DCS是分散式控制系統的英文縮寫（Distributed Control System），在國內自控行業又稱之為集散控制系統。是相對於集中式控制系統而言的一種新型計算機控制系統，它是在集中式控制系統的基礎上發展、演變而來的。

中文名

分散式控制系統

外文名

Distributed Control System

別稱

集散控制系統

發明時間

1975年

分散式控制系統

它是一個由過程控制級和過程監控級組成的以通訊網路為紐帶的多級計算機系統，綜合了計算機，通訊、顯示和控制等4C技術，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活以及組態方便。

在特殊控制領域，如核電站控制系統，DCS的含義被誤叫做數字化控制系統（Digital control system），其實質仍為分散式作業系統。

概 述

首先，DCS的骨架—系統網路，它是DCS的基礎和核心。由於網路對於DCS整個系統的實時性、可靠性和擴充性，起著決定性的作用，因此各廠家都在這方面進行了精心的設計。對於DCS的系統網路來說，它必須滿足實時性的要求，即在確定的時間限度內完成資訊的傳送。這裡所說的“確定”的時間限度，是指在無論何種情況下，資訊傳送都能在這個時間限度內完成，而這個時間限度則是根據被控制過程的實時性要求確定的。因此，衡量系統網路效能的指標並不是網路的速率，即通常所說的每秒位元數（bps），而是系統網路的實時性，即能在多長的時間內確保所需資訊的傳輸完成。系統網路還必須非常可靠，無論在任何情況下，網路通訊都不能中斷，因此多數廠家的DCS均採用雙匯流排、環形或雙重星形的網路拓撲結構。為了滿足系統擴充性的要求，系統網路上可接入的最大節點數量應比實際使用的節點數量大若干倍。這樣，一方面可以隨時增加新的節點，另一方面也可以使系統網路運行於較輕的通訊負荷狀態，以確保系統的實時性和可靠性。在系統實際執行過程中，各個節點的上網和下網是隨時可能發生的，特別是操作員站，這樣，網路重構會經常進行，而這種操作絕對不能影響系統的正常執行，因此，系統網路應該具有很強線上網路重構功能。

DCS

其次，這是一種完全對現場I/O處理並實現直接數字控制（DDC）功能的網路節點。一般一套DCS中要設定現場I/O控制站，用以分擔整個系統的I/O和控制功能。這樣既可以避免由於一個站點失效造成整個系統的失效，提高系統可靠性，也可以使各站點分擔資料採集和控制功能，有利於提高整個系統的效能。DCS的操作員站是處理一切與執行操作有關的人機介面（HMI-Human Machine Interface或operator interface）功能的網路節點。

工程師站是對DCS進行離線的配置、組態工作和線上的系統監督、控制、維護的網路節點，其主要功能是提供對DCS進行組態，配置工作的工具軟體（即組態軟體），並在DCS線上執行時實時地監視DCS網路上各個節點的執行情況，使系統工程師可以透過工程師站及時調整系統配置及一些系統引數的設定，使DCS隨時處在最佳的工作狀態之下。與集中式控制系統不同，所有的DCS都要求有系統組態功能，可以說，沒有系統組態功能的系統就不能稱其為DCS。

DCS自1975年問世以來，已經經歷了四十多年的發展歷程。在這四十多年中，DCS雖然在系統的體系結構上沒有發生重大改變，但是經過不斷的發展和完善，其功能和效能都得到了巨大的提高。總的來說，DCS正在向著更加開放，更加標準化，更加產品化的方向發展。

作為生產過程自動化領域的計算機控制系統，傳統的DCS僅僅是一個狹義的概念。如果以為DCS只是生產過程的自動化系統，那就會引出錯誤的結論，因為現在的計算機控制系統的含義已被大大擴充套件了，它不僅包括過去DCS中所包含的各種內容，還向下深入到了現場的每臺測量裝置、執行機構，向上發展到了生產管理，企業經營的方方面面。傳統意義上的DCS現在僅僅是指生產過程控制這一部分的自動化，而工業自動化系統的概念，則應定位到企業全面解決方案，即total solution的層次。只有從這個角度上提出問題並解決問題，才能使計算機自動化真正起到其應有的作用。DCS具有以下特點：

DCS

1． 高可靠性。由於DCS將系統控制功能分散在各臺計算機上實現，系統結構採用容錯設計，因此某一臺計算機出現的故障不會導致系統其他功能的喪失。此外，由於系統中各臺計算機所承擔的任務比較單一，可以針對需要實現的功能採用具有特定結構和軟體的專用計算機，從而使系統中每臺計算機的可靠性也得到提高。

2． 開放性。DCS採用開放式，標準化、模組化和系列化設計，系統中各臺計算機採用區域網方式通訊，實現資訊傳輸，當需要改變或擴充系統功能時，可將新增計算機方便地連入系統通訊網路或從網路中卸下，幾乎不影響系統其他計算機的工作。

形態組成

DCS是分散式控制系統的英文縮寫（Distributed Control System），在國內自控行業又稱之為集散控制系統。

它是一個由過程控制級和過程監控級組成的以通訊網路為紐帶的多級計算機系統，綜合了計算機(Computer)、通訊(Communication)、顯示(CRT)和控制(Control)等4C技術，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活、組態方便。

發展歷史

第一階段

1975-1980年，在這個時期集散控制系統的技術特點表現為：

DCS

1）採用微處理器為基礎的控制單元，實現分散控制，有各種各樣的演算法，透過組態獨立完成迴路控制，具有自診斷功能

2）採用帶CRT顯示器的操作站與過程單元分離，實現集中監視，集中操作

3）採用較先進的冗餘通訊系統

第二階段

1980—1985.，在這個時期集散控制系統的技術特點表現為：

1）微處理器的位數提高，CRT顯示器的解析度提高

2）強化的模組化系統

3）強化了系統資訊管理，加強通訊功能

第三階段

1985年以後，集散系統進入第三代，其技術特點表現為：

1）採用開放系統管理

2）操作站採用32位微處理器

3）採用實時多使用者多工的作業系統

進入九十年代以後，計算機技術突飛猛進，更多新的技術被應用到了DCS之中。PLC是一種針對順序邏輯控制發展起來的電子裝置，它主要用於代替不靈活而且笨重的繼電器邏輯。現場匯流排技術在進入九十年代中期以後發展十分迅猛，以至於有些人已做出預測：基於現場匯流排的FCS將取代DCS成為控制系統的主角。

根據題意可知，其實DCS就是以微處理器為基礎的分散型計算機控制系統，採用4C技術相結合的技術產物。其在生產方面應用主要特性就是集中管理和分散控制，因此把它叫做分散控制系統，也有的叫集散控制系統。

DCS的發展史

扒開其歷史還要從20世紀60年代初說起，那時計算機剛開始涉足控制領域，用於生產過程的安全監視和操作指導。經常是一臺計算機控制管理全廠的生產，卻造成整個系統控制人物集中。一旦計算機罷工那麼全廠生產就停擺，因此直接數字控制系統在實際生產的應用宣告失敗。但是人們意識到直接數字控制系統比模擬控制系統有許多優點，只要解決系統可靠性問題那麼後面計算機用閉環控制可能性希望很大。於是當時工程師確實創造性的研製分散控制系統。

這臺DCS控制系統的祖宗就是霍尼韋爾公司在1975年推出TDC-2000的分散控制系統，首先在火電廠實驗確實在安全和經濟執行取得顯著效果。TDC-2000的誕生為過程控制儀表的製造和發展指明方向，過來各個儀表製造廠家根據自身的優勢從不同角度切入研發和生產DCS，主要還是跟著霍尼韋爾研究方向作為"指向標"，在常規儀表方面入手進行深入研究，因此才形成常規控制方面的見長的DCS系統。

在第一代DCS系統的基礎上，在20世紀80年代誕生第二代DCS，主要以微機技術和區域網的介入，使得集散控制系統技術的到突飛猛進。第三代DCS主要的變化就是區域網絡採用ISO標準的MAP。第四代DCS分散控制系統主要以管理控制一體化形成出現，其特徵就是資訊化和整合性。

目前的DCS典型產品

國外的有霍尼韋爾公司的Experion PKS，艾默生公司的PPlantWeb和Ovation，橫河公司的CENTUM-R3，西門子公司的PCS7等。國內的有和利時和浙大中控最為知名，還有上海新華、國電智深、山東魯能、上海自儀等。

DCS是分散式控制系統的英文縮寫（Distributed Control System），在國內自控行業又稱之為集散控制系統。是相對於集中式控制系統而言的一種新型計算機控制系統，它是在集中式控制系統的基礎上發展、演變而來的。

它是一個由過程控制級和過程監控級組成的以通訊網路為紐帶的多級計算機系統，綜合了計算機，通訊、顯示和控制等4C技術，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活以及組態方便。在特殊控制領域，如核電站控制系統，DCS的含義被誤叫做數字化控制系統（Digital control system），其實質仍為分散式作業系統。概 述首先，DCS的骨架—系統網路，它是DCS的基礎和核心。由於網路對於DCS整個系統的實時性、可靠性和擴充性，起著決定性的作用，因此各廠家都在這方面進行了精心的設計。對於DCS的系統網路來說，它必須滿足實時性的要求，即在確定的時間限度內完成資訊的傳送。這裡所說的“確定”的時間限度，是指在無論何種情況下，資訊傳送都能在這個時間限度內完成，而這個時間限度則是根據被控制過程的實時性要求確定的。因此，衡量系統網路效能的指標並不是網路的速率DCS，即通常所說的每秒位元數（bps），而是系統網路的實時性，即能在多長的時間內確保所需資訊的傳輸完成。系統網路還必須非常可靠，無論在任何情況下，網路通訊都不能中斷，因此多數廠家的DCS均採用雙匯流排、環形或雙重星形的網路拓撲結構。為了滿足系統擴充性的要求，系統網路上可接入的最大節點數量應比實際使用的節點數量大若干倍。這樣，一方面可以隨時增加新的節點，另一方面也可以使系統網路運行於較輕的通訊負荷狀態，以確保系統的實時性和可靠性。在系統實際執行過程中，各個節點的上網和下網是隨時可能發生的，特別是操作員站，這樣，網路重構會經常進行，而這種操作絕對不能影響系統的正常執行，因此，系統網路應該具有很強線上網路重構功能。其次，這是一種完全對現場I/O處理並實現直接數字控制（DDC）功能的網路節點。一般一套DCS中要設定現場I/O控制站，用以分擔整個系統的I/O和控制功能。這樣既可以避免由於一個站點失效造成整個系統的失效，提高系統可靠性，也可以使各站點分擔資料採集和控制功能，有利於提高整個系統的效能。DCS的操作員站是處理一切與執行操作有關的人機介面（HMI-Human Machine Interface或operator interface）功能的網路節點。工程師站是對DCS進行離線的配置、組態工作和線上的系統監督、控制、維護的網路節點，其主要功能是提供對DCS進行組態，配置工作的工具軟體（即組態軟體），並在DCS線上執行時實時地監視DCS網路上各個節點的執行情況，使系統工程師可以透過工程師站及時調整系統配置及一些系統引數的設定，使DCS隨時處在最佳的工作狀態之下。與集中式控制系統不同，所有的DCS都要求有系統組態功能，可以說，沒有系統組態功能的系統就不能稱其為DCS。DCS自1975年問世以來，已經經歷了四十多年的發展歷程。在這四十多年中，DCS雖然在系統的體系結構上沒有發生重大改變，但是經過不斷的發展和完善，其功能和效能都得到了巨大的提高。總的來說，DCS正在向著更加開放，更加標準化，更加產品化的方向發展。作為生產過程自動化領域的計算機控制系統，傳統的DCS僅僅是一個狹義的概念。如果以為DCS只是生產過程的自動化系統，那就會引出錯誤的結論，因為現在的計算機控制系統的含義已被大大擴充套件了，它不僅包括過去DCS中所包含的各種內容，還向下深入到了現場的每臺測量裝置、執行機構，向上發展到了生產管理，企業經營的方方面面。傳統意義上的DCS現在僅僅是指生產過程控制這一部分的自動化，而工業自動化系統的概念，則應定位到企業全面解決方案，即total solution的層次。只有從這個角度上提出問題並解決問題，才能使計算機自動化真正起到其應有的作用。DCSDCS具有以下特點：1． 高可靠性。由於DCS將系統控制功能分散在各臺計算機上實現，系統結構採用容錯設計，因此某一臺計算機出現的故障不會導致系統其他功能的喪失。此外，由於系統中各臺計算機所承擔的任務比較單一，可以針對需要實現的功能採用具有特定結構和軟體的專用計算機，從而使系統中每臺計算機的可靠性也得到提高。2． 開放性。DCS採用開放式，標準化、模組化和系列化設計，系統中各臺計算機採用區域網方式通訊，實現資訊傳輸，當需要改變或擴充系統功能時，可將新增計算機方便地連入系統通訊網路或從網路中卸下，幾乎不影響系統其他計算機的工作。形態組成DCS是分散式控制系統的英文縮寫（Distributed Control System），在國內自控行業又稱之為集散控制系統。它是一個由過程控制級和過程監控級組成的以通訊網路為紐帶的多級計算機系統，綜合了計算機(Computer)、通訊(Communication)、顯示(CRT)和控制(Control)等4C技術，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活、組態方便。發展歷史第一階段1975-1980年，在這個時期集散控制系統的技術特點表現為：DCS1）採用微處理器為基礎的控制單元，實現分散控制，有各種各樣的演算法，透過組態獨立完成迴路控制，具有自診斷功能2）採用帶CRT顯示器的操作站與過程單元分離，實現集中監視，集中操作3）採用較先進的冗餘通訊系統第二階段1980—1985.，在這個時期集散控制系統的技術特點表現為：1）微處理器的位數提高，CRT顯示器的解析度提高2）強化的模組化系統3）強化了系統資訊管理，加強通訊功能第三階段1985年以後，集散系統進入第三代，其技術特點表現為：1）採用開放系統管理2）操作站採用32位微處理器3）採用實時多使用者多工的作業系統進入九十年代以後，計算機技術突飛猛進，更多新的技術被應用到了DCS之中。PLC是一種針對順序邏輯控制發展起來的電子裝置，它主要用於代替不靈活而且笨重的繼電器邏輯。現場匯流排技術在進入九十年代中期以後發展十分迅猛，以至於有些人已做出預測：基於現場匯流排的FCS將取代DCS成為控制系統的主角。特點介紹DCS是分散控制系統(Distributed Control System)的簡稱，國內一般習慣稱為集散控制系統。它是一個由過程控制級和過程監控級組成的以通訊網路為紐帶的多級計算機系統，綜合了計算機(Computer)、通訊(Communication)、顯示(CRT)和控制(Control)等4C技術，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活、組態方便，DCS特點如下。高可靠性由於DCS將系統控制功能分散在各臺計算機上實現，系統結構採用容錯設計，因此某一臺計算機出現的故障不會導致系統其它功能的喪失。此外，由於系統中各臺計算機所承擔的任務比較單一，可以針對需要實現的功能採用具有特定結構和軟體的專用計算機，從而使系統中每臺計算機的可靠性也得到提高。開放性DCS採用開放式、標準化、模組化和系列化設計，系統中各臺計算機採用區域網方式通訊，實現資訊傳輸，當需要改變或擴充系統功能時，可將新增計算機方便地連入系統通訊網路或從網路中卸下，幾乎不影響系統其他計算機的工作。靈活性透過組態軟體根據不同的流程應用物件進行軟硬體組態，即確定測量與控制訊號及相互間連線關係、從控制演算法庫選擇適用的控制規律以及從圖形庫呼叫基本圖形組成所需的各種監控和報警畫面，從而方便地構成所需的控制系統。易於維護功能單一的小型或微型專用計算機，具有維護簡單、方便的特點，當某一區域性或某個計算機出現故障時，可以在不影響整個系統執行的情況下線上更換，迅速排除故障。協調性各工作站之間透過通訊網路傳送各種資料，整個系統資訊共享，協調工作，以完成控制系統的總體功能和最佳化處理。控制功能齊全控制演算法豐富，集連續控制、順序控制和批處理控制於一體，可實現串級、前饋、解耦、自適應和預測控制等先進控制，並可方便地加入所需的特殊控制演算法。DCS的構成方式十分靈活，可由專用的管理計算機站、操作員站、工程師站、記錄站、現場控制站和資料採集站等組成，也可由通用的伺服器、工業控制計算機和可程式設計控制器構成。處於底層的過程控制級一般由分散的現場控制站、資料採集站等就地實現資料採集和控制，並透過資料通訊網路傳送到生產監控級計算機。生產監控級對來自過程控制級的資料進行集中操作管理，如各種最佳化計算、統計報表、故障診斷、顯示報警等。隨著計算機技術的發展，DCS可以按照需要與更高效能的計算機裝置透過網路連線來實現更高階的集中管理功能，如計劃排程、倉儲管理、能源管理等。結構從結構上劃分，DCS包括過程級、操作級和管理級。過程級主要由過程控制站、I/O單元和現場儀表組成，是系統控制功能的主要實施部分。操作級包括：操作員站和工程師站，完成系統的操作和組態。管理級主要是指工廠管理資訊系統（MIS系統），作為DCS更高層次的應用，目前國內紙行業應用到這一層的系統較少。DCS的控制程式：DCS的控制決策是由過程控制站完成的，所以控制程式是由過程控制站執行的。過程控制站的組成：DCS的過程控制站是一個完整的計算機系統，主要由電源、CPU（中央處理器）、網路介面和I/O組成I/O：控制系統需要建立訊號的輸入和輸出通道，這就是I/O。DCS中的I/O一般是模組化的，一個I/O模組上有一個或多個I/O通道，用來連線感測器和執行器（調節閥）。I/O單元：通常，一個過程控制站是有幾個機架組成，每個機架可以擺放一定數量的模組。CPU所在的機架被稱為CPU單元，同一個過程站中只能有一個CPU單元，其他只用來擺放I/O模組的機架就是I/O單元。國內外應用分散控制系統1975 年美國Honeywell和日本橫河公司幾乎同一時間推出了各自的分散控制系統。美國最大的儀表控制公司Honeyw ell 首次向世界推出了它的綜合分散控制系統TDC—2000 ( Toal Distributed Control-2000),這一系統的發表,立即引起美國工業控制界高度評價，稱之為“最鼓舞人心的事件”。日本橫河公司推出了CEN TUM系統。世界各國的各大公司也紛紛加入，推出了一個又一個集散系統，從此過程控制進入了集散系統的新時期。在此期間有美國泰勒儀表公司的MO SË,費雪爾公司的DCÉ —400,貝利公司的N —90,FOCUS波羅公司的Cpect rum 和德國西門子公司的Telepermm。隨著計算機特別是微型計算機與網路技術的飛速發展，加上各製造商的激烈競爭，使DCS 很快從70 年代的第一代發展到90 年代初的第三代DCS。儘管在這之前的集散系統的技術水平已經很高，但其中存在著一個最主要的弊病是： 各大公司推出的幾十種型號的系統，幾乎都是該公司的專利產品，每個公司為了保護自身的利益，採用的都是專利網路，這就為全廠、全企業的管理帶來問題。隨著計算機的發展與網路開發使各控制廠商更多地採用商業計算機的技術，80年代末許多公司推出新一代的集散系統，其主要特徵是新系統的區域性網路採用MA P 協議； 引用智慧變送器與現場匯流排結構； 在控制軟體上引入PLC 的順序控制與批次控制，使DCS 也具有PLC 的功能。至90 年代初各國知名的DCS 有：3000,Bailey 的IN F I—90,Ro semoun t 的RS—3,W est Hoo se 的WDPF,L eeds &Non th rup 的MAX—1000,Foxbo ro 的IöA S,日本橫河的CEN TUM。這裡所提到的均為大型的DCS,為了適應市場的需要各廠商也開發了不少中小型的DCS 系統如S—9000,MAX—2,LXL,A 2 PACS 等等。流程工業CIMS流程工業CIMS是一個複雜的綜合自動化系統，處理的物件是整個企業的全部生產活動，DCS作為一種有效的工具和實現手段，在流程工業CIMS中完成重要的基礎控制和實時生產資料採集、動態監控等功能。與管理類計算機相比，DCS能夠提供更加可靠的生產過程資料，使CIMS系統所作出的最佳化決策也更加可靠。從功能上看，流程工業CIMS中的生產自動化系統、動態監控系統和線上質量控制都可以由DCS實現。從流程工業CIMS的層次結構看，DCS主要擔負過程控制和過程最佳化任務，有些生產排程和生產管理工作也可在DCS上完成。主要廠家國內DCS主要廠家有：上海新華，南京科遠自動化集團股份有限公司,杭州優穩，浙江中控，和利時，浙江威盛，自儀股份、魯能控制，國電智深，上海華文，上海樂華，正泰中自等。國外的有：西屋公司、艾默生、FOXBORO、ABB、西門子、霍尼韋爾、橫河、羅克韋爾、山武－霍尼韋爾公司、FISHER-ROSEMOUNT公司等。相關問答1． 什麼是DCS？DCS是分散式控制系統的英文縮寫（Distributed Control System），在國內自控行業又稱之為集散控制系統。2． DCS有什麼特點？DCS是計算機技術、控制技術和網路技術高度結合的產物。DCS通常採用若干個控制器（過程站）對一個生產過程中的眾多控制點進行控制，各控制器間透過網路連線並可進行資料交換。操作採用計算機操作站，透過網路與控制器連線，收集生產資料，傳達操作指令。因此，DCS的主要特點歸結為一句話就是：分散控制集中管理。4． DCS的控制程式是由誰執行的？DCS的控制決策是由過程控制站完成的，所以控制程式是由過程控制站執行的。5． 過程控制站的組成如何？DCS的過程控制站是一個完整的計算機系統，主要由電源、CPU（中央處理器）、網路介面和I/O組成。日常維護1 過程通道故障：過程通道故障出現最多的是I/O卡故障。I/O卡故障一般的判斷與處理：透過系統診斷，更換通道或透過更換備用件處理，至於其內部元件老化或是其他原因造成的損壞，一般控制人員不好判斷。I/O卡的檢修一般是由廠家處理，目前的熱控檢修人員的手段還不能達到像檢修常規儀表那樣檢修。而且生產廠家的I/O卡件已製造成一體化的趨勢，這樣只能購買備件。好在這類故障只是在除錯階段出現較多，正常執行中出現機率很低。一次元件或控制裝置出現故障有時不能直接被操作員發現，只有異常或報警後才通知熱控人員處理。這樣對檢修人員和執行人員的素質要求就要提高，執行人員要詳細介紹故障前後的狀態便於熱控檢修人員能夠快速、準確地處理缺陷，減少故障的擴大化，另外許多DCS廠家在產品宣傳上都支援卡件熱撥，做為控制人員，在執行中更換卡件時一定要做好安全防護措施否則會引起系統變化或負荷變化，尤其數字量卡件。2 對於操作員站宕機無論中國產與進口裝置都有相關的報道，那麼究其原因比較多，硬碟或卡件故障，冷卻風扇負荷過重等等，有時會發生人為操作現象，一般在修改控制邏輯下裝軟體重啟裝置或強制裝置保護訊號時，最易發生操作事件，輕則裝置異常，重則易造成裝置停運後果非常嚴重；對宕機後重啟，不同廠家的啟動時間不同，少則幾十秒，多則幾分鐘，人為該操作發生的故障在熱工專業中的不安全事件中佔有很大比例，在操作中尤為引起高度重視，減少人為故障。3球標操作不正常，一般是由於機械裝置長期工作、老化、汙染、點通斷不可靠、電纜外掛不牢等這樣的就需要換檢查即可。4控制操作失靈：是由於球標的操作訊號沒有正常改變過程通道的狀態，造成操作失效，這是2個方面造成的，一個方面是軟體缺陷，另一方面是硬體本身故障的狀態針對這樣的缺陷通常做法檢查過程通道功能正常後，再檢查操作遠必要時進行重起初始操作。5 對於薄膜鍵盤主要是鍵盤接觸不良訊號電纜鬆動或主機誤動鍵盤或啟動不完整都可以導致其功能不正常應用針對不同情況處理。6印表機不工作一般是由於配置的原因，這樣的故障應檢查印表機的設定及其硬體是否正常進行處理。報表軟體功能不強主要表現在由於印表機列印報表和SOE等造成宕機，或者印表機的SOE記錄時問與實際情況不符；SOE列印瀏覽後不能返回歷史曲線；SOE時間順序不一致有時偏差很大，這會延誤事故分析的進展時，有時還會誤導分析方向，SOE問題既與系統設計不合理，SOE點沒完全集中在一個DPU上的有關，也與系統硬體及軟體設計考慮不周有關。這種故障的出現，透過分析認為這主要是對電廠的總體方面考慮的不太完美，在小的方面還不夠仔細會出現這樣那樣的故障，針對這種情況要認真對待，不放過蛛絲馬跡，與廠家認真研究提出問題進一步完善，讓該系統更好地為生產服務。7 電源故障：電源故障問題較多，保險配置不合理，備用電源不能自投，電源波動引起保護誤動及接插頭接觸不良易造成無電源。針對電源故障處理相對比較容易。首先，認真核對保險的配置及容量，真正起到保險的作用；其次，UPS的配備很重要，它可以在電源波動時也能保證系統正常供電，而且要考慮冗餘和備用問題。8 干擾造成的故障：對於干擾主要是接地問題，備用電源的切換和大功率的無線通訊裝置如手機、對講機等。另外還有DCS系統的干擾訊號可能由本身造成的。那麼對於DCS系統的接地問題越來越引起人們的重視，尤其在電力行業，大功率電器裝置的啟動和停止都會干擾DCS的控制訊號，造成不必要的故障。為了防止干擾訊號串入系統，嚴格執行遮蔽和接地要求和方式，訊號線遠離干擾源，同時採取防電源波動措施。主/從過程處理機之間在機組執行時，除非萬不得以，儘量不要人為切換，已防產生干擾，如必須切換，應採取措施，先將控制切手動，以免對機組執行工況產生影響。對電子裝置問、工程師站等重點部位，應絕對禁止使用大功率無線電通訊裝置。 [1] 相關控制系統總述計算機和網路技術的飛速發展，引起了自動化控制系統結構的變革，一種世界上最新型的控制系統即現場匯流排控制系統（Fieldbus Control System，FCS）在上世紀九十年代走向實用化，並正以迅猛的勢頭快速發展。現場匯流排控制系統是目前自動化技術中的一個熱點，正越來越受到國內外自動化裝置製造商與使用者的關注。現場匯流排控制系統的出現，將給自動化領域在過程控制系統上帶來又一次革命，其深度和廣度將超過歷史的任何一次，從而開創自動化的新紀元。FCS可以說是第五代過程控制系統，是由PLC（Programmable Controller）或DCS（Distributed Control System）發展而來的。FCS與PLC及DCS之間有千絲萬縷的聯絡，又存在著本質的差異。本文針對PLC、DCS、FCS三大控制系統的特點、效能和差異作一分析。1 PLC、FCS三大控制系統的基本特點目前，在連續型流程生產工業過程控制中，有三大控制系統，即PLC、DCS和FCS。它們各自的基本特點如下：PLC1．從開關量控制發展到順序控制、運算處理，是從下往上的。2．邏輯控制、定時控制、 計數控制、 步進(順序)控制、連續PID控制、 資料控制――PLC具有資料處理能力、 通訊和聯網等多功能。3．可用一臺PC機為主站，多臺同型PLC為從站。4．也可一臺PLC為主站，多臺同型PLC為從站，構成PLC網路。這比用PC機作主站方便之處是：有使用者程式設計時，不必知道通訊協議，只要按說明書格式寫就行。5．PLC網路既可作為獨立DCS/TDCS，也可作為DCS/TDCS的子系統。6．主要用於工業過程中的順序控制，新型PLC也兼有閉環控制功能。FCS1．FCS是第五代過程控制系統，它是21世紀自動化控制系統的方向。是3C技術（Communication，Computer， Control）的融合。基本任務是：本質（本徵）安全、危險區域、易變過程、難於對付的非常環境。（2）全數字化、智慧、多功能取代模擬式單功能儀器、儀表、控制裝置。3．用兩根線聯接分散的現場儀表、控制裝置，取代每臺儀表的兩根線。“現場控制”取代“分散控制”；資料的傳輸採用“匯流排”方式。4．從控制室到現場裝置的雙向數字通訊匯流排，是互聯的、雙向的、序列多節點、開放的數字通訊系統取代單向的、單點、並行、封閉的模擬系統。5．用分散的虛擬控制站取代集中的控制站。6．把微機處理器轉入現場自控裝置，使裝置具有數字計算和數字通訊能力，訊號傳輸精度高，遠端傳輸。實現訊號傳輸全數字化、控制功能分散、標準統一全開放。7．可上區域網，再可與internet相通。既是通訊網路，又是控制網路。8．3類FCS的典型應用：1) 連續的工藝過程自動控制如石油化工，其中“本安防爆”技術是絕對重要的；2）分立的工藝動作自動控制如汽車製造機器人、汽車；3）多點控制如樓宇自動化。這三大控制系統，尤其是DCS、PLC，都在電站得到了廣泛應用，而且效果也非常好。系統差異差異2.1.1 DCS或PLCPLC系統與DCS系統的結構差異不大，只是在功能的著重點上的不同，DCS著重於閉環控制及資料處理。PLC著重於邏輯控制及開關量的控制，也可實現模擬量控制。DCS或PLC系統的關鍵是通訊。也可以說資料公路是分散控制系統DCS及PLC的脊柱。由於它的任務是為系統所有部件之間提供通訊網路，因此，資料公路自身的設計就決定了總體的靈活性和安全性。資料公路的媒體可以是：一對絞線、同軸電纜或光纖電纜。DCS的特點是：（1）控制功能強。可實現複雜的控制規律，如串級、前饋、解耦、自適應、最優和非線性控制等。也可實現順序控制。（2）系統可靠性高。（3）採用CRT操作站有良好的人機介面。（4）軟硬體採用模組化積木式結構。（5）系統容易開發。（6）用組態軟體，程式設計簡單，操作方便。（7）有良好的價效比。透過資料公路的設計引數，基本上可以瞭解一個特定DCS或PLC系統的相對優點與弱點。1．系統能處理多少I/O資訊。2．系統能處理多少與控制有關的控制迴路的資訊。3．能適應多少使用者和裝置（CRT、控制站等）。4．傳輸資料的完整性是怎樣徹底檢查的。5．資料公路的最大允許長度是多少。6．資料公路能支援多少支路。7．資料公路是否能支援由其它製造廠生產的硬體（可編程式控制器、計算機、資料記錄裝置等）。為保證通訊的完整，大部分DCS或PLC廠家都能提供冗餘資料公路。為了保證系統的安全性，使用了複雜的通訊規約和檢錯技術。所謂通訊規約就是一組規則，用以保證所傳輸的資料接收與傳送。目前在DCS和PLC系統中一般使用兩類通訊手段，即同步的和非同步的，同步通訊依靠一個時鐘訊號來調節資料的傳輸和接收，非同步網路採用沒有時鐘的報告系統。2.1.2 FCSFCS具有（1）很好的開放性、互操作性和互換性。（2）全數字通訊。（3）智慧化與功能自治性。（4）高度分散性。（5）很強的適用性。FCS的關鍵要點有三點：1．FCS系統的核心是匯流排協議，即匯流排標準。採用雙絞線、光纜或無線電方式傳輸數字訊號，減少大量導線，提高了可靠性和抗干擾能力。FCS從感測器、變送器到調節器一直是數字訊號，這就使我們很容易地處理更復雜、更精確的訊號，同時數字通訊的差錯功能可檢出傳輸中的誤碼。FCS可以將PID控制徹底分散到現場裝置（Field Device）中。基於現場匯流排的FCS又是全分散、全數字化、全開放和可互操作的新一代生產過程自動化系統，它將取代現場一對一的4～20mA模擬訊號線，給傳統的工業自動化控制系統體系結構帶來革命性的變化。根據IEC61158的定義，現場匯流排是安裝在製造或過程區域的現場裝置與控制室內的自動控制裝置之間的數字式、雙向傳輸、多分支結構的通訊網路。現場匯流排使測控裝置具備了數字計算和數字通訊能力，提高了訊號的測量、傳輸和控制精度，提高了系統與裝置的功能、效能。IEC/TC65的SC65C/WG6工作組於1984年開始致力於推出世界上單一的現場匯流排標準工作，走過了16年的艱難歷程，於1993年推出了IEC61158-2，之後的標準制定就陷於混亂。2000年初公佈的IEC61158現場匯流排國際標準子集有八種，分別為：①型別1 IEC技術報告（FFH1）；②型別2 Control-NET（美國Rockwell公司支援）；③型別3 Profibus（德國Siemens公司支援）；④型別4 P-NET（丹麥Process Data公司支援）；⑤型別5 FFHSE（原FFH2）高速乙太網（美國Fisher Rosemount公司支援）；⑥型別6 Swift-Net（美國波音公司支援）；⑦型別7 WorldFIP（法國Alsto公司支援）；⑧型別8 Interbus（美國Phoenix Contact公司支援）。除了IEC61158的8種現場匯流排外，IEC TC17B通過了三種匯流排標準：SDS（Smart Distributed System）；ASI（Actuator Sensor Interface）；Device NET。另外，ISO公佈了ISO 11898 CAN標準。其中Device NET於2002年10月8日被中國批准為國家標準，並於2003年4月1日開始實施。所以，要實現這些匯流排型別的相互相容和互操作，就目前狀態而言，幾乎是不可能的。開放的現場匯流排控制系統的互操作性，就一個特定型別的現場匯流排而言，只要遵循同一型別現場匯流排的匯流排協議，對其產品是開放的，並具有互操作性。換句話說，不論什麼廠家的產品，只要遵循同一型別匯流排的匯流排協議，產品之間是開放的，並具有互操作性，就可以組成匯流排網路。另外，FCS還可以透過閘道器和企業的上級管理網路相連，以便管理者掌握第一手資料，為決策提供依據。所以現場匯流排具有開放性、互操作性、系統結構的高度分散性、靈活的網路拓撲結構、現場裝置的高度智慧化、對環境的高度適應性等諸多突出特點。2．FCS系統的基礎是數字智慧現場裝置控制功能下放到現場儀表中，控制室內儀表裝置主要完成資料處理、監督控制、最佳化控制、協調控制和管理自動化等功能。數字智慧現場裝置是FCS系統的硬體支撐，是基礎；道理很簡單，FCS系統執行的是自動控制裝置與現場裝置之間的雙向數字通訊現場匯流排訊號制。現場裝置必須遵循統一的匯流排協議，即相關的通訊規約，具備數字通訊功能，能實現雙向數字通。再一點，現場匯流排的一大特點就是要增加現場一級控制功能。3．FCS系統的本質是資訊處理現場化對於一個控制系統，無論是採用DCS還是採用現場匯流排，系統需要處理的資訊量至少是一樣多的。實際上，採用現場匯流排後，可以從現場得到更多的資訊。現場匯流排系統的資訊量沒有減少，甚至增加了，而傳輸資訊的線纜卻大大減少了。這就要求一方面要大大提高線纜傳輸資訊的能力，另一方面要讓大量資訊在現場就地完成處理，減少現場與控制機房之間的資訊往返。可以說現場匯流排的本質就是資訊處理的現場化。由現場智慧儀表完成資料採集、資料處理、控制運算和資料輸出等功能。現場儀表的資料（包括採集的資料和診斷資料）透過現場匯流排傳送到控制室的控制裝置上，控制室的控制裝置用來監視各個現場儀表的執行狀態，儲存智慧儀表上傳的資料，同時完成少量現場儀表無法完成的高階控制功能。2.2 典型系統比較透過使用現場匯流排，使用者可以大量減少現場接線，用單個現場儀表可實現多變數通訊，不同製造廠生產的裝置間可以完全互操作，增加現場一級的控制功能，系統整合大大簡化，並且維護十分簡便。傳統的過程控制儀表系統每個現場裝置到控制室都需使用一對專用的電纜或雙絞線，以傳送4mA~20mA訊號。現場匯流排系統中，每個現場裝置到接線盒的雙絞線仍然可以使用，但是從現場接線盒到中央控制室僅用一根雙絞線完成數字通訊。透過採用現場匯流排控制系統，到底能節省多少電纜，編者就不作詳細的計算。應用差異上述的比較是偏重於純技術性的比較，下面就DCS與FCS系統在具體應用方面進行比較。前題是DCS系統與典型的、理想的FCS系統進行比較。具體比較：1．DCS系統是個大系統，其控制器的功能強而且在系統中的作用十分重要，資料公路更是系統的關鍵，所以，必須整體投資一步到位，事後的擴容難度較大。而FCS功能下放較徹底，資訊處理現場化，數字智慧現場裝置的廣泛採用，使得控制器功能與重要性相對減弱。因此，FCS系統投資起點低，可以邊用、邊擴、邊投運。2．DCS系統是封閉式系統，各公司產品基本不相容。而FCS系統是開放式系統，不同廠商、不同品牌的各種產品基本能同時連入同一現場匯流排，達到最佳的系統整合。3．DCS系統的資訊全都是二進位制或模擬訊號形成的，必須透過D/A與A/D轉換。而FCS系統將D/A與A/D轉換在現場一次表完成，實現全數字化通訊，使精度得到大的提高，可提高到0.1%。並且FCS系統可以將PID閉環控制功能裝入現場裝置中，縮短了控制週期，提高運算速度，從而改善調節效能。4．DCS它可以控制和監視工藝全過程，對自身進行診斷、維護和組態。但是，由於自身的致命弱點，其I/O訊號採用傳統的模擬量訊號，因此，它無法在DCS工程師站上對現場儀表（含變送器、執行器等）進行遠方診斷、維護和組態。FCS採用全數字化技術，數字智慧現場裝置傳送多變數資訊，而不僅僅是單變數資訊，並且還具備檢測資訊差錯的功能。FCS採用的是雙向數字通訊現場匯流排訊號制。因此，它可以對現場裝置（含變送器、執行機構等）進行遠方診斷、維護和組態。5．FCS由於資訊處理現場化，與DCS相比可以省去相當數量的隔離器、端子櫃、I/O終端、I/O卡件、I/O檔案及I/O櫃，同時也節省了I/O裝置及裝置室的空間與佔地面積。同時，FCS可以減少大量電纜與敷設電纜用的橋架等，同時也節省了設計、安裝和維護費用。6．FCS相對於DCS組態簡單，由於結構、效能標準化，便於安裝、執行、維護。發展前景大家都知道FCS是由PLC或DCS發展而來，現在FCS系統被廣泛的應用，那麼，PLC與DCS前景又將如何。PLC於20世紀60年代末期在美國首先出現，目的是用來取代繼電器，執行邏輯、計時、計數等順序控制功能，建立柔性程式控制系統。1976年正式命名，並給予定義：PLC（Programmable logic Controller）是一種數字控制專用電子計算機，它使用了可程式設計序儲存器儲存指令，執行諸如邏輯、順序、計時、計數與演算等功能，並透過模擬和數字輸入、輸出等元件，控制各種機械或工作程式。經過30多年的發展，PLC已十分成熟與完善，並具有強大的運算、處理和資料傳輸功能。並定義為可程式設計控制器（Programmable Controller　PLC）。PLC在FCS系統中的地位似乎已被確定並無多少爭論。PLC作為一個站掛在高速總線上。充分發揮PLC在處理開關量方面的優勢。另外，電廠輔助車間，例如水處理車間、迴圈水車間、除灰除渣車間、輸煤車間等，這些車間的工藝過程多以順序控制為主。PLC對於順序控制有其獨特的優勢。輔助車間的控制系統應以遵循現場匯流排通訊協議的PLC或能與FCS進行通訊交換資訊的PLC為優選物件。現場匯流排的應用是工業過程控制發展的主流之一。可以說FCS的發展應用是自動化領域一場革命。採用現場匯流排技術構造低成本現場匯流排控制系統，促進現場儀表的智慧化、控制功能分散化、控制系統開放化，符合工業控制系統技術發展趨勢。總之，計算機控制系統的發展在經歷了基地式氣動儀表控制系統、電動單元組合式模擬儀表控制系統、集中式數字控制系統以及集散控制系統（DCS）後，將朝著現場匯流排控制系統（FCS）的方向發展。雖然以現場匯流排為基礎的FCS發展很快，但FCS發展還有很多工作要做，如統一標準、儀表智慧化等。另外，傳統控制系統的維護和改造還需要DCS，因此FCS完全取代傳統的DCS還需要一個漫長的過程，同時DCS本身也在不斷的發展與完善。可以肯定的是，結合DCS、工業乙太網、先進控制等新技術的FCS將具有強大的生命力。工業乙太網以及現場匯流排技術作為一種靈活、方便、可靠的資料傳輸方式，在工業現場得到了越來越多的應用，並將在控制領域中佔有更加重要的地位。結論在未來，工業過程控制系統中，數字技術向智慧化、開放性、網路化、資訊化發展，同時，工業控制軟體也將向標準化、網路化、智慧化、開放性發展。因此現場匯流排控制系統FCS的出現，數字式分散控制DCS及PLC並不會消亡，DCS及PLC系統會更加向智慧化、開放性、網路化、資訊化發展。或只是將過去處於控制系統中心地位的DCS移到現場匯流排的一個站點上去。這樣說，DCS或PLC處於控制系統中心地位的局面從此將被打破。今後的控制系統將會是：FCS處於控制系統中心地位，兼有DCS、PLC系統一種新型標準化、智慧化、開放性、網路化、資訊化控制系統。

一、DCS全稱：Distributed Control System它的中文意思是集散控制系統.思想：集中管理分散控制（危險分散、控制分散、而操作和管理集中)的基本設計思想。四C技術：計算機（computer)、通訊（communication)、顯示（CRT)、控制（control)。

二、構成：

集散控制系統通常由過程控制單元、電源、I/O卡件、機櫃、卡籠、通訊網路、操作站、工程師站、軟體等組成。

三、特點：

1. 完善的控制功能（PID控制、順序控制、邏輯控制、批次控制等。

2. 豐富的監控功能（可以監控生產裝置的生產情況）

3. 簡便的安裝除錯

4. 良好的效能和價格比

5. 可靠性好（有完善的自診斷功能、MTBF達105天）

四、DCS發展歷史：

第一套DCS系統是美國HONEYWELL公司1975年推出的TDC2000至今三十多年的歷史，它幾經更新換代，技術性能日趨完善。據不完全統計現在集散控制系統的型別有2000-3000種，廠家也不計其數如：橫河公司的 CENTUM CS 、ABB公司的FREELANCE、FOXBORO公司的I/AS以及中國產的浙大中控公司的ECS、和利時公司的DCS系統等。