DCS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架與系統(tǒng)組成

　　集散控制系統(tǒng)是以微處理器為基礎(chǔ)，采用控制功能分散、顯示操作集中、兼顧分而自治和綜合協(xié)調(diào)的設(shè)計原則的新一代儀表控制系統(tǒng)。集散控制系統(tǒng)簡稱DCS，也可直譯為“分散控制系統(tǒng)”或“分布式計算機控制系統(tǒng)”。

　　它采用控制分散、操作和管理集中的基本設(shè)計思想，采用多層分級、合作自治的結(jié)構(gòu)形式。其主要特征是它的集中管理和分散控制。目前DCS在電力、冶金、石化等各行各業(yè)都獲得了極其廣泛的應用。

　　DCS通常采用分級遞階結(jié)構(gòu)，每一級由若干子系統(tǒng)組成，每一個子系統(tǒng)實現(xiàn)若干特定的有限目標，形成金字塔結(jié)構(gòu)。

　　可靠性是DCS發(fā)展的生命，要保證DCS的高可靠性主要有三種措施：一是廣泛應用高可靠性的硬件設(shè)備和生產(chǎn)工藝；二是廣泛采用冗余技術(shù)；三是在軟件設(shè)計上廣泛實現(xiàn)系統(tǒng)的容錯技術(shù)、故障自診斷和自動處理技術(shù)等。當今大多數(shù)集散控制系統(tǒng)的MTBF可達幾萬甚至幾十萬小時。

　　DCS是分散控制系統(tǒng)（Distributed Control System）的簡稱，中文習慣稱為集散控制系統(tǒng)。它是一個由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級計算機系統(tǒng)，綜合了計算機（Computer）、通訊（Communication）、顯示（CRT）和控制（Control）等4C技術(shù)，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活、組態(tài)方便。

　　世界上第一套D C S 系統(tǒng)是由日本橫河公司（YOKOGAWA）于1975年推出的CENTUM系統(tǒng)，并在工業(yè)現(xiàn)場嘗試使用。

　　中國的DCS系統(tǒng)相對起步較晚，國內(nèi)的和利時公司（HOLLYSYS）率先在1993年推出國內(nèi)第一套DCS系統(tǒng)HS1000，并逐步在工業(yè)現(xiàn)場規(guī)模應用和推廣。

　　通常DCS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)由3部分組成（不計現(xiàn)場儀表層），從上到下依次為管理網(wǎng)（MNET）、系統(tǒng)網(wǎng)（SNET）、控制網(wǎng)（CNET）。其中系統(tǒng)網(wǎng)和控制網(wǎng)都是冗余配置，管理網(wǎng)為可選網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖4-1-1所示。

　　圖4-1-1 分散控制系統(tǒng)DCS典型網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖

　　管理網(wǎng)絡(luò)（MNET）

　　由100/1000M以太網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，用于控制系統(tǒng)服務器與廠級信息管理系統(tǒng)（Real MIS或者ERP）、INTERNET、第三方管理軟件等進行通訊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高級管理和共享。管理網(wǎng)絡(luò)層為可選網(wǎng)絡(luò)層。

　　系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（SNET）

　　由100/1000M高速冗余工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，用于工程師站、操作站、現(xiàn)場控制站、通信控制站的連接，完成現(xiàn)場控制站的數(shù)據(jù)下裝?？煽焖贅?gòu)建星型、環(huán)型或總線型拓撲結(jié)構(gòu)的高速冗余的安全網(wǎng)絡(luò)，符合IEEE802.3及IEEE802.3u 標準，基于TCP/IP 通訊協(xié)議，通訊速率100/1000Mbps 自適應，傳輸介質(zhì)為帶有RJ45連接器的5類雙絞線。

　　控制網(wǎng)絡(luò)（CNET）

　　采用冗余現(xiàn)場總線與各個I/O 模塊及智能設(shè)備連接。實時、快速、高效地完成與

　　現(xiàn)場通訊任務，傳輸介質(zhì)為屏蔽雙絞線或者光纜。

　　系統(tǒng)主要由工程師站、操作員站、歷史站（選配）、控制站等部件組成；而控制網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點由控制站和I/O模塊構(gòu)成。

　　工程師站

　　用于完成系統(tǒng)組態(tài)、修改及下裝，包括：數(shù)據(jù)庫、圖形、控制算法、報表的組態(tài)，參數(shù)配置，操作員站、現(xiàn)場控制站及過程I/O模塊的配置組態(tài)，數(shù)據(jù)下裝和增量下裝等。

　　操作員站

　　用于進行生產(chǎn)現(xiàn)場的監(jiān)視和管理，包括：系統(tǒng)數(shù)據(jù)的集中管理和監(jiān)視，工藝流程圖顯示，報表打印，控制操作，歷史趨勢顯示，日志、報警記錄和管理等。

　　歷史站（選配）

　　用于完成系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)服務和與工廠管理網(wǎng)絡(luò)交換信息等。一般在大型系統(tǒng)中需要單獨配置，小型系統(tǒng)可以采用操作員站兼顧。

　　控制站

　　用于完成現(xiàn)場信號采集、控制和聯(lián)鎖控制算法、控制輸出、通過系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)和診斷結(jié)果傳送到操作員站等功能。

　　I/O模塊

　　用于將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號、工程單位變換，模塊和通道故障診斷。通過冗余的多功能總線送給主控制器單元。