人类社会进步和生产力发展，促进了人类劳动 方式和生活方式的不断改进，由人力劳动发 展到机械化，然后又出现自动化。具有不同 “自动化”功能的装置自古已有。
DCS的发展
“自动化”的积累与发展，已成为一门应用性的技 术科学。从信息、能量与物质的角度来说，“自动化” 研究的是物质世界的信息运动规律和信息处理方法， 以及能量与物质的有效利用等。它以控制论为基础， 与系统论和信息论紧密相关，具有理论严紧、服务对 象鲜明、系统复杂、应用普遍、适应性广等特点。 “自动化”一方面将自动化科学原理与方法转换为工 程技术，使之应用于工程实际，转化为生产力；另一 方面又将实际中的问题提炼、抽象成为科学问题，为 “自动化”提供新的研究问题。
DCS的基本结构
有的集散控制系统在分散控制装置内又增 加了现场级的控制装置和现场总线通信 系统。但从总的结构来看，都是由这三部 分组成的。
DCS的系统结构图
管理 级
通信网络
过程 级
操作 级
DCS的特点
分级递阶控制系统
制系统，在国内称为集散控制系统），是以 微处理器为基础的集中分散控制系统。由过 程控制仪表发展而来，集4C（Comunication， Computer，Control，CRT）技术于一身的监 控技术。
主要特点：集中管理、分散控制。
组成部分：分散过程控制装置、操作管理装装
置、数据通信系统。
DCS的发展
计算机监控系统的好处
好，具有记忆、比较、判断等逻辑功能， 以及控制方法灵活等特点。在过程参数 发生变化时及时综合各方面情况做出相 应的判断，并选择合理的控制方案，实 时监控和控制。
DCS的基本结构
分散过程控制装置
是集散控制系统与生产过程间的界面，生产过程 的各种变量通过分散控制装置转化为操作监视的 数据，而操作的各种信息也通过分散控制装置送 到执行机构。在分散控制站装置内，进行模拟量 与数字量的相互转换，完成控制算法的各种运算， 对输入量与输出量进行有关的软件滤波及其他的 一些运算。
DCS主要概念
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）。
DCS的发展
“自动化系统”的特点，包含在以下几个方面： 专业技术涉及领域面广、应用层面更广，
具有明显的跨行业特点。应用领域几乎渗透 到国民经济及社会生活各个方面，包括工业 自动化、农业自动化、办公自动化、军事自 动化、家庭自动化等等；既包括生产自动化， 又包括经营管理自动化；既包括各类“人造” 系统的控制问题，又包括社会、经济、生态 环境等非“人造”系统的控制问题。 ? “自动化系统”所包含的技术与方法，能够 广泛吸取其它学科的先进技术，同时又为其 它学科的发展和各
九十年代系统功能进一步增强，采用符合国际标准组织的OSI 开放系统互联的参考模型，第三方软件得以应用。
总的来看，变化主要体现在Ｉ／Ｏ板、操作站和通讯网络。
DCS的发展
一、自动化与自动化系统 1．“自动化”概念
所谓“自动化”， 是指用机器设备或系统 代替人来完成某种生产任务, 或者代替人实现 某种过程，或者代替人进行事物管理的一类 工程技术。
DCS的基础知识介绍
浙江浙大中自集成控制股份有限公司
三大控制系统介绍
目前，在连续型流程生产自动控制（PA） 或习惯称之为工业过程控制中，有三大 控制系统，即DCS（分散控制系统）、 PLC（可编程逻辑控制器）和FCS（现场 总线控制系统） 。
DCS的概念
DCS：（Distributed Control System，分布式控
DCS主要概念
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。
DCS的发展
2．“自动化系统”概念 “自动化系统”是“自动化”概念的具体化，可将其定义
为：在人的参与下，机器、设备或系统，通过仪表自动检测、 各种参数信息处理、自动分析判断等，实现人们所预期的自动 操作过程而构成的一个系统。
随着科学的进步和高新技术的发展，计算机、网络，以及 现代通信技术突飞猛进的发展，加速了“自动化”概念外延的 进程，“人”作为一个重要因素，加入到“自动化”进程中来， 成为系统中一个不可缺少的重要组成部分，形成了人、机有机 组合的“人－机系统”，通常把这样的系统称之为“自动化系 统”。所谓“自动化系统”是指，以自动化科学与技术为基础， 融入计算机技术、网络技术和现代通信技术，在人的参与下， 实现各类系统工程的自动化。因此，“自动化系统”首先是一 个“人－机系统”，是包含了控制技术、计算机技术、网络技 术和现代通信技术的一种综合系统。
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。
DCS主要概念
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。通过现场总线，各种智能设备（智能 变送器、调节法、分析仪和分布式I/O单元）可以方 便地进行数据交换，过程控制策略可以完全在现场设 备层次上实现。目前，使用较多的现场总线主要是 FUNDATION fieldbus基金会现场总线（FF总线）和 PROFIBUS现场总线。应用现场总线技术可以将各种 分布在控制现场的相关智能设备和I/O单元方便的连 接在一起，构成控制系统，这种结构已经成为DCS发 展的趋势。
DCS的发展
行各业提供了有力的技术支持。尤其是当今微电子、 计算机、现代通信技术的发展，不仅使自动化系统 “如虎添翼”，为建设各类自动化工程提供强有力手 段，而且对自动化系统自身研究的内容、理论和方法 产生重大影响。
“自动化系统”的性质和任务，已超越原有的“把 人类从笨重、重复性的劳动中解放出来，用自动机代 替人类劳动”的传统概念。它的思想、原理和技术手 段适用于更为广泛的范围；自动化系统已从“人类手 脚的延伸”扩展到“人类大脑的延伸”，进一步扩展 人的创新功能，增强了人的认识和改造世界能力。
DCS主要概念
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。是以微处理机 为基础，按系统概念设计，具有控制功能分 散，监视操作集中的新型数字控制系统。其 中心思想是把大量的信息处理和功能控制等 任务，分散给各个微处理机来完成，即把一 个庞大的监控任务分配任务配给各个承担不 同控制要求的微处理机来执行，通过数据通 信网来实现监控任务及信息管理。
DCS的基本结构
操作管理装置
是操作人员与集散控制系统间的界面，操作人员 通过操作管理装置了解生产过程的运行状况，并 通过它发出操作指令给生产系统。生产过程的各 种参数在操作管理装置上显示，以便于操作人员 监视和操作。
DCS的基本结构
操作管理装置
包括操作员站和工程师站，完成系统的操作和组 态。以及工厂管理信息系统（MIS系统），这是 DCS更高层次的应用。 操作员站和工程师站，完成系统的操作和组态。操 作站和人相联系，是DCS的重要组成部分，工程师 站给控制器和操作站组态。
计算机监控系统的好处
随着工业企业的发展，在运行中需 要监视和操作的项目增多，再沿着过去 的控制方式，将使控制攀的常规仪表和 操作开关剧增，造成操作和监视困难。 另外，用模拟仪表来实现一些特殊的调 节规律也有较大的困难。
计算机监控系统是以计算机为核心 组成的监视和控制系统。计算机有很强 的信息处理能力，运算速度快，实时性
DCS的特点
分散控制
分散是DCS的一个重要特点。 分散的含义不单是分散控制，还包含了其他意义。 如：地域分散，功能分散，设备分散，危险分散等。 分散的目的是为了使危险分散，提高设备的可利用 率。
DCS的特点
自治与协调性
DCS的各个组成部分是各自为政的自治系统，各自 完成各自的功能，相互之间又有联系，数据信息相 互交换，各种条件相互制约，在系统的协调下工作。 分散过程控制装置完成数据的采集、信号的处理、 计算以及数据输出等功能。操作管理装置完成数据 的显示、操作监视和操纵信号的发送等功能。通信 系统则完成操作管理装置与分散过程控制装置间的 通信。 分散的基础是被分散的系统是自治的系统；递阶分 级的基础是被分级的系统是协调的。
在垂直和水平方向都是分级的。 最简单的DCS系统至少在垂直方向分两级，即：操 作管理级和过程控制级。在水平方向上各个过程控 制级之间是相互协调的分级，它们把数据向上送达 操作管理级，同时接收操作管理级的指令，各个水 平分级间相互也进行数据交换。DCS系统越大，其 垂直方向和水平方向分级的范围也越广。 分级递阶控制系统的优点是各个分级有各自的分工 范围，相互之间有协调，通常，这种协调由上一级 来完成。
DCS主要概念
12、什么是组态？ 通过专用的软件定义系统的过程就是组态 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。 14、什么是PLC? PLC就是可编程逻辑控制器。