什么是DCS系统，DCS有哪些组成部分
分散控制系统是以微处理器为基础，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的设计原则的新一代仪表控制系统。集散控制系统简称DCS，也可直译为“分散控制系统”或“分布式计算机控制系统”。
从结构上划分，DCS包括过程级、操作级和管理级。过程级主要由过程控制站、I/O单元和现场仪表组成，是系统控制功能的主要实施部分。
先进控制技术
DCS在控制上的最大特点是依靠各种控制、运算模块的灵活组态，可实现多样化的控制策略以满足不同情况下的需要，使得在单元组合仪表实现起来相当繁琐与复杂的命题变得简单。
随着企业提出的高柔性、高效益的要求，以经典控制理论为基础的控制方案已经不能适应，以多变量预测控制为代表的先进控制策略的提出和成功应用之后，先进过程控制受到了过程工业界的普遍关注。
需要强调的是，广泛应用各种先进控制与优化技术是挖掘并提升DCS综合性能最有效、最直接、也是最具价值的发展方向。
以上内容参考 百度百科-分散控制系统
菲亚洛
2024-10-28 广告
分散式控制系统（distributed control system）简称DCS，是工厂或是制程中使用的电脑化控制系统，一般其中会有几个控制回路，自主的控制器分散在系统中，没有中央操作员的监控。
组成
1、第0层是现场设备，例如流量感测器、温度感测器、以及现场终端元件，例如控制阀。
2、第1层是工业化的输入/输出（I/O）模组、以及对应的分散式电子处理器。
3、第2层是监控电脑，会由系统中的处理节组收集资讯，也提供操作员控制画面。
4、第3层是生产控制层，这一层不会直接控制流程，但会监控生产，并且监控目标。
5、第4层是生产排程层。
技术特点
连续流控制环的例子。其信号是工业标准的4–20 mA控制环，以及智能阀位置控制器可以确保控制阀正常运作
分散式控制系统的处理器节点以及图形用户界面之间是以工业标准网络或是专属网络连接，透过不同线路的冗余配线来提高网络的可靠度。分散式的拓朴因为I/O模组和对应处理器的距离较近，也可以减少现场配线的线长。
处理器接收输入模组的资讯，处理相关资料，决定控制行动，输出信号到输出模组。现场的输入及输出模组可以是模拟信号（例如4–20 mA的电流环）或是开或关的双值信号，例如继电器的接点或是半导体开关。
分散式控制系统会连接感测器以及致动器，利用目标值来控制工厂的材料流量。典型的应用是连接到流量表的PID控制器，其最终控制元件为控制阀。分散式控制系统会将制程需要的目标值送到控制器，再由控制器送出信号到控制阀，使制程的回授值可以维持在目标值
大型的炼油厂或化工厂会有上千个I/O点，需要非常大型的分散式控制系统。分散式控制系统的制程不限制在在管道中的流体，也可以用在造纸机械及对应的品质管理、可调速驱动器及电机控制器、陶瓷窑、采矿业、提炼冶金等。
分散式控制系统中有冗余的控制器，可以有故障时不断电，直接更换控制器，因此可靠度很高。
分散式控制系统中常用的信号是4–20 mA，不过现在的DCS也支援现场总线的数位协定，例如基金会总线、profibus、HART、Modbus等。
现代的分散式控制系统也支援人工神经网络及模糊逻辑应用。最近的研究着重于利用最佳H-infinity控制及H 2控制准则，设计最佳化的的分散式控制系统
发展趋势
越来越多工厂层的DCS因为有登入到远端设备的能力，反而已开始中心化。由于无线通讯以及远端存取技术带来的互连性，设备之间实体距离的重要性反而下降了，这让操作员可以同时控制企业层级（巨观）及设备层级（微观），可能在工厂内部或是在工厂以外。
越来越多的无线通讯因为需求而开发及定义，也有越来越多的无线通讯包含在分散式控制系统中。现今的DCS控制器会有嵌入式网页服务器，也有移动式的网页存取。有关DCS是否会带领工业物联网（IIOT），或是会由其中借用重要元素，此问题仍无定论。
许多供应商提供了行动式HMI的配备品，可以使用在Android及IOS上。透过这些界面，有可能有安全隐患的威胁，可能让工厂和过程受到损害，现在都是可能出现的实际问题。
简单来说，就是一个功能非常强大、软件极端专业化的计算机
DCS,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具有以下特点：
(1)高可靠性 由于DCS将系统控制功能分散在各台计算机上实现，系统结构采用容错设计，因此某一台计算机出现的故障不会导致系统其它功能的丧失。此外，由于系统中各台计算机所承担的任务比较单一，可以针对需要实现的功能采用具有特定结构和软件的专用计算机，从而使系统中每台计算机的可靠性也得到提高。
(2)开放性 DCS采用开放式、标准化、模块化和系列化设计，系统中各台计算机采用局域网方式通信，实现信息传输，当需要改变或扩充系统功能时，可将新增计算机方便地连入系统通信网络或从网络中卸下，几乎不影响系统其他计算机的工作。
(3)灵活性 通过组态软件根据不同的流程应用对象进行软硬件组态，即确定测量与控制信号及相互间连接关系、从控制算法库选择适用的控制规律以及从图形库调用基本图形组成所需的各种监控和报警画面，从而方便地构成所需的控制系统。
(4)易于维护 功能单一的小型或微型专用计算机，具有维护简单、方便的特点，当某一局部或某个计算机出现故障时，可以在不影响整个系统运行的情况下在线更换，迅速排除故障。
(5)协调性 各工作站之间通过通信网络传送各种数据，整个系统信息共享，协调工作，以完成控制系统的总体功能和优化处理。
(6)控制功能齐全 控制算法丰富，集连续控制、顺序控制和批处理控制于一体，可实现串级、前馈、解耦、自适应和预测控制等先进控制，并可方便地加入所需的特殊控制算法。 DCS的构成方式十分灵活，可由专用的管理计算机站、操作员站、工程师站、记录站、现场控制站和数据采集站等组成，也可由通用的服务器、工业控制计算机和可编程控制器构成。 处于底层的过程控制级一般由分散的现场控制站、数据采集站等就地实现数据采集和控制，并通过数据通信网络传送到生产监控级计算机。生产监控级对来自过程控制级的数据进行集中操作管理，如各种优化计算、统计报表、故障诊断、显示报警等。随着计算机技术的发展，DCS可以按照需要与更高性能的计算机设备通过网络连接来实现更高级的集中管理功能，如计划调度、仓储管理、能源管理等。
"
从结构上划分，DCS包括过程级、操作级和管理级。过程级主要由过程控制站、I/O单元和现场仪表组成，是系统控制功能的主要实施部分。操作级包括：操作员站和工程师站，完成系统的操作和组态。管理级主要是指工厂管理信息系统（MIS系统），作为DCS更高层次的应用，目前国内纸行业应用到这一层的系统较少。 DCS的控制程序：DCS的控制决策是由过程控制站完成的，所以控制程序是由过程控制站执行的。 过程控制站的组成： DCS的过程控制站是一个完整的计算机系统，主要由电源、CPU（中央处理器）、网络接口和I/O组成 I/O：控制系统需要建立信号的输入和输出通道，这就是I/O。DCS中的I/O一般是模块化的，一个I/O模块上有一个或多个I/O通道，用来连接传感器和执行器（调节阀）。 I/O单元：通常，一个过程控制站是有几个机架组成，每个机架可以摆放一定数量的模块。CPU所在的机架被称为CPU单元，同一个过程站中只能有一个CPU单元，其他只用来摆放I/O模块的机架就是I/O单元。
2，DCS有组成部分：过程级、操作级和管理级。
（1）过程级主要由过程控制站、I/O单元和现场仪表组成，是系统控制功能的主要实施部分。
（2）操作级包括：操作员站和工程师站，完成系统的操作和组态。
（3）管理级主要是指工厂管理信息系统（MIS系统），作为DCS更高层次的应用，目前国内纸行业应用到这一层的系统较少。
