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DCS
分布式控制系统
中英文资料对照外文翻译文献综述
中文：
DCS
DCS
是分布式控制系统的英文缩写（
Distributed
Control System
）
，
在
国内自控行业又称之为集散控制系统。
即所谓的分布式控制系统，
或在有些
资料中称之为集散系统，
是相对于集中
式控制系统而言的一种新
型计算机控制系统，
它是在集中式控制系统的基础上发
展、
演变而来的。
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，通信、显示和控制等
4C
技术，其基本思想
是分散控制、集中操作、分级管理、配置
灵活以及组态方便。在系统功能方面，
DCS
和集中式控制系统
的区别不大，但在系统功能的实现方法上却完全不同。
首先，
DCS
的骨架—系统网络，它是
DCS
的基础和核心。由于网络对于
DCS
整个系统的实时性、
可靠性和扩
充性，
起着决定性的作用，
因此各厂家都在这方
面进行了精心的设计。
对于
DCS
的系统网络来说，
它必须满足实时性的要求，
即
在确定的时间限度内完成信息的传送。这里所说的“确定”的时间限度，是指在
无论何种情况下，
信息传送都能在这个时间限度内完成，
而
这个时间限度则是根
据被控制过程的实时性要求确定的。
因此，
衡量系统网络性能的指标并不是网络
的速率，即通常所说的每秒
比特数（
bps
）
，而是系统网络的实
时性，即能在多长
的时间内确保所需信息的传输完成。
系统网络
还必须非常可靠，
无论在任何情况
下，
网络通信都不能中断，
因此多数厂家的
DCS
< br>均采用双总线、
环形或双重星形
的网络拓扑结构。
为了满足系统扩充性的要求，
系统网络上可接入的最大节点数
量应比实际使用的节点数量大若干倍。
这样，
一
方面可以随时增加新的节点，
另
一方面也可以使系统网络运行于
较轻的通信负荷状态，
以确保系统的实时性和可
靠性。
在系统实际运行过程中，
各个节点的上网和下网是随时可能发生的，
特别
是操作员站，
这样，
< br>网络重构会经常进行，
而这种操作绝对不能影响系统的正常
运行，因此，系统网络应该具有很强在线网络重构功能。
其次，这是一种完全对现场
I/O<
/p>
处理并实现直接数字控制（
DDC
）功能
的网
络节点。
一般一套
DCS
中要设置现场
I/O
控制站，
< br>用以分担整个系统的
I/O
和控
制功能。
这样既可以避免由于一个站点失效造成整个系统的失效
，
提高系统可靠
性，
也可以使各站点分
担数据采集和控制功能，
有利于提高整个系统的性能。
DCS<
/p>
的
操
作
员
站
是
处
理
一
切
与
运
行
操
作
有
关
的
人
机
界
面
（
HMI-Human
Machine
Interface
或
operator
interface
）功能的网络节点。
工程师站是对
DCS
进行离线的配置、
组态工作和在线的系统监督、
控制、
维
护的网络节点，
< br>其主要功能是提供对
DCS
进行组态，
< br>配置工作的工具软件
（即组
态软件）
，并在
DCS
在线运行时实时地监视
DCS
网络上各个节点的运行情况，使
系统工程师可以通过工
程师站及时调整系统配置及一些系统参数的设定，
使
DCS
随时处在最佳的工作状态之下。
与集中式控制系统不同，
所有的
DCS
都要求有系
统组态功能，可以说，没有系统组态功能的系统就不能称其为
DCS
。
DCS
自
1975
年问世以来，已经经
历了二十多年的发展历程。在这二十多年
中，
DCS
虽然在系统的体系结构上没有发生重大改变，但是经过不断的发展和完
善，
其功能和性能都得到了巨大的提高。总的来说，
DCS
正在向着
更加开放，更
加标准化，更加产品化的方向发展。
作为生产过程自动化领域的计算机
控制系统，
传统的
DCS
仅仅是一个狭
义的
概念。
如果以为
DCS
只是生产过程的自动化系统，
那就会引出错误的结论，
因为
现在的计算机控制系统的含义已被大大扩展了，
它不仅
包括过去
DCS
中所包含的
各种内容，
还向下深入到了现场的每台测量设备、
执行机构，
向上发展到了生产
管理，
企业经营的方方面面。
传统意义上的
DCS
现在仅仅是指生产过程
控制这一
部分的自动化，而工业自动化系统的概念，则应定位到企业全面解决方案，即<
/p>
total solution
的层次。只有从这个角度上提出
问题并解决问题，才能使计算
机自动化真正起到其应有的作用。
DCS
具有以下特点：
（
1
）
高可靠性。由于
DCS
将系统控制功能分散
在各台计算机上实现，系统
结构采用容错设计，因此某一台计算机出现的故障不会导致系
统其他功能的丧
失。
此外，
由于系统中
各台计算机所承担的任务比较单一，
可以针对需要实现的
功能采
用具有特定结构和软件的专用计算机，
从而使系统中每台计算机的可靠性
也得到提高。
（
2
）
开放性。
DCS
采用开放式，标准化、模块
化和系列化设计，系统中各
台计算机采用局域网方式通信，实现信息传输，当需要改变或
扩充系统功能时，
可将新增计算机方便地连入系统通信网络或从网络中卸下，
几乎不影响系统其他
计算机的工作。
错误！未指定书签。
DCS
的发展历史
DCS
是分布式控制系统的英文缩写（
Distributed
Control System
）
，
在
国内自控行业又称之为集散控制系统。
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
(
Computer)
、通讯
(Communication)<
/p>
、显示
(CRT)
和控制
(Control)
等
4C
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。
）
它的发展大体分为三个阶段。
第一阶段：
1975-1980
年，在这个时期集散控制系统的技术特点表现为：
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
第二阶段：
1980
—
1985.
，在这个时期
集散控制系统的技术特点表现为：
1
）微处理器的位数提高，
CRT
显示器的分辨率提高
2
）强化的模块化系统
3
）强化
了系统信息管理，加强通信功能
第三阶段，
1985
年以后，集散系统
进入第三代，其技术特点表现为：
1
）采用开放系统管理
2
）操作
站采用
32
位微处理器
3
）采用实时多用户多任务的操作系统
进入九十年代以后，计算机技术突
飞猛进，更多新的技术被应用到了
DCS
之中。
PLC
是一种针对顺序逻辑控制发展起来的电子设备，它主要用于代替不灵
活而且笨重的继电器逻辑。现场总线技术在进入九十年代中期以后发展十分迅
猛，
以至于有些人已做出预测：
基于现场总线的
FCS
将取代
DCS
成为控制系统的
主角。
DCS
是
Data Communication Subsystem
（数据通信子系统）的简称。
以轨道交通行业为例，
DCS
是一个纯透明的非安全性系统，他是控制中心和
列车之间发送报文的载
体。
DCS
第二层涵义：
Dorsal
Column Stimulator[
医
]
< br>脊柱刺激器
在特殊控制领域，如核电站控制系统，
DCS
的含义
为数字化控制系统
（
Digital control
system
）
。
国内
DC
S
主要厂家有：
上海新华，
鲁能控制，
国电智深，
浙大中控，
和利时，
上海华文，上海乐华，浙江中自等。国外的有
西屋（艾默生）
、
FOXBORO
、
ABB
、
西门子、霍尼韦尔、横河、山
武－霍尼韦尔公司、
FISHER-
ROSEMOUNT
公司等
错误！
未指定书签。
DCS
特点和发展概述
DCS
是
分散控制系统
(Distributed Control System)
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
(Computer)
、通讯
(Com
munication)
、
显示
(CR
T)
和控制
(Control)
等
4C
技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分
< br>
级管理、配置灵活、组态方便。
DCS
具有以下特点：
(1)
高可靠性
由于
DCS
将系统控制功能分散在各台计算机上实现，
系统结构
采用容错设计，
因此某一台计算机
出现的故障不会导致系统其它功能的丧失。
此
外，
由于系统中各台计算机所承担的任务比较单一，
可以针对需要实现的功能采<
/p>
用具有特定结构和软件的专用计算机，
从而使系统中每台计算机的
可靠性也得到
提高。
(2)
开放性
DCS
采用开放式、标准化、模块化和系列化设计，系统中各台计
算机采用局域网方式
通信，
实现信息传输，
当需要改变或扩充系统功能时，
可将
新增计算机方便地连入系统通信网络或从网络中卸下，
几乎不影响系统其他计算
机的工作。
(3)
灵活性
通过组态软件根据不同的流程应用对象进行软硬件组态，
即确定
测量与控制信号及相互间连接关系、
从控制算法库选择适用的控制规律以及从图
形库调用基本图形组成所需的各种监控和报警画面，
从而方便地构成所
需的控制
系统。
(4)
易于维护
功能单一的小型或微型专用计算机，
具有维护简单、
方便的
特
点，
当某一局部或某个计算机出现故障时，
< br>可以在不影响整个系统运行的情况下
在线更换，迅速排除故障。
< br>
(5)
协调性
各工作站之间通过通信网络传送各种数据，整个系统信息共享，
协调工作，以完成控制
系统的总体功能和优化处理。
(6)
控制功能齐全
控制算法丰富，
集连续控制、
顺序控制和批处理控制于
一
体，可实现串级、前馈、解耦、自适应和预测控制等先进控制，并可方便地加入
所需的特殊控制算法。
DCS
的构成方式十
分灵活，可由专用的管理计算机站、
操作员站、工程师站、记录站、现场控制站和数据采
集站等组成，也可由通用的
服务器、工业控制计算机和可编程控制器构成。
处于底层的过程控制级一般由
分散的现场控制站、
数据采集站等就地实现数据采集和控制，
并通过数据通信网
络传送到生产监控级计算机。
生产监控级对来自过程控制级的数据进
行集中操作
管理，如各种优化计算、统计报表、故障诊断、显示报警等。随着计算机技术
的
发展，
DCS
可以按照需要与更高性
能的计算机设备通过网络连接来实现更高级的
集中管理功能，如计划调度、仓储管理、能
源管理等。
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DCS
在国内外的发展与应用状态
1975
年美国最大的仪表控制公司
Honeyw ell
首次向世界推出了它的综合
分散控制系统
TDC<
/p>
—
2000 ( Toal D ist ribu ted
Con t ro l -2000) ,
这一
系统的发表
,
立即引起美国工业控制界高度评价
,
称之为
“最鼓舞人心的事件”
。
世界各
国的各大公司也纷纷仿效
,
推出了一个又一个集散系统
,
从此过
程控制
进入了集散系统的新时期。
在此期间有日本横河公司推出的
CEN TUM ,
美国泰勒仪表公司的
MO
SË ,
费雪尔公司的
DCÉ
—
400,
贝利公司的
N
—
90,
福克斯波罗
公司的
Cpect rum
和德国西门子公司的
Telepermm
。
随着计算机特别是微型计算机与网络技术的飞速发展
,
加上各制造商的激
烈竞争
,
使
DCS
很快从
70
年代的第一代发展到
90
年代初的第
三代
DCS
。尽管
在这之前的集散系统
的技术水平已经很高
,
但其中存在着一个最主要的弊病是
:
各大公司推出的几十种型号的系统
,
几乎都是本公司的专利产品
,
每个公司为
了保护自身的利益
,
采用的都是专利网络
,
这就为全厂、全企业的管理带来问
题。
随着计算机的发展与网络开发使各
控制厂商更多地采用商业计算机的技术
,
80
年代末许多公司推出新一代的集散系统
,
其主要特征
是新系统的局部网络采
用
MA
P
协议
;
引用智能变送器与现场总线结构
;
在控制软件上引入
PLC
的顺序
控制与批量控制
,
使
DCS
也具有
PLC
的功能。
至
90
年代初各国知名的
DCS
有
:3000,
Bailey
的
IN
F
I
—
90,Ro
semoun
t
的
RS
—
3,
W est Hoo se
的
WDPF, L eeds
&Non th rup
的
MAX
—
1000,Foxbo ro
的
IöA
S,
日本横河的
CEN
TUM
。这里所提到的均为大型的
DCS,
< br>为了适应
市场的需要各厂商也开发了不少中小型的
DCS
系统如
S
—
9
000,MAX
—
2,
LXL
,A
2
PACS
等等。
目前国内
DCS
主要有：
新华
XDPS
，
鲁能的
LN2000
，
国电智深
< br>DCS
，
中控
DCS
，
和利时
DCS
，南京科
远
DCS
，浙江中自等。国外的有
<
/p>
西屋（艾默生）
ovation
、
FOXBORO
、
ABB
、西门子
PCS7
、霍尼韦尔、横河
DCS
等。
英文翻译
DCS
DCS Distributed Control
System is the abbreviation of (Distributed Control
System),
automation industry in the
country is also known as distributed control
system.
The
so-called
distributed
control
system,
or
in
some
of
the
information
in
the
call
distribution
system,
as
opposed
to
centralized
control
systems,
a
new
computer
control
system,
which
is
a
centralized
control
system
based
on
the
development,
evolution and
come. It is a process by the process control level
and the composition of
monitoring
level
communications
network
as
a
link
to
the
multi-level
computer
systems, integrated computer,
communication, display and control technologies
such
as
4C,
the
basic
idea
is
decentralized
control,
centralized
operations,
hierarchical
management ,
flexible configuration, and configuration easy.
Function in the system,