1.4.4 分布式控制系统（DCS）

20世纪80年代，由于微处理器的出现而产生了分布式控制系统（DCS）。它以微处理器为核心，实现地理上和功能上的控制，同时通过高速数据通道把各个分散点的信息集中起来，进行集中的监视和操作，并实现复杂的控制和优化。DCS的设计原则是分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调。

世界上许多国家和地区，包括中国都已大批量生产各种型号的分布式控制系统。虽然它们型号不同，但其结构和功能都大同小异，均是由以微处理器为核心的基本数字控制器、高速数据通道、CRT操作站和监督计算机等组成，其结构如图1-10所示。

图1-10 分布式控制系统

分布式控制系统较过去的集中控制系统具有以下特点。

1.控制分散、信息集中

采用大系统递阶控制的思想，生产过程的控制采用全分散的结构，而生产过程的信息则全部集中并存储于数据库，利用高速数据通道或通信网络输送到有关设备。这种结构使系统的危险分散，提高了可靠性。

2.系统模块化

在分布式控制系统中，有许多不同功能的模块，如CPU模块、AI和AO模块、DI和DO模块、通信模块、CRT模块、存储器模块等。选择不同数量和不同功能的模块可组成不同规模和不同要求的硬件环境。同样，系统的应用软件也采用模块化结构，用户只需借助于组态软件，即可方便地将所选硬件和软件模块连接起来组成控制系统。若要增加某些功能或扩大规模，只要在原有系统上增加一些模块，再重新组态即可。显然，这种软、硬件的模块化结构提高了系统的灵活性和可扩展性。

3.数据通信能力较强

利用高速数据通道连接各个模块或设备，并经通道接口与局域网络相连，从而保证各设备间的信息交换及数据库和系统资源的共享。

4.友好而丰富的人机接口

操作员可通过人机接口及时获取整个生产过程的信息，如流程画面、趋势显示、报警显示、数据表格等。同时，操作员还可以通过功能键直接改变操作量，干预生产过程、改变运行状况或做事故处理。

5.可靠性高

在分布式控制系统中，采用了各种措施来提高系统的可靠性，如硬件自诊断系统、通信网络、高速数据通道、电源以及输入/输出接口等关键部分的双重化（又称冗余），还有自动后援和手动后援等。并且由于各个控制功能的分散，使得每台计算机的任务相应减少，同时有多台同样功能的计算机，彼此之间有很大的冗余量，必要时可重新排列或调用备用机组。因此集散控制系统的可靠性相当高。