【正文】 S 系統(tǒng)中，這一級別的功 能就是服從上位機發(fā)來的命令，同時向上位機反饋執(zhí)行的情況。拿軍隊來舉例的話，可以形容為最底層的士兵。它們只要能準確地服從命令，并且準確地向上級匯報情況即完成使命。至于它與上位機交流，就是通過模擬信號或者現(xiàn)場總線的數(shù)字信號。由于模擬信號在傳遞的過程或多或少存在一些失真或者受到干擾，所以目前流行的是通過現(xiàn)場總線來進行 DCS 信號的傳遞。 過程控制級 又稱現(xiàn)場控制單元或基本控制器，是 DCS 系統(tǒng)中的核心部分。生產(chǎn)工藝的調(diào)節(jié)都是靠它來實現(xiàn)。比如閥門的開閉調(diào)節(jié)、順序控制、連續(xù)控制等等。 上面說到現(xiàn)場控制級是 “士兵 ”，那 么給它發(fā)號施令的就是過程控制級了。它接受現(xiàn)場控制級傳來的信號，按照工藝要求進行控制規(guī)律運算，然后將結(jié)果作為控制信號發(fā)給現(xiàn)場控制級的設(shè)備。所以，過程控制級要具備聰明的大腦，能將 “士兵 ”反饋的軍情進行分析，然后做出命令，以使 “士兵 ”能打贏 “戰(zhàn)爭 ”。 這個級別不是最高的，相當(dāng)于軍隊里的 “中尉 ”。它也一樣必須將現(xiàn)場的情況反饋給更高級別的 “上校 ”也就是下面講的過程管理級。 過程管理級 DCS 的人機接口裝置，普遍配有高分辨率、大屏幕的色彩 CRT、操作者鍵盤、打印機、大容量存儲器等。操作員通過操作站選擇各種操作和監(jiān)視 生產(chǎn)情況、 這個級別是操作人員跟 DCS 交換信息的平臺。是 DCS 的核心顯示、操作跟管理裝置。操作人員通過操作站來監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程，可以通過屏幕了解到生產(chǎn)運行情況，了解每個過程變量的數(shù)字跟狀態(tài)。這一級別在軍隊中算是很高的“上校 ”了。它所掌握的 “大權(quán) ”可以根據(jù)需要隨時進行手動自動切換、修改設(shè)定值，調(diào)整控制信號、操縱現(xiàn)場設(shè)備，以實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的控制。 經(jīng)營管理級 又稱上位機，功能強、速度快、容量大。通過專門的通信接口與高速數(shù)據(jù)通路相連，綜合監(jiān)視系統(tǒng)各單元，管理全系統(tǒng)的所有信息。 這是全廠自動化系統(tǒng)的最高一層 。只有大規(guī)模的集散控制系統(tǒng)才具備這一級。相當(dāng)于軍隊中的 “元帥 ”，他們所面向的使用者是廠長、經(jīng)理、總工程師等行政管理或運行管理人員。 它的權(quán)限很大，可以監(jiān)視各部門的運行情況，利用歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)預(yù)測可能發(fā)生的各種情況，從企業(yè)全局利益出發(fā)，幫助企業(yè)管理人員進行決策，幫助企業(yè)實現(xiàn)其計劃目標。 DCS系統(tǒng)的產(chǎn)生背景 上世紀 30年代 40年代，工業(yè)自動化裝置采用的是分散性控制系統(tǒng)。也就是所有設(shè)備都是獨立運行，不聯(lián)網(wǎng)控制。操作員根據(jù)生產(chǎn)需求進行計算后，將獨立設(shè)備的特性調(diào)節(jié)到適合的程度，然后就開始工作。之后采用了氣動 、電動模擬儀表組成過程控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了一定程度上的集中監(jiān)視、操作和分散控制。較好的適應(yīng)了工業(yè)生產(chǎn)的需求?？墒?，隨著生產(chǎn)規(guī)模和復(fù)雜程度的不斷提高，原有的控制系統(tǒng)顯得滯后、笨重、繁冗、因為一臺儀表只有一種控制規(guī)律，要實現(xiàn)某些復(fù)雜的控制就很困難。另外，控制儀表數(shù)量越來越多，用原來落后的儀表盤控制的話，控制盤越來越長，看得人眼睛都會花掉。最致命的就是老系統(tǒng)之間不便于實現(xiàn)通信，很難分級控制和綜合管理。再一個就是它的系統(tǒng)變更比較麻煩，只有通 過更換儀表和變更儀表連線才能實現(xiàn)。 第三次科技革命開始后，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展 ，人們開始嘗試將計算機用于過程控制。試圖利用計算機所具有的功能特點，來克服常規(guī)模擬儀表的局限性。但當(dāng)時采用的辦法是用一臺計算機控制幾十甚至上百個回路，這樣做的危險性很高，如果計算機出現(xiàn)故障，會導(dǎo)致很嚴重的后果，這就是所謂的 “危險集中 ”。若采用雙機雙工系統(tǒng)，雖可以提高系統(tǒng)的可靠性，但成本太高，如果工廠的生產(chǎn)規(guī)模不大，則經(jīng)濟性很差，用戶難以接受。 直到上世紀 70 年代開始，隨著計算機技術(shù)的日漸成熟，大規(guī)模集成電路及微處理器的誕生后，人們開始思考是否能將 “危險分散 ”。就是原來靠一臺大計算機完成的 “艱巨 ”任務(wù)，能否 用幾十臺微處理來完成？這樣的話，即使某一處理器壞了，也不至于會 “牽一發(fā)而動全身 ”，從而使危險系數(shù)大大降低。答案是肯定的。至此 DCS就誕生了。 進入九十年代以后，計算機技術(shù)突飛猛進，更多新的技術(shù)被應(yīng)用到了 DCS之中。 PLC是一種針對順序邏輯控制發(fā)展起來的電子設(shè)備，它主要用于代替不靈活而且笨重的繼電器邏輯?，F(xiàn)場總線技術(shù)在進入九十年代中期以后發(fā)展十分迅猛，以至于有些人已做出預(yù)測：基于現(xiàn)場總線的 FCS將取代 DCS成為控制系統(tǒng)的主角。 集散控制系統(tǒng)的特點 DCS 控制系統(tǒng)與常規(guī)模擬儀表及集中型計算機控制系統(tǒng)相比，具 有很顯著的特點。 系統(tǒng)構(gòu)成靈活。從總體上看， DCS就是由各個工作站通過網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)組網(wǎng)而成的。你可以把他現(xiàn)象成 “因特網(wǎng) ”。根據(jù)生產(chǎn)需求，你可以隨時加入或者撤去工作站。系統(tǒng)組態(tài)很靈活。 操作管理便捷。 DCS的人機反饋都是通過 CRT跟鍵盤、鼠標等實現(xiàn)的。你可以想象成在因特網(wǎng)沖浪一樣，你可以監(jiān)視生產(chǎn)裝置乃至整個工廠的運行情況。 控制功能豐富。原先用模擬控制回路實現(xiàn)的復(fù)雜運算，通過高精度的微處理器來實現(xiàn)。難道還有什么算法 CPU實現(xiàn)不了的嗎？！ 信息資源共享。你可以把工作站想象成因特網(wǎng)上的各個 網(wǎng)站，只要你在DCS系統(tǒng)中，并且限夠大，你就能了解到你要的任何參數(shù)。 安裝、調(diào)試方便。相比原先的模擬控制系統(tǒng)，那么多的飛線頭，一大堆類似頭發(fā)絲的電線。 DCS系統(tǒng)算是很方便了。 DCS系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) DCS 的硬件系統(tǒng)主要由集中操作管理裝置、分散過程控制裝置和通信接口設(shè)備等組成。通過通信網(wǎng)絡(luò)將這些硬件設(shè)備連接起來，共同實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、分散控制和集中監(jiān)視、操作及管理等功能。 現(xiàn)場控制站 現(xiàn)場控制站中的主要設(shè)備是現(xiàn)場控制單元?，F(xiàn)場控制單元式 DCS 直接與生產(chǎn)過程進行信息交互的 IO 處理系統(tǒng)，它的主要任務(wù)是進行數(shù) 據(jù)采集及處理，對被控對象實施閉環(huán)反饋控制、順序控制和批量控制。用戶可以根據(jù)不同的應(yīng)用需求，選擇配置不同的現(xiàn)場控制單元構(gòu)成現(xiàn)場控制站。它可以是以面向連續(xù)生產(chǎn)的過程控制為主，輔以順序邏輯控制，構(gòu)成的一個可以實現(xiàn)多種復(fù)雜控制方案的現(xiàn)場控制站；也可以是以順序控制、連鎖控制功能為主的現(xiàn)場控制站；還可以是一個對大批量過程信號進行總體信息采集的現(xiàn)場控制站。 現(xiàn)場控制站是一個可以獨立運行的計算機檢測控制系統(tǒng)。由于它是專為過程檢測、控制而設(shè)計的通用型設(shè)備，所以其機柜、電源、輸入輸出通道和控制計算機等，與一般的計算機系統(tǒng)有所 不同。