DCS控制系統(tǒng)的特點

集散控制系統(tǒng)是以微處理器為基礎，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)調的設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計思想，采用多層分級、合作自治的結構形式。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構，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，形成金字塔結構。

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備和生產(chǎn)工藝；二是廣泛采用冗余技術；三是在軟件設計上廣泛實現(xiàn)系統(tǒng)的容錯技術、故障自診斷和自動處理技術等。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是計算機技術、控制技術和網(wǎng)絡技術高度結合的產(chǎn)物。DCS通常采用若干個控制器（過程站）對一個生產(chǎn)過程中的眾多控制點進行控制，各控制器間通過網(wǎng)絡連接并可進行數(shù)據(jù)交換。操作采用計算機操作站，通過網(wǎng)絡與控制器連接，收集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，傳達操作指令。因此，DCS的主要特點歸結為一句話就是：分散控制集中管理。

分級遞階控制系統(tǒng)

在垂直和水平方向都是分級的。

最簡單的DCS系統(tǒng)至少在垂直方向分兩級，即：操作管理級和過程控制級。在水平方向上各個過程控制級之間是相互協(xié)調的分級，它們把數(shù)據(jù)向上送達操作管理級，同時接收操作管理級的指令，各個水平分級間相互也進行數(shù)據(jù)交換。DCS系統(tǒng)越大，其垂直方向和水平方向分級的范圍也越廣。

分級遞階控制系統(tǒng)的優(yōu)點是各個分級有各自的分工范圍，相互之間有協(xié)調，通常，這種協(xié)調由上一級來完成。

分散控制

分散是DCS的一個重要特點。

分散的含義不單是分散控制，還包含了其他意義。如：地域分散，功能分散，設備分散，危險分散等。分散的目的是為了使危險分散，提高設備的可利用率。

自治與協(xié)調性

DCS的各個組成部分是各自為政的自治系統(tǒng)，各自完成各自的功能，相互之間又有聯(lián)系，數(shù)據(jù)信息相互交換，各種條件相互制約，在系統(tǒng)的協(xié)調下工作。

分散過程控制裝置完成數(shù)據(jù)的采集、信號的處理、計算以及數(shù)據(jù)輸出等功能。操作管理裝置完成數(shù)據(jù)的顯示、操作監(jiān)視和操縱信號的發(fā)送等功能。通信系統(tǒng)則完成操作管理裝置與分散過程控制裝置間的通信。

分散的基礎是被分散的系統(tǒng)是自治的系統(tǒng)；遞階分級的基礎是被分級的系統(tǒng)是協(xié)調的。

1、高可靠性

由于DCS將系統(tǒng)控制功能分散在各臺計算機上實現(xiàn)，系統(tǒng)結構采用容錯設計，因此某一臺計算機出現(xiàn)的故障不會導致系統(tǒng)其它功能的喪失。此外，由于系統(tǒng)中各臺計算機所承擔的任務比較單一，可以針對需要實現(xiàn)的功能采用具有特定結構和軟件的專用計算機，從而使系統(tǒng)中每臺計算機的可靠性也得到提高。

2、開放性

DCS采用開放式、標準化、模塊化和系列化設計，系統(tǒng)中各臺計算機采用局域網(wǎng)方式通信，實現(xiàn)信息傳輸，當需要改變或擴充系統(tǒng)功能時，可將新增計算機方便地連入系統(tǒng)通信網(wǎng)絡或從網(wǎng)絡中卸下，幾乎不影響系統(tǒng)其他計算機的工作。

3、靈活性

通過組態(tài)軟件根據(jù)不同的流程應用對象進行軟硬件組態(tài)，即確定測量與控制信號及相互間連接關系、從控制算法庫選擇適用的控制規(guī)律以及從圖形庫調用基本圖形組成所需的各種監(jiān)控和報警畫面，從而方便地構成所需的控制系統(tǒng)。

4、易于維護

功能單一的小型或微型專用計算機，具有維護簡單、方便的特點，當某一局部或某個計算機出現(xiàn)故障時，可以在不影響整個系統(tǒng)運行的情況下在線更換，迅速排除故障。

5、協(xié)調性

各工作站之間通過通信網(wǎng)絡傳送各種數(shù)據(jù)，整個系統(tǒng)信息共享，協(xié)調工作，以完成控制系統(tǒng)的總體功能和優(yōu)化處理。

6、控制功能齊全

控制算法豐富，集連續(xù)控制、順序控制和批處理控制于一體，可實現(xiàn)串級、前饋、解耦、自適應和預測控制等先進控制，并可方便地加入所需的特殊控制算法。DCS的構成方式十分靈活，可由專用的管理計算機站、操作員站、工程師站、記錄站、現(xiàn)場控制站和數(shù)據(jù)采集站等組成，也可由通用的服務器、工業(yè)控制計算機和可編程控制器構成。處于底層的過程控制級一般由分散的現(xiàn)場控制站、數(shù)據(jù)采集站等就地實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制，并通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡傳送到生產(chǎn)監(jiān)控級計算機。生產(chǎn)監(jiān)控級對來自過程控制級的數(shù)據(jù)進行集中操作管理，如各種優(yōu)化計算、統(tǒng)計報表、故障診斷、顯示報警等。隨著計算機技術的發(fā)展，DCS可以按照需要與更高性能的計算機設備通過網(wǎng)絡連接來實現(xiàn)更高級的集中管理功能，如計劃調度、倉儲管理、能源管理等。