中控DCS基础知识
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浙大中控硬件DCS基础知识幻灯片
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2. 浙大中控DCS硬件介绍
2.1硬件基础 配电/配电模块：（24VDC，安全栅、卡件供电、
四线制仪表、三线制24V 地 信号+）对于电流信号 而言，经常会有配电设置。简单说，就是卡件通过 配电跳线的设置对外输出24VDC电压，即为配电； 卡件通过配电跳线设置为不配电，即不对外输出 24VDC电压，那么就不配电。需要配电的现场变 送器通常为二线制变送器，而不需要配电的现场变 送器通常为四线制变送器。在ESC-100系统中，配 电时需要使用配电模块PM-3511，它将安插在相 应的端子板配电模块插槽，从而配合卡件和端子板 完成配电功能。
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1. 浙大中控ESC-100 DCS简介
ESC-100控制系统是浙江中控技术股份有 限公司SUPCON WebField系列控制系统之 一，是公司为了适应网络技术发展，特别是 Internet、Web技术的发展而推出的机遇网 络技术的控制系统。
该系统融合了最新的现场总线技术、嵌入式 软件系统、先进控制技术与网络技术，实现 了多种总线兼容和异构系统综合集成。CS简介
系统规模 ESC-100系统过程控制网站点容量最高可达63
个冗余的控制站和72个操作节点，系统I/O 点容量可达38000点。可根据I/O规模的大 小来决定控制站数量，操作节点可根据用户 操作的不同决定配置的数量与规格
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2. 浙大中控DCS硬件介绍
2.1硬件基础 冗余：通俗来讲，冗余就是热备用，可以理解既
8
2. 浙大中控DCS硬件介绍
2.1硬件基础
跳线：一些硬件上的功能设置，我们经常通过跳线选择来 实现。跳线按功能分，可以分为冗余跳线、配电跳线、断 电保护跳线和地址跳线等。
隔离：隔离主要针对I/O卡件而言，一般分为统一隔离、分 组隔离、点点隔离。统一隔离是指卡件内所有通道采用一 个隔离电源供电，并且与控制站的电源隔离；分组隔离一 般指将一块卡件的所有通道分成两组，每组采用一个隔离 电源供电；点点隔离是指卡件内部每一路通道均单独采用 一个隔离电源供电，并且都与控制站电源隔离，这种方式 使得卡内各通道之间相互影响减小，抗干扰性强。一般来 说，在分组隔离卡件的配置上，要考虑组内的信号点是否 互相有干扰。
2. 浙大中控DCS硬件介绍
2.1硬件基础 配电/配电模块：（24VDC，安全栅、卡件供电、
四线制仪表、三线制24V 地 信号+）对于电流信号 而言，经常会有配电设置。简单说，就是卡件通过 配电跳线的设置对外输出24VDC电压，即为配电； 卡件通过配电跳线设置为不配电，即不对外输出 24VDC电压，那么就不配电。需要配电的现场变 送器通常为二线制变送器，而不需要配电的现场变 送器通常为四线制变送器。在ESC-100系统中，配 电时需要使用配电模块PM-3511，它将安插在相 应的端子板配电模块插槽，从而配合卡件和端子板 完成配电功能。
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1. 浙大中控ESC-100 DCS简介
ESC-100控制系统是浙江中控技术股份有 限公司SUPCON WebField系列控制系统之 一，是公司为了适应网络技术发展，特别是 Internet、Web技术的发展而推出的机遇网 络技术的控制系统。
该系统融合了最新的现场总线技术、嵌入式 软件系统、先进控制技术与网络技术，实现 了多种总线兼容和异构系统综合集成。CS简介
系统规模 ESC-100系统过程控制网站点容量最高可达63
个冗余的控制站和72个操作节点，系统I/O 点容量可达38000点。可根据I/O规模的大 小来决定控制站数量，操作节点可根据用户 操作的不同决定配置的数量与规格
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2. 浙大中控DCS硬件介绍
2.1硬件基础 冗余：通俗来讲，冗余就是热备用，可以理解既
8
2. 浙大中控DCS硬件介绍
2.1硬件基础
跳线：一些硬件上的功能设置，我们经常通过跳线选择来 实现。跳线按功能分，可以分为冗余跳线、配电跳线、断 电保护跳线和地址跳线等。
隔离：隔离主要针对I/O卡件而言，一般分为统一隔离、分 组隔离、点点隔离。统一隔离是指卡件内所有通道采用一 个隔离电源供电，并且与控制站的电源隔离；分组隔离一 般指将一块卡件的所有通道分成两组，每组采用一个隔离 电源供电；点点隔离是指卡件内部每一路通道均单独采用 一个隔离电源供电，并且都与控制站电源隔离，这种方式 使得卡内各通道之间相互影响减小，抗干扰性强。一般来 说，在分组隔离卡件的配置上，要考虑组内的信号点是否 互相有干扰。
DCS的基础知识
DCS的基础知识1、什么是DCS？DCS是分布式控制系统的英文缩写（Distributed Control System），在国内自控行业又称之为集散控制系统。
2、 DCS有什么特点？DCS是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物。
DCS 通常采用若干个控制器（过程站）对一个生产过程中的众多控制点进行控制，各控制器间通过网络连接并可进行数据交换。
操作采用计算机操作站，通过网络与控制器连接，收集生产数据，传达操作指令。
因此，DCS的主要特点归结为一句话就是：分散控制集中管理。
3、 DCS的结构是怎样的？上图是一个较为全面的DCS系统结构图，从结构上划分，DCS包括过程级、操作级和管理级。
过程级主要由过程控制站、I/O单元和现场仪表组成，是系统控制功能的主要实施部分。
操作级包括：操作员站和工程师站，完成系统的操作和组态。
管理级主要是指工厂管理信息系统（MIS系统），作为DCS更高层次的应用，目前国内纸行业应用到这一层的系统较少。
4、 DCS的控制程序是由谁执行的？DCS的控制决策是由过程控制站完成的，所以控制程序是由过程控制站执行的。
5、过程控制站的组成如何?DCS的过程控制站是一个完整的计算机系统，主要由电源、CPU （中央处理器）、网络接口和I/O组成6、 I/O是什么？控制系统需要建立信号的输入和输出通道，这就是I/O。
DCS中的I/O一般是模块化的，一个I/O模块上有一个或多个I/O通道，用来连接传感器和执行器（调节阀）。
7、什么是I/O单元？通常，一个过程控制站是有几个机架组成，每个机架可以摆放一定数量的模块。
CPU所在的机架被称为CPU单元，同一个过程站中只能有一个CPU单元，其他只用来摆放I/O模块的机架就是I/O单元。
8、I/O单元和CPU单元是如何连接的？I/O单元与CPU是通过现场总线连接的。
9、什么是现场总线？现场总线是应用于过程控制现场的一种数字网络，它不仅包含有过程控制信息交换，而且还包含设备管理信息的交流。
DCS基础知识
DCS的产生和发展
第三代：1987－ （扩展期）
系统构成
通讯网络 现场控制站 操作站/工程师站 网络连接器
增加上层网络，纳入生产管理 开始采用标准网络：开放 组态开始标准化 应用更加广泛，成为大众产品 开始引入现场总线
DCS的产生和发展
第四代？ Honeywell：Experion PKS Emerson：PlantWeb Foxboro：A2 Yokogawa：R3 ABB：Industrial IT
DCS的结构和组成
软件
工程师站
硬件配置软件 实时数据库生成软件 算法编辑、编译、仿真软件 画面编辑、报表设计软件 报警、事件、趋势等属性设置软件
DCS与PLC、FCS的异同
自诞生之后，CPU性能的提高，DCS与 PLC在功能上一直在相互渗透。 FCS是由DCS与PLC发展而来，不仅具备 DCS与PLC的特点，而且跨出了革命性的 一步。
DCS的产生和发展
仪表控制的缺点
监控和操作的要求越来越高 功耗高、体积大、故障率高 难实现先进控制，无法实现过程优化
仪表控制的优点
局部故障不影响全局
DCS的产生和发展
计算机控制的缺点
局部故障会影响全局
计算机控制的优点
监控和操作简单 功耗低、体积小、故障率低 能够实现先进控制和过程优化
DCS的产生和发展
第一代：1975～1980（初创期）
系统构成
数据采集单元 过程控制单元 CRT操作站 上位管理计算机 高速数据通道
注重功能的实现 使用专用软、硬件，价格昂贵 没有统一标准，开放性差
DCS的产生和发展
第二代：1980～1985（成长期）
Honeywell：TDC-3000 Fisher：PROVOX Taylor：MOD300 Westinghouse：WDPF
中控DCS基础知识PPT课件
应用领域与市场现状
应用领域
中控DCS广泛应用于电力、化工、冶金、石油、环保等行业的自动化控制领域 ，为各行业的生产安全、节能减排、提高生产效率等方面做出了重要贡献。
市场现状
随着工业自动化程度的不断提高和智能制造的快速发展，中控DCS市场需求持 续增长。未来，中控DCS将继续保持创新发展的动力，积极拓展新兴应用领域 ，为全球工业自动化发展做出更大贡献。
边缘计算
将部分计算任务下放到DCS系统的边缘设备，降低数据传输延迟 ，提高系统实时性和响应速度。
跨界融合创新：智能制造、工业互联网等
智能制造
将DCS系统与智能制造技术相结合，实现生产过程的自动化、数字 化和智能化，提高生产效率和产品质量。
工业互联网
借助工业互联网平台，实现DCS系统与其他工业设备的互联互通， 构建数字化工厂和工业物联网。
软件故障
程序错误、病毒感染或 操作系统崩溃等。
故障诊断方法和工具推荐
01
02
03
04
观察法
通过直接观察设备运行状态， 判断是否存在异常。
测量法
使用万用表、示波器等工具测 量电压、电流、波形等参数，
进一步分析故障。
替换法
将疑似故障部件替换为正常部 件，观察设备是否恢复正常运
行。
专用诊断工具
采用厂家提供的专用诊断软件 或硬件工具，进行更深入的故
01
案例一
针对某化工生产过程的温度控 制，采用PID控制算法，通过 调整PID参数实现系统稳定性 提升。
02
案例二
针对某电机控制系统的速度控 制，采用模糊控制算法，通过 优化模糊规则库提高系统稳定 性。
03
案例三
针对某液位控制系统的压力控 制，采用自适应控制算法，通 过实时调整控制器参数以适应 不同工况下的稳定性需求。
DCS的基础知识
1、什么是DCSDCS是分布式控制系统的英文缩写（Distributed Control System）,在国内自控行业又称之为集散控制系统。
2、DCS有什么特点？DCS是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物。
DCS通常采用若干个控制器（过程站）对一个生产过程中的众多控制点进行控制，各控制器间通过网络连接并可进行数据交换。
操作采用计算机操作站，通过网络与控制器连接，收集生产数据，传达操作指令。
因此，DCS的主要特点归结为一句话就是：分散控制集中管理。
3、DCS的结构是怎样的？上图是一个较为全面的DCS系统结构图，从结构上划分，DCS包括过程级、操作级和管理级。
过程级主要由过程控制站、I/O单元和现场仪表组成，是系统控制功能的主要实施部分。
操作级包括：操作员站和工程师站，完成系统的操作和组态。
管理级主要是指工厂管理信息系统（MIS系统），作为DCS更高层次的应用，目前国内纸行业应用到这一层的系统较少。
4、DCS的控制程序是由谁执行的？DCS的控制决策是由过程控制站完成的，所以控制程序是由过程控制站执行的。
5、过程控制站的组成如何？DCS的过程控制站是一个完整的计算机系统，主要由电源、CPU（中央处理器）、网络接口和I/O组成6、I/O是什么？控制系统需要建立信号的输入和输出通道，这就是I/O。
DCS中的I/O 一般是模块化的，一个I/O模块上有一个或多个I/O通道，用来连接传感器和执行器（调节阀）。
7、什么是I/O单元？通常，一个过程控制站是有几个机架组成，每个机架可以摆放一定数量的模块。
CPU 所在的机架被称为CPU单元，同一个过程站中只能有一个CPU单元，其他只用来摆放I/O 模块的机架就是I/O 单元。
8、I/O 单元和CPU单元是如何连接的？I/O单元与CPU是通过现场总线连接的。
9、什么是现场总线？现场总线是应用于过程控制现场的一种数字网络，它不仅包含有过程控制信息交换，而且还包含设备管理信息的交流。
浙大中控硬件DCS基础知识
2. 浙大中控DCS硬件介绍
2.3系统卡件介绍 2.3.1主控制卡FW243X 主控制卡FW243X介绍 主控制卡FW243X是控制站软硬件的核心，协调控制站内软硬件 关系，执行站内各项控制任务。在系统中完成数据采集、信息处 理、控制输出等功能。 主控制卡通过数据转发卡实现与I/O卡件的信息交换。利用信 号输入卡周期性的此埃及现场实时过程信息，在主控制卡内执行 综合运算处理后，通过信号输出卡输出控制信号，实现对现场控 制对象的实时控制。主控制卡所执行的运算处理程序使用符合 IEC61131-3标准的图形化组态软件进行编程。 主控制卡周期性地向过程控制网发送实时过程信息，使得该网 络上的所有操作节点均可实时监控控制站的各种状态。同时，过 程控制网上的操作节点也可以主动查询主控卡的各种信息。
2. 浙大中控DCS硬件介绍
2.1硬件基础 配电/配电模块：（24VDC，安全栅、卡件供电、四 线制仪表、三线制24V 地 信号+）对于电流信号而 言，经常会有配电设置。简单说，就是卡件通过配 电跳线的设置对外输出24VDC电压，即为配电；卡 件通过配电跳线设置为不配电，即不对外输出 24VDC电压，那么就不配电。需要配电的现场变送 器通常为二线制变送器，而不需要配电的现场变送 器通常为四线制变送器。在ESC-100系统中，配电 时需要使用配电模块PM-3511，它将安插在相应的 端子板配电模块插槽，从而配合卡件和端子板完成 配电功能。
2. 浙大中控DCS硬件介绍
2.3系统卡件介绍 2.3.2数据转2. 浙大中控DCS硬件介绍
2.3系统卡件介绍 2.3.2数据转发卡FW233 数据转发卡面板指示灯说明
2. 浙大中控DCS硬件介绍
2.3系统卡件介绍 2.3.2数据转发卡FW233 数据转发卡面板指示灯说明
DCS操作的基础知识
DCS操作的基础知识1、什么是DCS？DCS是分布式控制系统的英文缩写（Distributed Control System），在国内自控行业又称之为集散控制系统。
2、DCS有什么特点？DCS是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物。
DCS通常采用若干个控制器（过程站）对一个生产过程中的众多控制点进行控制，各控制器间通过网络连接并可进行数据交换。
操作采用计算机操作站，通过网络与控制器连接，收集生产数据，传达操作指令。
因此，DCS的主要特点归结为一句话就是：分散控制集中管理。
3、DCS的结构是怎样的？上图是一个较为全面的DCS系统结构图，从结构上划分，DCS包括过程级、操作级和管理级。
过程级主要由过程控制站、I/O单元和现场仪表组成，是系统控制功能的主要实施部分。
操作级包括：操作员站和工程师站，完成系统的操作和组态。
管理级主要是指工厂管理信息系统（MIS系统），作为DCS更高层次的应用，目前国内纸行业应用到这一层的系统较少。
4、DCS的控制程序是由谁执行的？DCS的控制决策是由过程控制站完成的，所以控制程序是由过程控制站执行的。
5、过程控制站的组成如何?DCS的过程控制站是一个完整的计算机系统，主要由电源、CPU （****处理器）、网络接口和I/O组成6、I/O是什么？控制系统需要建立信号的输入和输出通道，这就是I/O。
DCS中的I/O一般是模块化的，一个I/O模块上有一个或多个I/O通道，用来连接传感器和执行器（调节阀）。
7、什么是I/O单元？通常，一个过程控制站是有几个机架组成，每个机架可以摆放一定数量的模块。
CPU所在的机架被称为CPU单元，同一个过程站中只能有一个CPU单元，其他只用来摆放I/O模块的机架就是I/O单元。
8、I/O单元和CPU单元是如何连接的？I/O单元与CPU是通过现场总线连接的。
9、什么是现场总线？现场总线是应用于过程控制现场的一种数字网络，它不仅包含有过程控制信息交换，而且还包含设备管理信息的交流。
DCS的基础知识
1、什么是DCS？DCS是分布式控制系统的英文缩写（Distributed Control System），在国内自控行业又称之为集散控制系统。
2、 DCS有什么特点？DCS是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物。
DCS通常采用若干个控制器（过程站）对一个生产过程中的众多控制点进行控制，各控制器间通过网络连接并可进行数据交换。
操作采用计算机操作站，通过网络与控制器连接，收集生产数据，传达操作指令。
因此，DCS的主要特点归结为一句话就是：分散控制集中管理。
3、 DCS的结构是怎样的？上图是一个较为全面的DCS系统结构图，从结构上划分，DCS包括过程级、操作级和管理级。
过程级主要由过程控制站、I/O单元和现场仪表组成，是系统控制功能的主要实施部分。
操作级包括：操作员站和工程师站，完成系统的操作和组态。
管理级主要是指工厂管理信息系统（MIS系统），作为DCS更高层次的应用，目前国内纸行业应用到这一层的系统较少。
4、 DCS的控制程序是由谁执行的？DCS的控制决策是由过程控制站完成的，所以控制程序是由过程控制站执行的。
5、过程控制站的组成如何?DCS的过程控制站是一个完整的计算机系统，主要由电源、CPU（中央处理器）、网络接口和I/O组成6、 I/O是什么？控制系统需要建立信号的输入和输出通道，这就是I/O。
DCS中的I/O一般是模块化的，一个I/O模块上有一个或多个I/O通道，用来连接传感器和执行器（调节阀）。
7、什么是I/O单元？通常，一个过程控制站是有几个机架组成，每个机架可以摆放一定数量的模块。
CPU所在的机架被称为CPU单元，同一个过程站中只能有一个CPU单元，其他只用来摆放I/O模块的机架就是I/O单元。
8、I/O单元和CPU单元是如何连接的？I/O单元与CPU是通过现场总线连接的。
9、什么是现场总线？现场总线是应用于过程控制现场的一种数字网络，它不仅包含有过程控制信息交换，而且还包含设备管理信息的交流。
中控硬件DCS基础学习知识
DCS能够记录历史数据，并对这些数据进 行统计和分析，为生产管理和决策提供数 据支持。
数据采集与监控
DCS能够实时采集现场设备的状态、温度 、压力等参数，并对这些参数进行监控， 确保生产过程的稳定性和安全性。
顺序控制与逻辑控制
DCS可以根据预设的控制逻辑对现场设备 进行顺序控制和逻辑控制，实现自动化生 产。
析，为生产决策提供可靠支持。
AI技术将优化中控系统的控制策略。借 助智能控制算法，实现对生产过程的精
准控制，提高产品质量和生产效率。
AI技术将拓展中控系统的预测性维护功 能。通过应用故障预测和健康管理技术 ，实现设备的预防性维护和检修，降低
生产成本和停机时间。
云端化中控系统的发展
云端化中控系统将促进远程监控和管理。通过将数据 存储在云端，实现远程访问和监控，方便管理人员对 生产过程进行实时监管和控制。
国内外常用的组态软件包括WinCC、组态王、昆仑通态等。
控制算法
1 2
定义
控制算法是一种用于自动化控制系统的数学模型 ，它根据输入信号和系统参数来调整输出信号， 以实现系统的稳定和优化。
类型
控制算法包括PID控制、模糊控制、神经网络控 制等。
3
应用
控制算法广泛应用于工业自动化控制系统，如 DCS、PLC等。
数据库
01
02
03
定义
数据库是用于存储、管理 和检索数据的软件系统， 它广泛应用于企业信息化 系统中。
类型
数据库包括关系型数据库 、实时数据库、历史数据 库等。
功能
数据库可以提供数据存储 、备份恢复、数据同步、 权限管理等数据管理功能 。
人机界面软件
定义
01
人机界面软件是一种用于人与计算机之间交互的软件，它通过
数据采集与监控
DCS能够实时采集现场设备的状态、温度 、压力等参数，并对这些参数进行监控， 确保生产过程的稳定性和安全性。
顺序控制与逻辑控制
DCS可以根据预设的控制逻辑对现场设备 进行顺序控制和逻辑控制，实现自动化生 产。
析，为生产决策提供可靠支持。
AI技术将优化中控系统的控制策略。借 助智能控制算法，实现对生产过程的精
准控制，提高产品质量和生产效率。
AI技术将拓展中控系统的预测性维护功 能。通过应用故障预测和健康管理技术 ，实现设备的预防性维护和检修，降低
生产成本和停机时间。
云端化中控系统的发展
云端化中控系统将促进远程监控和管理。通过将数据 存储在云端，实现远程访问和监控，方便管理人员对 生产过程进行实时监管和控制。
国内外常用的组态软件包括WinCC、组态王、昆仑通态等。
控制算法
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定义
控制算法是一种用于自动化控制系统的数学模型 ，它根据输入信号和系统参数来调整输出信号， 以实现系统的稳定和优化。
类型
控制算法包括PID控制、模糊控制、神经网络控 制等。
3
应用
控制算法广泛应用于工业自动化控制系统，如 DCS、PLC等。
数据库
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定义
数据库是用于存储、管理 和检索数据的软件系统， 它广泛应用于企业信息化 系统中。
类型
数据库包括关系型数据库 、实时数据库、历史数据 库等。
功能
数据库可以提供数据存储 、备份恢复、数据同步、 权限管理等数据管理功能 。
人机界面软件
定义
01
人机界面软件是一种用于人与计算机之间交互的软件，它通过
中控DCS基础知识
输出Y 0 0 0 1
或门是对两个BOOL 型的变量进行或运算。
逻辑符号
真值表
输入A 0 0 1 1
9
H
10
HH
说明
交流电 自动/手动 “与”门
平均值 直流电 故障关 故障保持 故障开
高 高高
仪表常用缩写字母
序号
缩写
11
IA
12
IN
13
L
14
LL
15
MAX
16
MIN
17
NOT
18
OR
19
OUT
20
PID
说明
仪表空气 输入 低 低低 最大 最小
“非”门 “或”门
输出 比例积分微分调节
仪表常用图形符号
✔鼠标放至图标上方对应画面名称即有提示 ✔工具栏可实现画面选择、切换、操作、设置等。
信息栏
HMI控制台右上角的编辑框用于显示系统当前位号， 编辑框右边的按钮和下拉菜单用于进行对当前位号
的操作。
报警确认： 点击后确认当前报警（当前显示的报警中 被选中的那一个报警），当前用户有确认权限的才能进行 确认。
例2 TIC-----功能标志
度）
T--------首位字母（表示被测变量类型为温
IC-------后继字母（表示指示功能+控制功能）
仪表功能标志组成 例3 HIC------功能标志 H-------首位字母（表示手动操作） IC--------后继字母（表示指示功能+
控制功能） 例4 FFICA-----功能标志 FF--------首位字母（表示被测变量
常用组合字母表
首位字母
后继字母
读出功能
中控DCS系统定义、组成、工作原理、优点与操作、调节、故障排除处理方法
中控DCS系统定义、组成、工作原理、优点与操作、调节、故障排除处理方法一、概述：（1）中控DCS（Distributed Control System）系统是一种广泛应用于工业自动化领域的重要控制系统；（2）DCS控制系统是指分布式控制系统，它是一种用于工业自动化控制的计算机系统。
（3）DCS控制系统通过将控制任务分配给多个控制器实现对工业过程的控制，从而提高了生产效率、降低了成本、提高了产品质量。
（4）主要功能是对生产过程进行监控、调节、控制，以保证生产过程的稳定性和高效性。
二、DCS控制系统的定义：（1）DCS控制系统是一种分布式控制系统，它由多个控制器、操作站和通信网络组成，用于实现工业过程的自动化控制。
（2）DCS控制系统通过将控制任务分配给多个控制器，实现对工业过程的控制和监测。
（3）DCS控制系统可以集成各种控制、测量和监测设备，包括传感器、执行器、计算机、通信设备等。
三、DCS控制系统的组成：（1）DCS控制系统由多个控制器、操作站和通信网络组成。
（2）控制器是DCS控制系统的核心部件，它负责执行控制任务、监测工业过程、处理数据等。
（3）操作站是DCS控制系统的用户界面，它提供了操作员与DCS控制系统进行交互的界面。
（4）通信网络是DCS控制系统的基础设施，它用于连接控制器和操作站，以及连接各种控制、测量和监测设备。
四、DCS控制系统的工作原理：（1）DCS控制系统的工作原理是将控制任务分配给多个控制器，实现对工业过程的控制和监测。
（2）当工业过程发生变化时，传感器会将变化的数据传输给控制器，控制器会对数据进行处理，并根据预设的控制策略进行控制。
（3）操作员可以通过操作站对DCS控制系统进行监测和控制，以及对工业过程进行调整。
五、DCS控制系统的优势：（1）高效性：DCS控制系统采用分布式控制方式，可以将控制任务分配给多个控制器，从而提高了生产效率。
（2）稳定性：DCS控制系统具有高度的稳定性和可靠性，可以保证工业过程的稳定运行。
浙大中控硬件DCS基础知识
浙大中控硬件DCS基础知识什么是DCSDCS是分布式控制系统（Distributed Control System）的英文缩写，是一种用于工业自动化控制的计算机控制系统，它以微处理器为基础，将控制功能和I/O（输入/输出）分布在各个控制单元中，从而实现对整个生产制造过程的控制和调节。
DCS广泛应用于化工、电力、冶金、石油、天然气、矿产等工业领域，被誉为工业自动化的“大脑”。
DCS的发展历史DCS的历史可以追溯到20世纪60年代，当时，仪表控制系统是工业现场监控的主要手段，但由于数据处理和通讯技术水平的限制，仪表控制系统存在着集中式、反应慢、耗能高等诸多问题。
1975年，美国福特汽车公司提出了“福特自由流水车间”概念，启发了DCS技术的发展。
当时的DCS技术主要应用于离散制造过程，如汽车、机械等，后来逐渐向连续制造过程、基础化工等“重过程”领域拓展。
80年代，DCS的应用半径更进一步，逐渐向电力、石油、天然气等领域渗透，90年代，DCS技术应用范围得到了进一步扩展，如在化工行业中应用的批量过程控制系统（BPCS），以及现代化电厂和炼油厂所采用的多重切换控制系统（MTS）等。
DCS的硬件组成DCS系统由分布控制器和输入/输出单元组成，其中分布控制器又分为上下位机和输入/输出机架。
上位机上位机是DCS系统中的核心部分，起着指挥控制系统的作用。
目前的DCS上位机采用的是工业计算机，其处理器等配置与普通PC机相近。
上位机主要负责以下几个功能：1.控制系统的启动、停止、参数设定和校准；2.对控制信息进行采集、处理、分析和存储；3.实时显示控制过程，并提供数据分析、报表输出等功能；4.通过通讯接口将数据和指令传递给下位机。
下位机下位机是DCS系统中的数据采集、控制和执行的核心部分，其基本构建单元为输入/输出模块，其具体组成包括输入/输出单元和控制器。
输入/输出单元DCS输入/输出单元（I/O）是控制系统中的最重要部分，负责将控制机房的所有实际物理量（如温度、压力、液位、流量等）转换为数字信号，传送至输出单元，然后将控制命令从分布式控制器上传至I/O单元，控制执行对象的输出，实现对过程的控制。
DCS操作的基础知识
DCS操作的基础知识（转）1、什么是DCS？DCS是分布式控制系统的英文缩写（Distributed Control System），在国内自控行业又称之为集散控制系统。
2、DCS有什么特点？DCS是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物。
DCS通常采用若干个控制器（过程站）对一个生产过程中的众多控制点进行控制，各控制器间通过网络连接并可进行数据交换。
操作采用计算机操作站，通过网络与控制器连接，收集生产数据，传达操作指令。
因此，DCS的主要特点归结为一句话就是：分散控制集中管理。
3、，采用光缆时可以12MBps。
采用普通双绞线的以太网传输速度为10MBps，采用光缆时可以达到100MBps。
另外，传输距离的长短会影响传输速度，一般来说，距离越长，速度越慢。
12、什么是组态？通过专用的软件定义系统的过程就是组态（configuration）。
定义过程站各模块的排列位置和类型的过程叫过程站硬件组态；定义过程站控制策略和控制程序的过程叫控制策略组态；定义操作员站监控程序的过程叫操作员站组态；定义系统网络连接方式和各站地址的过程叫网络组态。
13、我公司的操作员站和工程师站采用什么操作系统？目前，我公司操作员站和工程师站采用的操作系统是中文Windows NT。
14、什么是PLC?PLC就是可编程逻辑控制器。
15、PLC能用于过程控制吗？早期的PLC只是用来完成一些电气逻辑控制和开关量，现在的PLC在性能上，特别是对模拟信号的处理能力上已经大大提高，因此现在PLC是可以用于过程控制的。
16、什么是模拟量和数字量？模拟量是指连续变化的信号（如4~20mA,0~5v）；数字量是只有开关状态的信号。
17、I/O信号是如何分类的？常用的I/O信号一般分为：AI、AO、DI和DO。
AI--模拟量输入信号AO--模拟量输出信号DI--数字量输入信号DO--数字量输出信号18、什么是DCS的开放性？DCS的开放性是指DCS能通过不同的接口方便地与第三方系统或设备连接，并获取其信息的性能。
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DCS基础知识
孟庆浩
2015年03
整理ppt
1
内容提要
• DCS系统概述及特点 • DCS系统发展历史 • DCS基础知识 • 联锁逻辑基础知识 • 简单控制系统 • 复杂控制系统
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2
DCS系统概述及特点
• DCS是分布式控制系统的英文缩写 （Distributed Control System），在国内自控 行业又称之为集散控制系统。
• 高可靠性
由于DCS将系统控制功能分散在各台计算机 上实现，系统结构采用容错设计，因此某一 台计算机出现的故障不会导致系统其它功能 的丧失。此外，由于系统中各台计算机所承 担的任务比较单一，可以针对需要实现的功 能采用具有特定结构和软件的专用计算机， 从而使系统中每台计算机的可靠性也得到提 高。
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例4 FFICA-----功能标志 FF--------首位字母（表示被测变量类型为流
量+修饰字母功能为比值） ICA-------后继字母（表示指示功能+控制功能
+报警功能）
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18
DCS基础知识—仪表功能标志
• 仪表位号 仪表位号由仪表功能标志与仪表回路编号两部分组
成。示例如下： 例1 FIC-1206------仪表位号 FIC-------功能标志 1206---------回路编号 例2 12TIC1001-----仪表位号 TIC-------功能标志 12+1001----回路编号
DCS发展历史
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DCS基础知识
• 仪表功能标志 • 仪表功能常用字母 • 附加功能符号（字母Y） • 仪表常用缩写字母 • 仪表常用图形符号 • ECS-700流程图画面
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DCS基础知识—仪表功能标志
• 仪表功能标志组成 仪表功能标志由一个首字母及一个或二至
三个后继字母组成。示例如下： 例1 PI------功能标志 P-------首位字母（表示被测变量类
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9
DCS发展历史
• 1975 年美国最大的仪表控制公司Honeyw ell 首次向世界推出了它的综合分散控制系统 TDC—2000 ( Toal Distributed Control-2000),这 一系统的发表,立即引起美国工业控制界高 度评价，称之为“最鼓舞人心的事件”。 世界各国的各大公司也纷纷仿效，推出了 一个又一个集散系统，从此过程控制进入 了集散系统的新时期。
4
DCS系统概述及特点
• 开放性 DCS采用开放式、标准化、模块化和系列化
设计，系统中各台计算机采用局域网方式通 信，实现信息传输，当需要改变或扩充系统 功能时，可将新增计算机方便地连入系统通 信网络或从网络中卸下，几乎不影响系统其 他计算机的工作。
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5
DCS系统概述及特点
• 灵活性 通过组态软件根据不同的流程应用对象进
• 它是一个由过程控制级和过程监控级组成 的以通信网络为纽带的多级计算机系统， 综合了计算机(Computer)、通讯 (Communication)、显示(CRT)和控制(Control) 等4C技术，其基本思想是分散控制、集中 操作、分级管理、配置灵活、组态方便。
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3
DCS系统概述及特点
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11
DCS发展历史
• 第二阶段 1980—1985.，在这个时期集散控制系统的
技术特点表现为： 1）微处理器的位数提高，CRT显示器的分
辨率提高 2）强化的模块化系统 3）强化了系统信息管理，加强通信功能
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12
DCS发展历史
• 第三阶段 1985-2000，集散系统进入第三代，其技术
行软硬件组态，即确定测量与控制信号及相 互间连接关系、从控制算法库选择适用的控 制规律以及从图形库调用基本图形组成所需 的各种监控和报警画面，从而方便地构成所 需的控制系统。
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6
DCS系统概述及特点
• 易于维护 功能单一的小型或微型专用计算机，具有
维护简单、方便的特点，当某一局部或某个 计算机出现故障时，可以在不影响整个系统 运行的情况下在线更换，迅速排除故障。
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7
DCS系统概述及特点
• 协调性 各工作站之间通过通信网络传送各种数据，
整个系统信息共享，协调工作，以完成控制 系统的总体功能和优化处理。
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8
DCS系统概述及特点
• 控制功能齐全 控制算法丰富，集连续控制、顺序控制和
批处理控制于一体，可实现串级、前馈、解 耦、自适应和预测控制等先进控制，并可方 便地加入所需的特殊控制算法。
特点表现为： 1）采用开放系统管理 2）操作站采用32位微处理器 3）采用实时多用户多任务的操作系统
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DCS发展历史
• 第四阶段 2000年以后，DCS系统进入第四代，技术特
点主要表现为： 体系结构主要分为四层结构：现场仪表层、
控制装置单元层、工厂（车间）层和企业管 理层。一般DCS厂商主要提供除企业管理层之 外的三层功能，而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）。所以说，当今 DCS主要提供工厂（车整间理ppt ）级的所有控制和管14
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DCS发展历史
• 第一阶段
1975-1980，在这个时期集散控制系统的技 术特点表现为：
1）采用微处理器为基础的控制单元，实现 分散控制，有各种各样的算法，通过组态独 立完成回路控制，具有自诊断功能
2）采用带CRT显示器的操作站与过程单元 分离，实现集中监视，集中操作
3）采用较先进的冗余通信系统
型为压力） I--------后继字母（表示指示功能）
例2 TIC-----功能标志 T--------首位字整理pp母t （表示被测变量类 17
DCS基础知识—仪表功能ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ志
• 仪表功能标志组成
例3 HIC------功能标志 H-------首位字母（表示手动操作） IC--------后继字母（表示指示功能+控制功能）
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DCS基础知识—仪表功能标志
• 仪表位号
回路编号可以用工序号加仪表顺序号组成 （例1），也可用其他规定的方法进行编号。 示例如下：
例1 FIC-1206------仪表位号
12-------工序号（一般用两位数字， 也可用三位数字）
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• DCS系统概述及特点 • DCS系统发展历史 • DCS基础知识 • 联锁逻辑基础知识 • 简单控制系统 • 复杂控制系统
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DCS系统概述及特点
• DCS是分布式控制系统的英文缩写 （Distributed Control System），在国内自控 行业又称之为集散控制系统。
• 高可靠性
由于DCS将系统控制功能分散在各台计算机 上实现，系统结构采用容错设计，因此某一 台计算机出现的故障不会导致系统其它功能 的丧失。此外，由于系统中各台计算机所承 担的任务比较单一，可以针对需要实现的功 能采用具有特定结构和软件的专用计算机， 从而使系统中每台计算机的可靠性也得到提 高。
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例4 FFICA-----功能标志 FF--------首位字母（表示被测变量类型为流
量+修饰字母功能为比值） ICA-------后继字母（表示指示功能+控制功能
+报警功能）
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DCS基础知识—仪表功能标志
• 仪表位号 仪表位号由仪表功能标志与仪表回路编号两部分组
成。示例如下： 例1 FIC-1206------仪表位号 FIC-------功能标志 1206---------回路编号 例2 12TIC1001-----仪表位号 TIC-------功能标志 12+1001----回路编号
DCS发展历史
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DCS基础知识
• 仪表功能标志 • 仪表功能常用字母 • 附加功能符号（字母Y） • 仪表常用缩写字母 • 仪表常用图形符号 • ECS-700流程图画面
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DCS基础知识—仪表功能标志
• 仪表功能标志组成 仪表功能标志由一个首字母及一个或二至
三个后继字母组成。示例如下： 例1 PI------功能标志 P-------首位字母（表示被测变量类
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DCS发展历史
• 1975 年美国最大的仪表控制公司Honeyw ell 首次向世界推出了它的综合分散控制系统 TDC—2000 ( Toal Distributed Control-2000),这 一系统的发表,立即引起美国工业控制界高 度评价，称之为“最鼓舞人心的事件”。 世界各国的各大公司也纷纷仿效，推出了 一个又一个集散系统，从此过程控制进入 了集散系统的新时期。
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DCS系统概述及特点
• 开放性 DCS采用开放式、标准化、模块化和系列化
设计，系统中各台计算机采用局域网方式通 信，实现信息传输，当需要改变或扩充系统 功能时，可将新增计算机方便地连入系统通 信网络或从网络中卸下，几乎不影响系统其 他计算机的工作。
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DCS系统概述及特点
• 灵活性 通过组态软件根据不同的流程应用对象进
• 它是一个由过程控制级和过程监控级组成 的以通信网络为纽带的多级计算机系统， 综合了计算机(Computer)、通讯 (Communication)、显示(CRT)和控制(Control) 等4C技术，其基本思想是分散控制、集中 操作、分级管理、配置灵活、组态方便。
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DCS系统概述及特点
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DCS发展历史
• 第二阶段 1980—1985.，在这个时期集散控制系统的
技术特点表现为： 1）微处理器的位数提高，CRT显示器的分
辨率提高 2）强化的模块化系统 3）强化了系统信息管理，加强通信功能
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DCS发展历史
• 第三阶段 1985-2000，集散系统进入第三代，其技术
行软硬件组态，即确定测量与控制信号及相 互间连接关系、从控制算法库选择适用的控 制规律以及从图形库调用基本图形组成所需 的各种监控和报警画面，从而方便地构成所 需的控制系统。
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DCS系统概述及特点
• 易于维护 功能单一的小型或微型专用计算机，具有
维护简单、方便的特点，当某一局部或某个 计算机出现故障时，可以在不影响整个系统 运行的情况下在线更换，迅速排除故障。
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DCS系统概述及特点
• 协调性 各工作站之间通过通信网络传送各种数据，
整个系统信息共享，协调工作，以完成控制 系统的总体功能和优化处理。
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DCS系统概述及特点
• 控制功能齐全 控制算法丰富，集连续控制、顺序控制和
批处理控制于一体，可实现串级、前馈、解 耦、自适应和预测控制等先进控制，并可方 便地加入所需的特殊控制算法。
特点表现为： 1）采用开放系统管理 2）操作站采用32位微处理器 3）采用实时多用户多任务的操作系统
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DCS发展历史
• 第四阶段 2000年以后，DCS系统进入第四代，技术特
点主要表现为： 体系结构主要分为四层结构：现场仪表层、
控制装置单元层、工厂（车间）层和企业管 理层。一般DCS厂商主要提供除企业管理层之 外的三层功能，而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）。所以说，当今 DCS主要提供工厂（车整间理ppt ）级的所有控制和管14
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DCS发展历史
• 第一阶段
1975-1980，在这个时期集散控制系统的技 术特点表现为：
1）采用微处理器为基础的控制单元，实现 分散控制，有各种各样的算法，通过组态独 立完成回路控制，具有自诊断功能
2）采用带CRT显示器的操作站与过程单元 分离，实现集中监视，集中操作
3）采用较先进的冗余通信系统
型为压力） I--------后继字母（表示指示功能）
例2 TIC-----功能标志 T--------首位字整理pp母t （表示被测变量类 17
DCS基础知识—仪表功能ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ志
• 仪表功能标志组成
例3 HIC------功能标志 H-------首位字母（表示手动操作） IC--------后继字母（表示指示功能+控制功能）
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DCS基础知识—仪表功能标志
• 仪表位号
回路编号可以用工序号加仪表顺序号组成 （例1），也可用其他规定的方法进行编号。 示例如下：
例1 FIC-1206------仪表位号
12-------工序号（一般用两位数字， 也可用三位数字）