*章 集散系統(tǒng)概述

隨著現(xiàn)代化工業(yè)的飛速發(fā)展，生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，工藝過程愈趨復(fù)雜，工藝流程前后工序相互關(guān)聯(lián)與制約更加緊密；熱量平衡和物料平衡相互依賴，能源得以充分利用；與此同時(shí)，為連續(xù)、安全、平穩(wěn)生產(chǎn)，增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，相應(yīng)地對過程信息與控制管理提出了更高的要求。

根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)過程需要，1975年誕生了世界上*套集散型控制系統(tǒng)，到目前，集散型控制系統(tǒng)已在世界范圍內(nèi)的過程控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，它是工業(yè)自動(dòng)化代表領(lǐng)域的一個(gè)重大變革，是過程自動(dòng)控制技術(shù)發(fā)展*出現(xiàn)的劃時(shí)代進(jìn)步，標(biāo)志著生產(chǎn)過程控制的一個(gè)新的發(fā)展階段。

所謂集散型控制系統(tǒng)，簡稱集散系統(tǒng)，其英語名稱為Distributed Control System（簡稱DCS），其含義是，利用微處理機(jī)或微型計(jì)算機(jī)技術(shù)對生產(chǎn)過程進(jìn)行集中管理和分散控制的系統(tǒng)。

1995年標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）為DCS系統(tǒng)作了如下定義：DCS系統(tǒng)是一類滿足大型工業(yè)生產(chǎn)和日益復(fù)雜的過程控制要求，從綜合自動(dòng)化角度出發(fā)，按功能分散、管理集中的原則構(gòu)思，具有高可靠性指標(biāo)，將微處理機(jī)技術(shù)、數(shù)字通訊技術(shù)、人機(jī)接口技術(shù)、I/O接口技術(shù)相結(jié)合，用于數(shù)據(jù)采集、過程控制和生產(chǎn)管理的綜合控制系統(tǒng)。

從上述定義可以看出，DCS的技術(shù)基礎(chǔ)是微型計(jì)算機(jī)，應(yīng)用對象是生產(chǎn)過程，技術(shù)特點(diǎn)是集中操作、管理和分散控制。

1.DCS的產(chǎn)生和發(fā)展

1.1 DCS的產(chǎn)生過程

早在50年代，工業(yè)自動(dòng)化儀表以氣動(dòng)儀表為主流。大家很熟悉的氣動(dòng)單元組合儀表，是根據(jù)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)的不同功能，將整個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)分成若干個(gè)具有獨(dú)立作用的單元，各個(gè)單元之間用統(tǒng)一的信號相互。單元的品種并不很多，可以滿足生產(chǎn)工藝的需要，組成各種調(diào)節(jié)系統(tǒng)。目前，一些工廠或裝置仍有氣動(dòng)單元組合儀表控制系統(tǒng)在運(yùn)行。

50年代后期，由于電子技術(shù)的迅速發(fā)展，出現(xiàn)了電動(dòng)單元組合儀表，它的明顯優(yōu)點(diǎn)是速度快、功能強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣、組成系統(tǒng)規(guī)模大，因此很快發(fā)展成為主流，控制室里安裝的儀表愈來愈多，儀表盤的面積愈來愈大。現(xiàn)在，我國大多數(shù)工廠或裝置仍采用電動(dòng)單元組合儀表控制系統(tǒng)。

60年代，隨著工業(yè)生產(chǎn)過程的大規(guī)模化、復(fù)雜化，要求控制系統(tǒng)既能處理大量數(shù)據(jù)，又能實(shí)現(xiàn)較控制，便逐漸引入計(jì)算機(jī)，開始采用直接數(shù)字控制（DDC）技術(shù)。計(jì)算機(jī)控制具有容易實(shí)現(xiàn)控制，容易進(jìn)行信息通信，實(shí)現(xiàn)集中控制顯示操作，控制精度高等優(yōu)點(diǎn)，從而使生產(chǎn)過程綜合控制水平得到進(jìn)一步提高。但是，在一個(gè)大型化工廠或裝置中，一臺計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，往往要集中控制幾十個(gè)甚至幾百個(gè)回路，要集中顯示幾百個(gè)過程變量的報(bào)警信息，顯然隨著控制功能高度集中，事故發(fā)生的危險(xiǎn)性也高度集中，一旦計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，控制、監(jiān)視、操作都將無法進(jìn)行，勢必給生產(chǎn)帶來重大損失。因此，DDC技術(shù)在帶來很多優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，也帶來了“危險(xiǎn)集中”的隱患。為此，解決危險(xiǎn)分散及可靠性問題日益重要。

進(jìn)入70年代，大規(guī)模集成電路問世，微處理器(Micro Processor)誕生，使4C技術(shù)（即控制技術(shù)、顯示技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)）得到重大發(fā)展，人們?yōu)榱死^承常規(guī)模擬儀表和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)—步提高控制系統(tǒng)安全性和可靠性，降低成本，開發(fā)研制了集散型控制系統(tǒng)（即DCS）。DCS按控制功能或區(qū)域?qū)⑽⑻幚砥鬟M(jìn)行分散配置，每個(gè)帶微處理器的控制站控制裝置的一部分，使控制功能得以分散，從而實(shí)現(xiàn)了危險(xiǎn)分散，較好地解決了DDC危險(xiǎn)性集中的問題。同時(shí)，DCS系統(tǒng)還極大地改進(jìn)了操作界面，實(shí)現(xiàn)多種控制功能，將操作、管理與生產(chǎn)過程密切地結(jié)合了起來。

繼1975年美國霍尼韋爾公司（Honeywell）和日本橫河電機(jī)株式會(huì)社(Yokogawa)相繼推出TDCS2000(Total Distributed Control System，TDCS)系統(tǒng)和CENTUM系統(tǒng)后，世界各國各大儀表制造公司推出了一個(gè)又一個(gè)DCS產(chǎn)品，從此，過程控制進(jìn)入了DCS的新時(shí)期。

1.2 DCS的發(fā)展歷程

從1975年以來，DCS的硬件和軟件功能不斷完善和強(qiáng)化，其發(fā)展過程大體可分三個(gè)階段。

*階段（1975年至1980年）為DCS的初創(chuàng)期。*代DCS產(chǎn)品中比較的還有：美國FOXBORO公司的Spectrum，Bailey公司的Network 90，德國西門子 (Simens)公司的eper M等。

這一時(shí)期DCS的基本結(jié)構(gòu)由5個(gè)部分組成：過程控制單元(Process Control Unit，簡稱PCU)、數(shù)據(jù)采集裝置（Data Acquisition Unit，簡稱DAU）、CRT操作站、監(jiān)控計(jì)算機(jī)（Supervisor Computer）和數(shù)據(jù)高速公路（Data Hiway）。見圖1-1。其技術(shù)特點(diǎn)是：

• 采用以微處理器為基礎(chǔ)的過程控制單元，實(shí)現(xiàn)了分散控制。
• 在硬件制造和軟件設(shè)計(jì)上采用了冗余技術(shù)，信號處理采用抗干擾措施，系統(tǒng)可靠性極大提高。
• 實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)視、集中操作、系統(tǒng)信息綜合管理的操作站與過程控制單元分離，初步形成集中分散的分級遞階結(jié)構(gòu)，具備了DCS的重要標(biāo)志。
• 引入了網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，系統(tǒng)各組成部分由網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)相連。

第二階段（1980年至1985年）為DCS的成熟期。80年代隨著超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，產(chǎn)生了第二代集散控制系統(tǒng)。這一時(shí)期的典型產(chǎn)品有：Honeywell公司的TDC3000（Basic），YOKOGAWA的CENTUM-A/B/C，Tailor公司的MOD-300，西屋（Westing House）公司的WDPE，羅斯蒙特（Rosemount）公司的SYSTEM 3，費(fèi)希爾（Fisher）公司的Provox6400/6500系列等。 

這一時(shí)期的DCS一般由6個(gè)部分組成：局域網(wǎng)（Local Area Network，）、多功能PCU、主計(jì)算機(jī)、增強(qiáng)型操作站（Enhanced Operation Station）、網(wǎng)間連接器(Gateway)和系統(tǒng)管理站。見圖1-2。這一時(shí)期DCS的技術(shù)特點(diǎn)是：

• 引入了*的局域網(wǎng)技術(shù)，以加強(qiáng)系統(tǒng)通信。但各廠家網(wǎng)絡(luò)通信機(jī)制各不相同。
• 應(yīng)用了16位或32位微處理機(jī)技術(shù)，板級模塊化，單元結(jié)構(gòu)化，PCU的功能兼有連續(xù)控制、順序控制、批量控制和數(shù)據(jù)采集監(jiān)控的功能，成為多功能的PCU。
• *操作站是局域網(wǎng)上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，其功能進(jìn)一步增強(qiáng)，除了對過程進(jìn)行操作管理外，還可以調(diào)用、了解系統(tǒng)各部分的其它信息，是全系統(tǒng)的主操作站。
• 加強(qiáng)了全系統(tǒng)的管理功能，用一臺計(jì)算機(jī)專門負(fù)責(zé)，它包括歷史單元模件、應(yīng)用單元模件及系統(tǒng)優(yōu)化模件等。
• 上位計(jì)算機(jī)(主機(jī))，常為小型機(jī)，外設(shè)功能強(qiáng)，具有進(jìn)行復(fù)雜運(yùn)算的能力和較強(qiáng)的管理能力。
• 采用網(wǎng)間連接器（GateWay，GW），便于與其子網(wǎng)絡(luò)或其它網(wǎng)絡(luò)連接，是實(shí)現(xiàn)互連網(wǎng)的一種過渡措施。

顯而易見，如果說*階段集散控制系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)分散控制為主的話，第二階段集散控制系統(tǒng)則是實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)信息的管理為主。

第三階段（1985年以后）為DCS的擴(kuò)展期。由于網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的迅速發(fā)展，產(chǎn)生了打破“自動(dòng)化孤島”，建立標(biāo)準(zhǔn)化的通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)各種工業(yè)網(wǎng)絡(luò)互連的需要，出現(xiàn)了第三代集散型控制系統(tǒng)。這一時(shí)期的代表性產(chǎn)品有：Honeywell的TDC3000，TPS， Yokogawa的CENTUM–XL/CS /CS3000，Fisher-Rosemount的Delta-V，F(xiàn)oxboro的I／AS，Bailey公司的INFI-90，Westing House的WDPE II、III等。這一時(shí)期DCS的基本組成如圖l-3所示。

這一時(shí)期DCS的技術(shù)特點(diǎn)是：

• 由于企業(yè)用戶對DCS開放性的要求日益增強(qiáng)，DCS開始走向開放。新的系統(tǒng)向上能有條件地與工廠自動(dòng)化協(xié)議(Manufacture Automation Protocol，簡稱MAP協(xié)議)和Ethernet(以太網(wǎng))連接，構(gòu)成綜合的管理系統(tǒng)；向下支持標(biāo)準(zhǔn)化的現(xiàn)場總線，能與智能變送器、智能調(diào)節(jié)閥等實(shí)現(xiàn)可靠的數(shù)字通信。
• 普遍采用32位微處理器，處理信息量擴(kuò)大，功能增強(qiáng)，標(biāo)準(zhǔn)算法中開始包括復(fù)雜控制算法；采用集成電路和表面安裝技術(shù)，使各種板卡上的元件數(shù)更少、體積小、可靠性更高。
• 操作站功能增強(qiáng)，操作界面更為友好。采用高分辨率顯示器、觸摸屏、鼠標(biāo)器以及窗口技術(shù)的運(yùn)用等，使其操作更簡單，響應(yīng)速度更快。
• 采用實(shí)時(shí)多用戶、多任務(wù)的操作系統(tǒng)，提供多種組態(tài)編程工具，把過程控制、*控制、過程優(yōu)化和管理調(diào)度有機(jī)結(jié)合起來，構(gòu)成較大范圍的信息管理系統(tǒng)。
• 系統(tǒng)小型化，以滿足中、小規(guī)模生產(chǎn)裝置的需要。

集散控制系統(tǒng)還將繼續(xù)發(fā)展，特別是在系統(tǒng)小型及微型化，現(xiàn)場變送器智能化，現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)化，通信網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化，DCS與PLC互相滲透，監(jiān)控計(jì)算機(jī)、PC機(jī)進(jìn)入DCS系統(tǒng)，系統(tǒng)軟件引入應(yīng)用專家系統(tǒng)和人工智能等方面會(huì)進(jìn)一步完善，集散控制系統(tǒng)更加適應(yīng)各種過程控制的需要，將會(huì)取得更好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

在國外廠家的DCS迅速發(fā)展之際，國內(nèi)的DCS也在自己的道路上不斷發(fā)展。國內(nèi)DCS的研制工作開始于1978年，現(xiàn)在已有若干頗具規(guī)模的制造商，其中，北京和利時(shí)、浙大中控、上海新華都已形成自己的產(chǎn)品系列，在與國外產(chǎn)品競爭中占據(jù)了一席之地。這三個(gè)廠家的DCS產(chǎn)品分別是：和利時(shí)的MACS，浙大中控的SUPCON JX，上海新華的XDPS-500，它們在電力、輕工、化工、石化等行業(yè)得到了較廣泛的應(yīng)用。

2. 集散控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

DCS自70年代中期推出以來之所以經(jīng)久不衰，是因?yàn)樗冀K緊跟時(shí)代的發(fā)展而不斷豐富和完善，與常規(guī)儀表相比，具有*而鮮明的技術(shù)特點(diǎn)。

2.1 相同或類似的構(gòu)成

集散控制系統(tǒng)雖然品種繁多，但都是由操作站，控制站和數(shù)據(jù)通信總線等構(gòu)成的。用戶可依據(jù)自己被控系統(tǒng)的大小和需要，選用或配置不同類型，不同功能，不同規(guī)模的集散控制系統(tǒng)，配置靈活方便，易于擴(kuò)展。

2.2 采用分級遞階結(jié)構(gòu)

集散控制系統(tǒng)采用分級遞階結(jié)構(gòu)，控制和故障相對分散，從根本上提高了系統(tǒng)長期連續(xù)運(yùn)行的能力和抗故障能力。 

分級遞階結(jié)構(gòu)通常分為四級，分別為過程控制、優(yōu)化控制、自適應(yīng)控制和工廠管理。DCS系統(tǒng)是分級遞階控制系統(tǒng)，這里的“遞階”，可通俗地理解為階梯形的“金字塔”。zui簡單的DCS系統(tǒng)在垂直方向上分為二級，即過程控制級和過程管理級，較復(fù)雜的DCS系統(tǒng)在垂直方向上分為三級(過程控制級，過程管理級，生產(chǎn)管理級)和四級(過程控制級、過程管理級、生產(chǎn)管理級、經(jīng)營管理級)。在水平方向上，如過程控制級的控制操作站、數(shù)據(jù)監(jiān)測站間是相互協(xié)調(diào)的同一層級，它們把數(shù)據(jù)向上送達(dá)操作管理級，同時(shí)接收操作管理級的指令，各水平分級間也進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

2.3 采用計(jì)算機(jī)技術(shù)

集散控制系統(tǒng)以微處理器為其技術(shù)基礎(chǔ)，凝聚了計(jì)算機(jī)的*技術(shù)，隨計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展，成為計(jì)算機(jī)應(yīng)用完善、豐富的領(lǐng)域。DCS中的現(xiàn)場控制單元、過程輸入輸出接口、帶CRT操作站以及數(shù)據(jù)通信接口等均采用16位或32位微處理器，有記憶、數(shù)據(jù)運(yùn)算、邏輯判斷功能，可以實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)、自診斷、自檢測等“智能”。

2.4 豐富的功能軟件包

集散控制系統(tǒng)具有豐富的功能軟件包，它能提供控制運(yùn)算模塊、控制程序軟件包、過程監(jiān)視軟件包、顯示程序包、信息檢索和報(bào)表打印程序包等。

應(yīng)用軟件模塊化后，用戶只需根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行組態(tài)，就能達(dá)到程序設(shè)計(jì)的目的。的DCS系統(tǒng)提供包括功能模塊法、語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)等在內(nèi)的多種組態(tài)方法，控制功能模塊的連接方式則包括表格、圖形等方式，采用的編程語言包括C語、FORTRAN、BASIC等語言以及控制語言。

2.5 采用局部網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)

通過高速數(shù)據(jù)通信總線，把檢測，操作、監(jiān)視、管理等部份，有機(jī)地連接成一個(gè)整體。可以進(jìn)行集中顯示和操作，從而使系統(tǒng)組態(tài)和操作更為方便，且大大提高了排除系統(tǒng)故障及調(diào)整操作的速度。

DCS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)是典型的局部網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)在的DCS系統(tǒng)都采用了*部網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行通信，傳輸實(shí)時(shí)控制信息，進(jìn)行全系統(tǒng)信息綜合管理，對分散的過程控制單元、人機(jī)接口單元進(jìn)行控制、操作管理。網(wǎng)絡(luò)傳輸速率一般可達(dá)5～10Mbps甚至更高，響應(yīng)時(shí)間僅為數(shù)百微秒，通信的可靠性和安全性得到保障。通信協(xié)議日益標(biāo)準(zhǔn)化，目前DCS中采用較多的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)有美國電子和電氣工程師協(xié)會(huì)的IEEE 802.4，802.5等。

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化，使以DCS為基礎(chǔ)的工廠信息管理系統(tǒng)的構(gòu)建更為方便，同時(shí)為系統(tǒng)工程師的遠(yuǎn)程維護(hù)成為可能。 

2.6 強(qiáng)有力的操作界面

操作站為DCS的主要操作界面，一般配備20”以上的彩色顯示器、集成鍵盤和觸摸屏、滾動(dòng)球或鼠標(biāo)等定位設(shè)備。有多種類型的過程操作畫面，包括總貌、報(bào)警、控制組、點(diǎn)細(xì)目、趨勢組、操作指導(dǎo)信息及用戶流程圖等畫面；有豐富的打印輸出功能，如標(biāo)準(zhǔn)報(bào)表打印、報(bào)警打印，班報(bào)、日報(bào)、月報(bào)等自由報(bào)表打??；有聲光報(bào)警功能、語音輸出功能、系統(tǒng)維護(hù)功能等。

近幾年，隨著微處理器技術(shù)、人機(jī)工程學(xué)以及顯示技術(shù)的不斷發(fā)展，DCS的操作界面更加生動(dòng)形象。目前，越來越多的DCS操作站不僅可以提供真彩色、高分辨率（1024×768及以上）的顯示設(shè)備，還提供多窗口顯示方式，操作更加便捷。

2.7 采用高可靠性的技術(shù)

集散系統(tǒng)的處理器、內(nèi)部總線、電源等均采用冗余配置，重要的I/O卡件也可配置為冗余方式。對某些重要的控制回路還采用了手動(dòng)作為自動(dòng)備用，因而提高了系統(tǒng)的可靠性。系統(tǒng)內(nèi)部還有很強(qiáng)的自診斷功能，一般卡件都支持熱插拔，從而提高了系統(tǒng)故障的診斷時(shí)間，縮短了故障修復(fù)時(shí)間。

總之，控制分散、危險(xiǎn)分散，而操作和管理集中是DCS的基本設(shè)計(jì)思想。分級遞階的分布式結(jié)構(gòu)，靈活、易變更、易擴(kuò)展是DCS的特點(diǎn)。

3. 集散控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

集散控制系統(tǒng)的發(fā)展是其它*發(fā)展的產(chǎn)物，同時(shí)它的發(fā)展也推動(dòng)著其它*的進(jìn)步。進(jìn)入90年代以來，標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、光纜技術(shù)、信息技術(shù)和人工智能、專家系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展對DCS系統(tǒng)的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的推動(dòng)作用，給DCS的新發(fā)展注入了新的活力。

3.1 系統(tǒng)開放化

開放化系指系統(tǒng)本身能夠與其它系統(tǒng)或其它計(jì)算機(jī)相連。過去的DCS，各廠家為了保護(hù)自身的利益，采用的都是網(wǎng)絡(luò)，以有限范圍為對象，在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)一般不能接入其它廠家的產(chǎn)品或不同機(jī)型的產(chǎn)品，因此被稱為封閉系統(tǒng)。對于大型企業(yè)，不可能只采用單一廠家的單一品種，要實(shí)現(xiàn)全企業(yè)的信息管理，必然要求DCS系統(tǒng)具有更大的開放性。因此，新的DCS是一個(gè)開放的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，相互連接的規(guī)則是標(biāo)準(zhǔn)的，開放的。

目前，不少DCS的操作站都采用了以PC機(jī)為硬件平臺、以Windows NT或Windows 2000為軟件平臺，這為DCS以多種形式實(shí)現(xiàn)開放創(chuàng)造了有利條件，例如，DDE（Direct Data Exchange），OPC（OLEM for Process Control）等。

3.2 中、小型及微型化

各制造廠家為了滿足不同用戶的需要，除了大型集散控制系統(tǒng)以外，又開發(fā)了中、小規(guī)模的集散控制系統(tǒng)，受到用戶們歡迎。如Honeywell的Micro TDC3000其性能和TDC300相似，Yokogawa推出的CENTUM CS 1000與CENTUM CS 3000相似，只是規(guī)模較小，適合于中、小型裝置使用。

3.3 操作站的功能強(qiáng)化

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，世界上大約3～5年就要推出一類新型的集散控制系統(tǒng)。系統(tǒng)不斷更新，功能不斷增強(qiáng)。操作監(jiān)視站處理的信息量較以前擴(kuò)大了；處理加工信息的質(zhì)量也較以前提高了。近來，又采用了高分辨率的彩色圖形顯示器；使用了觸摸式屏幕，轉(zhuǎn)球式光標(biāo)跟蹤器及鼠標(biāo)器，運(yùn)用了窗口技術(shù)及智能顯示技術(shù)。

操作站除了供用戶自己把工藝設(shè)備和工藝過程的自控回路任意進(jìn)行圖形化，編制出各種工藝流程畫面外，還有操作站的標(biāo)準(zhǔn)畫面。在CRT畫面上，可以把過程變量、設(shè)定值、控制參數(shù)，報(bào)警狀態(tài)，變化趨勢等信息，用文字、數(shù)字及圖形、清楚而形象地顯示出來。內(nèi)容十分豐富，直觀。畫面可以上下，左右滾動(dòng)；也可以進(jìn)行翻頁，使用十分方便。畫面顯示響應(yīng)速度加快了，僅為1—4秒。畫面上還開有各種超級窗口，以便于監(jiān)視和操作。所有工藝操作或調(diào)整，全部集中在操作站，*實(shí)現(xiàn)了CRT化的操作。

除操作站之外，還增設(shè)了工程工作站計(jì)算機(jī)站等，以滿足用戶的多種需求。

3.4 通信網(wǎng)絡(luò)光纜化

七十年代以來，光導(dǎo)纖維在通信技術(shù)上得到應(yīng)用，引起各國普遍重視，并迅速地發(fā)展起來，光纖通信已廣泛用于石油、化工、電力、鐵路、航空、廣播、軍事等方面。高速通道的通信線路將由雙絞線，同軸電纜，逐漸變?yōu)楣饫w或光纜。

集散控制系統(tǒng)的通信傳輸介質(zhì)主要有基帶同軸電纜，寬帶同軸電纜，光纖和雙絞線。與電纜通信相比，光纜通信在帶寬、連接性能、地理覆蓋范圍、抗*力和安全性等方面有許多優(yōu)點(diǎn)，因此，新型DCS在局域通信網(wǎng)上，已逐步采用光纜，從而大大改善了通信效能。

3.5 DCS和PLC、IPC相互滲透和融合

DCS原來多用于連續(xù)過程控制，而PLC則常用于邏輯控制、順序控制、批量控制，兩者都是基于微處理器的數(shù)字控制設(shè)備。PLC吸收了DCS分布式系統(tǒng)的特點(diǎn)，具有靈活、易變更的特點(diǎn)，自問世以來得到了廣大用戶的認(rèn)可，發(fā)展迅速。

DCS在其發(fā)展過程中，融合了PLC的技術(shù)特長，尤其注重邏輯運(yùn)算和順序任務(wù)，增強(qiáng)批處理功能，同時(shí)為PLC留有接口，可以把PLC納入DCS之中，以提高自身的優(yōu)勢，使自己在更多的應(yīng)用場合能勝任工作。

當(dāng)DCS系統(tǒng)在大中型裝置日益占據(jù)主導(dǎo)地位的同時(shí)，中小型裝置基于微機(jī)的控制系統(tǒng)IPC也得到了越來越多的應(yīng)用，經(jīng)過多年的發(fā)展，IPC與一些小型DCS系統(tǒng)的區(qū)別已經(jīng)不大了。

總而言之，由于微電子學(xué)、信息科學(xué)和控制技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域得到深入廣泛的應(yīng)用，DCS、PLC、IPC正在相互滲透，融合發(fā)展，趨向于形成數(shù)字化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化的方布式控制系統(tǒng)，它們之間的區(qū)別正在縮小。

3.6 軟件更加豐富

現(xiàn)在，DCS不只是完成數(shù)據(jù)采集和一般的控制任務(wù)，還可以完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫管理、表報(bào)生成、質(zhì)量分析、文件傳送等管理任務(wù)以及*控制任務(wù)。不少新的DCS中已經(jīng)包含了線線性規(guī)劃、解耦控制、非線性控制、多變量預(yù)估控制、自適應(yīng)控制、模糊控制和優(yōu)化控制等應(yīng)用軟件，有的還配有智能化的專家系統(tǒng)軟件。

3.7 引入現(xiàn)場總線

現(xiàn)場總線是一種使能技術(shù)，而不是一種產(chǎn)品。它是DCS向著全數(shù)字化系統(tǒng)發(fā)展的結(jié)果，也是DCS向下開放的產(chǎn)物。它為系統(tǒng)底層的互連、互換和互可操作提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，是系統(tǒng)開放的一個(gè)重要方面。

現(xiàn)場總線的節(jié)點(diǎn)是現(xiàn)場設(shè)備或現(xiàn)場儀表，如傳感器、變送器、執(zhí)行器和編程器等，是帶微處理器的具有綜合功能的智能儀表，具有輸出特性補(bǔ)償、自校驗(yàn)、自診斷功能；實(shí)現(xiàn)了數(shù)字信號雙向傳送，可同時(shí)傳送多個(gè)參數(shù)信號，包括檢測信號和診斷信號；具有互換性和互操作性，具有本質(zhì)安全性。因此，現(xiàn)場總線技術(shù)與DCS的結(jié)合，不僅使現(xiàn)場總線技術(shù)借助于DCS平臺得以充分發(fā)展，同時(shí)也極大地豐富了DCS的功能，推動(dòng)著DCS的進(jìn)步。