分布式控制系統(tǒng)（DistributedControlSystem，DCS）是一種先進(jìn)的控制系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、能源、水利等各個領(lǐng)域。本文將從DCS的定義、發(fā)展歷程、結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)、應(yīng)用及發(fā)展方向等方面進(jìn)行詳細(xì)闡述。一、DCS的定義DCS是一種基于計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)相結(jié)合的控制系統(tǒng)。它通過將分散的控制單元和測量單元集成到一個系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)對多個設(shè)備的監(jiān)測、控制和優(yōu)化管理。DCS通常由現(xiàn)場層、控制層和監(jiān)控層三個層次構(gòu)成，具有分散控制、集中監(jiān)控、靈活配置、高可靠性等特點(diǎn)。二、DCS的發(fā)展歷程DCS的發(fā)展歷程可以追溯到上世紀(jì)七十年代，當(dāng)時由于大型工業(yè)企業(yè)的興起現(xiàn)場控制單元的結(jié)構(gòu)形式和配置要求與模塊化PLC的硬件配置是一致的。嘉定區(qū)DCSS-7-200-SMART

靈活性：DCS系統(tǒng)具有開放性和可擴(kuò)展性，可以根據(jù)生產(chǎn)工藝需求隨時添加或修改控制功能。同時，DCS系統(tǒng)支持多種通信協(xié)議和數(shù)據(jù)格式，可以與其他系統(tǒng)進(jìn)行集成和互操作?？删S護(hù)性：DCS系統(tǒng)具有自診斷和故障檢測功能，可以快速定位故障節(jié)點(diǎn)并進(jìn)行維護(hù)。同時，DCS系統(tǒng)的操作和維護(hù)可以通過遠(yuǎn)程監(jiān)控計算機(jī)實(shí)現(xiàn)，減少了現(xiàn)場維護(hù)的工作量和成本。高效性：DCS系統(tǒng)采用高速數(shù)據(jù)處理和通信技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)控和優(yōu)化控制，提高生產(chǎn)過程的自動化水平和生產(chǎn)效率?？傊?，DCS是一種廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程中的控制系統(tǒng)，具有高可靠性、靈活性和可擴(kuò)展性。它通過集散式的方式實(shí)現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)過程的監(jiān)控和操作，并具有多種控制功能和優(yōu)點(diǎn)，為工業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定、高效、安全提供了重要保障。復(fù)制嘉定區(qū)DCSS-7-200-SMARTDCS的管理除了計劃管理以外，還應(yīng)有應(yīng)用管理和項(xiàng)目維護(hù)管理。

在設(shè)計上應(yīng)努力提高單元的可修復(fù)性、故障可維護(hù)性。實(shí)現(xiàn)故障部件的在線維護(hù)和更換也是冗余技術(shù)的重要組成部分，它是實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)故障部件快速修復(fù)技術(shù)的關(guān)鍵。部件的熱插拔功能可以在不中斷系統(tǒng)正常控制功能的情況下增加或更換組件，使系統(tǒng)平穩(wěn)地運(yùn)行。冗余設(shè)計時，必須考慮工作、備用部件之間的故障應(yīng)該做到盡可能互不影響或影響的概率相當(dāng)?。?.01%），即可認(rèn)為故障是隔離的。這樣可以保證：處于備用狀態(tài)的部件發(fā)生故障時，不會影響冗余工作部件或其他關(guān)聯(lián)部件的正常運(yùn)行，保證冗余的有效性。

傳統(tǒng)的集中控制系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足企業(yè)的需求，DCS應(yīng)運(yùn)而生。初期的DCS主要采用模擬電路實(shí)現(xiàn)，可靠性較低，隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字電路逐漸取代了模擬電路，DCS也開始向數(shù)字化方向發(fā)展。進(jìn)入上世紀(jì)八十年代，隨著通信技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，DCS開始向更加靈活、可靠、易用的方向發(fā)展。到了上世紀(jì)九十年代，DCS已經(jīng)成為了工業(yè)控制系統(tǒng)的主流，并且開始向智能化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化方向發(fā)展。三、DCS的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)DCS的結(jié)構(gòu)可以分為現(xiàn)場層、控制層和監(jiān)控層三個層次。DCS可以提高企業(yè)的生產(chǎn)效益和競爭力。

在DCS關(guān)聯(lián)領(lǐng)域有許多新進(jìn)展，主要表現(xiàn)在如下一些方面。(1)工控軟件正向先進(jìn)控制方向發(fā)展。廣泛應(yīng)用各種先進(jìn)控制與優(yōu)化技術(shù)是挖掘并提升DCS綜合性能比較郵箱、比較直接、也是相當(dāng)有價值的發(fā)展方向，主要包括先進(jìn)控制、過程優(yōu)化、信息集成、系統(tǒng)集成等軟件的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。在未來，工業(yè)控制軟件也將繼續(xù)向標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和開放性發(fā)展方向。(2系統(tǒng)架構(gòu)向FCS方向發(fā)展。單純從技術(shù)而言，現(xiàn)階段現(xiàn)場總線集成于DCS可以有三種方式：①現(xiàn)場總線于DCS系統(tǒng)I/O總線上的集成――通過一個現(xiàn)場總線接口卡掛在DCS的I/O總線上，使得在DCS控制器所看到的現(xiàn)場總線來的信息就如同來自一個傳統(tǒng)的DCS設(shè)備卡一樣。例如Fisher-Rosemount公司推出的DeltaV系統(tǒng)采用的就是此種集成方案。②現(xiàn)場總線于DCS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)層的集成――就是在DCS更高一層網(wǎng)絡(luò)上集成現(xiàn)場總線系統(tǒng)，這種集成方式不需要對DCS控制站進(jìn)行改動，對原有系統(tǒng)影響較小。如Smar公司的302系列現(xiàn)場總線產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)在DCS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)層集成其現(xiàn)場總線功能。③現(xiàn)場總線通過網(wǎng)關(guān)與DCS系統(tǒng)并行集成――現(xiàn)場總線和DCS還可以通過網(wǎng)關(guān)橋接實(shí)現(xiàn)并行集成一個工廠企業(yè)DCS機(jī)種比較好選擇同一種，便于維護(hù)和管理。青浦區(qū)DCSS-7-1500

向?qū)崿F(xiàn)控制體系、運(yùn)行體系、計劃體系、管理體系的綜合自動化方向發(fā)展。嘉定區(qū)DCSS-7-200-SMART

這種憑借外部設(shè)備實(shí)現(xiàn)輸入信息的同步稱為"自然同步"。"自然同步"發(fā)生在冗余系統(tǒng)和外部設(shè)備之間。工作卡掌握主動權(quán)，**整體發(fā)言，并通過冗余通信將各種狀態(tài)信息傳送給備用卡，達(dá)到控制任務(wù)的同步，這就是"強(qiáng)制同步"。"強(qiáng)制同步"通過冗余通信使備用卡內(nèi)部控制狀態(tài)與工作卡保持一致，它發(fā)生在互為冗余的卡件之間。根據(jù)變量特性的不同，具體采用的同步方式也各不相同。電源是整個控制系統(tǒng)得以正常工作的動力源泉，一旦電源單元發(fā)生故障，往往會使整個控制系統(tǒng)的工作中斷，造成嚴(yán)重后果。要使控制系統(tǒng)能夠安全、可靠、長期、穩(wěn)定地運(yùn)行，首先穩(wěn)定的供電必須得到保證。嘉定區(qū)DCSS-7-200-SMART