dcs的实现及案例分析.pdf

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一、DCS的实现

1、前言

分散型控制系统(DCS)是以微处理机为基础，以危（wei）险分散控制，操作和管理集中为特性，集先进

的计算机技术、通讯技术、CRT技术和控制技术即4C技术于一体的新型控制系统。随着现代计算机和通讯

网络技术的高速发展，DCS正向着多元化、网络化、开放化、集成管理方向发展，使得不同型号的DCS可

以互连，进行数据交换，并可通过以太网将DCS系统和工厂管理网相连，实现实时数据上网，成为过程工

业自动控制的主流。

2、DCS的结构组成

DCS主要分为三大部份：带I/O部件的控制器、通讯网络和人机接口(HMI)。控制器I/O部件直接与生

产过程相连，接收现场设备送来的信号；人机接口是操作人员与DCS相互交换信息的设备；通讯网络将控

制器和人机接口联系起来，形成一个有机的整体。从某种意义上说，控制器是“心脏”；人机接口是“眼睛”；

通讯网络则是“神经网络”。DCS的典型结构如图一：

图一DCS的典型结构

3、DCS的通讯网络

3.1发展历程

随着计算机技术、网络技术和控制技术的不断发展，DCS自20世纪70年代问世以来，先后经历了四个发

展时期，具体划分为：

(1)1975—1980初创期。此时的DCS通讯系统只是一种初级局部网络，全系统由一个通讯指挥器指挥，对

各单元的访问是轮流问询方式。如TDC-2000、MOD-3等。

(2)1980—1985成熟期。采用局域网络，由主从式星型网络转变成对等式的总线网络通信或者环网通信，

扩大了通信范围，提高了传输速率。如TDC-3000、MOD-300等。

(3)1985—1990扩展期。在局域网络方面采用国际标准组织ISO的OSI开放系统互联的参考模型，使符合

开放系统的各创造厂的产品可以互连，互通信以及进行数据交换，第三方软件以可以应用。改变了过去DCS

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各厂自成系统的封闭结构，DCS由原来的仅能应用发展到不仅能应用而且能开辟。TDC-3000(带UCN网)

CentumXL等。

(4)90年代以后，网络开放期。采用符合国际标准的通信协议和规程，即IEE802(以太网)、IEE802.4(令

牌总线)、EEFDDI(光纤分布数据界面)、TCP/IP(传输控制协议/互联协议)或者MAP(创造自动化协议)

等，使不同厂家型号、不同操作系统的计算机可共存一个网络标准，达到产品互换、资源共享的目的。如Centum

CS-3000、Advant-500等。

3.2通讯网络的特点

通讯网络是DCS的重要支柱，执行分散控制的各单元以及各级人机接口要靠通讯系统连成一体，这种在局

部区域内使用各种数据通讯的设备互连的通讯网络称为局域网(LAN)。它是一个高通讯速率，低误码率，

快速响应的局部网络，具有组织灵便，易于扩展，资源共享的特点，然而DCS完成的是工业控制，因此它与

普通的办公室用局部网络有所不同，具有如下的特点：

(1)具有快速的实时响应能力，普通办公室自动化计算机局部网络响应时间为2-6s，而它

(2)具有极高的可靠性，必须连续、准确运行，数据传送误码率低于10-8—10-11，系统利用率在99.999%以

上

(3)适合于在恶劣环境下工作，能抗电源干扰、雷击干扰、电磁干扰和低电位差干扰。

(4)分层结构，