简述DCS系统发展及特点

1 DCS系统发展简述。

DCS系统是英文Distributed Control System的缩写，是当代自动化控制技术主导产品。自动化仪表发展经历了三个时期:基地式仪表是50年代自动化仪表的主导产品;60年代以单元仪表和集中式计算机控制系统为主;70年代中期(1975年)以美国Honeywell(霍尼威尔)TDC2000和日本横河CENTUM系统为代表的DCS系统的出现，对工业自动化领域起了革命性的推动作用，是自动化控制技术发展的里程碑。目前分散型控制系统仍然是21世纪自动化控制技术的主流产品。DCS系统之所以能广泛应用于石油、化工、冶金、电力、机械、楼宇自动化、轻纺、医药、食品加工、水处理、工业锅炉等工业现场，是由于计算机硬件的发展，集成度高、高可靠性和较为便宜的价格，使集中式计算机控制系统有可能演变成分散控制系统。控制功能的分散有助于系统可靠性的提高，这是分散型控制系统最重要的一个优点，也是20多年来分散型控制系统长兴不衰的主要原因。

世界上最早的DCS出现在1975-1976年，国家机械部在天津组织由天津市工业自动化仪表研究所牵头和日本横河公司座谈交流CENTUM系统，这是我国首次接触DCS系统，天津、北京、上海、西安、重庆各地都派专家参加座谈，翻开了中国DCS发展的第一页.所以天津也可以称为DCS发展的摇篮，中国DCS的研究、发展、应用随之开始。当时天津以70万元(当时价格)人民币购置了一套日本横河可CENTUM DCS系统，开始消化吸收、分析解剖工作.随之吉林化学工业公司也购进了DCS系统并用于化工领域。从此中国DCS系统引进、应用、开发相继开始.中国自动化技术领域在计算机应用方面有句话:“70年代单板机，80年代PC机，90年代DCS。”是这一时期的概括总结。目前，我国从国外著名大公司引进不少分散型控制系统，国产分散型控制系统的生产和研制也有了长足的发展。

目前国内DCS开发、生产比较成熟，应用比较广泛的有北京、天津、杭州等地。天津仪表集团从70年代中期开始研制分散型控制系统，形成一批分散型控制系统的分析、研究人员，有完备的生产条件，已形成一个市场销售体系，至今已有百余套分散型控制系统用于全国各地、各行各业。

2 DCS的特点

2.1 DCS-2001集散系统设计和一般计算机应用系统设计的区别。

DCS-2001分散型控制系统具有两大界面:工程师键盘界面，操作员键盘界面。这两个界面可以统称为应用界面。组态软件是工程师键盘界面的主要内容，它提供给用户系统工程师、仪表工程师一个良好的系统设计和维修手段，这是区别于一般计算机应用系统的根本所在.一个计算机应用系统为用户提供了方便、灵活、具有组态功能的设计结构是区别于计算机应用水平高低的一个毫无争议的标准.国内计算机应用有两大问题，其一是可靠性问题，其二是给用户界面限制太死。如用户对系统功能有新的要求，还要向设计单位提出，然后由设计单位重新进行系统设计、程序设计、调试、系统调试等才能交付用户使用，这样的系统设计实际上是失败的。而国际上集散系统就是具有用户系统生成的控制系统，这种系统主要是系统建造程序系统的设计.两者结构设计区别的显著标志之一是:当用户要求系统变更时，一般计算系统设计要动用系统设计人员、程序设计人员和用户三方面的力量，而软件系统也要重新进行设计。而具有用户生成系统，设计只需用户本身而且不影响系统运行即可进行变更和生成;其二，用户生成系统、人与人、人和机器之间分工明确，人与人没有交叉，各负其责。组态系统只需在上位机工程师界面下完成，十分简单方便，对于参数流动也是合理的.系统设计完善，用户独立性得到满足。

2.2 DCS-2001集散系统使用语言的层次结构计算机应用是人们使用某种语言和计算机进行对话的过程。世界上有几百种语言，过去的计算机语言乃止目前绝大多数语言都是一维结构的语言，而分散型控制系统有的采用二维“空栏式语言”。采用二维“空栏式语言”来填写，使用方便、灵活。人类使用计算机语言从机器语言、汇编语言、高级语言到空栏式语言，界面越来越简单，透明度越来越高，逐步向人类自然语言过渡。这表明软件覆盖层越来越厚.而人一机界面越来越简单。为用户提供二维“空栏式语言”的集散系统软件设计，是集散系统具有强大生命力的原因所在。

总结：DCS控制系统近 30 年来已经在工业过程控制中发挥着重要的作用。虽然, 随着科学技术的不断进步,DCS 最终被 FCS 取代已是一个必然的趋势, 但是由于FCS 的总线标准迟迟不能确定, 而目前工业现场采用的阀门和变送器还是以模拟量操作为主, 数字量阀门和变送器还相当昂贵, 因此 FCS 对 DCS 的取代尚需时日。而 DCS 可以通过借鉴 FCS 的先进技术不断地完善自己, 跟上时代的步伐。