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，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，其中数据传输通道也称数据高速公路，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CONTROL ENGINEERING China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CONTROL ENGINEERING China版权所有，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。该报告预测控制工程网版权所有，世界DCS市场从2002年至2007年将保持2.5％的增长，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CONTROL ENGINEERING China版权所有，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CONTROL ENGINEERING China版权所有，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