常洪娟
⏹集散系统 Distributed Control system，简称DCS
⏹集散系统的含义是，利用微处理机或微型计算机技术对生产过程进行集中管理和分散控制的系统 ⏹技术基础 微型计算机
⏹技术特点 集中操作、管理和分散控制
DCS的产生
⏹50年代前，过程控制主要使用气动仪表
⏹50年代后期，出现电动单元组合仪表
⏹一次表 留在现场的变送器和执行机构
⏹二次表 集中在中控室的调节与显示表
⏹60年代，开始使用直接数字控制（DDC），由一台过程控制计算机对数百个回路进行控制，在带来很多优点的同时，出现了“危险集中”。
⏹70年代中期，出现集散系统。操作更方便，集中管理，功能分散、任务分散的同时，危险也分散 DCS发展历程（一）
⏹1975年至1980年，初创期，代表产品有
⏹Honeywell TDC2000
⏹横河电机 CENTUM
⏹Foxboro SPECTRUM
⏹技术特征：
⏹带显示器的操作站与过程控制单元分离，实现了集中操作、分散控制
⏹在硬件制造和软件设计上采用了冗余技术
⏹引入了网络通信技术，以数据传输通道连接各组成部分，实现了系统内的资源共享
DCS发展历程（二）
la-5
⏹1980年至1985年，成熟期，代表产品有
⏹Honeywell TDC3000（LCN）
⏹横河电机 CENTUM-A，-B，-D
⏹Rosemount RS3
⏹技术特征：
⏹引入了局域网技术，通信范围扩大，数据传送速率大大提高，但各厂家网络通信机制各不相同。
⏹主要采用16位CPU，控制功能增强。
⏹操作站开始兼有简单的管理功能
⏹采用上位机以完成一些复杂运算和较强的管理功能
DCS发展历程（三）
⏹1985年以后，扩展期，代表产品有
⏹Foxboro I/A-S
⏹Honeywell TDC3000X，TPS
⏹横河电机 CENTUM-XL，-uXL，-CS
⏹Fisher-Rosemount Delta-V
⏹技术特征：
⏹系统开始走向开放，不同制造厂的产品可以相互连接、相互通信和进行数据交换。
⏹普遍采用32位CPU，控制功能更加强大，标准算法中开始包括自适应、自整定的复杂控制算法，先进控制技术与过程优化技术得到推广应用。
⏹采用高分辨率显示器、触摸屏、鼠标器以及窗口技术，人机界面更加友好，操作更简单 ；
内孔撑圆涨紧夹具DCS发展历程（四）
⏹全数字化、双向、串行的多站通讯网络
⏹现场总线（Fieldbus）控制系统
⏹技术特征：
⏹现场与中控室采用数字通信，取代4～20mA模拟信号通信，实现双向通通讯
⏹数字通信信号传送误差小，传送精度高 。
⏹开放性、互操作性/互换性增强
⏹控制功能完全下放到现场，实现完全分散控制
⏹硬件和软件尚待研究和开发。
现场总线控制系统构成
差压变送器含有模拟量输入功能块（AI110），调节阀含有PID控制功能块（PID110）及模拟量输出功能块（AO110），由这三个功能块构成流量控制回路
DCS如何构成
操作管理系统
⏹负责操作、管理的设备：操作站、上位机、通讯站、打印机等。
⏹操作站（工程师站）是DCS的人-机接口，它有丰富的外设和友好的人-机界面。
⏹操作站功能：操作员功能、工程师功能、通讯功能和高级语言编程功能等。
⏹操作站组成：计算机主机、显示器、键盘（专用或PC标准键盘）、网卡、打印机等组成。第四代DCS操作站普遍采用PC机来取代专用的操作站，操作系统采用Windows系统。
⏹鼠标或触屏操作
过程控制站
⏹控制站是DCS的核心部分，集多种计算机技术于一体的计算机，实现对过程的控制。
⏹功能：常规控制（PID）、逻辑、顺控和批量控制及通讯功能。控制站通过采集现场信号和通过操作站发出的指令进行各种运算，并将计算结果送到现场进行控制。
⏹组成：电源、CPU卡、通讯卡和各种信号输入/输出卡（即I/O卡）及其端子板、连接电缆等组成 。
通讯总线
⏹作用：实现各个设备的数据交换，它将控制站、操作站等DCS的计算机设备连接成一个完整的系统 。
⏹组成：局域网通信总线、控制通信总线、远程I/O总线等。
⏹通信介质 ：同轴电缆（50欧姆 、75欧姆）、光纤或双绞线。
⏹通信网络结构：总线型、环型、树型和星型 ，如Honeywell和Yokogawa的DCS采用总线型 。
⏹通讯协议：IEEE802通讯协议（ IEEE802.2、IEEE802.4）
⏹DCS以令牌传输方式按设备地址进行巡回通讯。
DCS的特点
⏹DCS系统都是由操作管理系统、过程控制站、数据通信总线等构成。
⏹DCS系统都采用分级递阶分布式结构，控制、危险分散，操作、管理集中。
⏹集散系统的处理器、内部总线、电源、控制用输入/输出卡件等采用冗余配置，从根本上提高了系统长期连续运行的能力和抗故障能力。
⏹系统的硬件和软件均具备自诊断功能和自修正功能。
HONEYWELL操作站
⏹TPS系统操作站一般有US、UWS和GUS。
⏹GUS是基于MS Windows NT或2000工作站平台的Native Window窗口 ，构成：
⏹空气净化风扇主机：通用PC
⏹显示器：单或双15吋或17吋CRT，载荷谱
⏹键盘：普通键盘，操作员键盘
⏹网卡：Ethernet卡，可外接PIN网
⏹配置LCNP4属性板，通过MAU与LCN连接
gammaproteobacteria⏹新的DISPLY BUILDER流程图画面代替US的PICTURE EDITOR流程图画面，支持多幅流程图 。
HONEYWELL控制站
⏹APM控制站组成：
⏹电源模件
⏹先进过程管理模件 APMM(MODEM调制解调器卡、高级通讯处理器 、高级I/O接口处理器 、高级控制处理器 、空白卡 ）
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