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，拥有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，既能确保系统的故障安全功能，又能实现从原材料处理到最终产品发货的高度自动化。

1.1 发展历程

20 世纪 70 - 75 年代，随着快速工业化的发展，DCS 应运而生。当时，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，以提高运营效率、实现合理化和节省劳动力，并提升产品质量。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、不同级别的过程报警以及大量的数据存储和检索等。在基于 PC 的 DCS 架构发展之前，它经历了漫长的演变过程。

1.2 应用场景

DCS 适用于连续或批量生产的制造过程，常见的应用领域包括化工厂、石化炼油厂、纸浆和造纸厂、热电厂、核电站、水处理厂、污水处理厂、食品加工、农药化肥、金属矿山、汽车制造、冶金工艺、制药、制糖厂等。

1.3 与独立控制回路的区别

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，使过程温度达到设定值。而在 DCS 控制的回路中，大量的过程参数可以通过输入卡输入，相应的操作值可以从输出卡获得，用于控制现场的执行器。这使得在处理大量过程参数时，DCS 控制更加经济高效。

2. 集中控制与分布式控制对比

DCS 作为一种广泛应用于过程自动化的基于 PC 的测量和控制平台，存在