第一章集散控制系统概述课件
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的概念； ❖ 把控制功能分散在不同的计算机中完成，采
用通信技术实现各部分之间的联系和协调. ❖ 特点：控制分散、管理集中
2020/3/23
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集散控制系统
❖ 以微处理器为基础的分散控制、集中管理的 共用控制、共用显示的开放的仪表计算机控 制系统。
❖ 主要特点：集中管理、分散控制。
2020/3/23
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第一节 集散控制系统的概念
❖ 一、集散系统的发展历史
四个历史阶段
❖ 二、集散系统的基本结构
三大组成部分
2020/3/23
24
一、 集散控制系统的发展 （四个历史阶段）
1. 第一阶段（初创期）（1975—1980年） DCS的雏形，三大组成部分：
❖ 过程控制装置 ❖ 操作管理装置 ❖ 数据通信系统
20
控制系统的发展史
2020/3/23
21
❖ 总结： 控制系统的发展历史 (循环) ❖ 1. 30年代初期：分散控制→
(控制分散、 管理分散) ❖ 2. 30年代末期：集中控制→
(控制分散、管理集中) ❖ 3. 50年代末60年代初：集中控制→
(控制集中、管理集中) ❖ 4. 70年代:集散控制
2020/3/23
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❖ 基本特点：集中管理、分散控制；融入4C技 术，数据通信系统为初级局域网。比较注重 控制功能的实现，设计重点是现场控制站， 直接控制功能成熟可靠，人机界面功能相对 较弱。各个厂家的系统均由专有产品构成。
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❖ 第一个集散控制系统是1975年首先由美国霍 尼威尔（Honeywell）公司推出的TDCS 2000
❖ 中央控制室，信息远距离传输；
❖ 变送器、执行器和控制器分离：变送器、执行器安 装在现场，控制器在中央控制室；
❖ 优点：运行人员可获得整个的生产信息，便于协调 控制；
❖ 注意：控制仪表和运行人员在地理上的集中，控制 器分别完成各控制任务，故障影响不大——运行管 理的集中，仍然分散控制；
❖ 采用气动单元组合仪表、电动单元组合仪表和组件 组装式仪表。
集散控制系统
教材：何衍庆等。集散控制系统原理及应用 （第三版），化工出版社。
2020/3/23
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第一章 概 述
❖绪论 ❖第一节 集散控制系统的概念 ❖第二节 集散控制系统的特点 ❖第三节 集散控制系统的展望 ❖第四节 集散控制系统在我国的发展状况
2020/3/23
2
绪论
❖ 一、控制系统按照结构分类
控制系统都是分散式系统。
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3、集 散 控 制 系 统
❖ 将微处理器作为核心的集中分散控制系统。 利用控制技术（Control）、计算机技术 （Computer）、通信技术（Communication） 和阴极射线管（CRT）显示技术——4C技术， 对生产过程进行集中监视、操作、管理和分 散控制的新型控制系统。
集中控制系统 分散控制系统 集散控制系统(分布式控制系统)
❖ 二、集散控制系统的产生
Байду номын сангаас
2020/3/23
3
一、控制系统按照结构分类 ❖ 1、集中控制系统（Centralized Control System，CCS） ❖ 2、分散控制系统（Decentralized Control System，
❖ Total Distributed Control System，TDCS,又称 分布式控制系统。
❖ 主要特点：集中管理、分散控制。
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集散控制系统典型结构
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比较分散控制系统和集散控制系统
❖ 结构相似：分层、子系统、联系 ❖ 不同：（1）采用的技术不同；
（2）各子系统有密切联系和信息交换，系 统对各子系统的总体目标和任务进行协调和 分配。 ❖ 集散控制系统也是多机系统，严格地说是分 散控制系统的一种。
❖ 缺点：受硬件水平限制，计算机可靠性低，
一旦发生故障，全厂生产瘫痪。
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集中控制系统
控制 计算机
基本 控制 过程
1
基本 控制 过程
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基本 控制 过程
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基本 控制 过程
4
基本 控制 过程
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❖ 4. 70年代:集散控制方式 ❖ 分析集中控制的失败，提出了集散控制系统
❖ 第一代典型产品（公司）：
Honeywell公司的TDCS 2000
DCS） ❖ 3、集散控制系统（Total Distributed Control System，
TDCS）（分布式控制系统）
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1、集中控制系统
控制 计算机
基本 控制 过程
1
基本 控制 过程
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基本 控制 过程
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基本 控制 过程
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基本 控制 过程
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集中控制系统的概念
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控制系统的发展史
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控制系统的发展史
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控制系统的发展史
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❖ 3. 50年代末60年代初：集中控制方式
❖ 计算机用于生产过程直接数字控制，造价高， 一台计算机控制全厂的生产过程，整个系统 控制任务的集中。
❖ 特点：控制集中、管理集中
(控制分散、管理集中)
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集散控制系统产生的原因
❖ 模拟仪表难以胜任生产规模的不断扩大；
常规模拟仪表存在难以克服的弊病： 1、 控制功能过于单一，难以实现复杂控制的功能。 2、 难以集中操作和监视。
❖ 仪表控制系统应适应工业技术发展的要求； ❖ 计算机集中控制的风险太大； ❖ 系统上下及子系统之间的通信联系要求越来越高。
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二、集散控制系统的产生
1. 30年代初期：分散控制方式
❖ 直接作用式气动控制器；
❖ 控制装置安装在被控过程附近，每个回路有 单独控制器；
❖ 运行人员分布在全厂各处；
❖ 适用于规模不太大、工艺过程不太复杂的企
业。
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控制系统的发展史
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2. 30年代末期：集中控制
❖ 单机系统，用一台计算机对多个对象或 设备进行集中管理和集中控制，有时称 为“群控”。
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2、分散控制系统
❖ 多机系统，多台计算机分别控制不同的对象 或设备，各自构成子系统，各子系统间有通 信或网络互联的关系。从整个系统来说，在
功能上、逻辑关系上、物理上以及地理位置
上都是分散的。以计算机网络为组成核心的
用通信技术实现各部分之间的联系和协调. ❖ 特点：控制分散、管理集中
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集散控制系统
❖ 以微处理器为基础的分散控制、集中管理的 共用控制、共用显示的开放的仪表计算机控 制系统。
❖ 主要特点：集中管理、分散控制。
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第一节 集散控制系统的概念
❖ 一、集散系统的发展历史
四个历史阶段
❖ 二、集散系统的基本结构
三大组成部分
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一、 集散控制系统的发展 （四个历史阶段）
1. 第一阶段（初创期）（1975—1980年） DCS的雏形，三大组成部分：
❖ 过程控制装置 ❖ 操作管理装置 ❖ 数据通信系统
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控制系统的发展史
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❖ 总结： 控制系统的发展历史 (循环) ❖ 1. 30年代初期：分散控制→
(控制分散、 管理分散) ❖ 2. 30年代末期：集中控制→
(控制分散、管理集中) ❖ 3. 50年代末60年代初：集中控制→
(控制集中、管理集中) ❖ 4. 70年代:集散控制
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❖ 基本特点：集中管理、分散控制；融入4C技 术，数据通信系统为初级局域网。比较注重 控制功能的实现，设计重点是现场控制站， 直接控制功能成熟可靠，人机界面功能相对 较弱。各个厂家的系统均由专有产品构成。
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❖ 第一个集散控制系统是1975年首先由美国霍 尼威尔（Honeywell）公司推出的TDCS 2000
❖ 中央控制室，信息远距离传输；
❖ 变送器、执行器和控制器分离：变送器、执行器安 装在现场，控制器在中央控制室；
❖ 优点：运行人员可获得整个的生产信息，便于协调 控制；
❖ 注意：控制仪表和运行人员在地理上的集中，控制 器分别完成各控制任务，故障影响不大——运行管 理的集中，仍然分散控制；
❖ 采用气动单元组合仪表、电动单元组合仪表和组件 组装式仪表。
集散控制系统
教材：何衍庆等。集散控制系统原理及应用 （第三版），化工出版社。
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第一章 概 述
❖绪论 ❖第一节 集散控制系统的概念 ❖第二节 集散控制系统的特点 ❖第三节 集散控制系统的展望 ❖第四节 集散控制系统在我国的发展状况
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绪论
❖ 一、控制系统按照结构分类
控制系统都是分散式系统。
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3、集 散 控 制 系 统
❖ 将微处理器作为核心的集中分散控制系统。 利用控制技术（Control）、计算机技术 （Computer）、通信技术（Communication） 和阴极射线管（CRT）显示技术——4C技术， 对生产过程进行集中监视、操作、管理和分 散控制的新型控制系统。
集中控制系统 分散控制系统 集散控制系统(分布式控制系统)
❖ 二、集散控制系统的产生
Байду номын сангаас
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一、控制系统按照结构分类 ❖ 1、集中控制系统（Centralized Control System，CCS） ❖ 2、分散控制系统（Decentralized Control System，
❖ Total Distributed Control System，TDCS,又称 分布式控制系统。
❖ 主要特点：集中管理、分散控制。
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集散控制系统典型结构
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比较分散控制系统和集散控制系统
❖ 结构相似：分层、子系统、联系 ❖ 不同：（1）采用的技术不同；
（2）各子系统有密切联系和信息交换，系 统对各子系统的总体目标和任务进行协调和 分配。 ❖ 集散控制系统也是多机系统，严格地说是分 散控制系统的一种。
❖ 缺点：受硬件水平限制，计算机可靠性低，
一旦发生故障，全厂生产瘫痪。
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集中控制系统
控制 计算机
基本 控制 过程
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基本 控制 过程
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基本 控制 过程
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基本 控制 过程
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基本 控制 过程
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❖ 4. 70年代:集散控制方式 ❖ 分析集中控制的失败，提出了集散控制系统
❖ 第一代典型产品（公司）：
Honeywell公司的TDCS 2000
DCS） ❖ 3、集散控制系统（Total Distributed Control System，
TDCS）（分布式控制系统）
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1、集中控制系统
控制 计算机
基本 控制 过程
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基本 控制 过程
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基本 控制 过程
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基本 控制 过程
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基本 控制 过程
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集中控制系统的概念
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13
控制系统的发展史
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控制系统的发展史
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15
控制系统的发展史
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❖ 3. 50年代末60年代初：集中控制方式
❖ 计算机用于生产过程直接数字控制，造价高， 一台计算机控制全厂的生产过程，整个系统 控制任务的集中。
❖ 特点：控制集中、管理集中
(控制分散、管理集中)
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集散控制系统产生的原因
❖ 模拟仪表难以胜任生产规模的不断扩大；
常规模拟仪表存在难以克服的弊病： 1、 控制功能过于单一，难以实现复杂控制的功能。 2、 难以集中操作和监视。
❖ 仪表控制系统应适应工业技术发展的要求； ❖ 计算机集中控制的风险太大； ❖ 系统上下及子系统之间的通信联系要求越来越高。
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二、集散控制系统的产生
1. 30年代初期：分散控制方式
❖ 直接作用式气动控制器；
❖ 控制装置安装在被控过程附近，每个回路有 单独控制器；
❖ 运行人员分布在全厂各处；
❖ 适用于规模不太大、工艺过程不太复杂的企
业。
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11
控制系统的发展史
2020/3/23
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2. 30年代末期：集中控制
❖ 单机系统，用一台计算机对多个对象或 设备进行集中管理和集中控制，有时称 为“群控”。
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2、分散控制系统
❖ 多机系统，多台计算机分别控制不同的对象 或设备，各自构成子系统，各子系统间有通 信或网络互联的关系。从整个系统来说，在
功能上、逻辑关系上、物理上以及地理位置
上都是分散的。以计算机网络为组成核心的