集散控制系統(tǒng)(DCS)簡介

首先，DCS的骨架——系統(tǒng)網絡，它是DCS的基礎和核心。由于網絡對于DCS整個系統(tǒng)的實時性、可靠性和擴充性，起著決定性的作用，因此各廠家都在這方面進行了精心的設計。對于DCS的系統(tǒng)網絡來說，它必須滿足實時性的要求，即在確定的時間限度內完成信息的傳送。這里所說的“確定”的時間限度，是指在無論何種情況下，信息傳送都能在這個時間限度內完成，而這個時間限度則是根據被控制過程的實時性要求確定的。因此，衡量系統(tǒng)網絡性能的指標并不是網絡的速率，即通常所說的每秒比特數（bps），而是系統(tǒng)網絡的實時性，即能在多長的時間內確保所需信息的傳輸完成。系統(tǒng)網絡還必須非?？煽?，無論在任何情況下，網絡通信都不能中斷，因此多數廠家的DCS均采用雙總線、環(huán)形或雙重星形的網絡拓撲結構。為了滿足系統(tǒng)擴充性的要求，系統(tǒng)網絡上可接入的最大節(jié)點數量應比實際使用的節(jié)點數量大若干倍。這樣，一方面可以隨時增加新的節(jié)點，另一方面也可以使系統(tǒng)網絡運行于較輕的通信負荷狀態(tài)，以確保系統(tǒng)的實時性和可靠性。在系統(tǒng)實際運行過程中，各個節(jié)點的上網和下網是隨時可能發(fā)生的，特別是操作員站，這樣，網絡重構會經常進行，而這種操作絕對不能影響系統(tǒng)的正常運行，因此，系統(tǒng)網絡應該具有很強在線網絡重構功能。
　　
　　其次，這是一種完全對現場I/O處理并實現直接數字控制（DOS）功能的網絡節(jié)點。一般一套DCS中要設置現場I/O控制站，用以分擔整個系統(tǒng)的I/O和控制功能。這樣既可以避免由于一個站點失效造成整個系統(tǒng)的失效，提高系統(tǒng)可靠性，也可以使各站點分擔數據采集和控制功能，有利于提高整個系統(tǒng)的性能。DCS的操作員站是處理一切與運行操作有關的人機界面（HMI-Human Machine Interface或operator interface）功能的網絡節(jié)點。
　　
　　系統(tǒng)網絡是DCS的工程師站，它是對DCS進行離線的配置、組態(tài)工作和在線的系統(tǒng)監(jiān)督、控制、維護的網絡節(jié)點，其主要功能是提供對DCS進行組態(tài)，配置工作的工具軟件（即組態(tài)軟件），并在DCS在線運行時實時地監(jiān)視DCS網絡上各個節(jié)點的運行情況，使系統(tǒng)工程師可以通過工程師站及時調整系統(tǒng)配置及一些系統(tǒng)參數的設定，使DCS隨時處在最佳的工作狀態(tài)之下。與集中式控制系統(tǒng)不同，所有的DCS都要求有系統(tǒng)組態(tài)功能，可以說，沒有系統(tǒng)組態(tài)功能的系統(tǒng)就不能稱其為DCS。
　　
　　DCS自1975年問世以來，已經經歷了二十多年的發(fā)展歷程。在這二十多年中，DCS雖然在系統(tǒng)的體系結構上沒有發(fā)生重大改變，但是經過不斷的發(fā)展和完善，其功能和性能都得到了巨大的提高?？偟膩碚f，DCS正在向著更加開放，更加標準化，更加產品化的方向發(fā)展。
　　
　　作為生產過程自動化領域的計算機控制系統(tǒng)，傳統(tǒng)的DCS僅僅是一個狹義的概念。如果以為DCS只是生產過程的自動化系統(tǒng)，那就會引出錯誤的結論，因為現在的計算機控制系統(tǒng)的含義已被大大擴展了，它不僅包括過去DCS中所包含的各種內容，還向下深入到了現場的每臺測量設備、執(zhí)行機構，向上發(fā)展到了生產管理，企業(yè)經營的方方面面。傳統(tǒng)意義上的DCS現在僅僅是指生產過程控制這一部分的自動化，而工業(yè)自動化系統(tǒng)的概念，則應定位到企業(yè)全面解決方案，即total solution 的層次。只有從這個角度上提出問題并解決問題，才能使計算機自動化真正起到其應有的作用。
　　
　　進入九十年代以后，計算機技術突飛猛進，更多新的技術被應用到了DCS之中。PLC是一種針對順序邏輯控制發(fā)展起來的電子設備，它主要用于代替不靈活而且笨重的繼電器邏輯。現場總線技術在進入九十年代中期以后發(fā)展十分迅猛，以至于有些人已做出預測：基于現場總線的FCS將取代DCS成為控制系統(tǒng)的主角。