13、分布式控制系统（DCS）全面解析

分布式控制系统（DCS）全面解析

1. 分布式控制系统概述

分布式控制系统（DCS）是一种基于PC的监控和控制架构，配备定制的硬件和软件模块。这些模块在地理和功能上分布于整个工厂或生产过程中，以确保其故障安全功能，同时能够实现从原材料处理到最终产品运输的更高级别的自动化。

DCS的发展始于20世纪70 - 75年代，当时由于快速的工业化进程，过程仪表和控制技术逐渐从简单的闭环控制转向复合回路控制，以实现更高的运营效率、合理化生产、节省劳动力并提高产品质量。这些转变需要更复杂和多样化的控制技术，包括顺序控制技术、安全自动化批量过程、工厂辅助设备启动、各种联锁、不同级别的过程警报以及大量的数据存储和检索等。在基于PC架构的DCS发展之前，它经历了漫长的演变过程。

对于一个工厂或生产过程，DCS的主要设备通常安装在控制室。随着过程仪表技术从早期的气动形式转变为现在基于PC的架构，控制室的外观和大小发生了很大变化。1981年IBM桌面PC的出现，以及为满足工厂自动化需求，DCS在高质量硬件模块和廉价软件包的支持下脱颖而出。DCS是一种用于过程或工厂的计算机化控制系统，通常在控制回路中有大量的I/O设备。其中，自主控制器在系统中地理和功能上分布，但有一个中央操作员监控站进行连续监控和控制。随着时间的推移，DCS变得更加强大，具备了与整个工厂自动化网络相关的许多附加功能，从现场仪表到管理决策过程。

2. 独立控制回路与DCS控制回路的区别

独立控制回路（如温度控制回路）使用模拟/数字控制器，操作员设定所需温度（设定点），控制器调整变量以操纵阀门开度来调节蒸汽流量，使过程温度达到所需值。此时，控制器（PID）会显示测量的过程变量（PV）、设定值（SV