(推荐)DCS的体系结构网络结构及物理结构_生产过程控制的设计与运行维护
DCS的基本结构及原理
监控网络（Snet）、管理网络（Mnet）三层网 络结构。
现场级-传感器、变送器、执行器等
现场级设备一般位于被控生产过程的附近。典型 的现场级设备是各类传感器、变送器和执行器， 它们将生产过程中的各种物理量转换为电信号。
DCS的概念
DCS：Distributed Control System 英文直译为“分布式控制系统”。由于产品生产厂
家众多，系统设计不尽相同，功能和特点各具千秋， 所以，对产品的命名也各显特色。
国内在翻译时，也有不同的称呼： 分散控制系统（Distributed Control System，
工程师站的另一个作用是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、表格等。
工程师站一般由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。
监控级-历史站
历史站的主要任务是存储过程控制的实时数据，实 时报警，实时趋势等与生产密切相关的数据，用来 进行事故分析，性能优化计算，故障诊断等；
例：将 4—20mA的电信号（一般变送器）或符合 现场总线协议的数字信号（现场总线变送器）， 送往控制站或数据采集站进行，将控制站输出的 控制量（4－20mA的电信号或现场总线数字信号） 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-信号传输方式
目前现场级的信息传递有三种方式： 一种是传统的 4－20mA（或者其他类型的模
DCS的特点-分散方式
2）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
及物理结构_生产过程控制的设计与运行维护
DCS的体系结构网络结构及物理结构_生产过程控制的设计与运行维护主讲人：杨润贤2009-2010-2电子信息工程系复习1、控制系统发展的三条主线？2、单元式组合仪表的分类及特点？3、DCS控制系统发展源泉特点？4、DCS控制系统定义？授课内容1.4.7 DCS的体系结构1.4.8 DCS的网络结构1.4.9 DCS的物理结构及硬件组成第一部分 DCS的体系结构☞集散控制系统体系结构的特征●纵向分层●横向分散●设备分级●网络分层☞按照功能，集散控制系统设备分为四级●现场控制级●过程控制级●过程管理级●经营管理级☞与四级设备对应的四层网络●现场网络●控制网络●监控网络●管理网络集散控制系统的体系结构现场网络控制网络监控网络管理网络厂房控制室领导办公室一、DCS基本组成基本DCS应包括四大组成部分：1、一台现场控制站；（至少）2、一台操作员站；（至少）3、一台工程师站（至少）4、一条系统网络（至少）12 现场控制级过程控制级操作员站☞操作站：是操作人员对生产过程进行显示、监视、操作控制和管理的主要设备。
☞在有的小DCS中，操作站兼有工程师站的功能，在操作站上也可以进行系统组态和维护的部分或全部工作。
☞ DCS 操作站一般分为操作员站和工程师站两种（数据站）。
●工程师站主要是技术人员与控制系统的人机接口，可以对应用系统进行监视。
●工程师站为用户提供了一个灵活的、功能齐全的工作平台，通过组态软件来实现用户所要求的各种控制策略。
●有些小型DCS的工程师站可以用一个操作员站代替。
工程师站☞工程师站：用于对DCS进行离线的组态工作和在线的系统监督、控制与维护。
☞工程师能够借助于组态软件对系统进行离线组态，并在DCS在线运行时，可以实时地监视通信网络上各工作站的运行情况。
监控计算机☞监控计算机通过网络收集系统中各单元的数据信息，根据数学模型和优化控制指标进行后台计算、优化控制等，它还用于全系统信息的综合管理。
现场控制站现场控制站通过现场仪表直接与生产过程相连接，采集过程变量信息，并进行转换和运算等处理，产生控制信号以驱动现场的执行机构，实现对生产过程的控制。
DCS的体系结构
物理层
系统 系统2 应用层
表示层
会话层
传输层
协议数据单元 报文 报文 报文 报文
网络层 链路层 物理层
分组 帧
比特
TCP/IP参考模型
TCP/IP模型 应用层
传输层
Telnet
TCP/IP协议族
FTP
SMTP
DNS
RIP
SNMP
TCP
UDP
Internet层 网络接口层
ARP 以太网
IGMP ICMP IP
决策管理层 （Decision management computer）
2、DCS的硬件结构---控制站
1. 输入输出单元（IOU） 模拟量4-20mA，1-5V，热电偶、热电
阻、脉冲量、数字量、信号调理、通信接 口、信号端子等。 2. 过程控制单元（PCU）
微处理器板、接口信号处理器板、 通信控制器板、冗余处理器板 3. 电源
成本低 密度高、节省空间 安装容易（综合布线系统） 平衡传输（高速率） 抗干扰性一般 连接距离较短
屏蔽双绞线 (STP)
以铝箔屏蔽以减少 干扰和串音
非屏蔽双绞线(UTP)
3类、5类、6类
（16M、155M、1200M）
双绞线外没有任何附 加屏蔽
●光纤传送模式：MMF、SMF
芯/封套特性 输入电信号 h2
2、参数 NvRAM，EEPROM，数据库
3、运行类型 周期性执行 异常执行的代码
DCS数据库的基本结构
实时数据库（RTDB） Block Diagram
RTDB中的数据类型（指针索引表） 模拟点 数字点 中间计算点 控制算法参数模块
DCS控制站的操作系统
RTOS（RTMOS） 功能特点：
DCS系统原理和结构
DCS系统原理和结构DCS系统（Distributed Control Systems）是一种用于工业自动化控制的系统，用于监测和控制生产过程中的各种参数和设备。
它由一系列连接在一起的分布式控制器组成，这些控制器可以独立工作，同时又可以相互通信，形成一个整体系统。
DCS系统的原理和结构是其运行和功能的基础，下面将详细介绍。
1.数据采集：DCS系统通过连接各种传感器、执行器等设备，实时采集生产过程中的各种参数数据，如温度、压力、流量等。
这些数据被传输到控制器中进行处理。
2.数据处理：控制器接收到采集的数据后，进行处理分析，根据预设的控制策略和算法，生成控制命令，并将其发送给执行器，调节系统的状态。
3.控制：控制器根据接收到的数据进行控制，维持系统在设定的工作状态，确保生产过程稳定运行。
4.通信：DCS系统通过网络连接各个控制器，实现信息的共享和互通，从而实现全系统的集中监控和控制。
1.控制器：控制器是DCS系统的核心部件，通常由主控制器和分散控制器组成。
主控制器负责整个系统的整体控制和监控，而分散控制器负责对具体的设备和过程进行控制。
2.I/O模块：I/O模块是连接控制器和各种传感器、执行器的接口设备，负责采集和输出数据。
它将传感器采集到的信号转换为数字信号，并发送给控制器进行处理。
3.通信网络：通信网络是连接各个控制器和外部设备的媒介，通常采用以太网、现场总线等通信协议。
它实现了各个控制器之间的数据传输和共享。
4.人机界面：人机界面是工程师和操作人员与DCS系统交互的窗口，通常包括监控屏幕、操作面板等设备。
通过人机界面，操作人员可以对系统进行监控和控制。
5.数据存储设备：数据存储设备用于记录和保存系统运行过程中的数据，例如历史数据、故障记录等。
这些数据可以用于分析系统运行状态和优化控制策略。
总的来说，DCS系统是一个由多个控制器组成的分布式自动化控制系统，采用数据采集、处理、控制和通信等原理实现对生产过程的监控和控制。
DCS的体系结构及构成
电气监控系统
• FSSS furnace safeguard supervisory system 炉膛安全监控系统
• BMS burner management system 燃烧器管理系统
• SOE sequence of event recorder 事件顺序记录仪
• MFT main fuel trip
4、热控常用术语缩写:
• DCS distributed control system
分散控制系统
• DAS data acquisition system
数据采集系统
• SCS sequence control system
顺序控制系统
• ECS electrical control system
工业总线I/OBus 10Mb/s Modbus+
现场总线F-Net 1Mb—10Mb/s IEC802.3u，第三方协议
信息管理级
中央监控级
过程控制级 现场设备级 传感器，执行器级
2.2 过程控制级 过程控制级主要由现场控制站DPU（Distributed Control Unit）和I/O数
据采集站构成。一般在电厂中，把现场控制站和数据采集站集中安装在位于主 控室后的电子设备室中。
•
逻辑加法器
•
High/Low Limiter
•
高/低限幅
•
Time Function Generator
•
时间函数发生器
•
High Selector
•
高选
•
Low Selector
•
低选
•
High Signal Limiter
•
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的体系结构
DCS的体系结构DCS（分布式控制系统）是一种广泛应用于工业自动化领域的控制系统。
它通过将控制设备和传感器分布在被控制的过程或系统中来实现控制和监测。
DCS采用了分布式的架构，使得系统具有更高的可靠性、可扩展性和灵活性。
下面将对DCS的体系结构进行详细介绍。
控制层是DCS的最底层，主要负责对被控制对象进行实时的控制和调节。
它由多个控制器组成，每个控制器负责控制一个或多个设备或过程。
这些控制器分布在整个系统中，通过网络连接进行通信。
控制层的主要功能是接收来自传感器的反馈信号，根据预设的控制算法生成控制信号，并将其发送给执行器或驱动器来控制被控制对象。
此外，控制层还需要监测和调节控制过程中的参数，以确保系统的稳定性和安全性。
操作层位于控制层之上，主要负责人机交互和监控。
操作层包括操作站和工程站。
操作站是系统操作员与DCS进行交互的界面，通常采用图形化界面，操作员可以通过它来监测和控制整个系统。
操作站还提供了报警和事件处理功能，能够及时通知操作员系统中的异常情况。
工程站是用于配置和管理DCS系统的工具，它提供了网络配置、设备参数设置、控制策略配置等功能，可以对DCS进行灵活的调整和扩展。
信息层是DCS系统的最高层，主要负责数据存储、传输和分析。
信息层通常由数据库、历史数据服务器和报表服务器组成。
数据库用于存储实时数据、历史数据和配置信息，可以提供数据查询和统计分析功能。
历史数据服务器用于存储历史数据，可以在需要时进行回放和分析，用来进行故障诊断和性能优化。
报表服务器用于生成各种报表，如生产报表、能耗报表等，可以为管理人员提供决策支持。
整个DCS系统的各个层次通过网络连接起来，形成一个完整的系统。
因为采用了分布式的架构，DCS具有很高的可靠性和可扩展性。
如果一些控制器或传感器发生故障，系统可以自动切换到备用设备，保证系统的正常运行。
此外，DCS还支持远程访问和管理，可以通过网络连接远程监控和控制系统，方便维护人员对系统进行远程配置和故障排查。
DCS系统介绍ppt课件
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4.1.1 早期的DCS机柜
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4.1.2系统柜
控制防火墙 冗余数字与模拟 I/O 电源系统
C300 控制器
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现场总线接口模件
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4.1.3辅助柜
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4.1.4 辅操台
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4.2 操作站
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4.3 网络设备
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4.4 可编程控制器PLC
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2.5 霍尼韦尔DCS发展
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三、DCS系统的组成
• 3.1硬件组成分类：控制器、I/O模块、操作站、通讯网络、 图形及编辑软件
• 3.2管理级别分类：现场控制级、过程控制级、过程管理 级、经营管理级
• 3.3网络结构分类：一级网络、二级网络、三级网络
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3.1硬件组成
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七、SIS系统
• SIS系统(Safety Instrumented System 安全仪表系统)属 于企业生产过程自动化范畴，用于保障安全生产的一套系 统，安全等级高于DCS的自动化控制系统，当自动化生产 系统出现异常时，SIS会进行干预，降低事故发生的可能性。 SIS系统以分散控制系统为基础，采用先进、适用、有效的 专业计算方法，提高了机组运行的可靠性。
• TCP/IP,网络通讯协议，是Internet最基本的协议、 Internet国际互联网络的基础，由网络层的IP协议和传输 层的TCP协议组成。TCP/IP 定义了电子设备如何连入因特 网，以及数据如何在它们之间传输的标准。通俗而言： TCP负责发现传输的问题，一有问题就发出信号，要求重 新传输，直到所有数据安全正确地传输到目的地。而IP是 给因特网的每一台联网设备规定一个地址。
DCS控制系统介绍
DCS控制系统介绍DCS控制系统（Distributed Control System）是一种基于现代信息技术的自动化控制系统，用于工业生产过程的监控、控制和数据处理等功能。
它基于计算机网络、通信技术和控制算法等技术，将控制任务分散到不同的控制节点上，实现多任务分布式自动化控制。
DCS控制系统由监控层、控制层和执行层构成。
监控层是最高层，主要负责监控过程工艺参数、生产状态和设备运行状态等信息，提供用户界面供操作员使用。
控制层是中间层，负责控制过程参数，调节和改变系统的工作状态。
执行层是最底层，主要负责执行控制层的指令，控制、调节和保护各种设备。
1. 分布式体系结构：DCS控制系统采用分布式体系结构，将控制任务分散到多个控制节点上，使系统具有高可靠性和高稳定性。
即使一些节点发生故障，其他节点仍然可以继续工作，保证系统的连续运行。
2. 多任务运行：DCS控制系统具有多任务运行的特点，可以同时处理多个任务，实现复杂的控制算法和优化运算。
系统可以根据需要进行任务的优先级调度，确保重要任务的执行效果和实时性。
3. 网络通信技术：DCS控制系统基于计算机网络和通信技术，实现控制节点间的数据交换和通信，实现远程控制、监控和故障诊断等功能。
控制节点可以通过网络实现数据共享和远程监控，提高系统的管理效率和设备的利用率。
4. 开放性接口：DCS控制系统通常采用开放式接口设计，使其可以与其他系统进行数据交换和集成。
如与企业资源计划（ERP）系统集成，实现生产计划和物料管理的统一、同时，也可以与其他自动化系统集成，如SCADA系统、MES系统等，实现全面的生产过程控制和管理。
5. 可扩展性：DCS控制系统具有较好的可扩展性，可以根据生产工艺的变化和需求的变化进行扩展和改造。
可以增加新的控制节点，增加新的功能模块，实现对系统的功能和性能的扩展，提高系统的灵活性和适应性。
DCS控制系统在工业生产中有着广泛的应用，包括化工、石油、电力、冶金、食品、制药等行业。
(2024年)DCS系统PPT课件
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结构与工作原理
2024/3/26
结构
DCS系统通常由过程控制级、控制管理级和生产管理级三级结 构组成。其中，过程控制级负责直接控制生产过程，控制管理 级负责监控和优化控制策略，生产管理级负责整个生产过程的 调度和管理。
工作原理
DCS系统通过分散在各个控制站上的控制器对生产过程进行实 时控制，同时通过通信网络将各个控制站连接起来，实现数据 的共享和交换。控制站之间可以相互独立工作，也可以协同完 成复杂的控制任务。
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定义与发展历程
定义
DCS系统，全称为分布式控制系统，是一种基于微处理器技术的控制系统，具 有分散控制、集中管理、配置灵活等特点。
发展历程
DCS系统起源于20世纪70年代，随着计算机技术、通信技术和控制技术的不断 发展，DCS系统逐渐从集中式控制系统发展而来，成为工业自动化领域的重要 组成部分。
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加强系统集成
将DCS系统与上位机管理系统、先进过程控制软件等紧密集成， 实现全流程的自动化和智能化管理。
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面临挑战和未来发展机遇
网络安全挑战 随着DCS系统网络化程度的提高， 网络安全问题日益突出，需要加 强网络安全防护和应急响应机制。
与新兴技术的融合创新 随着5G、物联网、边缘计算等新 兴技术的发展，DCS系统将与之 融合创新，开拓新的应用场景和 市场机遇。
DCS系统PPT课 件
2024/3/26
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目
录
2024/3/26
• DCS系统概述 • DCS系统硬件组成 • DCS系统软件设计 • DCS系统安装调试与运行维护 • DCS系统在工业领域应用案例分析 • DCS系统发展趋势及挑战
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第一部分 DCS的体系结构☞集散控制系统体系结构的特征●纵向分层●横向分散●设备分级●网络分层☞按照功能，集散控制系统设备分为四级●现场控制级●过程控制级●过程管理级●经营管理级☞与四级设备对应的四层网络●现场网络●控制网络●监控网络●管理网络一、DCS基本组成基本DCS应包括四大组成部分：1、一台现场控制站；（至少）2、一台操作员站；（至少）3、一台工程师站（至少）4、一条系统网络（至少）操作员站☞操作站：是操作人员对生产过程进行显示、监视、操作控制和管理的主要设备。
☞在有的小DCS中，操作站兼有工程师站的功能，在操作站上也可以进行系统组态和维护的部分或全部工作。
☞ DCS 操作站一般分为操作员站和工程师站两种（数据站）。
●工程师站主要是技术人员与控制系统的人机接口，可以对应用系统进行监视。
●工程师站为用户提供了一个灵活的、功能齐全的工作平台，通过组态软件来实现用户所要求的各种控制策略。
●有些小型DCS的工程师站可以用一个操作员站代替。
工程师站☞工程师站：用于对DCS进行离线的组态工作和在线的系统监督、控制与维护。
☞工程师能够借助于组态软件对系统进行离线组态，并在DCS在线运行时，可以实时地监视通信网络上各工作站的运行情况。
监控计算机☞监控计算机通过网络收集系统中各单元的数据信息，根据数学模型和优化控制指标进行后台计算、优化控制等，它还用于全系统信息的综合管理。
现场控制站现场控制站通过现场仪表直接与生产过程相连接，采集过程变量信息，并进行转换和运算等处理，产生控制信号以驱动现场的执行机构，实现对生产过程的控制。
现场控制站可控制多个回路，具有极强的运算和控制功能，能够自主地完成回路控制任务，实现反馈控制、逻辑控制、顺序控制和批量控制等功能。
数据采集站通过现场仪表直接与生产过程相连接，对过程非控制变量进行数据采集和预处理，并对实时数据进一步加工。
（1）为操作站提供数据，实现对过程的监视和信息存储；（2）为控制回路的运算提供辅助数据和信息。
通信系统☞通信系统连接DCS的各操作站、工程师站、监控计算机、控制站、数据采集站等部分，传递各工作站之间的数据、指令及其他信息，使整个系统协调一致地工作，从而实现数据和信息资源的共享。
☞操作站、工程师站和监控计算机构成了DCS的人机接口，用以完成集中监视、操作、组态和信息综合管理等任务。
☞现场控制站和数据采集站构成DCS的过程接口，用以完成数据采集与处理和分散控制任务。
☞通信系统是连接DCS各部分的纽带，是实现集中管理、分散控制目标的关键。
1、现场控制级➢典型的现场控制级设备（工业现场控制系统相关设备）●各类传感器●各类变送器●各类执行器➢现场控制级设备的主要任务●完成过程数据采集与处理。
●直接输出操作命令、实现分散控制。
●完成与上级设备的数据通信，实现网络数据库共享。
2、过程控制级➢过程控制级主要设备：过程控制站、数据采集站和现场总线服务器（逻辑站）等。
➢过程控制站●产生控制作用。
●可以实现反馈控制、逻辑控制、顺序控制和批量控制等功能。
➢数据采集站●接收大量的非控制过程信息；（开关量和模拟量）●不直接完成控制功能。
（基本监视任务）➢现场总线服务器●一台安装了现场总线接口卡与DCS监控网络接口卡的计算机。
➢过程控制级设备的主要功能●采集过程数据，进行数据转换与处理；●对生产过程进行监测和控制；●现场设备及 I/O 卡件的自诊断；●与过程管理级进行数据通信。
3.过程管理级➢过程管理级的主要设备：操作站、工程师站和监控计算机、（数据站）等。
➢操作站●操作人员与DCS相互交换信息的人机接口设备；●DCS的核心显示、监视、操作和管理装置。
➢工程师站●对DCS进行配置、组态、调试、维护。
➢监控计算机●实现对生产过程的监督控制；●机组运行优化和性能计算，先进控制策略的实现等。
➢数据站●是用于数据处理的，目前系统保留，尚未使用➢过程管理级设备的主要功能●对生产过程进行监测和控制；●对DCS进行配置、组态、调试、维护；●对各种设计文件进行归类和管理。
●实现对生产过程的监督控制，故障检测和数据存档。
4.经营管理级➢经营管理级的设备可能是厂级管理计算机，也可能是若干个生产装置的管理计算机。
➢厂级管理系统的主要功能是监视企业各部门的运行情况。
➢管理计算机的要求是具有能够对控制系统做出高速反应的实时操作系统。
➢经营管理级设备的主要功能●监视企业各部门的运行情况；●实时监控承担全厂性能监视、运行优化、全厂负荷分配和日常运行管理等任务；●日常管理承担全厂的管理决策、计划管理、行政管理等任务。
第二部分 DCS的物理结构及硬件组成各级设备的物理结构及硬件组成还包括：完成特殊功能站；扩充上层管理和信息处理功能的信息网络；以及实现现场仪表、执行结构数字化的现场总线网络 操作站典型的DCS 体系结构作站桌面型操作站信息报警站显示器标准键盘主机操作站主机柜工作台现场控制站☞主要设备：现场控制单元。
☞主要任务：进行数据采集及处理，对被控对象实施闭环反馈控制、顺序控制和批量控制。
☞用户可以根据不同的应用需求，选择配置不同的现场控制单元以构成现场控制站。
●以面向连续生产的过程控制为主，顺序逻辑控制为辅，构成一个可以实现多种复杂控制方案的现场控制站;● 以顺序控制、联锁控制功能为主的现场控制站；●构成对大批量过程信号进行总体信息采集的现场控制站。
1.机柜●操作台 ●微处理机系统 ●外部存储设备 ●图形显示设备 ●操作键盘和鼠标操作站设备现场控制站机柜2.电源➢电源系统的可靠性措施●每一个现场控制站均采用双电源供电，互为冗余。
●采用超级隔离变压器，将其初级、次级线圈间的屏蔽层可靠接地，以克服共模干扰的影响。
●采用交流电子调压器，快速稳定供电电压。
●配有不间断供电电源 UPS ，以保证供电的连续性。
➢现场控制站内各功能模块所需直流电源一般为±5V 、±15V(或±12 V)、以及+24V 。
➢增加直流电源系统的稳定性措施● 给主机供电与给现场设备供电的电源要在电气上隔离，以减少相互间的干扰 。
●采用冗余的双电源方式给各功能模块供电。
●一般由统一的主电源单元将交流电变为 24V 直流电供给柜内的直流母线，然后通过 DC-DC 转换方式将 24V 直流电源变换为子电源所需的电压。
●主电源一般采用 1:1 冗余配置，而子电源一般采用 N:1 冗余配置。
3.控制计算机3.控制计算机(1)CPU●用以实现算术运算和逻辑运算。
●可以执行复杂的先进控制算法，如自动整定、预测控制、模糊控制和自适应控制等。
(2)存储器●控制计算机的存储器分为RAM和ROM。
●在控制计算机中 ROM 占有较大的比例。
●由于控制计算机在正常工作时运行的是一套固定的程序，DCS中大都采用了程序固化的办法。
●在冗余控制计算机系统中，还特别设有双端口随机存储器RAM ，其中存放有过程输入输出数据、设定值和PID参数等。
(3)总线●总线是将现场控制站内部各单元连接起来的通信介质。
(4)输入/输出通道●模拟量输入/输出(AI/AO)●开关量输入/输出(SI/SO)●数字量输入/输出(DI/DO)●脉冲量输入通道 (PI)①模拟量输入输出通道(AI/AO)●模拟量输入通道(AI)➢模拟量输入通道(AI)将来自在线检测仪表和变送器的连续性模拟电信号转换成数字信号，送给CPU进行处理。
●模拟量输出通道(AO)➢模拟量输出通道(AO)一般将计算机输出的数字信号转换为4~20mADC(或1~5VDC) 的连续直流信号，用于控制各种执行机构。
②开关量输入/输出通道(SI/SO)●开关量输入通道(SI)主要用来采集各种限位开关、继电器 或电磁阀连动触点的开、关状态，并输入至计算机。
●开关量输出通道(SO)主要用于控制电磁阀、继电器、指示灯、声光报警器等只具有开、关两种状态的设备。
③脉冲输入通道(PI)脉冲输入通道(PI)将现场仪表（如涡轮流量计等）输出的脉冲信号处理后送入计算机。
网络设备 1、设备（1）集线器（Hub ）：完成网络层的扩展（节点扩展） （2）交换器：完成网络带宽扩展（3）路由器：完成局域网与主干网的连接 （4）网关网桥：完成异种网互联 2、注意事项（1）网络的传输介质要求 （2）网络布线要求 （3）网络接地要求第三部分 DCS 的冗余设计1. 冗余方式同步运转➢同步运转方式●让两台或两台以上的设备或部件同步运行，进行相同的处理，并将其输出进行核对。
●两台设备同步运行，只有当它们的输出一致时，才作为正确的输出，这种系统称为“双重化系统”(Dual System)。
●三台设备同步运行，将三台设备的输出信号进行比较，取两个相等的输出作为正确的输出值，这就是设备的三重化设置，➢待机运转方式●同时配备两台设备，使一台设备处于待机备用状态。
●当工作设备发生故障时，启动待机设备来保证系统正常运行。
这种方式称为1:1 的备用方式。
●对于N 台同样设备，采用一台待机设备的备用方式就称为 N:1 备用。
●待机运行方式是 DCS 中主要采用的冗余技术。
➢后退运转方式●使用多台设备，在正常运行时，各自分担各种功能运行。
●当其中之一发生故障时，其他设备放弃其中一些不重要的功能，进行互相备用。
➢简易的手动备用方式●采用手动操作方式实现对自动控制方式的备用。
●当自动方式发生故障时，通过切换成手动工作方式，来保持系统的控制功能。
2.冗余措施●通信网络的冗余：采用一备一用的配置。
●操作站的冗余：采用工作冗余的方式。
●现场控制站的冗余：有的采用 1:1 冗余，也有的采用N:1 冗余。
采用无中断自动切换方式。
●电源的冗余：除了 220V 交流供电外，还采用了镍镉电池、铅钙电池以及干电池等多级掉电保护措施。
●输入/输出模块的冗余：部分重要卡件采用 1:1 冗余。
●DCS 软件还采用了信息冗余技术。
运双重化配置三重化配置。