1.机柜
有了现 场控制 站，生 产过程 控制的 安全性 和可靠 性都很 容易得 到保证
机柜间机柜组
现场控制站机柜
中央控制室 机柜间
机柜正面（前面）
机柜背面（后面）
现场控制单元 多层I/O卡件箱
通信接口
现场控制站机柜
接线端子 板
电源单元
3.控制计算机
导 轨
电 源 单 元
控制器
I/O卡件
现场总线接口卡件 控制计算机
过渡型结构
工业以太 网
FCS
全数字通讯 全分散控制
1.集散控制系统的产生与定义
+
控制器
SP －
4～20mA
D/A
4～20mA
A/D
执行器
被控对象
测量变送装置
数字信号
DDC工作过程：
①数据采集 ②控制决策 ③控制输出
集散控制系统的产生与定义
CCS
传统DCS
传统DCS和现场总线的结合
1.集散控制系统的产生与定义
统架构
OS1
OS2
OS3
OS4
可扩展
操作站
EtherNet
系统服务器
MPI/-DP/EtherNet
CPU416－2DP
CPU315－2DP
CPU414－3DP
Profibus－DP
CPU314
Profibus－DP
(1)
(2)
Profibus－DP
(1)
操作站组态：
操作站的规格、信号点数、各种画面的定义、功 能键的定义、报表格式等。
工程师应用软件包 Engineering package
利用组态工具软 件将工作表显示 在屏幕上，通过 填表、连线等方 式实现系统组态 和功能的变更。
图形生成（Graphics builder） 数据库组态（Database builder） 控制逻辑组态（Control logicbuilder） 报表生成（Report Builder） 系统状态显示（Systemstatusdisplay） 在线帮助（On-line help） 电子文档（Electronic guidance） 其它应用程序（Other Application）
1.集散控制系统的产生与定义
产生
工业过程控制系统的发展
传统DCS PLC Based DCS IPC Based DCS
DDC控制
始于50末期 里程碑意义
集中型计 算机控制
(CCS)
控制集中 信息集中 危险集中
DCS控制
始于70年代 控制分散 信息集中
半数字，半分散
分布式IO DCS
现 场 信 号 与 IO 站点模拟信号一 对一连接，站站 之间总线连接。
对控制变量进行检测、处理，并产生控制信号驱动执行机构
DCS的三站一线
现场控制站:多回路控制器(一个微控制器8-40个回 路)独立对生产过程控制。需要工程师站对其进行 组态。
操作员站：集中操作和监视功能。 工程师站：进行系统组态生成和维护功能。 通信总线：信息传输与信息共享。按网络通信协
议进行信息传输。 网络双总线冗余结构，设置网关，与其它系统网 络及设备（如HART协议DDZ-III仪表）连接。
操作站设备
DCS系统操作台
（1）工艺流程图
系统模拟图实时监控，实时监测生产现场运行数据情况
（2）趋势画面 各种过程参数值的变化趋势
（3）报警画面 各个节点设备异常报警
工程师站：系统组态
生成与变更操作员站和现场控制站的功能。
现场控制站组态: I/O点数、端子号、生成与变更站内反馈控制功能、 顺序控制功能和监控功能。
数据通信及网络
在DCS系统诞生时，主要解决一个生产装置中几个控制 站和一个或几个操作站之间的数据通信问题；第二代DCS 则解决多个装置的DCS互联问题；第三代DCS则解决一个 工厂的多个车间互联及与全厂计算机管理网络互联的问题， 这是总的设计思想。
定义
➢ Distributed Control System——DCS
➢可直译为“分布式控制系统”，是对生产过程进 行集中监视、操作、管理和分散控制的一种全新 的分布式计算机控制系统。 ➢主要特点：
控制设备的分散控制 监视和管理操作的集中
开放的系统结构 采用危险和控制分散，而操作和管理集中的基本 设计思想，多层分级、合作自治的结构形式
DCS 是4C产物
2.集散控制系统的组成与结构
2.集散控制系统的组成与结构
DCS结构层次
经营管理级
市场、营销、生产信息汇总， 全面综合经营管理与决策。
生产管理级
全厂（公司）生产的最优化。 指挥调度
控制管理级 过程控制级
对过程控制级的集中监视与管理 对系统的组态。
信号的输入、变换、运算、输出 等控制功能。FCU
集散控制和现场总线技术
——组态软件WinCC及其应用
参考教材
组态软件WinCC及其应用
刘华波等 机械工业出版社
深入浅出西门子WinCC V6
北京航空航天出版社
WinCC帮助系统
绪论
1. 集散控制系统（DCS）的产生和定义 2. DCS系统的组成与结构 3. 典型DCS/FCS系统简介 4. 课程的学习内容
现场控制站
☞主要设备：现场控制单元。 ☞主要任务：进行数据采集及处理，对被控对象实施闭环反馈 控制、顺序控制和批量控制。 ☞用户可以根据不同的应用需求，选择配置不同的现场控制单 元以构成现场控制站。 ●以面向连续生产的过程控制为主，顺序逻辑控制为辅，构成 一个可以实现多种复杂控制方案的现场控制站; ● 以顺序控制、联锁控制功能为主的现场控制站； ●构成对大批量过程信号进行总体信息采集的现场控制站。
（显示生产工艺流程及其运行的动态过程）
显示画面
报警提示画面（报警时间工位号等） 控制回路画面（控制仪表控制回路工况）
过程趋势画面过程量的变化曲线显示记录
记录和表格画面（输出数据表格显示）
DCS 操作站主要设备
●操作台 ●微处理机系统 ●外部存储设备 ●图形显示设备 ●操作键盘和鼠标 ●打印输出设备
(2)
(1) (2)
OP/TP
(10) (11)
(19)
DCS的三站一线功能
进行组态工作和在线系统监控与维护 操作人员进行过程监视、控制操作的设备
去上级网
操作计算机 … 1
组态计算机
网络接口
数据通道
控制系统的中枢，连接各个环节
控制单元1
多路采集器
其它系统
…
完成数据采集和预处理，对实时数据进行加工
控制单元2
DCS操作员站与工程师站
☞ DCS 操作站一般分为操作员站和工程师站两种
操作员站： 利用CRT和键盘对生产过程进行集中操作和监视。 显示各种画面。 通过打印机和拷贝机进行操作记录打印、报警打印和报表打印。
工程师站： 具备操作员站全部功能。 系统组态、系统测试、系统维护、系统管理。
1、操作员站
工艺流程图和控制画面