关键词： 分散控制系统　可编程序控制器　现场总线控制系统

　　DCS(Distributed Control System)，又称为集中分散型控制系统，简称分散控制系统。分散控制系统是集计算机技术(Computer)、控制技术(Control)、通信技术(Communication)和CRT显示技术为一体的高新技术产品，具有控制功能强、操作简便和可靠性高等特点，可以方便地用于工业装置的生产控制和经营管理，是针对生产过程实施监视、操作、管理和分散控制的4C技术的结合。在化工、电力、冶金等流程自动化领域的应用已经十分普及。

　　一　DCS的产生发展

　　DCS既不同于分散的仪表控制系统控制工程网版权所有，又不同于集中式计算机控制系统，是吸取了这两者的优点，且在它们的基础上发展起来的。

　　20世纪80年代之前的分散系统属于第一代DCS，它由过程控制单元、数据采集装置、CRT操作站、监控计算机和数据传输通道5个部分组成CONTROL ENGINEERING China版权所有，其中数据传输通道也称数据高速公路www.cechina.cn，它是第一代分散系统的通信系统，一般由通信电缆和数据传输管理指挥装置组成。

　　进入80年代，出现了局域网技术广泛应用于分散系统的第二代DCS。

它是以局域网为主干、系统中的各个单元被看作是网络的节点，由同轴电缆与屏蔽双绞线一类传输媒体将网络节点互连控制工程网版权所有，并可通过网络连接器GW(Gateway)与其子网或其他工业网络相连。过程控制单元PCU作为局域网的节点工作站。

　　80年代末，为了克服第二代DCS局域网不能互连的困难，出现了开放型的第三代DCS。典型产品：Foxboro的I/A Series, Honeywell的TDC 3000/PM； Bailey Control公司的INFI-90；日本横河的CENTUM-XL等。其特点：采用了开放的通信协议。

　　如今发展到了第四代DCS，第四代DCS充分体现在两个"I"开头的单词：Information(信息)和Integration(集成)即信息化和集成化。其体系结构主要分为四层结构：现场仪表层、控制装置单元层、工厂管理层和企业管理层。Honeywell公司最新推出的Experion PKS(过程知识系统)、Emerson公司的PlantWeb、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系统为标志的新一代DCS 已经形成。

　　在DCS市场中，国内供应商占据了相当多的份额。这一点也是与DCS的特点分不开的。定制性、跟客户的紧密沟通、培训、售后服务这些都是本土企业的强项。这使得国内兴起了以和利时、浙大中控、新华这样的企业。在中国的DCS市场上，国内厂商已经具备了相当的竞争能力。例如通过新华公司与和利时公司在火电站控制领域的竞争，以及和利时公司与浙大中控在化工等领域的竞争，使得国外的DCS纷纷降价。可以说，这3家公司最大的贡献是把国外的DCS价格降到了原来40％以下，为DCS在国内工业企业的普及应用，特别是在中小型企业中的应用做出了贡献。

　　我国2002年DCS市场销售收入为23～26亿元人民币。DCS产量比2001年增长了20％。由于国产DCS的快速发展，使DCS的平均价格有所下降，因此销售额的增长没有产量增长率高。但总体上，国产系统和进口系统都得到很大的发展。ARC咨询机构2003年发布了世界DCS市场预测报告。该报告预测，世界DCS市场从2002年至2007年将保持2.5％的增长www.cechina.cn，从2003年的91亿美元增长到103亿美元。DCS的发展速度之所以不高，主要原因是美国等发达国家的经济增长速度减慢所造成。而中国近几年的DCS的增长速度应该在10％以上。当今的DCS与10年前的DCS相比，发生了根本性的变化。2005年，中国DCS市场整体业务继续保持稳定增长趋势，总体规模达到62亿元，增长率保持较高水平，比2004年增长19.2％。

　图1

　　图2

　　图3　

　　二　第四代DCS的特点

　　DCS的主要特点是：控制功能强、系统可靠性高、采用CRT操作站有良好的人机界面、软硬件采用模块化积木式结构、系统容易开发、采用组态软件，编程简单，操作方便、有良好的性价比。

　　1. 体系结构

　　第四代DCS系统具备开放的体系结构，可以提供多层的开放数据接口。其体系结构是金字塔状的四层结构：现场仪表层、控制装置单元层、工厂管理层和企业管理层，如图1所示。

　　DCS厂商提供现场仪表层、控制装置单元层、工厂管理层的三层功能，不包括最高层的企业管理层。我们将企业管理层分为经营管理层和生产管理层。经营管理层通过开放的数据库接口和网络接口，可以与其他管理平台相连。生产管理层通过OPC、ODBC等功能实现与其他系统的连接。

　　2. 硬件结构

　　由工程师站、操