ABB AC800M DCS基本知识_原创精品文档.pdfVIP

丹青不知老将至，贫贱于我如浮云。——杜甫

集散控制系统(DCS)简介

DCS为分散控制系统的英文（TOTALDISTRIBUTEDCONTROLSYSTEM）简称。指

的是控制危险分散、管理和显示集中。60年代末有人研制了作逻辑运算的可编程序控制器

（ProgrammableLogicController）。简称PLC。主要应用于汽车制造业。70年代中期以完成

模拟量控制的DCS推向市场，代替以PID运算为主的模拟仪表控制。首先提出DCS这样一

种思想的是原制造仪表的厂商，当时主要应用于化工行业。后又有计算机行业从事DCS的

开发。

70年代微机技术还不成熟，计算机技术还不够发达。操作站、控制器、I/O板和网络接

口板等都是DCS生产厂家自行开发的，也就是所有部件都是专用的。

70年代初，有人用如PDP/1124这样的小型机代替原来的集中安装的模拟仪表控制。连

接到中央控制室的电缆很多。如用小型机既作为控制器、同时把连接小型机的CRT又作为

显示设备（即人机界面）。一台小型机需接收几千台变送器或别的传感器来的信号，完成几

百个回路的运算。很显然其危险有点集中。和模拟仪表连接的电缆一样多，并且一旦小型机

坏了，控制和显示都没有了。数字控制没有达到预期的目的。

后有人提出把控制和显示分开。一台计算机完成控制计算任务，另一台计算机完成显示

任务。另外，一个工艺过程作为被控对象可能需要显示和控制的点很多，其中有一些还需要

闭环控制或逻辑运算，工艺过程作为被控对象的各个部分会有相对独立性，可以分成若干个

独立的工序，再把在计算机控制系统中独立的工序上需要显示和控制的输入、输出的点分配

到数台计算机中去，把原来由一台小型机完成的运算任务由几台或几十台计算机（控制器）

去完成。其中一台机器坏了不影响全局。所谓“狼群代替老虎”的战术，这就是危险分散的意

思。把显示、操作、打印等管理功能集中在一起，用网络把上述完成控制和显示的两部分连

成一个系统。当时有人把这种系统称为集散系统。

危险究竟要分散到多少算合适呢？这与当时的计算机技术的发展水平有关。70年代中

期，彻底分散就是一个控制器完成一个回路的运算。当时由于人们对数字技术不太熟息，习

惯于模拟仪表，70年代末、80年代曾经风行回路控制器，把数字控制器做成和原来模拟仪

表在外观上几乎完全一样，不改变操作习惯，内部把PID运算数字化。一块仪表（一台计

算机）完成一个回路的控制任务。其价格较为昂贵，但危险是分散了。然后用通讯网络把各

个控制器和以CRT为基础的人机界面连成一个系统。这时网络结构通常都是星形结构。回

路的控制器的制作成本太高，价格/性能比不好。后来为了减低成本，就有两回路的、四回

路的控制器，它的价格/性能比稍好一些。对于一个大中型系统来说，DCS的价格/性能比

比回路控制器组成的系统要好。有些特殊地方还是要用到一些回路控制器。

如果所要完成的回路太多，如一个控制器采集几千点、完成几百个回路的运算，危险又

太集中。在这种情况下，危险必需分散。随着计算机技术的发展，计算机的运算能力、存储

容量和可靠性不断提高，一台计算机所完成的任务也可以增加。完成的任务也可集中一点。

另外，控制器、网络等冗余技术也得到了发展，控制运算也可集中一些。

从目前的DCS来看，一个控制器完成几十个回路的运算和几百点的采集、再加适量的

逻辑运算，经现场使用，效果是比较好的。这就产生控制器升级的问题了。有时控制器和检

测元件的距离还是比较远，这就促进现场总线的发展。如CAN、LOONWORKS、FF