DCS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架與系統(tǒng)組成

　　集散控制系統(tǒng)是以微處理器為基礎(chǔ)，采用控制功能分散、顯示操作集中、兼顧分而自治和綜合協(xié)調(diào)的設(shè)計(jì)原則的新一代儀表控制系統(tǒng)。集散控制系統(tǒng)簡稱DCS，也可直譯為“分散控制系統(tǒng)”或“分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)”。

　　它采用控制分散、操作和管理集中的基本設(shè)計(jì)思想，采用多層分級(jí)、合作自治的結(jié)構(gòu)形式。其主要特征是它的集中管理和分散控制。目前DCS在電力、冶金、石化等各行各業(yè)都獲得了極其廣泛的應(yīng)用。

　　DCS通常采用分級(jí)遞階結(jié)構(gòu)，每一級(jí)由若干子系統(tǒng)組成，每一個(gè)子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)若干特定的有限目標(biāo)，形成金字塔結(jié)構(gòu)。

　　可靠性是DCS發(fā)展的生命，要保證DCS的高可靠性主要有三種措施：一是廣泛應(yīng)用高可靠性的硬件設(shè)備和生產(chǎn)工藝；二是廣泛采用冗余技術(shù)；三是在軟件設(shè)計(jì)上廣泛實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的容錯(cuò)技術(shù)、故障自診斷和自動(dòng)處理技術(shù)等。當(dāng)今大多數(shù)集散控制系統(tǒng)的MTBF可達(dá)幾萬甚至幾十萬小時(shí)。

　　DCS是分散控制系統(tǒng)（Distributed Control System）的簡稱，中文習(xí)慣稱為集散控制系統(tǒng)。它是一個(gè)由過程控制級(jí)和過程監(jiān)控級(jí)組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，綜合了計(jì)算機(jī)（Computer）、通訊（Communication）、顯示（CRT）和控制（Control）等4C技術(shù)，其基本思想是分散控制、集中操作、分級(jí)管理、配置靈活、組態(tài)方便。

　　世界上第一套D C S 系統(tǒng)是由日本橫河公司（YOKOGAWA）于1975年推出的CENTUM系統(tǒng)，并在工業(yè)現(xiàn)場嘗試使用。

　　中國的DCS系統(tǒng)相對起步較晚，國內(nèi)的和利時(shí)公司（HOLLYSYS）率先在1993年推出國內(nèi)第一套DCS系統(tǒng)HS1000，并逐步在工業(yè)現(xiàn)場規(guī)模應(yīng)用和推廣。

　　通常DCS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)由3部分組成（不計(jì)現(xiàn)場儀表層），從上到下依次為管理網(wǎng)（MNET）、系統(tǒng)網(wǎng)（SNET）、控制網(wǎng)（CNET）。其中系統(tǒng)網(wǎng)和控制網(wǎng)都是冗余配置，管理網(wǎng)為可選網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖4-1-1所示。

　　圖4-1-1 分散控制系統(tǒng)DCS典型網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖

　　管理網(wǎng)絡(luò)（MNET）

　　由100/1000M以太網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，用于控制系統(tǒng)服務(wù)器與廠級(jí)信息管理系統(tǒng)（Real MIS或者ERP）、INTERNET、第三方管理軟件等進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高級(jí)管理和共享。管理網(wǎng)絡(luò)層為可選網(wǎng)絡(luò)層。

　　系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（SNET）

　　由100/1000M高速冗余工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，用于工程師站、操作站、現(xiàn)場控制站、通信控制站的連接，完成現(xiàn)場控制站的數(shù)據(jù)下裝。可快速構(gòu)建星型、環(huán)型或總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的高速冗余的安全網(wǎng)絡(luò)，符合IEEE802.3及IEEE802.3u 標(biāo)準(zhǔn)，基于TCP/IP 通訊協(xié)議，通訊速率100/1000Mbps 自適應(yīng)，傳輸介質(zhì)為帶有RJ45連接器的5類雙絞線。

　　控制網(wǎng)絡(luò)（CNET）

　　采用冗余現(xiàn)場總線與各個(gè)I/O 模塊及智能設(shè)備連接。實(shí)時(shí)、快速、高效地完成與

　　現(xiàn)場通訊任務(wù)，傳輸介質(zhì)為屏蔽雙絞線或者光纜。

　　系統(tǒng)主要由工程師站、操作員站、歷史站（選配）、控制站等部件組成；而控制網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)由控制站和I/O模塊構(gòu)成。

　　工程師站

　　用于完成系統(tǒng)組態(tài)、修改及下裝，包括：數(shù)據(jù)庫、圖形、控制算法、報(bào)表的組態(tài)，參數(shù)配置，操作員站、現(xiàn)場控制站及過程I/O模塊的配置組態(tài)，數(shù)據(jù)下裝和增量下裝等。

　　操作員站

　　用于進(jìn)行生產(chǎn)現(xiàn)場的監(jiān)視和管理，包括：系統(tǒng)數(shù)據(jù)的集中管理和監(jiān)視，工藝流程圖顯示，報(bào)表打印，控制操作，歷史趨勢顯示，日志、報(bào)警記錄和管理等。

　　歷史站（選配）

　　用于完成系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)服務(wù)和與工廠管理網(wǎng)絡(luò)交換信息等。一般在大型系統(tǒng)中需要單獨(dú)配置，小型系統(tǒng)可以采用操作員站兼顧。

　　控制站

　　用于完成現(xiàn)場信號(hào)采集、控制和聯(lián)鎖控制算法、控制輸出、通過系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)和診斷結(jié)果傳送到操作員站等功能。

　　I/O模塊

　　用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)、工程單位變換，模塊和通道故障診斷。通過冗余的多功能總線送給主控制器單元。