控制器分布在不同的设备中，可以根据需求添加或移除控制器，实现系统的扩展和升级。
2.高可靠性：由于控制器分布在多个设备中，即使一些设备故障，其他设备仍然可以正常工作，保证了系统的高可靠性。
3.高性能：DCS中的控制器使用先进的计算机技术，具有较高的计算性能和响应速度，能够快速进行复杂的控制计算。
4.分布式控制：DCS将控制功能分布在多个控制器中，实现了分布式控制，提高了系统的灵活性和适应性。
DCS主要由三个组成部分构成，分别是现场设备、控制器和操作工作站。
现场设备包括各种传感器、执行器等，用于获取和控制工业过程中的各种参数和信号。
控制器是DCS的核心部件，它负责接收和处理现场设备发送的信号，进行控制计算，并根据计算结果发送控制指令给现场设备。
操作工作站是DCS的人机界面，操作员通过工作站可以对系统进行监控和控制。
工作站提供了友好的图形界面，显示各种参数和设备状态，并提供操作界面，操作员可以对参数进行调整和设备进行控制。
DCS的工作原理是现场设备将传感器采集到的信号通过数据通信网络传输到控制器，控制器进行控制计算，并根据计算结果发送控制指令给现场设备，现场设备执行控制指令，实现对工业过程的控制。
除了基本的监测和控制功能，DCS还具有一些高级功能，如数据采集和处理、报警和故障诊断、远程监控和控制等。
通过这些功能，DCS可以实现对工业过程的全面监控和控制，并对系统故障进行及时诊断和修复，提高系统的稳定性和可靠性。
SOE
时间同步模块
自动化站的时钟同步模块，接受外部时钟信号，作为系 统的时钟主站，控制CPU和功能组的时钟同步。保证其 内部时钟与外部参考时钟不偏离过1ms，保证其高度实 时性。周期的向CPU和所有总线模块等设定时钟，在下 一分钟将设置时间。
信号记录输入模块
用于系统的处理数字量输入信号的DI功能模块。它能 够处理32个通道，高达1ms分辨率的隔离、无干扰和快速 采集的数字量信号。 模块中有一事件缓存区，可以存储多 达200事件。使CPU获得存储在事件缓存中的数据。
有多种不同的功能处理采集到的状态变化：
1）单点信息：每次输入信号进来和离开，都要存储到缓 存中，并且更新过程映像区。
2）瞬时信息：跟单点信息功能不同的是，只在信号进入 时才存储到缓存更新过程映像区。
3）双点信息：设备的两点状态（开启／关闭）可以用
两个输入来描述。每次双点信息改变，存储到缓存中，并 且更新过程映像区。
外部时钟
外部时钟是能直接提供CPU工作所需的时钟信号，根 部不同的电站设备不同，有使用GPS定时的外部时间。
SOE软件描述
统一的数据管理、统一的通信和统一的组态和编程软件， 集成了强大的各种系统软件，对项目进行管理、处理、 归档和建立文件。
SOE
SOE简介
分散控制系统(DCS)均含有事件顺序记录系统（SOE)。 主要是记录的是电厂事故发生前后主辅机的运行状态、 事件发生时间、首发事件和连锁发生事件的间隔顺序， 是电厂分析运行异常、设备故障和生产事故的最重要依 据。 DCS是分散控制系统的简称，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、 通讯、显示和控制等技术，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。
集散控制系统行业分析报告
集散控制系统行业分析报告集散控制系统行业分析报告一、定义集散控制系统，又称分散控制系统，是由多个分布式控制单元相互关联协调工作而组成的控制系统。
该系统采用了先进的信息技术，具有高度的集成性、稳定性和可靠性等特点，并广泛应用于自动化控制领域。
二、分类特点根据不同的控制目标和控制策略，集散控制系统可以分为自动化控制系统、监控系统、安全系统、调度系统等种类。
其共同特点为高集成性、高可靠性、高可扩展性、高灵活性和高智能化。
三、产业链集散控制系统产业链由控制器、控制网络、传感器、执行器、软件等组成。
具体来说，控制器包括PLC、DCS、CNC等；控制网络包括以太网、现场总线等；传感器包括温度传感器、电气传感器、气体传感器等；执行器包括电动阀门、电动执行机构等；软件包括控制软件、人机界面软件等。
四、发展历程集散控制系统的起源可以追溯到20世纪70年代，当时PLC （可编程逻辑控制器）首次应用于工业领域。
随着信息技术不断迭代更新和应用需求不断扩大，集散控制系统在90年代逐渐发展起来并逐渐成为自动化控制的主流方案。
五、行业政策文件及其主要内容国家在集散控制系统领域出台了一系列政策文件，主要包括：1、《中华人民共和国国家标准》该标准规定了集散控制系统的基本结构和性能指标，从而为行业的标准化发展建立了基础。
2、《产业发展规划》该规划提出了未来几年集散控制系统产业的发展方向和政策支持，鼓励企业加强技术创新，打造国际领先的集散控制系统产业。
3、《产品质量监管条例》该条例规定了集散控制系统的质量标准和监管要求，保障了消费者的利益。
六、经济环境近年来，全球经济的不断发展和创新技术的推动，为集散控制系统产业提供了良好的市场运营环境。
尤其是在中国，政策扶持和市场需求的增长，进一步激发了集散控制系统产业的发展。
七、社会环境集散控制系统的发展，对工业化生产具有重要的推动作用，为社会的经济发展和工业生产提供了可靠的技术支持。
八、技术环境集散控制系统在过去几十年间逐渐发展成熟，但是在未来，随着科技的创新，如人工智能、大数据等技术的发展，集散控制系统仍有更加广阔的发展前景。
DCS术语——精选推荐
DCS－－－－分散控制系统DAS－－－－数据采集和处理系统CCS－－－－－机炉协调控制系统SCS－－－－－辅机顺序控制系统FSSS－－－－－锅炉炉膛安全监视系统MEH－－－－－给水泵汽轮机控制系统TBC－－－－－汽轮机旁路控制系统EMS－－－－－电气量控制系统DEH－－－－－数字式电液控制系统ETS－－－－－汽轮机紧急跳闸系统DASdata acquisition system,数据采集系统:对生产过程中参数或设备状态进行巡回检测，并经处理后进行显示、打印、报警的计算机系统。
用于作为分散控制系统的一部分时称“数据采集系统”（data acquisition system，DAS）。
MCS,模拟量控制系统modulating control system（MCS）模拟量控制系统实现钢炉、汽轮机及辅助系统参数自动控制的总称。
在这种系统中，常包含参数自动控制及偏差报警功能，对前者，其输出量为输人量的连续函数。
在对外文件中也可称闭环控制系统CCS（closed loop control System）。
FSSS,炉膛安全保护系统furnace safety supervisory system（FSSS）炉膛安全监控系统当锅炉炉膛燃烧熄火时，保护炉膛不爆炸（外爆或内爆）而采取监视和控制措施的自动系统。
包括炉膛安全系统furnace safety system（FSS）和燃烧器控制系统burner control system（BCS）。
SCS,顺序控制系统(程序控制系统)sequence control system（SCS）顺序控制系统对某一工艺系统或主要辅机按一定规律进行控制的控制系统（属于开环控制或逻辑控制之列）。
BBPS,TBPS,DEH,汽轮机共频电液调节digital electro－hydraulic control（DEH）数字式电液控制系统由按电气原理设计的敏感元件、数字电路（计算机）、按液压原理设计的放大元件和液压伺服机构构成的汽轮机控制系统。
DCS基础知识
DCS基础知识
DCS发展史
第一阶段（初创期），1975年~1980年 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 这一阶段的代表产品有美国Honeywell公司的 TDC2000，Bvailey公司的Network90，Foxboro公司的 Spectrum，日本横河电机株式会社的CENTUM等;
KK901/902 903/904 旁路开 旁路开 关 关 再生 部分复 位联锁 主风 机组紧 急停车 反应 部分复 位联锁 主风 机组安 全运行
BK902 901/902 旁路 压力旁 开关 路开关 B烟道 901 温度复 复位 位联锁 联锁 备用 机组安 全运行 K 紧急 停车
主要仪表控制回路说明----简单调节
HONEYWELL公司的DCS简介---架构图
现场巡检自动化 IntelaTrac PKS
企业级高级应用 Business FLEX Workcenter POMS, OptiVISION
工厂数据库 系统 PHD
安全只读访问过程画 面的Web 服务器 eServer
工厂业务客户端 Web 浏览器
防火墙
HONEYWELL公司的DCS简介-----报警
报警的优先级为：紧急优先级：Urgent 高优先级：High 低优先级：Low 事件杂 志：Journal
兰石化300万吨催化DCS简介
标准画面介绍及操作
兰石化300万吨催化DCS简介—操作面板
面板固顶按钮 位号名 测量单位
面板固顶
关闭按钮 位号说明 PV值 测量范围 高报警限
分散控制系统概述
分散控制系统概述分散控制系统（DCS）是指由多个独立的控制器组成的系统，每个控制器负责一个或多个设备或过程的控制。
它通常由一个控制中心和多个可编程逻辑控制器（PLC）组成。
DCS广泛应用于工业自动化领域，例如化工、电力、制造业等。
DCS系统的结构通常包括以下几个方面：1.控制器：DCS系统通常由多个控制器组成，每个控制器负责一个或多个设备/过程的控制。
控制器根据传感器和执行器提供的数据，采取相应的控制策略和算法，控制设备/过程的运行状态。
2.传感器和执行器：传感器是用于测量设备或过程参数的装置，例如温度传感器、压力传感器等。
执行器则用于控制设备或过程的运行状态，例如阀门、电机等。
传感器和执行器的数据通过信号传输到控制器，为控制器提供必要的信息。
3.控制中心：控制中心是DCS系统的核心，负责监控和管理整个系统。
控制中心通常配备有人机界面（HMI），用于人机交互和显示系统状态。
通过控制中心，操作员可以实时监控设备/过程的运行状态，进行参数调节和故障诊断。
4. 通信网络：DCS系统中的各个组件通过通信网络相互连接和交换数据。
通信网络可以是有线的或无线的，可以采用各种通信协议，例如以太网、Modbus等。
通信网络的稳定性和可靠性对于系统的正常运行非常重要。
DCS系统具有以下几个优势：1.高度灵活性：DCS系统的控制器可以独立运行，相互之间无需时钟同步。
这使得系统可以轻松地扩展和修改，适应不同的工艺需求和设备变化。
2.高可靠性：DCS系统中的多个控制器可以相互备份，以实现冗余，提高系统的可靠性和容错性。
当一个控制器发生故障时，其他控制器可以接管工作，确保系统的连续运行。
3.实时监控和反馈：DCS系统通过控制中心实时监控设备/过程的状态，并通过传感器提供的实时数据进行控制。
操作员可以根据实时数据进行参数调节和故障诊断，及时采取措施，避免设备/过程出现问题。
4.高级优化和控制算法：DCS系统可以配备先进的优化和控制算法，通过实时调节参数和控制策略，实现设备/过程的最佳性能。
DSC和PLC控制系统的区别
论坛内有很多海友在讨论DCS控制系统与PLC控制系统区别，我总结了一下:DCS控制系统与PLC控制系统区别从DCS的基本结构和PLC的区别来讲，DCS为分散控制系统的英文（TOTALDISTRIBUTED CONTROSYSTEM简称。
指的是控制危险分散、管理和显示集中。
60年代末有人研制了作逻辑运算的可编程序控制器（Programmable Logic Controller ）。
简称PLC主要应用于汽车制造业。
70年代中期以完成模拟量控制的DCS推向市场，代替以PID运算为主的模拟仪表控制。
首先提出DCS这样一种思想的是原制造仪表的厂商，当时主要应用于化工行业。
后又有计算机行业从事DCS的开发。
70年代微机技术还不成熟，计算机技术还不够发达。
操作站、控制器、I/O板和网络接口板等都是DCS生产厂家自行开发的，也就是所有部件都是专用的。
70年代初，有人用如PDP/1124 这样的小型机代替原来的集中安装的模拟仪表控制。
连接到中央控制室的电缆很多。
如用小型机既作为控制器、同时把连接小型机的CRT又作为显示设备（即人机界面）。
一台小型机需接收几千台变送器或别的传感器来的信号，完成几百个回路的运算。
很显然其危险有点集中。
和模拟仪表连接的电缆一样多，并且一旦小型机坏了，控制和显示都没有了。
数字控制没有达到预期的目的。
后有人提出把控制和显示分开。
一台计算机完成控制计算任务，另一台计算机完成显示任务。
另外，一个工艺过程作为被控对象可能需要显示和控制的点很多，其中有一些还需要闭环控制或逻辑运算，工艺过程作为被控对象的各个部分会有相对独立性，可以分成若干个独立的工序，再把在计算机控制系统中独立的工序上需要显示和控制的输入、输出的点分配到数台计算机中去，把原来由一台小型机完成的运算任务由几台或几十台计算机（控制器）去完成。
其中一台机器坏了不影响全局。
所谓“狼群代替老虎”的战术，这就是危险分散的意思。
把显示、操作、打印等管理功能集中在一起，用网络把上述完成控制和显示的两部分连成一个系统。
分散型控制系统
第一章概述分散型控制系统（DCS：Distributed Control System)，简称分散系统。
自第一套DCS面世以来，一场波及全球的DCS生产和应用竞赛从此拉开了序幕。
其发展主要来源于二方面的激励：一是时代的要求，即来自环境的刺激，以信息管理和自动化为中心展开的技术和经济市场的激烈竞争；二是支撑DCS发展的内部因素，即计算机技术，通讯技术和自动控制技术等发展所创造的先决条件。
在短短的近二十年时间里，世界上已有几十家公司推出50多种DCS产品，实际应用回路数达百万个之多，应用面几乎覆盖了所有的过程控制领域。
可以说，DCS给工业控制及其装置带来了又一次具有划时代意义的飞跃。
1.1 分散型控制系统综述1.1.1分散型控制系统的基本概念和特点为了搞清什么是DCS，首先在概念上作一个划分。
一、集中型控制系统和分散型控制系统1．集中型控制系统（CCS：Central Control System）CCS指过程控制器、指示仪、记录仪或者控制计算机集中安装在中央控制室中，通过管路或线路与现场传感器、现场执行器相连所构成的过程控制系统。
例如：50年代，自动化仪表以气动仪表为主流，出现了集中型模拟式气动仪表控制系统。
60年代，自动化仪表以模拟式电动仪表（DDZ－Ⅱ，DDZ一Ⅲ型）为主流，产生了集中型模拟式电动仪表控制系统。
计算机在过程控制领域的应用可追溯到50年代，到了60年代至70年代初，形成了集中型计算机控制系统发展时期。
经历了直接数字控制系统（DDC），集中型计算机控制系统和监督计算机控制系统等阶段。
（1）直接数字控制系统（DDC：Direct Digital Control）直接数字控制是计算机控制技术的基础，主要是由一台数字计算机替代一组模拟调节器。
DDC比起模拟仪表控制的主要优点在于，所有PID和其它运算均在计算机中进行，保持了数字化的精度。
但由于当时的计算机运算速度十分有限，不能对快速过程很好地控制。
分散控制系统课程设计
分散控制系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解分散控制系统的基本概念、组成原理及功能特点。
2. 掌握分散控制系统中各组成部分的作用及其相互关系。
3. 学会分析分散控制系统的性能指标，了解系统优化的基本方法。
技能目标：1. 能够运用所学知识对分散控制系统进行模块划分和参数设置。
2. 能够运用仿真软件对分散控制系统进行模拟与调试，分析并解决简单问题。
3. 能够通过小组合作，共同完成一个简单的分散控制系统的设计与实施。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对自动化技术及分散控制系统的兴趣，激发学习热情。
2. 培养学生具备良好的团队合作精神，学会倾听、沟通、协作。
3. 培养学生具备问题意识，敢于面对挑战，勇于创新实践。
课程性质分析：本课程为专业技术类课程，要求学生具备一定的理论基础和实践能力。
通过本课程的学习，使学生能够掌握分散控制系统的基本原理，提高解决实际问题的能力。
学生特点分析：学生为高中年级学生，具备一定的物理、数学基础，对新技术和新知识充满好奇心，但可能缺乏实际操作经验。
教学要求：1. 注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
2. 采用小组合作的形式，培养学生的团队合作精神和沟通能力。
3. 结合实际案例，激发学生的学习兴趣，提高解决问题的能力。
二、教学内容1. 分散控制系统基本概念：介绍分散控制系统的定义、分类及发展历程，使学生了解系统的基本结构和应用领域。
教材章节：第一章 分散控制系统概述2. 分散控制系统组成原理：讲解控制器、执行器、传感器等组成部分及其工作原理，分析各部分在系统中的作用。
教材章节：第二章 分散控制系统的组成与原理3. 分散控制系统功能特点：阐述分散控制系统的优点，如可靠性、实时性、灵活性等，对比集中控制系统，加深学生对系统特点的理解。
教材章节：第三章 分散控制系统的功能与特点4. 性能指标与系统优化：分析系统性能指标，如稳定性、快速性、精确性等，介绍优化方法，如PID控制、模糊控制等。
什么叫分散控制系统？它有什么特点？
什么叫分散控制系统？它有什么特点？分散控制系统又称总体分散型控制系统，它是以微处理机为核心的分散型直接控制装置。
它的控制功能分散（以微处理机为中心构成子系统），管理集中（用计算机管理）。
它与集中控制系统比较有以下特点：1、可靠性高（即危险分散）。
以微处理机为核心的微型机比中小型计算机的可靠性高，即使一部分系统故障也不会影响全局，当管理计算机故障时，各子系统仍能进行独立的控制。
2、系统结构合理（即结构分散）。
系统的输入、输出数据预先通过子系统处理或选择，数据传输量减小，减轻了微型机的负荷，提高了控制速度。
3、由于信息量减小，使编程简单，修改、变动都很方便。
4、由于控制功能分散，子系统可靠性提高，对管理计算机的要求可以降低，对微型机的要求也可以降低。
试述单元机组自动调节有什么特点？单元机组，即锅炉生产的蒸汽不通过母管，直接送到汽轮机，锅炉和汽轮机已经成为一个整体，需要有一个共同的控制点，需要锅炉和汽轮机紧密配合，协调一致，以适应外部负荷的需要。
单元机组，特别是有中间再热器的机组，当外部负荷时，由于中间再热器的容积滞后，使中低压缸的功率变化出现惯性，对电力系统调频不利，需要在调节系统上采取措施。
单元机组的动态特性与母管制差异较大。
一般来讲，单元机组汽包压力、汽轮机进汽压力在燃烧侧扰动时变化较大，而蒸汽流量变化较小；母管制锅炉汽包压力变化小，而蒸汽流量变化较大。
因此，单元机组汽压调节系统宜选用汽包压力或汽轮机进汽压力作为被调量，这同母管制锅炉差别较大（母管制的汽压力调节系统一般采用蒸汽流量加汽包压力微分信号）。
至于送风和引风调节系统，单元制同母管制差异不大。
什么是可编程调节器？它有什么特点？可编程调节器又称数字调节器或单回路调节器。
它是以微处理器为核心部件的一种新型调节器。
它的各种功能可以通过改变程序（编程）的方法来实现，故称为可编程调节器。
特点：1、具有常规模拟仪表的安装的操作方式，可与模拟仪表兼容。
分散控制系统(DCS)知识讲解
分散控制系统技术规范（硬件与软件）一、总则1、DCS系统功能：模拟量控制(MCS)，锅炉炉膛安全监控系统(FSSS)、顺序控制(SCS)和数据采集(DAS)，以满足各种运行工况的要求，确保机组安全、高效运行。
2、DCS应由分散处理单元、数据通讯系统和人机接口组成。
3、DCS系统应易于组态，易于使用，易于扩展。
4、DCS的设计应采用合适的冗余配置和诊断至模件级的自诊断功能，使其具有高度的可靠性。
系统内任一组件发生故障，均不应影响整个系统的工作。
5、系统的参数、报警和自诊断功能应高度集中在CRT上显示和在打印机上打印，控制系统应在功能和物理上适当分散。
6、DCS应采取有效措施，以防止各类计算机病毒的侵害和DCS内各存贮器的数据丢失。
7、整个DCS的可利用率至少应为99．9％。
二、硬件要求1、一般要求（1）系统使用以微处理器为基础的分散型的硬件。
（2）所有模件均应是固态电路，标准化、模件化和插入式结构。
（3）模件的编址不应受在机柜内的插槽位置所影响，而是在机柜内的任何插槽位置上都应能执行其功能。
2、处理器模件（1）处理器模件应各司其职(功能上应分离)，以提高系统可靠性．处理器模件应使用I／O 处理系统采集的过程信息采完成模拟控制和数字控制．（2）处理器模件带有LED自诊断、显示。
（3）处理器模件若使用随机存取存储器(RAM)，则应有电池作数据存储的后备电源，电池的更换不应影响模件的工作。
（4）某一个处理器模件故障，不应影响其它处理器模件的运行。
此外，数据通讯总线故障时，处理器模件应能继续运行。
（5）对某一个处理器模件的切除，修改或恢复投运，均不应影响其它处理器模件的运行。
（6）执行机组联锁保护和重要的模拟量控制功能的控制器应冗余配置。
（7）冗余配置的处理器模件与系统均应有并行的接口，即均能接受系统对它们进行组态和组态修改。
处于后备状态的处理器模件，应能不断更新其自身获得的信息。
（8）电源故障应属系统的可恢复性故障，一旦重新受电，处理器模件应能自动恢复正常工作而无需运行人员的任何干预。
dcs分级结构
dcs分级结构一、DCS分级结构简介DCS（Distributed Control System，分布式控制系统）分级结构是一种广泛应用于工业自动化领域的技术方案。
它通过将控制系统分为不同的级别，实现了对生产过程的集中管理和分散控制。
DCS分级结构以模块化、分布式、层次化的设计理念，为工业生产提供了高效、稳定、可靠的自动化控制方案。
二、DCS分级结构的组成要素1.控制器级：负责现场设备的实时控制，如PID调节、开关控制等。
2.操作站级：负责与操作员进行交互，展示生产过程的数据和状态，提供操作界面。
3.工程师级：负责系统配置、组态和维护，以及控制策略的制定和优化。
4.网络级：负责各级别之间的通信和数据传输，确保信息流畅、实时。
三、DCS分级结构的优点1.系统可靠性高：DCS分级结构通过分散控制，降低了单点故障的风险，提高了系统的可靠性。
2.易于扩展和维护：模块化的设计使得DCS系统能够根据生产需求进行灵活扩展，同时便于设备的维护和更换。
3.成本效益好：DCS分级结构采用了高性能、低成本的硬件设备，实现了较高的性能价格比。
四、DCS分级结构的适用场景1.流程工业：如石油化工、制药、食品饮料等行业，需要对生产过程进行实时监控和控制。
2.离散制造：如汽车制造、电子制造等行业，适用于生产线自动化控制。
3.基础设施管理：如电力、水处理、燃气等行业，用于设施运行与维护管理。
五、如何选择合适的DCS分级结构1.确定应用需求：根据生产过程的复杂性、实时性、安全性等需求，选择适合的控制级别和功能。
2.评估系统性能要求：考虑控制器的处理速度、通信带宽、存储容量等性能指标。
3.考虑设备兼容性和投资成本：确保DCS系统与现有设备兼容，同时兼顾投资成本，实现经济效益最大化。
六、DCS分级结构的未来发展趋势1.智能化：借助人工智能技术，提高DCS系统的智能水平，实现更高效的自动化控制。
2.云计算与大数据应用：将DCS系统与云计算、大数据技术相结合，实现数据共享与分析，提升生产过程的管理水平。
DCS与PLC的区别和共通
4、从时间调度上来说：
PLC的程序一般不能按事先设定的循环周期运行。PLC程序是从头到尾执行一次后又从头开始执行。（现在一些新型PLC有所改进，不过对任务周期的数量还是有限制）而DCS可以设定任务周期。比如，快速任务等。同样是传感器的采样，压力传感器的变化时间很短，我们可以用200ms的任务周期采样，而温度传感器的滞后时间很大，我们可以用2s的任务周期采样。这样，DCS可以合理的调度控制器的资源。
PLC已经具备了模拟量的控制功能，有的PLC系统模拟量处理能力甚至还相当强大，比如横河FA-MA3、西门子的S7 400、ABB 的Control Logix 和施耐德的Quantum系统。而DCS也具备相当强劲的逻辑处理能力，比如我们在CS3000上实现了一切我们可能使用的工艺联锁和设备的联动启停。
○如何正确对待PLC和DCS？
我个人从不强调PLC和DCS之间孰优孰劣，我把它们使用了一个新名词“控制类产品”。我们提供给用户的是最适合用户的控制系统。绝大多数用户不会因为想使用一套DCS而去使用DCS，控制类产品必须定位在满足用户的工艺要求的基础之上。其实提出使用DCS还是PLC的用户大抵是从没接触过自控产品或有某种特殊需求的。过分强调这个东东只会陷入口舌之争。
○首先，DCS和PLC 之间有什么不同？
1、从发展的方面来说：
DCS从传统的仪表盘监控系统发展而来。因此，DCS从先天性来说较为侧重仪表的控制，比如我们使用的YOKOGAWA CS3000 DCS系统甚至没有PID数量的限制（PID,比例微分积分算法，是调节阀、变频器闭环控制的标准算法，通常PID的数量决定了可以使用的调节阀数量）。
DCS在发展的过程中也是各厂家自成体系，但大部分的DCS系统，比如横河YOKOGAWA、霍尼维尔、ABB等等，虽说系统内部（过程级）的通讯协议不尽相同，但操作级的网络平台不约而同的选择了以太网络，采用标准或变形的TCP/IP协议。这样就提供了很方便的可扩展能力。在这种网络中，控制器、计算机均作为一个节点存在，只要网络到达的地方，就可以随意增减节点数量和布置节点位置。另外，基于windows系统的OPC、DDE等开放协议，各系统也可很方便的通讯，以实现资源共享。
HGT20573-1995分散型控制系统
HG UDCTRADE STANDARDOF THE PEOPLE'S REPUBLIC OF CHIN A中华人民共和国行业标准HG/T20573-95 Code for Distributed Control SystemEngineering Design分散型控制系统工程设计规定Issued on August 28, 1995 Implement on November 1, 1995 Ministry of Chemical Indus try of The People’s Republic of ChinaDocument of Ministry of Chemical IndustryHJF (1995) 647The notification about issuing the professional standard Code for distributed controlsystem engineering designT o the provinces, autonomous regions, municipalities, municipal chemical agencies (bureaus, companies) listed in the state plan, the relevant organizations:The Code for distributed control system engineering design constituted by China Chengda Chemical Engineering Co., Ltd. under the organization of the Central Station of Automation Design Technology of our ministry has been approved to be voluntary professional standard; the number is HG/T 20573-95. It will enter into force from Nov 1, 1995.This standard is under the administration of the Central Station of Automation Design Technology of the ministry and will be published and issued under the charge of the Center for Engineering Construction Standard Compilation of the ministry.Ministry of Chemical IndustryAugust 28, 1995TRADE STANDARDOF THE PEOPLE'S REPUBLIC OF CHINA中华人民共和国行业标准Code for distributed control systemEngineering design分散型控制系统工程设计规定HG/T 20573-95Chief Editing organization: China Chengda chemical engineering Co., Ltd.Approval department: Ministry of Chemical IndustryImplementation date: November 1, 1995Center for Engineering Construction Standard Compilation, Ministry ofChemical Industry1995, BeijingContents1 General (5)1.1 Purpose (5)1.2 Scope of application (5)1.3 Referenced standards and codes (5)2 DCS application principle (6)2.1 Necessity (6)2.2 Feasibility (6)3 Basic functions of DCS (7)3.1 Process control function (7)3.2 Operating function (7)3.3 Display function (7)3.4 Alarm function (7)3.5 Tabling and printing function (7)3.6 Information management function (7)3.7 Communication function with upper computer and PLC (8)3.8 System configuration function (8)4 Basic structure of DCS (9)4.1 Operation station (9)4.2 Control station (process interface unit, control unit and data collection unit) (9)4.3 Communication bus (10)4.4 Computer interface of DCS (10)4.5 System configuration station (engineer station) (10)5 Power supply of DCS (12)5.1 External power supply of DCS (12)5.2 Internal power supply of DCS (12)6 Reliability of DCS (13)6.1 Redundancy requirement (13)6.2 Quality requirements for hardware (13)6.3 Interference Immunity (13)6.4 Expansion of the system (13)6.5 Maturity of system software (13)7 Control room (14)8 Cables and wires (15)8.1 Connection method (15)8.2 Selection of conductors (15)8.3 Laying of cables and wires (15)8.4 Wiring method (15)9 Electric grounding (16)9.1 Protective grounding (16)9.2 Shielded grounding (16)9.3 Signal grounding (16)9.4 Intrinsic safety grounding (16)9.5 Special grounding (16)9.6 Grounding, execution material and installation (16)10 Tasks of basic design and engineering design (17)10.1 Basic design stage (17)10.2 Engineering design stage (17)11 DCS application configuration (19)11.1 DCS supplier configuration (19)11.2 DCS user configuration (19)12 Inspection, installation and commissioning of DCS (20)12.1 Inspection of DCS (20)12.2 Installation and commissioning (20)13 Compilation of DCS technical specification (21)13.1 The function of technical specification (21)13.2 Compilation time of technical specification (21)13.3 Main contents of technical specification (21)Appendix A DCS engineering design procedure (23)Appendix B Outline for Compilation of DCS Technical Specification (27)Compilation comments (35)1 General1.1 PurposeThis code is a technical specification constituted for the application of distributed control system (hereinafter referred to as DCS) in chemical automation engineering design to help the designers to adopt DCS correctly and reasonably and fully realize the superiority, practicability and reliability of DCS.1.2 Scope of applicationThis code applies to the following working scope in the DCS engineering design:1.2.1Investigate the executive plan of process monitoring system;1.2.2Work out the preliminary configuration of DCS hardware system;1.2.3Compile the DCS technical specification;1.2.4Assess the quotation for DCS;1.2.5Submit the external design conditions of DCS installation and operation;1.2.6 Complete the technical documents required by work, such as DCS application configuration.1.3 Referenced standards and codesZBN 10008-89 Terminologies of distributed control systemISA-S5.1-1984 Graphical symbols and letter codes for instrumentsHG 20505-92 Graphical symbols and letter codes for process detection and controlsystemHG 20508-92 Regulation for design of control roomHG 20509-92 Regulation for design of instrument power supply systemHG 20512-92 Regulation for design of instrument tubing and wiringHG 20513-92 Regulation for design of instrument system grounding2 DCS application principleThe following principles shall be taken into comprehensive consideration in the respect of necessity and feasibility of DCS application before the adoption of DCS is determined.2.1 Necessity2.1.1 In the event of long process flow and many detection and control circuits, the features of DCS such as big capacity and strong function can be fully utilized through application.2.1.2 In the event of complex process control plan, many senior control systems and high security and reliability requirements, the application of conventional analog instruments can hardly meet the technical operation requirements.2.1.3In the event of high requirements for operation management functions, such as printing of operation and cross-limit alarm data as well as execution of cost accounting and technical economic index analysis report forms.2.1.4The adoption of DCS can help to improve production efficiency and product quality.2.2 Feasibility2.2.1Sophisticated production technology and rich design experience will help DCS to come into operation.2.2.2The end user of DCS has a strong technical force and certain operation, maintenance and management capabilities.2.2.3In comparison with conventional analog instruments, the technical economic index of the investment for DCS is reasonable. The end user has the ability to invest funds.3 Basic functions of DCSDCS has a variety of functions. The reasonable and effective implementation of the following functions shall be considered in the first place during design selection and system configuration.3.1 Process control functionIn engineering design, such senior control functions as cascade, ratio, feedforward, override and pure delay time compensation can be applied according to the actual requirements of process monitoring in addition to the basic feedback control function and sequential control function. Moreover, an integrated control arithmetic formula can be established with various arithmetic units to meet more complicated control requirements.3.2 Operating functionCommon operation station in which only keyboard is used to realize production process operation or the operation station in which keyboard, ball (mouse) or (and) touch screen are used to realize production process operation can be adopted according to the operation requirements and the operation mode of the various DCSs.3.3 Display functionSuch frames as grouping display, trend display and dynamic process display are arranged with reason on the principle of facilitating observation and operation based on general picture display, grouping display, single point display, history trend display, alarm point summary display and dynamic analog process display function of DCS. If necessary, the display operation function of opening a window on the flow frame can also be selected.3.4 Alarm functionThe system alarm function of DCS shall be able to automatically diagnose the malfunctions occurred in operation station, on-site control station or communication system and send out alarm signals.The process alarm function of DCS shall be able to detect the abnormal state of the production process and display alarm signal on the CRT screen. For important alarm signals or system interlock signals, individual alarm panel can also be adopted (some DCSs do not have the alarm panel structure). If necessary, audio alarm device can also be equipped.Flash alarm installed on auxiliary operation desk can be adopted as required.3.5 Tabling and printing functionReport form printer and real-time alarm printer shall be selected respectively.Report form printing: Printing can take place in real time according to the format, content and printing period of report form specified by the end user, or at any moment as required.Alarm printing: The tag number, time and alarm operating condition of all the alarm points shall be printed in real time.3.6 Information management functionExternal memory (such as disk, tape drive) is adopted to save important information according to the requirements of process operation and management. The type and capacity of external memory can be determined according to the amount of information to be saved, thesaving duration and the enough margins to be left.3.7 Communication function with upper computer and PLCDCS can be asked to communicate in real time with upper supervisory control computer to perform optimization control and production management function, or communicate with the programmable logic controller to perform complex sequential control and signal interlock function as required. If the DCS and the upper computer are not configured at the same time, DCS can be required to be equipped with the communication interface with the upper computer.3.8 System configuration functionThe DCS with offline and online system configuration functions shall be adopted.The system configuration function shall include configuration, generation and modification of operation station monitor and control station control function.4 Basic structure of DCSDCS mainly consists of three parts, operation station, control station and communication system. The following items shall be considered in the first place during design and selection.4.1 Operation station4.1.119″or above color cathode-ray tube display (hereinafter referred to as CRT) with operational keyboard shall be adopted to provided the operator, engineer and DCS maintenance personnel with different monitoring and operating function.Such factors as the scale of detection and control system, the actual operating and monitoring requirements and the redundancy shall be taken into consideration during configuration of the number of CRT with keyboard (hereinafter referred to as “man machine interface”). Generally, the configuration of man machine interface can be selected according to the following ranges.4.1.1.1 Two sets can be equipped for 50-set and below control system.4.1.1.2Two to four sets can be equipped for 50-to-100-set control system.4.1.1.3Four to five sets can be equipped for 100-to-150-set control system.4.1.1.4 Five to seven sets can be equipped for 150-to-200-set control system.4.1.1.5A proper amount of man machine interfaces can be equipped for 200-set and above control system according to the operation feature of the process unit.4.1.2Disk drive (including floppy disk and hard disk) or CD drive shall be configured to be used for system configuration, generation and download as well as saving programs and data. Tape drive can be equipped if necessary.4.1.3Report form printer and alarm printer shall be configured respectively.4.1.4Color copier or color laser printer can be adopted if required.4.1.5Multi-pen trend recorder can be adopted if required.4.1.6Backup manual operator can be adopted if required.4.1.7Auxiliary control desk can be configured if required. The recorder, manual operator, flash alarm and the control switch of machine pump and motor valve as well as the interlock shut-off switch can be installed on this desk.4.2 Control station (process interface unit, control unit and data collection unit)4.2.1 Process interface unit4.2.1.1The type of input and output signals:(1) Analog input/output signal for control4-20mA. DC(2) Analog input/output signal for detection4-20mA. DC(3) Thermocouple input signalThe thermocouple shall be in conformity with IEC standard.(4) Thermal resistance input signalThree-wire system is adopted. The thermal resistance shall be in conformity with IEC standard.(5) Millivolt or voltage input signalThe signal range shall meet the requirements of the machine model.(6) Digital input/output signalNormally open (or normally closed) contact is adopted. Normally, it shall be passive contact (the capacity of the contact shall meet the requirements of the machine model).(7) Pulse input signalThe frequency range is 0-6kHz.4.2.1.2The interface unit and on-site transmitter shall be capable of adopting two-wire (power supply, signal collection) connection and receiving active input signals (such as the output signal of analyzer, the output signal of the vibration measurer of compressor).4.2.1.3When the signal source is situated in an explosion-proof area, explosion protection measures shall be taken according to the explosion-proof grade requirement. For example, explosion proof barrier can be installed in front of the site side of input/output card insertion.4.2.2Control unit4.2.2.1The structure and function of the controller are as follows:(1) The controller shall base on microprocessor;(2) The output shall be maintained in case of failure of the controller(3) Besides the feedback control function, the controller shall be able to perform complicated calculation and control function based on standard arithmetic formula or user’s arithmetic formula. The controller should have self-tuning function for PID adjusting parameter.4.2.2.2 When backup controller has been equipped, automatic non-disturbance switch between the controller and the backup controller shall be realized.4.2.3Data collection unit4.2.3.1When DCS is equipped with data collection unit, the input signals not for control use shall be connected to the data collection unit as much as possible.4.2.3.2See 4.2.1 for the types of input signal and the explosion proof requirement.4.2.3.3The data collection unit shall have calculation, alarm, sequential control and input indication function.4.3 Communication bus4.3.1The interface control equipment of the communication bus shall be doubly configured. 4.3.2The communication bus shall be open to ensure that the system equipments of DCS communicate with each other on the same level.4.3.3The communication rate shall be at least 1mb/s.4.3.4 The communication bus shall have 50% backup load capacity.4.4 Computer interface of DCS4.4.1If required, external connection with upper monitor or manager shall be realized through internal communication or standard communication interface (such as RS232).4.4.2If required, external connection with relevant systems (such as PLC, chromatographic instrument, etc.) shall be realized by means of standard communication interface (such as RS232).4.5 System configuration station (engineer station)4.5.1 When special system configuration station (engineer station) is required during system configuration of DCS, system configuration station (engineer station) shall be configured.4.5.2 System configuration station (engineer station) shall be capable of offline configuration and online configuration. It shall be provided with all the functions of operation station andcapable of being used for software development.4.5.3Only one system configuration station (engineer station) is required for one set of DCS (including several operation stations and control stations).5 Power supply of DCS5.1 External power supply of DCS5.1.1The electricity of DCS shall be provided by Uninterrupted Power Supply (UPS).5.1.2The power supply of DCS shall conform to the specifications with regard to DCS power supply in the Regulation for Design of Instrument Power Supply System (HG 20509-92). The quality of the power supply shall meet the requirements of continuous normal operation of DCS.5.1.3UPS shall be provided with noncorrosive high performance battery, of which the capacity should support 15-30min backup use based on the scale of DCS.5.2 Internal power supply of DCS5.2.1 Redundancy power supply unit shall be provided inside DCS.5.2.2The capacity of each power supply unit shall not be less than 125% of the actual maximum load.5.2.3Alarm display and contact output shall be provided in case of low voltage of the power supply unit.6 Reliability of DCS6.1 Redundancy requirement6.1.1 Redundancy configuration shall be adopted for the operation station and communication bus of DCS. The supplier of DCS (including DCS manufacturer and whole set supplying department, the same below) shall guarantee 20% spare capacity of the operation station and communication bus.6.1.2The supplier of DCS shall guarantee 10%-15% spare capacity of the I/O card of DCS as well as 10% card installation space and 10% spare terminals in the machine cabinet.6.1.3The redundancy of the controller can be configured by the user pursuant to the following principles:Important control circuit: 1:1Less important control circuit: n:1 (n is the actual number of circuits)6.1.4For the input of important detection signals, the user can adopt dual input card.6.2 Quality requirements for hardware6.2.1 The mean time between failures (MTBF) and the mean time to repair (MTTR) of DCS shall be within the permissible range.6.2.2 The accuracy of analog I/O card shall no be lower than 0.1%.6.2.3The DCSs with ISO 9001 quality assurance certificate and achievements of coming into operation in the petrochemical field shall be adopted as much as possible.6.3 Interference ImmunityDCS devices shall have the ability of resisting the influence of radio electromagnetic field.6.4 Expansion of the systemIt shall be possible to expand the system as required without interrupting process operation.6.5 Maturity of system softwareDCS system software shall be standardized, modularized, mature and reliable. Configuration and operation shall be easy and flexible.7 Control room7.0.1The position selection, environmental condition, construction and air conditioning requirements of DCS control room shall conform to the Regulation for Design of Control Room (HG 20508-92) and the technical requirements for DCS.7.0.2 Generally, in the DCS control room, DCS operation station, DCS control station (including the terminal cabinet) should be respectively installed in DCS operation room and machine cabinet room.7.0.3 Antistatic raised floor should be adopted for DCS control room. All the cables and wires should be laid under the raised floor. Floor duct shall be adopted as much as possible.7.0.4If several DCSs of different process units are to be installed in one control room, enough spacing shall be left between the operation stations of different DCSs.8 Cables and wires8.1 Connection method8.1.1On-site connection box should be adopted for the connection between on-site instrument and the DCS machine cabinet (or terminal cabinet) in the control room.8.1.2Multicore shielded cable should be adopted for the connection between the connection box and the DCS cabinet (or terminal cabinet).8.2 Selection of conductors8.2.1The cables with pair shield and general shield should be adopted as multicore shielded cables. Each core is a twisted pair, of which the cross section area of the core should be 0.75-1.0mm2.8.2.2 The cross section area of each core of the cable wires of interlock system should be 1.0-1.5mm2.8.3 Laying of cables and wires8.3.1The cable between the on-site connection box (or on-site instrument) and the DCS machine cabinet (or terminal cabinet) in the control room shall be laid using cable tray (or duct).8.3.2The signal cable of DCS and the cable of AC power supply shall not be laid in the same cable tray (or duct). In case they are laid in the same cable tray, they shall be separated with a grounded metal plate.8.3.3 Anti-interference measures shall be taken for the laying of the cables under the raised floor of the DCS control room. For example, the cables can be classified and laid in different ducts, or separated with grounded metal plates or laid through conduits.8.3.4The redundancy communication bus of DCS shall be laid separately under the raised floor, in order to prevent them from being subject to mechanical damage simultaneously.8.4 Wiring method8.4.1 The wiring between on-site instrument and on-site connection box shall meet the requirements of Regulation for Design of Instrument Tubing and Wiring (HG 20512-92).9 Electric grounding9.1 Protective groundingAll the operation desks, printers and copier desks, machine cabinets and terminal cabinets of DCS shall be provided with protective grounding. The protective ground wire (or conductor) can be connected to the electric safety ground grid. The ground resistance is generally not greater than 10Ω.9.2 Shielded groundingThe shield layer of the shielded cable and wire of DCS shall only be grounded on the DCS control room side.9.3 Signal groundingThe ground terminal of DCS signal circuit can share the same ground electrode with the shielded grounding. The ground resistance is not greater than 4Ω.9.4 Intrinsic safety groundingThe intrinsic safety circuit of DCS shall be grounded separately. The ground resistance is not greater than 4Ω.9.5 Special grounding9.5.1If some DCS has special grounding requirements, the grounding shall be executed according to the requirements of the DCS manufacturer.9.6 Grounding, execution material and installation9.6.1The grounding of cable (wire) conduit and cable tray (or duct) as well as the material and installation of ground electrode shall meet the requirements of Regulation for Design of Instrument System Grounding (HG 20513-92).10 T asks of basic design and engineering designFor the engineering projects adopting DCS, necessary feasibility research should be carried out to work out a preliminary executive plan and an investment estimate.For the procedure and detailed requirements for the basic design and engineering design of DCS, please see Appendix A.10.1 Basic design stageThe main task of this stage is to determine the DCS monitoring plan, put forward the DCS investment estimate and submit the preliminary design condition.10.1.1Work out the DCS monitoring executive plan jointly with other specialties such as process system.Count the number of DCS input/output points and the number of control circuits based on the preliminary piping and instrument diagram (PID). Preliminarily decide the number of operation station and the configuration of external equipments. Complete the preliminary inquiry of DCS. 10.1.2Complete the system configuration diagram and the control room layout chart of DCS and submit the design condition of DCS investment to the budgetary estimate specialty according to the preliminary quotation of DCS supplier.10.1.3Submit the preliminary design condition of DCS control room to the various specialties such as construction, heating & ventilation and electric according to the technical requirements for DCS.10.2 Engineering design stageIn this stage, the actual design process can be carried out in two steps in case the relevant technical data for DCS system configuration cannot be duly acquired. The first step is to complete the design of automation engineering that is not subject to the influence of DCS system configuration and DCS procurement. The second step is to compile the design documents required by DCS application configuration and complete the design for external connections of DCS.10.2.1Design of automation engineering and DCS procurement10.2.1.1Carry out the design work according to the Specification for Details of Design Contents of Automation Constructional Drawing (HG 20506-92) and the relevant regulations for engineering design issued by the ministry. Except for the design documents related to DCS configuration that cannot be completed for lack of data, other automation design documents shall be complete with the following items:(1) Design specification;(2) Instrument index;(3) Instrument data sheet;(4) DCS monitoring data sheet (the preliminary edition), see attached Table B;(5) Instrument power supply system diagram;(6) Signal interlock schematic diagram;(7) Control room layout chart;(8) Instrument installation drawing;(9) Instrument location drawing;(10) Instrument air piping layout chart;(11) Cable list;(12) Instrument installation material list;(13) Instrument electric equipment material list.10.2.1.2Compile DCS Technical Specification according to the requirements for content of DCS technical specification. Assist relevant departments to accomplish inquiry, quotation assessment, technical negotiation and procurement of DCS. Attend DCS engineering meeting and hand over relevant technical conditions.10.2.1.3Submit relevant design conditions to the specialties such as construction, electric and heating & ventilation according to the technical requirements of DCS.10.2.2 Compile the technical document required for DCS configuration and accomplish the external connection design of DCS.10.2.2.1 Compile the following design documents according to the requirements of DCS application configuration:(1) DCWS monitoring data sheet;(2) Dynamic frame of process flow;(3) Grouping display frame;(4) History trend display arrangement;(5) Storage requirements of important process operation data;(6) V arious formats of report forms.10.2.2.2Complete the following design documents after acquiring the external terminal drawing (such as the input/output signal terminal drawing) of DCS:(1) Instrument circuit diagram;(2) Layout plan of terminal cabinets in control room and terminal connection diagram (if terminal cabinet is equipped);(3) DCS power supply system diagram;(4) Flat formation diagram of cables and wires in control room;(5) DCS electric grounding system diagram.11 DCS application configurationThere are two methods of DCS application configuration, DCS supplier configuration and DCS user (including end user and design department, the same below) configuration.11.1 DCS supplier configuration11.1.1 Submit the following documents to the supplier:11.1.1.1 Piping and instrument diagram (PID) (the final edition);11.1.1.2 DCS monitoring data sheet;11.1.1.3Complex control system schematic diagram;11.1.1.4Signal interlock schematic diagram;11.1.1.5Instrument circuit diagram (it may be the semifinished diagram without terminal numbers);11.1.1.6Dynamic frame display of process flow;11.1.1.7V arious formats of report forms;11.1.1.8Other monitoring requirements.11.1.2Attend DCS engineering meeting (if required), submit the design to DCS supplier, and discuss the matters concerning the delivery of technical documents between the user and the supplier.11.2 DCS user configuration11.2.1Hold DCS engineering meeting, approve and accept DCS hardware list and hardware system layout plan submitted by DCS supplier.11.2.2Take part in the training of DCS application configuration, fill out DCS configuration work sheet and submit it to DCS supplier for approval.11.2.3Accomplish the generation and commissioning of application configuration on the site of DCS supplier (DCS manufactory will be preferred).。
DCS、ACS、NCS
DCS、ACS、NCSDCS（Distributed Contorl System）,集散控制系统，又称分布式控制系统。
分散控制系统（DCS）可以组成发电厂单元机组的（数据采集系统(DAS)）、（自动控制系统(ACS)）、（顺序控制系统(CCS)）及（安全保护）等，实现计算机过程控制。
NCS应该是网控系统的英文缩写，是大型现代化电厂对高压升压站及高压出线系统与电网相连接部分的监测、信号和控制系统。
离散控制系统DCS(distributed control system的简称)是以微处理器及微型计算机为基础,融汇计算机技术、数据通信技术、CRT屏幕显示技术和自动控制技术为一体的计算机控制系统,它对生产过程进行集中操作管理和分散控制。
即分布于生产过程各部分的以微处理器为核心的过程控制站,分别对各部分工艺流程进行控制,又通过数据通信系统与中央控制室的各监控操作站联网,因此也称集散控制系统(TDCS)。
操作员通过监控站CRT终端,可以对全部生产过程的工况进行监视和操作,网络中的专业计算机用于数学模型或先进控制策略的运算,适时地给各过程站发出控制信息、调整运行工况。
分散控制系统可以是分级系统,通常可分为过程级、监控级和管理级、分散控制系统由具有自治功能的多种工作站组成,如数据采集站、过程控制站、工程师(操作员)操作站、运行远操作站等。
这些工作站可独立或配合完成数据采集与处理、控制、计算等功能,便于实现功能、地理位置和负载上的分散。
且当个别工作站故障时,仅使系统功能略有下降,不会影响整个系统的运行,因此是危险分散。
各种类型分散控制系统的构成基本相同,都由通信网络和工作站(节点)两大部分组成。
分散控制系统可以组成发电厂单元机组的数据采集系统（DAS)、自动控制系统(ACS)、顺序控制系统(SCS)及安全保护等,实现计算机过程控制。
用DCS实现大型火电机组自动化的主要优点是:1) 连续控制、继续控制、逻辑控制和监控等功能集中于统一的系统中,可由品种不多的硬件,凭借丰富的软件和通信功能来实现综合控制,既节省投资,又提高了系统的可靠性、可操作性和维修性。
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）
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分散控制系统第一章分散控制系统概述一.概述分散控制系统缩写为DCS,全称为DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM ,起步于70年代,80年代以后进入优化阶段,从90年代开始,将生产调度、计划优化、经营管理决策方案引入计算机控制系统，使综合管理于优化控制相结合，产生了更大的经济效益和技术进步。
80、90年代国外DCS的代表产品有：TDS3000、WDPF、INFI90等，这些产品的共同特点是：（1）实现开放式的系统通信，向上通过网间连接器与其他网络联系，构成综合信息管理系统，向下支持现场总线，使过程控制各部分之间实现可靠的实时数据通讯。
（2）具有容错和自诊断能力，可靠性更高。
（3）操作员站具有很强的图形显示功能，操作简单，响应速度快。
国内近几年发展比较快的是上海新华控制工程有限公司，它最初是给国外的公司安装调试，后来随技术力量的壮大，逐渐把国外的技术消化吸收制造出XDPS，XDPS继承了国外技术的优点，同时在此基础上全部汉化，界面更友好，占领了国内不少的市场分额。
二．分散控制系统的特点相对分散控制而言是集中控制。
对于集中式计算机控制系统而言，中央计算机的处理速度以及计算机自身的可靠性是其两大应用目标。
计算机的处理速度越快，在一定时间范围内就可管理更多的设备，但处理速度受当时技术条件的限制，不可能要多快有多快。
另一方面就是所有的控制功能都集中到单台计算机上来完成，一旦计算机出了故障，就意味着所有功能都将失效。
基于这种情况，必须寻求一种更加可靠的计算机自动化控制系统，其方案不外乎两种：（1）使计算机本身更加可靠（2）引入功能上可替代的分散控制技术，以改善系统的可靠性对于第一种方案就意味着要求中央计算机更加可靠。
这已经受到技术条件的限制，后来的发展方向是分散型控制技术，原因归纳如下：60年代末70年代初，由于集成电路的发展，出现了功能完善、价格便宜的单板机、微型计算机，可以代替中央计算机的局部工作，以对其周围的装置进行过程检测和控制。
这一种微机叫第一级计算机。
中央计算机只处理中心自动化问题和管理方面的问题，从而产生了二级自动化控制系统的结构，也叫分散式计算机系统。
当分散控制系统建立起来后，就与过程计算机集成起来，一起完成控制功能。
一级计算机主要完成实时处理、前端处理功能，中央处理机只承当后继处理设备，这样中央计算机不用直接跟现场设备打交道，从而把部分控制功能和危险都分散到前端计算机上。
如果中央计算机一旦失效，设备的控制功能依旧可得到保证。
在以上的二级分散控制的基础上后来又发展出了三级、四级控制，进一步分散，有了多个中央计算机，形成了现在新华控制这样一种技术。
第二章新华分散控制系统第一节系统概述一、XDPS概述XDPS（XINHUA DISTRIBUTED PROCESSING SYSTEM）是新华控制工程有限公司生产的一种分散控制系统，它可以完成实时数据采集、过程控制、顺序控制、报警检测、监视和操作，可以对数据进行记录、统计、显示、打印等处理，并提供组态和调试工具。
XDPS的应用相当灵活，可以构成小到一台计算机，大到几百台计算机的控制和信息处理系统。
XDPS由高速数据网和连接在网上的工程师站、操作员站、历史数据站、过程分散控制单元等组成。
DPU面向控制对象，进行快速的数据采集与处理和闭环控制，完成报警检测。
通过高速数据网向MMI发送过程信息，同时接受来自MMI的操作指令和组态修改指令。
操作员站面向操作者，以流程图、棒形图、趋势曲线、表格等形式显示生产过程信息，并提供操作按钮、对话框等形式供操作员监控生产过程，通过高速数据网将操作指令发送到DPU。
工程师站可以实现对整个控制系统的组态和和控制算法的调整修改。
历史数据站主要完成历史数据的采集、SOE以及报表的生成。
其特点如下：（1）采用现有通用硬件构成主计算机，CPU为PENTIUM以上芯片，具有高性能价格比。
（2）采用成熟的计算机网络通信技术，构成高速的冗余实时数据网。
（3）网络上接点数1~250任意配置。
（4）设计有分布实时数据库，对网上各接点透明。
（5）很高的实时性，在一秒内可更新所有全局点。
（6）系统集过程控制、顺序控制、数据监视和记录分析功能于一身。
（7）具有在线的诊断至通道级的自诊断能力。
（8）灵活的I/O支持，除可以接受新华公司的I/O模块外，还可以接受其他常用的I/O系统。
（9）具有图形显示、报表、控制、记录统计的生成工具软件。
（10）具有直观方便的符合IEC-1131-3DPU图形组态软件。
（11）汉化图形显示，分辨率可达1280*1024真彩色。
（12）与厂级MIS或其它控制系统的接口。
XDPS系统结构图：ABI/O卡件二、高速数据网高速数据网是XDPS的重要组成部分。
它主要完成实时信息的共享和文件与打印的共享。
实时信息是指实时点、时钟报警信息、系统通告信息、操作指令和组态指令。
在DCS应用中，由于系统的实时性要求很高，所以XDPS的高速数据网通常分为两部分：一个实时数据网，一个信息数据网。
实时数据网通常为冗余的总线式网络，用于完成实时信息的传送。
信息数据网一般采用由操作系统直接支持文件与打印共享的通用网络。
由于DPU没有打印和文件共享功能，因此信息网只连接MMI。
整个XDPS系统可通过网卡与外部网络连接，形成厂级MIS网。
三、DPU的结构DPU通常由电源、两台互为备用的工控机、I/O卡件和接线端子板组成。
XDPS的DPU可接受两路电源，隔离后供冗余的直流电源，再供给工控机、I/O卡件以及外部的触点采样电压和变送器供电。
DPU保证任一路电源或任一个直流电源故障都不会影响DPU的工作。
工业微机采用通用的PC结构，运行新华自行开发的RMX-X实时操作系统，处于主控机的微机在一个周期内向跟踪机拷贝必要的数据，跟踪机可在一个周期内实现无扰切换。
DPU的组态数据和中间执行数据存放在电子磁盘上，断电后重新启动无须人工干预。
XDPS标准的I/O系统包括模拟量输入/输出，开关量输入/输出，测速、脉冲输入、回路控制卡、阀门控制卡，每种卡件都带有CPU，完成A/D、D/A转换，故障检测，消抖动，SOE预处理，高层DPU只需完成计算、双机切换、实时数据网的接口，减轻了负担。
第二节XDPS网络配置一适配器的安装网络适配器采用非即插即用式安装方式，需设置适配器的中断号和端口地址。
适配器的设置:在DOS环境下，用适配器设置程序对适配器进行设置，设置的内容包括：工作方式、中断号、端口地址、连接方式。
在设置适配器的中断号、端口地址时，必须根据系统的资源使用情况进行设置，不能使用系统已经占用的资源。
中断号和端口地址为：二.网络协议的设置:1.协议的选择:安装完网络适配器后,要选择网络协议,要求只邦定TCP/IP协议2.Ip地址的设置:XDPS实时通信网络IP地址采用了C类地址，子网掩码为255 255 2550。
A网和B网的网络地址分别为222 222 221和222 222 222，主机地址与该主机的节点号一致，MMI站主机节点号在配置文件MMINODE.CFG中定义。
3．网络配置文件配置网络，并安装好XDPS应用程序后，还需配置网络配置文件XNET，该文件在操作系统目录的SYSTEM下。
配置文件的内容如下：［NODE］TYPE＝MMIALARMFIFO＝4096RTDBFIFO＝1024PTBFIFO＝64［IPADDRESS］NET1=222 222 221 45NET2=222 222 222 45［DEFAUTOMODIFIED］AUTOSETIP=NONETIP1＝222 222 221DRV1＝NE2000IRQ1=11IOADDR1=0X320NETIP2=222 222 222DRV2＝NE2000IRQ2=10IOADDR2＝0X3404．网络错误诊断初次使用XDPS系统的网络功能，有时会遇到一些问题，这时需要用户子细检查网络的各项设置，分析原因，解决问题，MMI站上NETWIN和SELFTEST可以帮助检测问题。
第三节MMI的软件及应用一．总控软件NETWIN1．NETWIN是XDPS的总控软件，在启动其它软件前，必须先运行NEIWIN。
它有如下的功能和操作：（1）启动；启动时，同时启动一些定义好的软件。
（2）指示本节点实时网状态：按钮“网络A”“网络B”后矩形区为绿色时表示网好，为红色时表示网络故障。
（3）设置项目数据路径：设置项目数据路径用于存放本项目用户的数据。
（4）显示MMI节点号和MMI级别：NETWIN显示本节点的节点号和MMI级别，并显示当前实时网上具有最高级别的MMI节点的节点号和级别。
具有最高级别的MMI节点有权校对网上时钟和管理网上节点上下网到全局开关点的转换的网络管理权。
（5）网络管理权：包括设备点和实时时钟。
（6）显示使用本MMI节点的当前应户名和级别，并让应户退出和重新登录。
（7）让用户启动其它MMI软件：可运行如自检、数据一览等软件，具有ENG级别的用户才能执行DPU组态、图形生成等组态软件。
（8）退出：具有ENG级别的用户才能退出NETWIN。
2．启动NETWIN时的相关配置文件启动NETWIN时将装载点目录文件POINTDIR和MMI定义好的MMINODE，这三个文件都必须存在于项目数据路径的ENG目录下。
MMINODE格式：［THISNODE］NODEADDRESS=46TIMEGRAD=6［USER MANAGE］DEFAULT＝ANYBODYANYBODY＝NULL，PASSMEMYOPU＝OPU，MYOPUMYSOPU＝SOPU，MYSOPUMYENG＝ENG，MYENGMYSENG＝SENG,MYSENG［STARTUP］1＝D:\XDPS\X2BIN\MMI\SHOW.EXE2=D:\XDPS\X3BIN\MMI\XLIST.EXE3=D:\XDPS\X2BIN\DPU\VDPU.EXE3．MMI的自启动对象操作员站的MMI，要求在MMI上电或热启动时，马上进入XDPS应用，通过对WINDOWS的设置，可以做到这一点。
WINDOW NT下修改步骤：用注册表编辑工具REGEDIT.EXE打开WINDOWS NT的注册表，找到HKEY-LOCAL-MACHIN-\SOFTWARE\MICROSOFT\WINDOWS NT、CURRENTVERSION\WINLOGON段，在此段上按右键，新建二个字符串段，AUTOADMINLOGON=”1”，DEFAULTPASSWORD=“为超级用户ADMINISTRATOR所设置的PASSWORD”。
注意：一定要为ADMISTRATOR设置一个密码，否则不能自启动，再修改SHELL＝“NETWIN.EXE所在的路径”。