Question

什么是集散控制系统？它有什么主要优点

Answer 1

集散控制系统以多台微处理机分散应用于过程控制，通过通信网络、CRT显示器、键盘、打印机等设备又实现高度集中的操作、显示和报警管理,这种实现集中管理、分散控制的新型控制装置，自1975年问世以来，发展十分迅速，目前已经得到了广泛的应用。

1、功能分散。功能分散是指对过程参数的运算处理、检测、控制策略的实现、控制信息的输出以及过程参数的实时控制等都是在现场的控制单元中自动进行，从而实现了功能的高度分散。

一方面，控制和数据采集设备可以尽可能地接近现场安装，避免了模拟信号的远距离传输，提高了运行的可靠性；另一方面，所有的过程控制单元都由自身的计算机管理，使系统发生故障时影响面小，危险分散，提高了系统的安全性。

2、分级递阶结构。它是从系统工程出发，考虑系统控制功能分散、提高可靠性、强化系统应用灵活性、危险分散、降低投资成本、便于维修和技术更新等而得出的。

分级递阶结构通常分为四级。第一级是过程控制级，根据上层决策直接控制过程或对象的状态；第二级是优化控制级，根据上层给定的目标函数或约束条件、系统辨识的数学模型得出优化控制策略，对过程控制进行设定点控制；

第三级为自适应控制级，根据运行经验，补偿工况变化对控制规律的影响，维持系统在最佳状态；第四级为工厂管理级，其任务是决策、管理、计划、调度和调节，根据系统总任务或总目标。规定各级任务并决策协调各级任务。 

3、信息综合与集中管理。集中监视可以提供丰富的显示手段和显示方式，给出全局和局部的运行信息，更好地监视和管理生产过程。集中管理与操作可以保证操作的一致性，改变系统运行条件的操作是由专门人员进行，减少了误操作的可能。

结构

DCS 的关键属性是它的可靠性，这是由于系统中节点周围的控制处理分布。这减轻了单个处理器故障。如果处理器发生故障，它只会影响工厂过程的一个部分，而不是中央计算机的故障会影响整个过程。现场输入/输出 (I/O) 连接机架的本地计算能力分布还通过消除可能的网络和中央处理延迟来确保快速控制器处理时间。

附图是一个通用模型，它显示了使用计算机控制的功能性制造水平。

起源

从1960年代初期开始，就已经将小型计算机应用在工业程序控制上。例如IBM 1800就有输入及输出的硬件，可以收集工厂中的信号，将现场控制接点（数位接点）的信号及类比信号转换为数位的资讯。

第一个工业控制电脑系统是在1959年在德州的Texaco Port Arthur建构的，是由TRW公司的RW-300改进而成。

在1975年时，美国的霍尼韦尔公司以及日本的横河公司分别开发了分散式控制系统，型号分别是TDC 2000及CENTUM。1975年时美国公司Bristol也开始开发UCS 3000万用控制器。维美德公司在1978年开始开发DCS系统，称为Damatic（最新版本改名为Valmet DNA）。

Bailey公司（目前是ABB的一部分）在1980年开始了NETWORK 90系统。

Fisher Controls（现在艾默生电气公司的一部分）开始开发PROVoX系统，Fischer & Porter Company（目前已是ABB的一部分）则开发了DCI-4000（DCI代表Distributed Control Instrumentation，分散式控制仪表）。

分散式控制系统的出现主要是因为微电脑的使用日渐普及，以及在过程控制领域中越来越多微电脑控制的应用。自从直接数位控制（DDC）以及设定点控制的应用开始，电脑已开始应用在过程自动化的领域中。

在1970年代时，Taylor Instrument Company（目前是ABB的一环）开发了1010系统、Foxboro开发了FOX1系统、Fisher Controls开发DC2系统，Bailey Controls则开发了1055系统。

所有的系统都是用迷你电脑（迪吉多的PDP-11、Varian Data Machines及MODCOMP等）实现的DDC应用系统，连接到专属的输入／输出硬件。

当时复杂的连续控制以及批次控制也会以此方式进行。更保守的作法是用设定点控制，是由过程电脑监控许多的类比过程控制器。有工作站透过文字以及粗略的图形来说明流程的情形。距离全功能的图形用户界面还有很长的距离。

以上内容参考 百度百科-集散控制