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1、摘要集散控制系统是以微处理器为基础的对生产过程进行集中监控、操作、管理和分散控制的集中分散控制系统，简称DCS系统。文章综述了DCS集散控制系统的产生背景及发展历程，阐述了DCS集散控制系统在国内外的发展现状，并在此基础上对DCS集散控制系统的发展趋势进行了展望。重点介绍了DCS系统的组成、构成及其特点和基于IPC的DCS系统和基于PLC的DCS系统。关键词关键词1集散控制系统；关键词2IPC-DOC系统；关键词3PLC-DOC系统；关键词4系统构成及特点；关键词5发展历程；关键词6未来展望前言集散控制系统(DistributedControlSystem,简称D
2、CS)是计算控制系统发展到一定阶段的产物。它是以微处理机为核心,采用数据通讯技术和图形显示技术的新型计算机控制系统,它是一种利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和现场前端分散控制相统一的新型控制技术。该系统能够完成直接数字控制、顺序控制、批量控制、数据采集与处理、多变量解藕控制以及最优控制等功能,在先进的集散型控制系统中,还包含有生产的指挥、调度和管理功能。1975年,美国Honeywell公司推出了第一套集散控制系统TDC-2000,它特点就是：集中管理、集中操作,分散控制、分散危险,特别适合大规模生产过程和大型设备的管理、控制和操作,随着计算机性能
3、价格比的不断提高、通用计算机技术、控制理论与技术、显示技术的发展,特别是网络技术的发展,集散控制系统逐渐发展起来。而促进集散控制系统不断向前发展的主要动力在于应用需求的不断提高,特别是石油化工生产过程中的应。因此它的发展一方面向现场深入,另一方面向高层发展,特别是近年来开放系统体系结构的发展,各种网络通信规约的标准化,克服了过去各种计算机系统不能互相通信的“孤岛”现象,使得面向过程控制的集散控制系统和面向生产管理与调度的管理信息系统MIS可以互相传递信息,出现了将DCS与MIS集成在一起的计算机集成制造系统CIMS和计算机集成过程控制CIPS,这种系统使得企业自动
4、化水平大大提高,计算机不仅可以进行单个设备、生产工序的控制,可以将个别的生产单元联系在一起进行协调控制,实现整个生产过程的总体优化,进一步对全厂的生产调度、物料平衡、成本控制、库存控制、质量控制、统计分析等功能实现全面的综合自动化,形成现代企业的计算机管理控制一体化系统。正文1集散控制系统的产生集散控制系统的产生大致可以分为三个阶段：第一阶段：由常规的模拟式调节仪表构成的过程控制系统,成本低、可靠性高,容易维护和操作，但是随着生产的发展,模拟式仪表的局限性越来越明显,如模拟仪表难于实现多变量解藕控制以及其它复杂的控制规律；控制精度不高；生产规模的扩大和工艺的日益复
5、杂,仪表控制系统越来越多,控制室的仪表屏越来越大,难于实现集中的操作和显示；各个系统之间难于实现通信联系；当生产工艺要求变更时,往往需要变更调节仪表。而计算机控制系统就可以克服模拟调节仪表的上述缺陷,计算机控制系统可实现复杂的控制规律；各分系统之间可以实现通信,能集中操作和显示,控制精度比较高。第二阶段：在计算机集中控制中,一台计算机控制几十个乃至几百个回路,一旦计算机发生故障,将会影响整个系统的工作,系统的可靠性比较低。当然,为了提高系统的可靠性,可采用双机运行方式,但是成本就会提高。20世纪70年代工业的发展使生产过程更加复杂,规模更加扩大,其中石油化学工业尤
6、为突出。生产规模的扩大和复杂,迫切要求高可靠性的计算机控制系统。第三阶段：在总结模拟调节仪表和计算机集中控制的优缺点的基础上,发展、形成了集散型控制系统。集散型控制系统以多台微机处理机分散在生产现场,进行过程的测量和控制,实现了功能和地理上的分散,避免了测量、控制高度集中带来的危险性和常规仪表控制功能单一的局限性；数据通信技术和CR下显示技术以及其他外部设备的应用,能够方便的集中操作、显示和报警,克服了常规仪表控制过于分散和人机联系困难的特点。20世纪70年代微电子技术和计算机技术的重大突破,为集散控制系统提供了体积小、功能强、可靠性高、价格低廉的微处理机和各类半
7、导体芯片,为发展集散型控制系统奠定了物质基础。2集散控制系统的发展阶段第一套集散系统是美国霍尼韦尔(Hnoewyell)公司在1975年推出的,至今已有30年的历史,这一过程大致可以分为三个阶段：第一阶段是基本成形的阶段。它保留了直接数字控制中集中监视的功能,而将控制功能分散到现场去,通过总线将监视和控制两级连成整体,实现信息和数据的交换,构成了集散系统的基本框架。这一类系统的现场控制比较简单,没有高级的控制算法,监视的功能也少,上下级之间信息交换量少,通信速度也不快,大部分功能还停留在常规控制的水平上。第二阶段是扩大功能的阶段。这时现场控制的CPU由8位向16位
8、过渡,现场
