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分散控制系统如何组成 分散控制系统是什么

生活经验知识分享


1、分散控制系统信号流程
分散控制系统信号流程图
2、功能结构
从系统的功能角度上看，分散控制系统是一个多功能分级控制系统的结构体系，分散控制系统按功能可划分为经营管理、生产管理、过程管理（监督控制）、直接控制等四个层次级别 。
功能结构示意图
应用中的DCS系统并非全部具有上述四层功能 。大多数应用系统，目前只配置和发挥到第一层和第二层中小规模上，少数应用系统使用到第三层功能，只在大规模的综合控制系统中才应用到全部四层功能 。
3、现场控制站组成
现场控制站的硬件一般都采用专门的工业级计算机系统 。
【分散控制系统如何组成 分散控制系统是什么】 主要包括两部分：一部分是运算器（即主CPU）、存储器等组成的计算机单元，称之为逻辑部分或主控制器；另一部分是现场测量单元、执行单元的输入输出设备，即过程量I/O或现场I/O，称为过程通道 。
4、DCS的特点
(1) 数字方式
从系统的结构形式看，DCS确实与仪表控制系统相类似，它在现场端仍然采用模拟仪表的变送单元和执行单元，在主控制室端是计算单元和显示、记录、给定值等单元 。但从实质上DCS和仪表控制系统有着本质的区别：首先，DCS是基于数字技术的，除了现场的变送和执行单元外，其余均采用数字方式 。而且，DCS的计算单元并不是针对每一个控制回路设置一个计算单元，而是将若干个控制回路集中在一起，由一个现场控制站来完成这些控制回路的计算功能 。这样的结构形式不只是为了成本上的考虑 。一个控制站执行多个回路控制的结构形式，是由于DCS的现场控制站有足够的能力完成多个回路的控制计算 。
(2) DCS有着极大的灵活性
从功能上讲，由一个现场控制站执行多个控制回路的计算和控制功能更便于这些控制回路之间的协调，这在模拟仪表系统中是无法实现的 。
一个现场控制站应该执行多少个回路的控制，则与被控对象有关，系统设计师可以根据控制方法的要求具体安排在系统中使用多少个现场控制站，每个现场控制站中各安排哪些控制回路 。在这方面，DCS有着极大的灵活性 。
(3) 分散方式
从仪表控制系统的角度看，DCS的最大特点在于其具有传统模拟仪表所没有的通信功能 。
从计算机控制系统的角度看，DCS的最大特点则在于它将整个系统的功能分成若干台不同的计算机去完成，各个计算机之间通过网络实现互相之间的协调和系统的集成 。
在DDC系统中，计算机的功能可分为检测、计算、控制及人机界面等几大块 。在DCS中，检测、计算和控制由现场控制站的计算机完成，而人机界面则由操作员站的计算机完成 。这是两类功能完全不同的计算机 。一个系统有多台现场控制站和多台操作员站，每台现场控制站或操作员站对部分被控对象实施控制或监视 。这种划分是功能相同而范围不同的计算机 。因此，DCS中多台计算机的划分有功能上的，也有控制、监视范围上的 。这两种划分就形成了DCS的“分布”一词的含义 。
(4) 数据库
系统总体数据库是分散控制系统的核心，有了这个总体数据库，分散控制系统才能真正实现资源共享 。各控制站上存在分布式数据库，仅包含各自站所需要的数据点信息 。通过分散的数据采集和处理，在上位依据总数据库形成总体数据库，这是分散控制系统的软件核心 。
数据库设计是分散控制系统的核心 。数据库确定后，才可以进行进一步的组态工作，所有的显示、操作、报表、历史记录都是围绕数据库进行的 。
5、 DCS的定义
集散控制系统：集中显示，分散控制 。
(1) 集中式数据库，显示管理整个系统的数据信息，实现信息的集中管理，方便地进行资源共享 。
(2) 分散式处理单元，系统可以有多台现场控制站，每台控制一部分回路；
1）以回路控制为主要功能的系统；
2）除了变送器和执行单元外，各种控制功能以及通信、人机界面均采用数字技术；
3) 以计算机的CRT、键盘、鼠标/轨迹球代替仪表盘形成系统人机界面 。
4）回路控制功能由现场控制站完成，系统可以有多台现场控制站，每台控制一部分回路；
5）人机界面由操作员站实现，系统可有多台操作员站；
6）系统中所有的现场控制站、操作员站均通过数字通信网络实现连接 。
6、信号传输方式的演变
机械—气动—模拟电量—数字电量
基地式仪表发展到单元式组合仪表，从控制装置发展到控制系统，引起这个根本变化或引起质变的因素，是信号传输的出现 。也就是说，信号的传输技术造成了功能上的分工与配合，使控制装置演变成了控制系统 。正是由于信号传输有着如此重要的作用，因此其标准的发展和演变就成为仪表控制系统的划时代标志 。
如气动单元组合仪表的标志是20～100 kPa的信号传输标准；II型电动单元组合仪表的标志是0～10mA的信号传输标准；而III型电动单元组合仪表的标志则是4～20 mA的信号传输标准 。
而近年来受到控制工程界广泛关注的现场总线标准，则是控制系统由模拟技术演进到数字技术后的新一代信号传输标准 。
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