DCS(计算机网络控制系统)
DCS系统简介
百科名片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。
基本介绍首先，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 DCS，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，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，用以分担整个系统的I/O和控制功能。
《DCS系统概述》课件
操作站
01
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操作站是DCS系统中的人机交 互界面。
操作站通常配备大屏幕显示器 、键盘、鼠标等设备，供操作
员进行监控和操作。
操作站可以显示设备的运行状 态、报警信息、实时数据等， 方便操作员对设备进行监控和
管理。
操作站还支持历史数据查询、 报表生成等功能，方便操作员
进行数据分析和管理。
通信网络
输入输出模块还支持多种 信号接口和控制输出，可 以与各种设备进行连接和 控制。
ABCD
输入输出模块可以采集各 种设备的状态信号和控制 信号，并将其传输到控制 器进行处理。
输入输出模块具有高可靠 性和稳定性，可以在各种 复杂环境下正常工作。
03
DCS系统的功能
数据采集与处理
数据采集
DCS系统能够实时采集各种传感器、 变送器等设备产生的信号，并将其转 化为数字或模拟量数据。
01
通信网络是DCS系统中 的信息传输系统。
02
通信网络采用高速数据 传输协议，确保数据传 输的实时性和准确性。
03
通信网络支持多种通信 接口，可以与各种设备 进行通信和控制。
04
通信网络还具有故障冗 余设计，可以在网络故 障时保证系统的稳定性 和可靠性。
输入输出模块
输入输出模块是DCS系统 中的信号采集和控制系统 。
详细描述
智能化DCS系统具备自学习和自我优化的能力，能够根据历史数据和实时运行情况，自动调整控制策略，提高系 统的稳定性和效率。
网络化
总结词
网络技术的发展使得DCS系统逐渐实现 网络化，提高了系统的可扩展性和远程 控制能力。
VS
详细描述
通过网络化DCS系统，可以实现远程监控 和控制，方便对大规模、分散的工业设施 进行集中管理。同时，通过网络技术，可 以实现数据共享和信息交互，提高生产效 率。
dcs控制方案
dcs控制方案一、概述DCS（分布式控制系统）是一种基于计算机网络和现场总线技术的自动化控制系统。
它可以集成各类控制设备、执行器和传感器，并通过高效的数据通信实现对生产过程的监控和控制。
本文将详细介绍DCS控制方案的设计与实施。
二、系统组成1. 硬件方案DCS控制方案的硬件组成主要包括控制器、输入/输出模块、执行器和传感器等。
控制器具备高性能的数据处理能力，负责控制算法的执行和监控系统的运行。
输入/输出模块则负责与外部设备进行数据交互，传输控制信号和采集过程数据。
执行器和传感器承担着实际动作和信号采集的任务，将系统状态信息反馈给控制器。
2. 软件方案DCS控制方案的软件方案是整个系统的核心。
它包括了实时嵌入式操作系统、控制算法、监视系统以及人机界面等。
实时嵌入式操作系统保证了系统的高可用性和稳定性，控制算法则实现了对生产过程的精确控制。
监视系统通过对采集到的数据进行分析和处理，提供运行状态的监控报告和故障诊断。
人机界面提供了直观友好的操作界面，方便操作人员进行实时监控和调整参数。
三、DCS控制方案设计1. 系统需求分析在设计DCS控制方案之前，需要对待控制的生产过程进行全面的需求分析。
包括对工艺流程、设备性能要求、安全性要求和监控需求等进行详细的了解。
通过充分了解系统需求，才能制定出符合实际情况的控制方案。
2. 系统结构设计根据分析得出的系统需求，进行系统结构设计。
将整个生产过程划分为若干个子系统，根据不同的功能和控制需求进行模块化设计。
同时考虑实时性、可靠性和安全性等因素，确定控制器和传感器的布置位置，以及各个子系统之间的数据通信方式。
3. 控制算法设计根据生产过程的特点和控制需求，设计合理的控制算法。
可以采用传统的PID控制算法，也可以结合先进的模糊控制、神经网络控制或模型预测控制等。
控制算法需要综合考虑系统的稳定性、鲁棒性和响应速度，以实现对生产过程的精确控制。
四、DCS控制方案实施1. 系统集成根据设计方案，进行硬件设备的安装和网络连接。
什么是DCS控制系统_DCS控制系统如何应用
什么是DCS控制系统_DCS控制系统如何应用DCS控制系统听起来好像很复杂，其实它就是综合了计算机、通讯、显示和控制等4C技术的一个综合性控制系统。
但是说起来简单，真正想要实现DCS控制系统还是比较复杂的。
小编对DCS控制系统也不是特别精通，就给大家请来了这方面的专家，请专家来为大家解释什么是DCS控制系统，以及DCS控制系统如何应用等一系列问题。
【什么是DCS控制系统】DCS控制系统是分散控制系统（DistributedControlSystem）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（Communication）、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。
DCS控制系统主要有现场控制站（I/O站）、数据通讯系统、人机接口单元（操作员站OPS、工程师站ENS）、机柜、电源等组成。
系统具备开放的体系结构，可以提供多层开放数据接口。
DCS控制系统硬件系统在恶劣的工业现场具有高度的可靠性、维修方便、工艺先进。
底层汉化的软件平台具备强大的处理功能，并提供方便的组态复杂控制系统的能力与用户自主开发专用控制算法的支持能力；易于组态，易于使用。
支持多种现场总线标准以便适应未来的扩充需要。
DCS控制系统的设计采用合适的冗余配置和诊断至模件级的自诊断功能，具有高度的可靠性。
系统内任一组件发生故障，均不会影响整个系统的工作。
DCS控制系统的参数、报警、自诊断及其他管理功能高度集中在CRT上显示和在打印机上打印，控制系统在功能和物理上真正分散，DCS整个系统的可利用率至少为99.9％；系统平均无故障时间为10万小时，实现了核电、火电、热电、石化、化工、冶金、建材诸多领域的完整监控。
把大型控制系统用高速实时冗余网络分成若干相对独立的分系统，一个分系统构成一个域，各域共享管理和操作数据，而每个域内又是一个功能完整的DCS系统，以便更好的满足用户的使用。
dcs控制原理
dcs控制原理DCS控制原理DCS（Distributed Control System）即分散控制系统，是一种基于计算机网络和现场总线技术的自动化控制系统。
DCS在工业控制领域中得到广泛应用，它通过将控制任务分散到各个现场设备上，实现对工业过程的监控和控制。
DCS控制原理可以概括为以下几个方面：1. 分散控制与集中控制的区别传统的集中控制系统以中央控制器为核心，通过集中控制室的操作员对整个系统进行监控和控制。
而DCS系统采用分散控制的方式，将控制功能分散到各个现场设备上，通过计算机网络将各个设备连接起来，形成一个分布式的控制系统。
这种分散控制的方式使得DCS具有更高的可靠性和可扩展性。
2. 通信网络构架DCS系统的核心是通信网络，它连接了各个现场设备和控制中心。
通信网络可以采用以太网、现场总线等多种技术，实现设备之间的数据交换和信息传输。
通信网络的可靠性对于DCS系统的正常运行至关重要。
3. 控制策略DCS系统通过控制策略实现对工业过程的控制。
控制策略可以分为开环控制和闭环控制两种方式。
开环控制是根据预先设定的控制规则对系统进行控制，不考虑系统的反馈信息。
闭环控制则是根据系统的反馈信息对控制器进行调节，使系统的输出达到预期的目标。
DCS系统通常采用闭环控制，通过传感器采集工业过程的数据，然后根据设定的控制算法对系统进行调节。
4. 控制算法DCS系统中的控制算法是实现控制策略的核心部分。
常见的控制算法包括PID控制、模糊控制、自适应控制等。
PID控制是一种经典的控制算法，通过比较设定值和实际值的差异，计算出控制量，并对系统进行调节。
模糊控制则是一种基于模糊逻辑的控制方法，它能够处理不确定性和模糊性较强的系统。
自适应控制则是根据系统的动态特性自动调整控制参数，适应不同工况下的控制需求。
5. 系统安全与可靠性DCS系统在工业控制中承担着重要的任务，因此系统的安全与可靠性是至关重要的。
为了保证系统的安全性，DCS系统通常采用多重冗余的设计，即在关键部件和通信路径上设置备用设备，一旦主设备发生故障，备用设备可以立即接管工作，确保系统的连续运行。
分散控制系统讲义DCS的体系结构
分散控制系统讲义DCS的体系结构分散控制系统(Distributed Control System, DCS)是一种基于计算机网络的控制系统，用于监控和控制工业过程中的多个设备和系统。
DCS的体系结构是一个分布式的架构，包括多个分散的控制器，这些控制器通过通信网络进行连接和交互。
本文将详细介绍DCS的体系结构。
DCS的体系结构主要由以下几个组成部分组成：1.控制器：DCS的核心部分就是控制器，它负责处理过程中的各种信号和数据，并根据设定的控制策略来执行相应的操作。
通常情况下，一个DCS系统包含多个控制器，每个控制器负责控制一个或多个设备或系统。
控制器通常由工作站或嵌入式计算机组成。
2.通信网络：DCS系统中所有的控制器、设备和工作站都通过通信网络进行连接和通信。
通信网络可以根据具体需求选择不同的技术，如以太网、现场总线等。
通信网络的稳定性和可靠性对DCS系统的工作非常重要，因为它直接影响了设备之间的通信和数据传输。
3.人机界面：DCS系统提供了一个人机界面，用于监控过程状态和操作控制器。
人机界面通常由一台或多台工作站组成，工作站上配备有显示屏、键盘和鼠标等输入设备。
操作人员可以通过人机界面查看实时数据、控制设备和执行报警处理等操作。
4.设备/系统：DCS系统可以控制和监测多种设备和系统，如发电机、输电系统、制造过程等。
每个设备或系统都有一个或多个控制器与之对应，通过控制器的指令来实现相应的控制操作。
5.数据存储和处理：DCS系统需要存储和处理大量的数据，包括实时数据、历史数据和配置数据等。
数据存储和处理通常由一个或多个数据库服务器来完成，数据库服务器负责数据的存储和检索等操作。
DCS的体系结构具有以下几个特点：1.分布式控制：DCS系统的控制器分布在不同的位置，可以同时控制多个设备和系统。
这种分布式的控制方式使得系统更加灵活和可靠，同时也降低了系统的复杂性。
2.可靠性：DCS系统具有高度可靠性，即使一个或多个控制器发生故障，系统依然可以正常工作。
DCS系统
DCS系统目前，在连续型流程生产自动控制（PA）或习惯称之为工业过程控制中，有三大控制系统，即DCS（分散控制系统）、PLC（可编程逻辑控制器）和FCS（现场总线控制系统）。
什么是DCSDCS集散控制系统(Distributed Control System)是20世纪70年代中期发展起来的以微处理器为基础的分散型计算机制系统。
它是控制技术（Control）、计算机技术（Computer）、通信技术（Communication）、图形显示(Display)相结合的产物．该装置是利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散制的一种全新的分布式计算机控制系统。
DCS的特点DCS是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物。
DCS通常采用若干个控制器（过程站）对一个生产过程中的众多控制点进行控制，各控制器间通过网络连接并可进行数据交换。
操作采用计算机操作站，通过网络与控制器连接，收集生产数据，传达操作指令。
因此，DCS的主要特点归结为一句话就是：分散控制集中管理。
分级递阶控制系统在垂直和水平方向都是分级的。
最简单的DCS系统至少在垂直方向分两级，即：操作管理级和过程控制级。
在水平方向上各个过程控制级之间是相互协调的分级，它们把数据向上送达操作管理级，同时接收操作管理级的指令，各个水平分级间相互也进行数据交换。
DCS系统越大，其垂直方向和水平方向分级的范围也越广。
分级递阶控制系统的优点是各个分级有各自的分工范围，相互之间有协调，通常，这种协调由上一级来完成。
分散控制分散是DCS的一个重要特点。
分散的含义不单是分散控制，还包含了其他意义。
如：地域分散，功能分散，设备分散，危险分散等。
分散的目的是为了使危险分散，提高设备的可利用率。
自治与协调性DCS的各个组成部分是各自为政的自治系统，各自完成各自的功能，相互之间又有联系，数据信息相互交换，各种条件相互制约，在系统的协调下工作。
分散过程控制装置完成数据的采集、信号的处理、计算以及数据输出等功能。
DCS控制系统讲解
DCS控制系统讲解DCS（Distributed Control System）是一种分布式控制系统，用于监控和控制制造过程中的各种设备和参数。
DCS系统在工业自动化领域广泛应用，可以管理许多不同的过程，如化工、电力、水处理、石油和天然气等。
DCS系统由多个分布在不同位置的控制节点组成，每个节点可以分别控制一部分设备或过程。
这些节点通过网络连接，互相通信和交换数据，形成一个大规模的控制系统。
这种分布式架构使得DCS系统具有高可靠性和高灵活性，可以实现实时监控和远程控制。
DCS系统的主要组成部分包括以下几个方面：1.控制器：控制器是DCS系统的核心组件，通常由一台或多台计算机组成。
它们负责处理和执行各种控制策略，并将结果发送给其他设备和节点。
控制器还可以接收来自传感器和执行器的数据，并进行实时监测和反馈控制。
2.人机界面（HMI）：HMI是DCS系统与操作人员之间的交互界面。
通过HMI，操作人员可以监视和操纵整个制造过程。
HMI通常包括图形显示、报警和故障处理等功能，使操作人员能够及时发现和解决问题。
3.输入/输出（I/O）模块：I/O模块用于连接DCS系统与实际的物理设备和装置。
它们通过传感器和执行器将过程物理量（如温度、压力、流量等）转换成数字信号，并将控制信号传输到执行器。
I/O模块是DCS系统与外界交流的桥梁，确保了信息的准确性和可靠性。
4. 网络通信：DCS系统中的各个节点通过网络连接，实现数据的传输和共享。
网络通信可以根据实际需求采用不同的协议和技术，如以太网、Profibus、Modbus等。
这些网络使得DCS系统具有分布式控制和集中监控的能力。
5.数据存储和处理：DCS系统需要对大量的数据进行存储和处理。
这些数据包括控制参数、过程状态、历史记录等。
数据存储和处理功能可以在DCS系统中实现，也可以通过连接外部数据库和服务器来实现。
DCS系统的工作原理基于控制算法和策略。
控制算法通常是根据过程的特点和需求进行设计和优化的。
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安装在主控室后的电子设备室中
▪ 过程控制站：
▪ 接收由现场设备，如传感器，变送器来的信号，按照一定 的控制策略计算出所需的控制量，并送回现场的执行器中 去。可以同时完成连续控制顺序控制或逻辑控制，也可能 仅完成其中的一种 。
▪ 数据采集站：
▪ 接收有现场设备送来的信号，并对其进行一些必要的转换 和处理之后送到DCS的其它部分去。主要是监控级设备， 它接收大量的过程信息，并通过监控级设备传递给运行人 员。
▪
改变或升级功能只需改变软件设计
▪ 现代DCS控制单元具有连续、离散、批量控制功能，实现 高级控制。
▪ 高级控制
▪ 串级调节系统
自适应控制系统
▪ 前馈-反馈复合调节器
多变量解耦系统
▪ SMITH预估器
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▪ 1.3.3 人机联系手段—窗口功能丰富
▪ DCS人机联系手段：采用了CRT图形显示和键盘操作。 ▪ 常规控制系统： ▪ 人 过程：运行员通过各种操作器、定值器、开关、按钮
合同人、财、档案。 ▪ 生产管理级 ：生产监视、报告，规划产品结构和规模。
（上位机，协调各单元之间的参数设定。值长、分场级） ▪ 过程管理级 ：过程操作，装之间协调，优化过程控制，
错误检测、数据存档等。 ▪ 内容：发电厂的厂级管理计算机或若干个机组的管理计算
机。
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▪ 使用者：厂长，经理，总工程师，值长 ▪ 任务：监测企业各部分的运行情况，利用历史数据和实时
▪ 数据采集站并不直接完成控. 制功能
▪ 现场级： ▪ 一般位于被控生产过程附近，典型设备为各类传感器，变
送器，执行器。它们将生产过程中各种物理量转换为电信 号，送往控制站或者数据采集站，或者将控制站输出的控 制量转换成机械位移，带动调节机构，实现对生产过程的 控制。 ▪ 现场级信息的传递方式： ▪ 1、传统的4~20毫安模拟量信号传输方式 ▪ 2、现场总线的全数字量传输方式 ▪ 3、4~20毫安模拟量信号基础上，叠加调制后的数字量信 号的混合传输方式。
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▪ 2、监控级：
▪ 内容：运行员操作站， 工程师工作站，计算站
▪
安装在中央控制行配置、组态、调试、维护所 设置的工作站，并对各种设计文件进行归类和管理，形成 各种设计文件，例如各种图纸，表格。
▪ 要求：
▪ 一般由PC机配置一定数量的外部设备所组成，例如打印 机，绘图机等。
▪ CRT操作站：是集散系统的人—机接口装置。一般配有高 分辨力大屏幕的彩色CRT、操作者键盘、工程师键盘、打 印机、硬拷贝机和大容量存贮器。
▪ 操作站除了执行对过程的监控操作外，系统的组态、编程 工作也在操作站上进行。为了使操作直观方便，一般都有 动态流程图显示功能，操作站还可完成部分的生产管理工 作，如打印班/日报表和用户自己设计的工艺报表等。
课前提问
▪ 1、什么是DCS？
▪ 以多台微处理器为核心，采用控制功能分散、显示操作集 中，兼顾分而自治和综合协调原则设计的新一代仪表控制 系统——即：计算机网络控制系统。
▪ 2、DCS的产生共经历了哪几个阶段？
▪ 集中型计算机控制阶段； ▪ 计算机与模拟仪表混合式分散控制阶段； ▪ 第一代集散系统； ▪ 第二代集散系统； ▪ 第三代集散系统。
数据预测可能发生的各种情况，从全局利益出发辅助企业 管理人员进行决策，帮助企业实现规划目标。 ▪ 要求： ▪ 能够对控制系统做出高速反应的实时操作系统； ▪ 大量数据的高速处理与存储； ▪ 能够连续运行，高可靠性系统； ▪ 能长期保存生产数据； ▪ 并且具有优良的、高性能的、方便的人机接口； ▪ 丰富的数据库管理软件，过程数据收集软件，人机接口软 件，以及生产管理系统生成的工具软件。 ▪ 实现整个工厂的网络化和计算机的集成化。
装置（选件），打印机，拷贝机，键盘，鼠标。
.
▪ 计算站： ▪ 实现对生产过程的监督控制，例如机组运行优化和性能运
算，先进控制策略的实现等。主要完成复杂的数据处理和 运算功能， ▪ 要求 ▪ 具有较强的运算能力和速度，一般用超级微型机或小型机 构成。
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▪ 3、控制级
▪ 设备：过程控制站，数据采集站
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集散控制系统
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第1章 分散控制系统概论
▪ 1.1 分散控制系统的产生 ▪ 1.2 分散控制系统的结构 ▪ 1.3 分散控制系统的特点 ▪ 1.4 分散控制系统的分散方式 ▪ 1.5 分散控制系统的发展
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1.2 分散控制系统的结构
▪ 1.2.1功能层次结构
▪ 1、管理级 ▪ 经营管理级：市场和用户分析，订货销售统计、制造协调、
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▪ 运行员操作站： ▪ 运行员与DCS相互交换信息的人机接口设备，据此来监
视和控制整个生产过程。 ▪ 通过观察生产过程的运行情况，读出每一个过程变量的数
值和状态，判断每个回路是否正常工作。 ▪ 并且可以随时进行手动/自动方式的切换，修改给定值，
调整控制量，操作现场设备，以实现对生产过程的干预。 ▪ 另外还可以打印各种报表，拷贝屏幕画面和曲线等。 ▪ 要求： ▪ 一台具有较强功能的微型机，CRT显示器，大屏幕显示
▪ 大规模生产：几十个或上百个过程控制站和数据采集站， 外加高层计算站，运行员操作站，工程师站等人机接口设 备。
▪ 模块化设计决定了它的易扩展性，可以根据生产过程的发 展，逐渐扩充系统的硬件和软件。
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▪ 1.3.2 控制功能完善
▪ 常规控制系统功能 改变硬件配置
硬件实现 改变或升级功能即
▪ DCS 软件实现 具有高度灵活性和完善的控制能力
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▪ 1.2.2硬件系统结构
▪ 集散控制系统通常由过程控制单元、过程接口单元、 CRT显示操作站、管理计算机以及计算机网络等五个主 要部分组成其基本结构。
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▪ 过程控制单元：亦称现场控制单元或基本控制器，可以控 制一个或多个回路。过程接口单元：亦称数据采集装置， 是采集非控制变量，进行数据处理。
▪ 管理计算机：习惯上称为上位机。它综合监控全系统的各 单元，管理全系统的所有信息，实现全系统的最优控制和 全厂的优化管理。
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1.3 分散控制系统的特点
▪ 1.3.1 适应性和扩展性
▪ DCS在结构上采用了常规扩展系统的模块化设计方法， 无论硬件还是软件都可以根据实际应用需要去灵活的组合。
▪ 小规模生产：1~2个过程控制站和数据采集站，简单的人 机接口设备。