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集散控制系统应用现状及其发展
集散控制系统（DCS）是由多个控制器、感知器、设备、通信模块等多个分散节点，通过网络连接在一起，组成了一个用于控制工业、化工、能源等领域自动化生产过程的高级控制系统。
其应用现状和未来发展趋势如下：
1.应用现状：DCS已被广泛应用于自动控制领域，可实现对生产过程的全面监控和控制，提高了生产效率和质量。
在大型石化、冶金、电力等行业，DCS 占据了组态设计、开发调试、运行管理等重要位置。
2.技术趋势：目前，DCS系统正朝着智能化和高可靠性方向发展。
其中，智能化表现为更为先进的算法和软件实现了对温度、压力、液位等关键参数的更为准确计算和控制；高可靠性是指旨在实现对关键装置和设备的全方面监控和预测，以提高安全和生产效率。
3.微型化趋势：随着物联网技术的迅速发展，DCS正朝着网络化、可编程、微型化的方向发展。
正如工业互联网的发展趋势之一，DCS将更加智能化，涵盖物理模型、数学模型和算法等多种技术手段，同时也更加智能、集成、可编程。
4.统一化趋势：DCS系统逐渐实现多厂商、多设备之间的互联互通，即实现了统一化。
这不仅可以降低投资成本，同时也方便了维护和管理，降低了操作风险。
5.智慧化趋势：DCS系统正在向智慧化方向发展。
通过对生产数据的采集和分析，可以实现对生产过程的预测和优化，进而提高自动化生产效率，降低生产成本。
集散控制系统（DCS）作为工业自动化控制领域的核心技术之一，始终处于不断发展与创新的过程中，未来将以更为智能化、微型化、统一化和智慧化等形式，助力实现工业自动化智能化转型升级。
分散型控制系统(DCS)技术发展趋势分析作者：武卫鹏墨陆锋来源：《城市建设理论研究》2013年第16期摘要：分散型控制系统DCS作为一种成熟的技术在当今的工控领域占有主导地位, 但是随着现场总线控制系统FCS技术的成熟, 网络技术的飞速发展、软件技术的不断创新和无线连接技术的出现, DCS面临诸多机遇与挑战。
本文主要阐述了集散控制系统（DCS）的应用现状和DCS实现分散化的关键，并对分散型控制系统(DCS)技术发展趋势进行了探讨。
关键词：分散性控制系统；技术；发展趋势中图分类号： TL503.6 文献标识码： A 文章编号：一、集散控制系统（DCS）的应用现状集散控制系统从问世以来，进行了三次比较大的变革，70年代无动态流程图、操作站是专用的，通信网络采用轮询方式。
80年代通信网络开始渐渐使用使用令牌方式。
90年代出现了通用系统操作站，以太网开始进入通信网络领域。
20多年来，DCS已经广泛应用于各工业领域，成为工业控制系统的主流。
近年来，新推出的DCS开始采用国际标准化组织开放系统互联标准模型；采用通用工作站克服专用工作站的弊端；增加光纤接口，采用光纤作为通信介质，以提高系统的抗干扰能力和本质安全；不断的更新和完善应用软件使其更加适用于工业生产现场。
二、TCP/IP协议是DCS实现分散化的关键最早提供真正分散型控制技术的生产制造商之一是Foxboro公司。
该公司在1987 年就推出了I/A系列分散型控制系统（CDS），该系统区别于那些不是真正分散的，而基于集中控制方式的控制系统。
Foxboro 公司已经提供了一种10Mbps 基于以太网(Ethernet)现场总线的网络系统，该网络系统为安装在现场的智能化现场总线模件与贯穿整个工厂范围内的分散型过程控制系统之间提供了安全、低价格数字化通信链路。
现在，Foxboro公司提供的基于Windows NT和UNIX操作系统的I/A系列分散型控制系统自身向上能够得到扩展，同时向外也能够很好融合所有基于TCP/IP信息传输协议的国际互联网(Internet)和企业内部互联网(Intranet)技术。
2024年集散控制系统市场前景分析摘要集散控制系统在现代工业领域中起着至关重要的作用，随着工业自动化的快速发展和技术的日新月异，集散控制系统市场前景广阔且充满机遇。
本文旨在分析和展望未来几年内集散控制系统市场的发展前景。
1. 引言集散控制系统是一种用于监控、控制和管理工业过程的系统。
它通过集成各个子系统，实现对工业设备的远程监测和控制，提高生产效率和安全性。
随着工业自动化水平的不断提升，集散控制系统市场正逐渐扩大。
2. 市场规模分析根据市场研究机构的数据，集散控制系统市场在近年来呈现出稳步增长的趋势。
预计未来几年内，市场规模将进一步扩大。
这主要受以下几个因素的影响：2.1 技术进步的推动随着信息技术和通信技术的不断发展，集散控制系统的功能和性能得到了显著提升。
新一代的集散控制系统具备更高的可靠性、安全性和适应性，能够满足不同工业领域的需求。
这种技术进步将进一步推动市场需求的增长。
2.2 工业自动化的普及全球范围内，工业自动化的普及程度逐渐提高。
越来越多的企业意识到引入集散控制系统的好处，以提高生产效率和降低成本。
这将促使集散控制系统市场的进一步发展。
2.3 新兴行业的需求增加新兴行业，如新能源、智能制造等，对集散控制系统的需求正在迅速增长。
这些行业对于自动化、智能化的要求更高，集散控制系统能够满足其复杂的生产过程和监控需求。
3. 市场发展趋势分析除了市场规模的扩大外，集散控制系统市场还呈现出一些明显的发展趋势。
对于企业和投资者来说，了解这些趋势对于把握市场机遇至关重要。
3.1 云计算与大数据的应用云计算和大数据的发展促使集散控制系统与云平台的集成应用，实现更高效的数据处理和分析。
这将推动集散控制系统市场向云端发展，并提供更丰富的功能和服务。
3.2 物联网技术的渗透随着物联网技术的迅速发展，集散控制系统将更好地与各类设备和传感器进行连接和交互。
物联网技术的渗透将为集散控制系统市场带来更多的机遇和创新空间。
集散控制系统及应用集散控制系统属于一种分布式控制系统，它是由多台计算机或控制设备组成的网络，用于协同完成某个复杂的控制任务。
集散控制系统的主要目的是实现多设备的互联互通，提高整个系统的运行效率，增强系统的可靠性和适应性。
下面将对集散控制系统的基本原理和应用进行详细的介绍。
一、集散控制系统的基本原理集散控制系统的基本原理是采用分布式的思想，将一个大系统分割为多个子系统，并将这些子系统分布在不同的计算机或设备上。
每个子系统都有自己的控制器和传感器，可以实现独立的控制和监测功能。
同时，这些子系统通过网络进行通信，互相交换数据和协调工作，以实现整个系统的统一控制。
集散控制系统的基本原理包括以下几个方面：1. 分布式架构：集散控制系统采用分布式架构，将一个大系统划分为多个子系统，并将这些子系统分布在不同的计算机或设备上。
这种架构可以提高整个系统的灵活性和可扩展性。
2. 网络通信：集散控制系统中的子系统通过网络进行通信，可以实现实时的数据传输和控制指令的传递。
这样可以使系统的响应速度更快，同时可以实现远程控制和监测功能。
3. 数据交互：集散控制系统中的子系统可以实现数据的共享和交互。
通过共享数据，各个子系统可以协同工作，实现系统的统一控制。
4. 高可靠性：集散控制系统中的每个子系统都是相互独立的，即使一个子系统发生故障，不会影响整个系统的运行。
这样可以提高系统的可靠性和稳定性。
二、集散控制系统的应用集散控制系统具有广泛的应用领域，主要包括以下几个方面：1. 工业控制：集散控制系统可以用于工业生产中的自动化控制。
例如，在自动化生产线上，可以将不同的工作站作为子系统，通过集散控制系统进行控制和协调，实现生产线的整体控制和监测。
2. 智能建筑：集散控制系统可以用于智能建筑的控制和管理。
例如，在智能楼宇系统中，可以将空调、照明、安防等子系统连接在一起，通过集散控制系统进行统一控制。
这样可以提高建筑的能源利用效率和安全性。
DCS控制系统化工应用现状及展望韩卫凯摘要：DCS（分布式集散控制系统）是基于计算机信息技术、网络通信技术和信号采集技术上发展而来的新型控制系统，在化工、冶金、机械等多个行业都有较为广泛的应用。
充分利用DCS控制系统所具有的便捷性、可靠性、灵活性优势，能够有效提升化工企业生产效率，提升安全生产水平。
本文简要概述DCS控制系统在化工生产中的应用优势，分析当前具体应用情况，并结合技术发展趋势，提出对应的发展方向，以此为相关应用管理提供参考。
关键词：DCS控制系统；化工；应用现状；展望DCS控制系统在应用于化工企业生产管理体系中，主要具有历史记录、过程报警、自动控制、实时监控等多方面功能，在结合生产要求设定对应的运行参数后，系统就能够自动实现对应的自动控制功能。
DCS控制系统基于控制分散、操作和管理集中的基本设计思想，基于分级递阶结构运行，每一个子系统都具有特定的运行控制目标，因此具有较高的运行可靠性，对工业生产管理模式变革起到积极的促进作用。
1、DCS控制系统在化工生产中的应用优势传统的化工企业生产管理体系中，生产控制管理主要是以人工操作模式为主，在员工工作技能培训不到位、工作态度不认真，操作出现失误情形下，，必然会出现不同形式的安全事故。
同时在日常管理体系中，对设备检修工作重视程度不足，在检修工作不到位的情形下，会出现设备老化或故障现象无法及时处理的情形。
这些问题的存在，都会对企业生产经济效益和社会效益造成影响[1]。
DCS控制系统由于采用分布式集散控制模式，具有可靠性高、灵活性强、协调性高、易于维护等多方面特征。
将其应用于化工企业生产流程组织中，能够实时性、全方位的监控各个设备的运行状态，能够及时发现设备运行中存在的问题，并将对应的控制信号传输至集中管理平台，在系统自动采集故障数据后，能够及时切断故障设备与相关联设备的联系，尽量将故障现象带来的影响控制在最小范围内。
同时，DCS控制系统是采用模块化运行方式，在企业进行生产技术改造时，能够根据实际改造要求增加或删除相应的模块，从而确保系统运行的灵活性、完整性，确保生产管理的稳定性。
集散控制系统的发展及应用现状The Development and Application Status of Distributed Control System摘要：本文介绍了集散控制系统（DCS）的发展，分析了DCS在我国的应用现状。
结合DCS的技术特点和新技术的发展，指出新一代DCS是集过程控制、信息管理、开放式网络交互等于一身的自动化信息平台。
关键词：计算机控制；集散控制系统；现场总线；网络通信Abstract ：The article introduces the development of DCS(distributed control system) , and analyzes its application status in China．Combining the technical character of DCS and the development of new technology, the article indicates the new DCS is an automation and information united platform with process control、information management、open network communication．Key words：Computer control；Distributed control system；Fieldbus；Network communication引言上世纪70年代工业的发展使生产过程日益复杂，规模更加扩大，在生产中采用传统的计算机集中控制系统，计算机一旦出现故障，就会使整个系统瘫痪、生产停产的严重事故,其可靠性、稳定性较差，为提高系统的可靠性和稳定性，满足生产过程控制中分散风险的要求，美国、日本及欧洲等国开始研制集散型控制系统(DCS)。
DCS自1975年问世以来，受到微电子技术的飞速发展以及生产过程管理控制的双重作用下，虽然系统的体系结构没有发生重大改变，但是经过不断的发展和完善，其功能和性能都得到了巨大的提高。
DCS综合了计算机技术、通信技术和过程控制技术，在当今现代化生产过程控制中起着重要的作用。
1 什么是DCSDCS是计算机(computer)、通信(communication)、CRT显示和控制(control)技术(简称四C技术)发展起来的产物[1]。
它采用危险分散、控制分散，而操作和管理集中的基本设计思想，以分层、分级和合作自治的结构形式，适应现代工业的生产和管理要求。
DCS也是一种模拟数字混合系统，它是在常规组合模拟仪表与计算机集中DDC的基础上发展形成的。
其变送、执行单元仍然采用4～20 mA 的模拟仪表，控制计算、监控与人机界面采用多个CPU递阶构成的集中与分散相结合的分散控制系统[2]。
常规的模拟仪表组成的过程控制系统存在许多局限性，如难以实现多变量相关对象的控制；难以实现复杂的高级控制算法和参数的集中显示操作；由于生产工艺过程的复杂和规模的扩大，就要增加仪表，相应的模拟仪表也要增大。
而计算机集中DDC控制会导致危险的集中。
虽不难实现用一台计算机控制几十个甚至上百个回路，但这样必然降低系统的安全性能。
DCS 吸收了模拟仪表和计算机集中控制DDC的优点，将多台微机分散应用于过程控制，整个装置继承了常规仪表分散控制和计算机集中控制的优点，克服了常规仪表功能单一、人机交互差以及单台微型计算机控制系统危险性高度集中的缺点，既在监视、操作与管理三方面集中，又在功能、负荷和危险性三方面分散。
DCS自上世纪70年代问世以来，各国公司各自推出了多种不同设计、风格各异的DCS，即使是同一厂家，其早期产品和近期产品也有很大差异。
但是，尽管种种DCS千差万别，其核心结构却基本上是一致的，即所谓“三点一线”式结构。
“一线”是指DCS的骨架计算机网络，“三点”则是连接在网络上的三种不同类型的节点。
这三种不同类型的节点是：面向被控过程现场的现场I/O控制站；面向操作人员的操作站；面向DCS监控管理人员的工程师站。
一般情况下，一个DCS中只需配置一台工程师站，而现场I/O 控制站和操作员站的数量则根据实际要求配置。
这三种节点通过系统网络互相连接并相互交换信息，协调各方面的工作，共同完成DCS的整体功能。
图1 所示为一个DCS的典型递阶分层结构[3]，系统中所有的设备分别处于四个不同的层次，自下而上分别是：现场级、控制级、监控级和管理级。
对应着这四层结构，分别由四层计算机网络即现场网络Fnet(Field Network)、控制网络Cnet(Control Network)、监控网络Snet(Supervision Network)和管理网络Mnet(Management Network)把相应的设备连接在一起。
现场级控制级监控级管理级常规仪表现场总线仪表常规仪表图1 DCS 的分层结构2 DCS 的发展计算机技术、通信技术、控制技术、大规模集成电路技术、通信技术和图形显示技术、多媒体技术、人工智能技术及其它高新技术的发展为DCS 在工业控制系统中的应用和发展提供了技术基础，DCS 已经成为工业过程控制中不可缺少的工具。
DCS 的出现符合现代工业向大型化、集成化方向发展的需要，对工业自动化的发展起了革命性的推动作用，是控制技术发展的里程碑。
目前，国际上比较著名的DCS 生产厂商有Honeywell 公司、福克斯波罗公司、贝利公司、西门子公司、日本横河公司、西屋公司、摩尔公司等。
这些公司大多在中国大陆都有分公司或代理商。
在我国各行业中投入使用的DCS 系统大多为这些公司的产品。
DCS 从诞生到现在，大致经历了以下几个发展阶段：(1) 第一代DCS; 具有分散控制、集中管理的过程控制、操作管理和数据通信三大主要功能，以Honeywell公司1975年推出的TDC2000等为代表。
(2) 第二代DCS; 第二代DCS 产品的主要特点是比第一代DCS 功能增强，包括控制算法，实现常规控制、逻辑控制、批量控制的结合，即混合控制。
管理范围扩大，功能增加。
通信方式为总线式和环式，并支持局域网协议。
以TDC3000等为代表。
(3) 第三代DCS; 第三代以FOXBORO 公司1987年推出的I/A Series 系统为代表。
主要是在局域网技术上实现10Mbps 的宽带网和5Mbps 的载带网，并符合OSI(开放互联参考模型)标准。
另外，还增加了自适应和自整定等控制算法。
(4) 第四代DCS; 第四代DCS 产品的主要标志是集成化、开放化、信息化。
其体系结构更为完整，包括四个层次：现场仪表层、控制装置单元层、工厂（车间）层和企业管理层。
DCS 的功能包括过程控制，PLC 、RTU(远程采集发送器)、FCS 、多回路调节器、智能采集和控制单元等功能集成，以及组态软件、I/O 组件、PLC 单元等产品集成。
以Honeywell 公司最新推出的Experion PKS （过程知识系统）、Emerson公司的PlantWeb (Emerson Process Management)、Foxboro公司的A2、横河公司的R3（PRM-工厂资源管理系统）和ABB公司的Industrial IT 系统等，标志着第四代DCS的形成。
其核心标志是2个‘I’，即:Information(信息)和Integration(集成)。
一般DCS厂商主要提供除企业管理层之外的三层功能：即现场仪表层、控制装置单元层，工厂（车间）层，企业管理层则通过提供开放的数据库接口，连接第三方的管理软件平台（ERP、CRM、SCM等）。
第四代DCS不仅提供了工厂（车间）级的所有控制和管理功能，而且还集成全企业的信息管理功能。
第四代DCS已成为过程控制和信息管理的综合信息平台。
核心标志之一：信息化体现在各DCS系统已经不是一个以控制功能为主的控制系统，而是一个充分发挥信息管理功能的综合平台系统。
DCS提供了从现场到设备，从设备到车间，从车间到工厂，从工厂到企业集团整个信息通道。
这些信息充分体现了全面性、准确性、实时性和系统性。
核心标志之二：集成化则体现在两个方面：功能的集成和产品的集成。
过去的DCS 厂商基本上是以自主开发为主，提供的系统也是自己的系统。
当今的DCS 厂商更强调的系统集成性和方案能力，DCS中除保留传统DCS所实现的过程控制功能之外，还集成了PLC、RTU、FCS、各种多回路调节器、各种智能采集或控制单元等。
此外，各DCS厂商不再把开发组态软件或制造各种硬件单元视为核心技术，而是纷纷把DCS的各个组成部分采用第三方集成方式或OEM方式。
例如，多数DCS厂商自己不再开发组态软件平台，而转入采用兄弟公司（如Foxboro 用Wonderware软件为基础）的通用组态软件平台，或其它公司提供的软件平台（Emerson 用Intellution的软件平台做基础）。
此外，许多DCS厂家甚至I/O组件也采用OEM方式（Foxboro 采用Eurothem的I/O模块，横河的R3采用富士电机的Process io作为I/O单元基础, Honeywell 公司的PKS系统则采用Rockweell公司的PLC单元作为现场控制站。
此外，新一代的DCS采用了现成的软硬件技术和灵活的配置，也大大降低了成本。
3 目前我国DCS应用现状DCS技术在上世纪八十年代进入中国市场，截至2001年底，我国各行业共计应用DCS 4200 余套[4.5]。
DCS已广泛应用于电力、石油、化工、冶金、建材、制药等行业的生产过程中。
DCS在我国石化企业生产过程控制中的应用相当普及[6]，其中以日本横河和美国Honeywell公司的产品最多。
各行业应用的实践证明了DCS是可靠的、稳定的、精确的。
但由于DCS基本上采用一对一连线，4～20 mA 模拟信号进行传输监测和控制，致使设备与设备之间、系统与系统之间、系统与外界之间无法进行信息交流，在一定程度上成为“信息孤岛”；同时，DCS标准制定也相对落后，DCS厂家提供的系统大多是非标准的和封闭的，在提高局部生产过程控制水平的同时，又限制了交流和通用性，制约了全局生产潜力的充分发掘。
目前，DCS厂家都在顺着自动化控制技术发展潮流向集成化、开放化、信息化DCS发展。
但是应用了先进的DCS平台及控制软件并不等于实现了先进控制，多数企业的DCS应用水平较低，表现在以下几个方面：(1)只是用DCS替代常规自动化仪表，没有充分利用DCS具有的先进功能，DCS的潜力没有得到充分挖掘。
(2)在很多企业，DCS与用户的管理信息系统(MIS)往往独立进行设计，两者互连时，DCS厂商的技术支持有限，而用户又不愿冒险自主开发，造成DCS与其他部门之间难以配合，无法实现信息共享、全厂监控、维护和管理。
