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集散型控制系统

来自：

美国百科，自由的百科全书2009年3月15号

集散控制系统（DCS）是指控制系统通常的制造系统，过程或任何形式的动力系统，在该控制器的内容没有中央的位置（如脑），但分布在整个系统的每个组件分控制系统由一个或多个控制器。

整个系统的控制器连接的网络，通信和监测。

集散控制系统（DCS）是指控制系统通常的制造系统，过程或任何形式的动力系统，在该控制器的内容没有中央的位置（如脑），但分布在整个系统的每个组件分控制系统由一个或多个控制器。

整个系统的控制器连接的网络，通信和监测。

集散控制系统是一个非常广泛使用的术语在不同的行业，监测和控制分发设备。

◆原理

集散控制系统（DCS）是指控制系统通常的制造系统，过程或任何形式的动力系统，在该控制器的内容没有中央的位置（如脑），但分布在整个系统的每个组件分控制系统由一个或多个控制器。

整个系统的控制器连接的网络，通信和监测。

集散控制系统（DCS）是指控制系统通常的制造系统，过程或任何形式的动力系统，在该控制器的内容没有中央的位置（如脑），但分布在整个系统的每个组件分控制系统由一个或多个控制器。

整个系统的控制器连接的网络，通信和监测。

集散控制系统是一个非常广泛使用的术语在不同的行业，监测和控制分发设备。

◆应用

集散控制系统（DCSs）的专用系统来控制生产过程的连续或间歇性，如炼油，石油化工，中央车站发电，制药，食品及饮料制造业，水泥生产，炼钢，造纸。

DCSs连接到传感器和驱动器和使用设定的控制来控制流动的材料通过植物。

最常见的例子是设定控制回路组成的压力传感器，控制器和控制阀。

压力或流量测量传输到控制器，通常是通过援助的信号调理输入/输出（I/O）的装置。

当测量变量达到一定点，控制器指示阀或驱动装置，打开或关闭，直到流流程达到理想的设定。

大型炼油厂已经有成千上万的I/O点，并雇用非常大DCSs。

进程不仅限于流体流经管道，但是，也包括像纸机及其相关的可变速驱动器和马达控制中心，水泥窑，采矿作业，矿石加工设施，以及其他许多人。

一个典型的集散控制系统组成，功能和/或地理分布式数字控制器能够执行从1到256个或更多的管理控制回路中的一个控制盒。

输入/输出设备（I/O）的积分可以与位于远程控制器或通过外地网络。

今天的控制器，具有广泛的计算能力，除了比例，积分和微分（PID控制器）控制，可以进行一般的逻辑和顺序控制。

DCSs可雇用一个或数个工作站和可配置的工作站或离线的个人电脑。

当地通信是由一个控制网络传输的双绞线，同轴电缆或光纤电缆。

服务器和/或应用处理器中，可能有额外的计算系统，数据收集和报告能力。

◆来历

早期小型机中所使用的工业过程控制自20世纪60年代。

IBM的1800年，例如，早期的计算机是一个有输入/输出硬件收集过程中的信号转换装置从外地联系各级（数字分）和模拟信号的数字域名。

介绍了集散控制系统于1975年。

双方霍尼韦尔和日本横河电机工程公司介绍了他们自己的独立制作DCSs在大致相同的时间，同香港贸易发展局2000年和CENTUM系统，分别。

总部设在美国的百还介绍了各自UCS3000通用控制器于1975年。

1980年，贝利（现在是ABB公司）介绍了网络90系统。

还于1980年，菲舍尔与波特公司（现在也参加了ABB公司）引种保卫-4000（新闻司代表分布式控制仪表）。

DCS系统在很大程度上是由于有关提供更多的微型计算机和微处理器的扩散世界中的过程控制。

计算机已经应用到过程自动化了一段时间的形式，直接数字控制（DDC）和设定点控制。

在20世纪70年代初泰勒仪器公司（现在是ABB公司）制定了1010年系统，福克斯波罗的FOX1控制系统和贝利的1055系统。

所有这些都DDC的应用实施，微型计算机（12月11日的PDP，瓦里安数据机，MODCOMP等）和连接到专有输入/输出硬件。

先进的（时间）连续以及一批控制实施以这种方式。

更为保守的做法是设置点控制，在监督过程的计算机模拟集群过程控制器。

一家CRT为基础的工作站提供的可视化进程中使用的文字和原油性质的图形。

提供一个功能齐全的图形用户界面的一种方式了。

中央的集散控制系统模型，把控制功能块。

功能块从早期，更原始DDC的概念“表驱动”的软件。

第一个体现面向对象的软件，功能块自营载“块”的源代码，仿真模拟硬件控制元件和执行任务，是必不可少的过程控制，如执行的PID算法。

功能块继续忍受作为主要的控制方法的集散控制系统供应商，并得到其支持的关键技术，如基金会现场总线今天。

数字之间的沟通分布式控制器，工作站和其他计算元素（点对点接入）是一个主要的优势，集散控制系统。

注意适当侧重于网络，提供了所有重要的沟通渠道，对于过程的应用，已经把具体的功能，如宿命论和冗余。

因此，许多供应商支持的IEEE802.4网络标准。

这项决定为舞台的浪潮中迁移时必须的信息技术进入流程自动化和IEEE802.3，而不是普遍存在的IEEE802.4的控制网络。

◆网络中心的时代的20世纪80年代

带来的DCS分布式智能的植物，并建立了存在电脑和微处理器的过程控制，但仍没有提供必要的接触和开放统一植物资源的要求。

在许多情况下，DCS系统只是一个数字更换相同的功能提供了模拟控制器和人造板显示。

这是体现在普渡参考模型（PRM）是发达国家以确定制造作业管理的关系。

PRM稍后的基础ISA95标准活动今天。

在上世纪80年代，用户开始考虑DCSs不仅仅是基本过程控制。

很早的一个直接数字控制（DCS系统）已经完成了澳大利亚的商业Midac在1981-1982年使用的R-科技澳大利亚设计的硬件。

该系统安装在墨尔本大学的用于串行通讯网络，连接校舍回到控制室“前端”。

每个远程单位跑2Z80微处理器，而前端然11在并行处理配置内存分页共同分享任务和可运行多达20000并发控制的对象。

有人认为，如果能够实现开放和更大的数据量可以共享整个企业，甚至更多的事情是可以实现的。

第一次尝试，以增加开放DCSs结果通过了主要的操作系统的一天：

Unix操作系统的。

UNIX和与之配套的网络技术的TCP的IP是由美国国防部的开放性，这正是问题的过程产业正在寻找解决的问题。

由于供应商也开始通过基于以太网的网络与自己的专有协议层。

完整的TCP/IP协议标准没有得到执行，但使用以太网使之有可能实施的第一个实例对象管理和全球数据获取技术。

20世纪80年代也出现了第一个PLC的集散控制系统集成到基础设施。

植物全历史学家也出现了利用扩展到自动化系统。

集散控制系统供应商的第一个通过UNIX和以太网技术福克斯波罗，谁介绍了I/ASeries系统在1987年。

◆中心的应用时代的20世纪90年代

走向开放的驱动器在20世纪80年代势头在20世纪90年代的增加，通过商业，离现货（COTS）组件和IT标准。

也许最大的过渡期间开展的这一次是从UNIX操作系统的Windows环境。

虽然领域的实时操作系统（RTOS）的控制应用中仍然占主导地位的实时商业变种或专有的UNIX操作系统，一切以上的实时控制，使过渡到Windows。

入侵微软在台式机和服务器层导致了技术的发展，如对过程控制的OLE（OPC技术），这现在是一个事实上的工业标准连接。

互联网技术也开始将其商标在自动化与区议会的世界里，大多数DCS人机界面支持互联网连接。

90年代是著名的“现场总线大战”，在竞争对手组织竞争界定什么将成为国际电工委员会标准的现场总线与数字通信领域的仪器而不是4月20日毫安模拟通信。

第一现场总线装置发生在上世纪90年代。

争取到2010年，该技术开始发展重大势头，市场综合周围基金会现场总线和Profibus剂的过程自动化应用。

一些供应商建立新的系统是为了最大限度地发挥功能，现场总线，如ABB与系统800xA，艾默生过程管理与DeltaV控制系统，西门子与西门子SimaticPCS7和azbil从山武与Harmonas，教育署各分区办事处制度。

胶辊的影响，但是，最明显的是在硬件层。

多年来，主要业务的DCS供应商供应了大量的硬件，特别是I/O和控制器。

最初的扩散DCSs需要安装大量的这种惊人的硬件，其中大部分是制造自下而上的集散控制系统供应商。

标准的计算机组件制造商，如英特尔和摩托罗拉，但是，它的成本高昂的集散控制系统的供应商将继续作出自己的组件，工作站和网络硬件。

由于供应商过渡到的COTS组件，他们还发现，硬件市场快速萎缩。

商用不仅降低了制造成本的供应商，而且也逐渐下降价格为最终用户，谁也越来越强烈了他们认为是过高的硬件成本。

一些供应商，以前更强大的公司业务，如罗克韦尔自动化，Schnieder和西门子，能够利用他们的专业制造控制硬件进入市场的集散控制系统与成本效益的产品。

传统的集散控制系统供应商推出的新一代DCS系统基于最新的通信和IEC标准，它导致的趋势相结合的传统概念/功能的PLC与DCS到所有的解决方案之一-名为“流程自动化系统/控制器”。

复合的问题，供应商也认识到硬件市场正变得饱和。

生命周期的硬件组件，如I/O和电线也通常在15至20年以上，成为一个富有挑战性的替换市场。

许多较旧的系统被安装在70年代和80年代是目前仍在使用的，并有相当大的系统安装基础，在市场上的接近其使用寿命。

发达的工业经济在北美，欧洲和日本已经有成千上万的DCSs安装，并与少数如有新工厂正在兴建，市场的新的硬件是转移迅速较小，但增长较快的地区，如中国，拉丁美洲，中欧和东欧。

由于缩小硬件业务，供应商开始进行的具有挑战性的过渡到基于硬件的商业模式为基础的软件和增值服务。

这是一个转型期，仍在今天所作的发言。

投资组合中的应用供应商所提供的扩展，在90年代，包括领域，如生产管理，基于模型的控制，实时优化，工厂资产管理酰胺（PAM），实时绩效管理（每分钟转速）工具，报警管理，许多其他问题。

要获得真正的价值从这些应用中，但是，往往需要相当大的服务内容，其中的供应商也提供。

集散控制系统供应商，如azbil称为山武服务也扩大了范围，以致许多供应商可作为主要自动化承包商（互委会），提供了单点负责所有自动化相关方面的一个项目。

Distributedcontrolsystem

FromUSWikipedia,thefreeencyclopedia15March2009

Adistributedcontrolsystem（DCS）referstoacontrolsystemusuallyofamanufacturingsystem,processoranykindofdynamicsystem,inwhichthecontrollerelementsarenotcentralinlocation（likethebrain）butaredistributedthroughoutthesystemwitheachcomponentsub-systemcontrolledbyoneormorecontrollers.Theentiresystemofcontrollersisconnectedbynetworksforcommunicationandmonitoring.Adistributedcontrolsystem（DCS）referstoacontrolsystemusuallyofamanufacturingsystem,processoranykindofdynamicsystem,inwhichthecontrollerelementsarenotcentralinlocation（likethebrain）butaredistributedthroughoutthesystemwitheachcomponentsub-systemcontrolledbyoneormorecontrollers.Theentiresystemofcontrollersisconnectedbynetworksforcommunicationandmonitoring.

DCSisaverybroadtermusedinavarietyofindustries,tomonitorandcontroldistributedequipment

Elements

ADCStypicallyusescustomdesignedprocessorsascontrollersandusesbothproprietaryinterconnectionsandCommunicationsprotocolforcommunication.Input&outputmodulesformcomponentpartsoftheDCS.Theprocessorreceivesinformationfrominputmodulesandsendsinformationtooutputmodules.Theinputmodulesreceiveinformationfrominputinstrumentsintheprocess（a.k.a.field）andtransmitinstructionstotheoutputinstrumentsinthefield.Computerbusesorelectricalbusesconnecttheprocessorandmodulesthroughmultiplexerordemultiplexers.BusesalsoconnectthedistributedcontrollerswiththecentralcontrollerandfinallytotheHuman-MachineInterface（HMI）orcontrolconsoles.SeeProcessAutomationSystem.

Elementsofadistributedcontrolsystemmaydirectlyconnecttophysicalequipmentsuchasswitches,pumpsandvalvesormayworkthroughanintermediatesystemsuchasaSCADAsystem.

Applications

DistributedControlSystems（DCSs）arededicatedsystemsusedtocontrolmanufacturingprocessesthatarecontinuousorbatch-oriented,suchasoilrefining,petrochemicals,centralstationpowergeneration,pharmaceuticals,food&beveragemanufacturing,cementproduction,steelmaking,andpapermaking.DCSsareconnectedtosensorsandactuatorsandusesetpointcontroltocontroltheflowofmaterialthroughtheplant.Themostcommonexampleisasetpointcontrolloopconsistingofapressuresensor,controller,andcontrolvalve.Pressureorflowmeasurementsaretransmittedtothecontroller,usuallythroughtheaidofasignalconditioningInput/Output（I/O）device.Whenthemeasuredvariablereachesacertainpoint,thecontrollerinstructsavalveoractuationdevicetoopenorcloseuntilthefluidicflowprocessreachesthedesiredsetpoint.LargeoilrefinerieshavemanythousandsofI/OpointsandemployverylargeDCSs.Processesarenotlimitedtofluidicflowthroughpipes,however,andcanalsoincludethingslikepapermachinesandtheirassociatedvariablespeeddrivesandmotorcontrolcenters,cementkilns,miningoperations,oreprocessingfacilities,andmanyothers.

AtypicalDCSconsistsoffunctionallyand/orgeographicallydistributeddigitalcontrollerscapableofexecutingfrom1to256ormoreregulatorycontrolloopsinonecontrolbox.Theinput/outputdevices（I/O）canbeintegralwiththecontrollerorlocatedremotelyviaafieldnetwork.Today’scontrollershaveextensivecomputationalcapabilitiesand,inadditiontoproportional,integral,andderivative（PID）control,cangenerallyperformlogicandsequentialcontrol.

DCSsmayemployoneorseveralworkstationsandcanbeconfiguredattheworkstationorbyanoff-linepersonalcomputer.Localcommunicationishandledbyacontrolnetworkwithtransmissionovertwistedpair,coaxial,orfiberopticcable.Aserverand/orapplicationsprocessormaybeincludedinthesystemforextracomputational,datacollection,andreportingcapability.

EarlyminicomputerswereusedinthecontrolofindustrialprocessessincetheHistory

beginningofthe1960s.TheIBM1800,forexample,wasanearlycomputerthathadinput/outputhardwaretogatherprocesssignalsinaplantforconversionfromfieldcontactlevels（fordigitalpoints）andanalogsignalstothedigitaldomain.

TheDCSwasintroducedin1975.BothHoneywellandJapaneseelectricalengineeringfirmYokogawaintroducedtheirownindependentlyproducedDCSsatroughlythesametime,withtheTDC2000andCENTUMsystems,respectively.US-basedBristolalsointroducedtheirUCS3000universalcontrollerin1975.In1980,Bailey（nowpartofABB）introducedtheNETWORK90system.Alsoin1980,Fischer&PorterCompany（nowalsopartofABB）introductedDCI-4000（DCIstandsforDistributedControlInstrumentation）.

TheDCSlargelycameaboutduetotheincreasedavailabilityofmicrocomputersandtheproliferationofmicroprocessorsintheworldofprocesscontrol.ComputershadalreadybeenappliedtoprocessautomationforsometimeintheformofbothDirectDigitalControl（DDC）andSetPointControl.Intheearly1970sTaylorInstrumentCompany,（nowpartofABB）developedthe1010system,FoxborotheFOX1systemandBaileyControlsthe1055systems.AllofthesewereDDCapplicationsimplementedwithinmini-computers（DECPDP11,VarianDataMachines,MODCOMPetc）andconnectedtoproprietaryInput/Outputhardware.Sophisticated（forthetime）continuousaswellasbatchcontrolwasimplementedinthisway.AmoreconservativeapproachwasSetPointControl,whereprocesscomputerssupervisedc