DCS是分布式控制系統(tǒng)的英文縮寫資料

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。DCS是分布式控制系統(tǒng)的英文縮寫-DCS系統(tǒng)的相關(guān)知識及工藝調(diào)節(jié)一、DCS系統(tǒng)的定義及分類DCS是分布式控制系統(tǒng)的英文縮寫（DistributedControlSystem），在國內(nèi)自控行業(yè)又稱之為集散控制系統(tǒng)。即所謂的分布式控制系統(tǒng)，或在有些資料中稱之為集散系統(tǒng)，是相對于集中式控制系統(tǒng)而言的一種新型計算機控制系統(tǒng)，它是在集中式控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展、演變而來的。在系統(tǒng)功能方面，DCS和集中式控制系統(tǒng)的區(qū)別不大，但在系統(tǒng)功能的實現(xiàn)方法上卻完全不同。首先，DCS的骨架系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，它是DCS的基礎(chǔ)和核心。由于網(wǎng)

2、絡(luò)對于DCS整個系統(tǒng)的實時性、可靠性和擴充性，起著決定性的作用，因此各廠家都在這方面進行了精心的設(shè)計。對于DCS的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)來說，它必須滿足實時性的要求，即在確定的時間限度內(nèi)完成信息的傳送。這里所說的“確定”的時間限度，是指在無論何種情況下，信息傳送都能在這個時間限度內(nèi)完成，而這個時間限度則是根據(jù)被控制過程的實時性要求確定的。因此，衡量系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)性能的指標并不是網(wǎng)絡(luò)的速率，即通常所說的每秒比特數(shù)（bps），而是系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的實時性，即能在多長的時間內(nèi)確保所需信息的傳輸完成。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)還必須非?？煽?，無論在任何情況下，網(wǎng)絡(luò)通信都不能中斷，因此多數(shù)廠家的DCS均采用雙總線、環(huán)形或雙重星形的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。為了

3、滿足系統(tǒng)擴充性的要求，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)上可接入的最大節(jié)點數(shù)量應(yīng)比實際使用的節(jié)點數(shù)量大若干倍。這樣，一方面可以隨時增加新的節(jié)點，另一方面也可以使系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運行于較輕的通信負荷狀態(tài)，以確保系統(tǒng)的實時性和可靠性。在系統(tǒng)實際運行過程中，各個節(jié)點的上網(wǎng)和下網(wǎng)是隨時可能發(fā)生的，特別是操作員站，這樣，網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)會經(jīng)常進行，而這種操作絕對不能影響系統(tǒng)的正常運行，因此，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具有很強在線網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)功能。其次，這是一種完全對現(xiàn)場I/O處理并實現(xiàn)直接數(shù)字控制（DOS）功能的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。一般一套DCS中要設(shè)置現(xiàn)場I/O控制站，用以分擔整個系統(tǒng)的I/O和控制功能。這樣既可以避免由于一個站點失效造成整個系統(tǒng)的失效，提高系統(tǒng)可靠性，

4、也可以使各站點分擔數(shù)據(jù)采集和控制功能，有利于提高整個系統(tǒng)的性能。DCS的操作員站是處理一切與運行操作有關(guān)的人機界面（HMI-HumanMachineInterface或operatorinterface）功能的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)是DCS的工程師站，它是對DCS進行離線的配置、組態(tài)工作和在線的系統(tǒng)監(jiān)督、控制、維護的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，其主要功能是提供對DCS進行組態(tài)，配置工作的工具軟件（即組態(tài)軟件），并在DCS在線運行時實時地監(jiān)視DCS網(wǎng)絡(luò)上各個節(jié)點的運行情況，使系統(tǒng)工程師可以通過工程師站及時調(diào)整系統(tǒng)配置及一些系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定，使DCS隨時處在最佳的工作狀態(tài)之下。與集中式控制系統(tǒng)不同，所有的DCS都要求有系

5、統(tǒng)組態(tài)功能，可以說，沒有系統(tǒng)組態(tài)功能的系統(tǒng)就不能稱其為DCS。DCS自1975年問世以來，已經(jīng)經(jīng)歷了二十多年的發(fā)展歷程。在這二十多年中，DCS雖然在系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)上沒有發(fā)生重大改變，但是經(jīng)過不斷的發(fā)展和完善，其功能和性能都得到了巨大的提高。總的來說，DCS正在向著更加開放，更加標準化，更加產(chǎn)品化的方向發(fā)展。作為生產(chǎn)過程自動化領(lǐng)域的計算機控制系統(tǒng)，傳統(tǒng)的DCS僅僅是一個狹義的概念。如果以為DCS只是生產(chǎn)過程的自動化系統(tǒng)，那就會引出錯誤的結(jié)論，因為現(xiàn)在的計算機控制系統(tǒng)的含義已被大大擴展了，它不僅包括過去DCS中所包含的各種內(nèi)容，還向下深入到了現(xiàn)場的每臺測量設(shè)備、執(zhí)行機構(gòu)，向上發(fā)展到了生產(chǎn)管理，企業(yè)

6、經(jīng)營的方方面面。傳統(tǒng)意義上的DCS現(xiàn)在僅僅是指生產(chǎn)過程控制這一部分的自動化，而工業(yè)自動化系統(tǒng)的概念，則應(yīng)定位到企業(yè)全面解決方案，即totalsolution的層次。只有從這個角度上提出問題并解決問題，才能使計算機自動化真正起到其應(yīng)有的作用。DCS,（DistributedControlSystem）分散控制系統(tǒng)的簡稱，國內(nèi)一般習慣稱之為集散控制系統(tǒng)。DCS是一個由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級計算機系統(tǒng)，綜合了計算機，通信、顯示和控制等4C技術(shù)，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活以及組態(tài)方便。DCS具有以下特點：（1）高可靠性。由于DCS將系統(tǒng)控制功能分散在

7、各臺計算機上實現(xiàn)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用容錯設(shè)計，因此某一臺計算機出現(xiàn)的故障不會導(dǎo)致系統(tǒng)其他功能的喪失。此外，由于系統(tǒng)中各臺計算機所承擔的任務(wù)比較單一，可以針對需要實現(xiàn)的功能采用具有特定結(jié)構(gòu)和軟件的專用計算機，從而使系統(tǒng)中每臺計算機的可靠性也得到提高。（2）開放性。DCS采用開放式，標準化、模塊化和系列化設(shè)計，系統(tǒng)中各臺計算機采用局域網(wǎng)方式通信，實現(xiàn)信息傳輸，當需要改變或擴充系統(tǒng)功能時，可將新增計算機方便地連入系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)或從網(wǎng)絡(luò)中卸下，幾乎不影響系統(tǒng)其他計算機的工作。1.DCS的定義DCS是分布式控制系統(tǒng)的英文縮寫（DistributedControlSystem），在國內(nèi)自控行業(yè)又稱之為集散控制系統(tǒng)

8、。它是一個由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級計算機系統(tǒng)，綜合了計算機(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、分級管理、配置靈活、組態(tài)方便。）進入九十年代以后，計算機技術(shù)突飛猛進，更多新的技術(shù)被應(yīng)用到了DCS之中。PLC是一種針對順序邏輯控制發(fā)展起來的電子設(shè)備，它主要用于代替不靈活而且笨重的繼電器邏輯。現(xiàn)場總線技術(shù)在進入九十年代中期以后發(fā)展十分迅猛，以至于有些人已做出預(yù)測：基于現(xiàn)場總線的FCS將取代DCS成為控制系統(tǒng)的主角。DCS是DataCommunicationSubsyst

9、em（數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)）的簡稱。以軌道交通行業(yè)為例，DCS是一個純透明的非安全性系統(tǒng)，他是控制中心和列車之間發(fā)送報文的載體。DCS第二層涵義：DorsalColumnStimulator醫(yī)脊柱刺激器在特殊控制領(lǐng)域，如核電站控制系統(tǒng)，DCS的含義為數(shù)字化控制系統(tǒng)（Digitalcontrolsystem）。國內(nèi)DCS主要廠家有：浙大中控，和利時（北京，杭州），上海新華。國外的有橫河公司，霍尼韋爾公司，F(xiàn)OXBORO公司，山武霍尼韋爾公司，F(xiàn)ISHER-ROSEMOUNT公司2.DCS特點和發(fā)展概述DCS是分散控制系統(tǒng)(DistributedControlSystem)的簡稱，國內(nèi)一般習慣稱為集散控

10、制系統(tǒng)。它是一個由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級計算機系統(tǒng)，綜合了計算機(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、分級管理、配置靈活、組態(tài)方便。DCS具有以下特點：(1)高可靠性由于DCS將系統(tǒng)控制功能分散在各臺計算機上實現(xiàn)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用容錯設(shè)計，因此某一臺計算機出現(xiàn)的故障不會導(dǎo)致系統(tǒng)其它功能的喪失。此外，由于系統(tǒng)中各臺計算機所承擔的任務(wù)比較單一，可以針對需要實現(xiàn)的功能采用具有特定結(jié)構(gòu)和軟件的專用計算機，從而使系統(tǒng)中每臺計算機的可靠性也得到提高。(2)開放性DCS采用開放式、標

11、準化、模塊化和系列化設(shè)計，系統(tǒng)中各臺計算機采用局域網(wǎng)方式通信，實現(xiàn)信息傳輸，當需要改變或擴充系統(tǒng)功能時，可將新增計算機方便地連入系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)或從網(wǎng)絡(luò)中卸下，幾乎不影響系統(tǒng)其他計算機的工作。(3)靈活性通過組態(tài)軟件根據(jù)不同的流程應(yīng)用對象進行軟硬件組態(tài)，即確定測量與控制信號及相互間連接關(guān)系、從控制算法庫選擇適用的控制規(guī)律以及從圖形庫調(diào)用基本圖形組成所需的各種監(jiān)控和報警畫面，從而方便地構(gòu)成所需的控制系統(tǒng)。(4)易于維護功能單一的小型或微型專用計算機，具有維護簡單、方便的特點，當某一局部或某個計算機出現(xiàn)故障時，可以在不影響整個系統(tǒng)運行的情況下在線更換，迅速排除故障。(5)協(xié)調(diào)性各工作站之間通過通信網(wǎng)絡(luò)

12、傳送各種數(shù)據(jù)，整個系統(tǒng)信息共享，協(xié)調(diào)工作，以完成控制系統(tǒng)的總體功能和優(yōu)化處理。(6)控制功能齊全控制算法豐富，集連續(xù)控制、順序控制和批處理控制于一體，可實現(xiàn)串級、前饋、解耦、自適應(yīng)和預(yù)測控制等先進控制，并可方便地加入所需的特殊控制算法。DCS的構(gòu)成方式十分靈活，可由專用的管理計算機站、操作員站、工程師站、記錄站、現(xiàn)場控制站和數(shù)據(jù)采集站等組成，也可由通用的服務(wù)器、工業(yè)控制計算機和可編程控制器構(gòu)成。處于底層的過程控制級一般由分散的現(xiàn)場控制站、數(shù)據(jù)采集站等就地實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制，并通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)傳送到生產(chǎn)監(jiān)控級計算機。生產(chǎn)監(jiān)控級對來自過程控制級的數(shù)據(jù)進行集中操作管理，如各種優(yōu)化計算、統(tǒng)計報表、故障

13、診斷、顯示報警等。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，DCS可以按照需要與更高性能的計算機設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)連接來實現(xiàn)更高級的集中管理功能，如計劃調(diào)度、倉儲管理、能源管理等。3.DCS在國內(nèi)外的發(fā)展與應(yīng)用狀態(tài)1975年美國最大的儀表控制公司Honeywell首次向世界推出了它的綜合分散控制系統(tǒng)TDC2000(ToalDistributedControl-2000),這一系統(tǒng)的發(fā)表,立即引起美國工業(yè)控制界高度評價,稱之為“最鼓舞人心的事件”。世界各國的各大公司也紛紛仿效,推出了一個又一個集散系統(tǒng),從此過程控制進入了集散系統(tǒng)的新時期。在此期間有日本橫河公司推出的CENTUM,美國泰勒儀表公司的MOS,費雪爾公司的DC

14、400,貝利公司的N90,?？怂共_公司的Cpectrum和德國西門子公司的Telepermm。隨著計算機特別是微型計算機與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,加上各制造商的激烈競爭,使DCS很快從70年代的第一代發(fā)展到90年代初的第三代DCS。盡管在這之前的集散系統(tǒng)的技術(shù)水平已經(jīng)很高,但其中存在著一個最主要的弊病是:各大公司推出的幾十種型號的系統(tǒng),幾乎都是本公司的專利產(chǎn)品,每個公司為了保護自身的利益,采用的都是專利網(wǎng)絡(luò),這就為全廠、全企業(yè)的管理帶來問題。隨著計算機的發(fā)展與網(wǎng)絡(luò)開發(fā)使各控制廠商更多地采用商業(yè)計算機的技術(shù),80年代末許多公司推出新一代的集散系統(tǒng),其主要特征是新系統(tǒng)的局部網(wǎng)絡(luò)采用MAP協(xié)議;引用智

15、能變送器與現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu);在控制軟件上引入PLC的順序控制與批量控制,使DCS也具有PLC的功能。至90年代初各國知名的DCS有:3000,Bailey的INFI90,Rosemount的RS3,WestHoose的WDPF,Leeds&Nonthrup的MAX1000,Foxboro的IAS,日本橫河的CENTUM。這里所提到的均為大型的DCS,為了適應(yīng)市場的需要各廠商也開發(fā)了不少中小型的DCS系統(tǒng)如S9000,MAX2,LXL,A2PACS等等。PLC、DCS、FCS控制系統(tǒng)的特點和差異分析2008-11-0521:57計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，引起了自動化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變革，一種世界上最

16、新型的控制系統(tǒng)即現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FieldbusControlSystem，F(xiàn)CS）在上世紀九十年代走向?qū)嵱没?，并正以迅猛的勢頭快速發(fā)展。現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)是目前自動化技術(shù)中的一個熱點，正越來越受到國內(nèi)外自動化設(shè)備制造商與用戶的關(guān)注。現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，將給自動化領(lǐng)域在過程控制系統(tǒng)上帶來又一次革命，其深度和廣度將超過歷史的任何一次，從而開創(chuàng)自動化的新紀元。FCS可以說是第五代過程控制系統(tǒng)，是由PLC（ProgrammableController）或DCS（DistributedControlSystem）發(fā)展而來的。FCS與PLC及DCS之間有千絲萬縷的聯(lián)系，又存在著本質(zhì)的差異。本文針對P

17、LC、DCS、FCS三大控制系統(tǒng)的特點、性能和差異作一分析。1PLC、DCS、FCS三大控制系統(tǒng)的基本特點目前，在連續(xù)型流程生產(chǎn)工業(yè)過程控制中，有三大控制系統(tǒng)，即PLC、DCS和FCS。它們各自的基本特點如下：1.1PLC（1）從開關(guān)量控制發(fā)展到順序控制、運算處理，是從下往上的。（2）邏輯控制、定時控制、計數(shù)控制、步進(順序)控制、連續(xù)PID控制、數(shù)據(jù)控制PLC具有數(shù)據(jù)處理能力、通信和聯(lián)網(wǎng)等多功能。（3）可用一臺PC機為主站，多臺同型PLC為從站。（4）也可一臺PLC為主站，多臺同型PLC為從站，構(gòu)成PLC網(wǎng)絡(luò)。這比用PC機作主站方便之處是：有用戶編程時，不必知道通信協(xié)議，只要按說明書格式寫就

18、行。（5）PLC網(wǎng)絡(luò)既可作為獨立DCS/TDCS，也可作為DCS/TDCS的子系統(tǒng)。（6）主要用于工業(yè)過程中的順序控制，新型PLC也兼有閉環(huán)控制功能。1.2DCS（1）分散控制系統(tǒng)DCS與集散控制系統(tǒng)TDCS是集4C（Communication，Computer，Control、CRT）技術(shù)于一身的監(jiān)控技術(shù)，是第四代過程控制系統(tǒng)。既有計算機控制系統(tǒng)控制算式先進、精度高、響應(yīng)速度快的優(yōu)點，又有儀表控制系統(tǒng)安全可靠、維護方便的要求。（2）從上到下的樹狀拓撲大系統(tǒng)，其中通信（Communication）是關(guān)鍵。（3）是樹狀拓撲和并行連續(xù)的鏈路結(jié)構(gòu)，也有大量電纜從中繼站并行到現(xiàn)場儀器儀表。（4）模擬信

19、號，A/DD/A、帶微處理器的混合。是由幾臺計算機和一些智能儀表智能部件組成，并逐漸地以數(shù)字信號來取代模擬信號。（5）一臺儀表一對線接到I/O，由控制站掛到局域網(wǎng)LAN。（6）DCS是控制（工程師站）、操作（操作員站）、現(xiàn)場儀表（現(xiàn)場測控站）的3級結(jié)構(gòu)。缺點是成本高，各公司產(chǎn)品不能互換，不能互操作，大DCS系統(tǒng)是各家不同的。（7）用于大規(guī)模的連續(xù)過程控制，如石化、大型電廠機組的集中控制等。1.3FCS（1）FCS是第五代過程控制系統(tǒng)，它是21世紀自動化控制系統(tǒng)的方向。是3C技術(shù)（Communication，Computer，Control）的融合?；救蝿?wù)是：本質(zhì)（本征）安全、危險區(qū)域、易變過

20、程、難于對付的非常環(huán)境。（2）全數(shù)字化、智能、多功能取代模擬式單功能儀器、儀表、控制裝置。（3）用兩根線聯(lián)接分散的現(xiàn)場儀表、控制裝置，取代每臺儀表的兩根線?！艾F(xiàn)場控制”取代“分散控制”；數(shù)據(jù)的傳輸采用“總線”方式。（4）從控制室到現(xiàn)場設(shè)備的雙向數(shù)字通信總線，是互聯(lián)的、雙向的、串行多節(jié)點、開放的數(shù)字通信系統(tǒng)取代單向的、單點、并行、封閉的模擬系統(tǒng)。（5）用分散的虛擬控制站取代集中的控制站。（6）把微機處理器轉(zhuǎn)入現(xiàn)場自控設(shè)備，使設(shè)備具有數(shù)字計算和數(shù)字通信能力，信號傳輸精度高，遠程傳輸。實現(xiàn)信號傳輸全數(shù)字化、控制功能分散、標準統(tǒng)一全開放。（7）可上局域網(wǎng)，再可與internet相通。既是通信網(wǎng)絡(luò)，又是

21、控制網(wǎng)絡(luò)。（8）3類FCS的典型應(yīng)用：1)連續(xù)的工藝過程自動控制如石油化工，其中“本安防爆”技術(shù)是絕對重要的；2）分立的工藝動作自動控制如汽車制造機器人、汽車；3）多點控制如樓宇自動化。這三大控制系統(tǒng)，尤其是DCS、PLC，都在電站得到了廣泛應(yīng)用，而且效果也非常好。2三大控制系統(tǒng)之間的差異2.1差異2.1.1DCS或PLCPLC系統(tǒng)與DCS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)差異不大，只是在功能的著重點上的不同，DCS著重于閉環(huán)控制及數(shù)據(jù)處理。PLC著重于邏輯控制及開關(guān)量的控制，也可實現(xiàn)模擬量控制。DCS或PLC系統(tǒng)的關(guān)鍵是通信。也可以說數(shù)據(jù)公路是分散控制系統(tǒng)DCS及PLC的脊柱。由于它的任務(wù)是為系統(tǒng)所有部件之間提供通

22、信網(wǎng)絡(luò)，因此，數(shù)據(jù)公路自身的設(shè)計就決定了總體的靈活性和安全性。數(shù)據(jù)公路的媒體可以是：一對絞線、同軸電纜或光纖電纜。DCS的特點是：（1）控制功能強?？蓪崿F(xiàn)復(fù)雜的控制規(guī)律，如串級、前饋、解耦、自適應(yīng)、最優(yōu)和非線性控制等。也可實現(xiàn)順序控制。（2）系統(tǒng)可靠性高。（3）采用CRT操作站有良好的人機界面。（4）軟硬件采用模塊化積木式結(jié)構(gòu)。（5）系統(tǒng)容易開發(fā)。（6）用組態(tài)軟件，編程簡單，操作方便。（7）有良好的性價比。通過數(shù)據(jù)公路的設(shè)計參數(shù)，基本上可以了解一個特定DCS或PLC系統(tǒng)的相對優(yōu)點與弱點。（1）系統(tǒng)能處理多少I/O信息。（2）系統(tǒng)能處理多少與控制有關(guān)的控制回路的信息。（3）能適應(yīng)多少用戶和裝置（

23、CRT、控制站等）。（4）傳輸數(shù)據(jù)的完整性是怎樣徹底檢查的。（5）數(shù)據(jù)公路的最大允許長度是多少。（6）數(shù)據(jù)公路能支持多少支路。（7）數(shù)據(jù)公路是否能支持由其它制造廠生產(chǎn)的硬件（可編程序控制器、計算機、數(shù)據(jù)記錄裝置等）。為保證通信的完整，大部分DCS或PLC廠家都能提供冗余數(shù)據(jù)公路。為了保證系統(tǒng)的安全性，使用了復(fù)雜的通信規(guī)約和檢錯技術(shù)。所謂通信規(guī)約就是一組規(guī)則，用以保證所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)接收與發(fā)送。目前在DCS和PLC系統(tǒng)中一般使用兩類通信手段，即同步的和異步的，同步通信依靠一個時鐘信號來調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)的傳輸和接收，異步網(wǎng)絡(luò)采用沒有時鐘的報告系統(tǒng)。2.1.2FCSFCS具有（1）很好的開放性、互操作性和互換性

24、。（2）全數(shù)字通信。（3）智能化與功能自治性。（4）高度分散性。（5）很強的適用性。FCS的關(guān)鍵要點有三點：（1）FCS系統(tǒng)的核心是總線協(xié)議，即總線標準。采用雙絞線、光纜或無線電方式傳輸數(shù)字信號，減少大量導(dǎo)線，提高了可靠性和抗干擾能力。FCS從傳感器、變送器到調(diào)節(jié)器一直是數(shù)字信號，這就使我們很容易地處理更復(fù)雜、更精確的信號，同時數(shù)字通信的差錯功能可檢出傳輸中的誤碼。FCS可以將PID控制徹底分散到現(xiàn)場設(shè)備（FieldDevice）中。基于現(xiàn)場總線的FCS又是全分散、全數(shù)字化、全開放和可互操作的新一代生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)，它將取代現(xiàn)場一對一的420mA模擬信號線，給傳統(tǒng)的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

25、帶來革命性的變化。根據(jù)IEC61158的定義，現(xiàn)場總線是安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場裝置與控制室內(nèi)的自動控制裝置之間的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)場總線使測控設(shè)備具備了數(shù)字計算和數(shù)字通信能力，提高了信號的測量、傳輸和控制精度，提高了系統(tǒng)與設(shè)備的功能、性能。IEC/TC65的SC65C/WG6工作組于1984年開始致力于推出世界上單一的現(xiàn)場總線標準工作，走過了16年的艱難歷程，于1993年推出了IEC61158-2，之后的標準制定就陷于混亂。2000年初公布的IEC61158現(xiàn)場總線國際標準子集有八種，分別為：類型1IEC技術(shù)報告（FFH1）；類型2Control-NET（美國Roc

26、kwell公司支持）；類型3Profibus（德國Siemens公司支持）；類型4P-NET（丹麥ProcessData公司支持）；類型5FFHSE（原FFH2）高速以太網(wǎng)（美國FisherRosemount公司支持）；類型6Swift-Net（美國波音公司支持）；類型7WorldFIP（法國Alsto公司支持）；類型8Interbus（美國PhoenixContact公司支持）。除了IEC61158的8種現(xiàn)場總線外，IECTC17B通過了三種總線標準：SDS（SmartDistributedSystem）；ASI（ActuatorSensorInterface）；DeviceNET。另外，I

27、SO公布了ISO11898CAN標準。其中DeviceNET于2002年10月8日被中國批準為國家標準，并于2003年4月1日開始實施。所以，要實現(xiàn)這些總線類型的相互兼容和互操作，就目前狀態(tài)而言，幾乎是不可能的。開放的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的互操作性，就一個特定類型的現(xiàn)場總線而言，只要遵循同一類型現(xiàn)場總線的總線協(xié)議，對其產(chǎn)品是開放的，并具有互操作性。換句話說，不論什么廠家的產(chǎn)品，也不一家是該現(xiàn)場總線公司的產(chǎn)品，只要遵循同一類型總線的總線協(xié)議，產(chǎn)品之間是開放的，并具有互操作性，就可以組成總線網(wǎng)絡(luò)。另外，F(xiàn)CS還可以通過網(wǎng)關(guān)和企業(yè)的上級管理網(wǎng)絡(luò)相連，以便管理者掌握第一手資料，為決策提供依據(jù)。所以現(xiàn)場總線

28、具有開放性、互操作性、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性、靈活的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)、現(xiàn)場設(shè)備的高度智能化、對環(huán)境的高度適應(yīng)性等諸多突出特點。（2）FCS系統(tǒng)的基礎(chǔ)是數(shù)字智能現(xiàn)場裝置控制功能下放到現(xiàn)場儀表中，控制室內(nèi)儀表裝置主要完成數(shù)據(jù)處理、監(jiān)督控制、優(yōu)化控制、協(xié)調(diào)控制和管理自動化等功能。數(shù)字智能現(xiàn)場裝置是FCS系統(tǒng)的硬件支撐，是基礎(chǔ)；道理很簡單，F(xiàn)CS系統(tǒng)執(zhí)行的是自動控制裝置與現(xiàn)場裝置之間的雙向數(shù)字通信現(xiàn)場總線信號制。現(xiàn)場裝置必須遵循統(tǒng)一的總線協(xié)議，即相關(guān)的通訊規(guī)約，具備數(shù)字通信功能，能實現(xiàn)雙向數(shù)字通。再一點，現(xiàn)場總線的一大特點就是要增加現(xiàn)場一級控制功能。（3）FCS系統(tǒng)的本質(zhì)是信息處理現(xiàn)場化對于一個控制系統(tǒng)，無

29、論是采用DCS還是采用現(xiàn)場總線，系統(tǒng)需要處理的信息量至少是一樣多的。實際上，采用現(xiàn)場總線后，可以從現(xiàn)場得到更多的信息?，F(xiàn)場總線系統(tǒng)的信息量沒有減少，甚至增加了，而傳輸信息的線纜卻大大減少了。這就要求一方面要大大提高線纜傳輸信息的能力，另一方面要讓大量信息在現(xiàn)場就地完成處理，減少現(xiàn)場與控制機房之間的信息往返?？梢哉f現(xiàn)場總線的本質(zhì)就是信息處理的現(xiàn)場化。由現(xiàn)場智能儀表完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、控制運算和數(shù)據(jù)輸出等功能。現(xiàn)場儀表的數(shù)據(jù)（包括采集的數(shù)據(jù)和診斷數(shù)據(jù)）通過現(xiàn)場總線傳送到控制室的控制設(shè)備上，控制室的控制設(shè)備用來監(jiān)視各個現(xiàn)場儀表的運行狀態(tài)，保存智能儀表上傳的數(shù)據(jù)，同時完成少量現(xiàn)場儀表無法完成的高級

30、控制功能。2.2典型系統(tǒng)比較通過使用現(xiàn)場總線，用戶可以大量減少現(xiàn)場接線，用單個現(xiàn)場儀表可實現(xiàn)多變量通信，不同制造廠生產(chǎn)的裝置間可以完全互操作，增加現(xiàn)場一級的控制功能，系統(tǒng)集成大大簡化，并且維護十分簡便。典型的現(xiàn)場總線系統(tǒng)框圖示于圖1。從圖1中可以看出，傳統(tǒng)的過程控制儀表系統(tǒng)每個現(xiàn)場裝置到控制室都需使用一對專用的電纜或雙絞線，以傳送4mA20mA信號。圖2所示現(xiàn)場總線系統(tǒng)中，每個現(xiàn)場裝置到接線盒的雙絞線仍然可以使用，但是從現(xiàn)場接線盒到中央控制室僅用一根雙絞線完成數(shù)字通信。通過采用現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，到底能節(jié)省多少電纜，編者就不作詳細的計算。2.3應(yīng)用差異上述的比較是偏重于純技術(shù)性的比較，下面就DC

31、S與FCS系統(tǒng)在具體應(yīng)用方面進行比較。前題是DCS系統(tǒng)與典型的、理想的FCS系統(tǒng)進行比較。具體比較：（1）DCS系統(tǒng)是個大系統(tǒng)，其控制器的功能強而且在系統(tǒng)中的作用十分重要，數(shù)據(jù)公路更是系統(tǒng)的關(guān)鍵，所以，必須整體投資一步到位，事后的擴容難度較大。而FCS功能下放較徹底，信息處理現(xiàn)場化，數(shù)字智能現(xiàn)場裝置的廣泛采用，使得控制器功能與重要性相對減弱。因此，F(xiàn)CS系統(tǒng)投資起點低，可以邊用、邊擴、邊投運。（2）DCS系統(tǒng)是封閉式系統(tǒng)，各公司產(chǎn)品基本不兼容。而FCS系統(tǒng)是開放式系統(tǒng)，不同廠商、不同品牌的各種產(chǎn)品基本能同時連入同一現(xiàn)場總線，達到最佳的系統(tǒng)集成。（3）DCS系統(tǒng)的信息全都是二進制或模擬信號形成的

32、，必須通過D/A與A/D轉(zhuǎn)換。而FCS系統(tǒng)將D/A與A/D轉(zhuǎn)換在現(xiàn)場一次表完成，實現(xiàn)全數(shù)字化通信，使精度得到大的提高，可提高到0.1%。并且FCS系統(tǒng)可以將PID閉環(huán)控制功能裝入現(xiàn)場設(shè)備中，縮短了控制周期，提高運算速度，從而改善調(diào)節(jié)性能。（4）DCS它可以控制和監(jiān)視工藝全過程，對自身進行診斷、維護和組態(tài)。但是，由于自身的致命弱點，其I/O信號采用傳統(tǒng)的模擬量信號，因此，它無法在DCS工程師站上對現(xiàn)場儀表（含變送器、執(zhí)行器等）進行遠方診斷、維護和組態(tài)。FCS采用全數(shù)字化技術(shù)，數(shù)字智能現(xiàn)場裝置發(fā)送多變量信息，而不僅僅是單變量信息，并且還具備檢測信息差錯的功能。FCS采用的是雙向數(shù)字通信現(xiàn)場總線信號

33、制。因此，它可以對現(xiàn)場裝置（含變送器、執(zhí)行機構(gòu)等）進行遠方診斷、維護和組態(tài)。（5）FCS由于信息處理現(xiàn)場化，與DCS相比可以省去相當數(shù)量的隔離器、端子柜、I/O終端、I/O卡件、I/O文件及I/O柜，同時也節(jié)省了I/O裝置及裝置室的空間與占地面積。同時，F(xiàn)CS可以減少大量電纜與敷設(shè)電纜用的橋架等，同時也節(jié)省了設(shè)計、安裝和維護費用。（6）FCS相對于DCS組態(tài)簡單，由于結(jié)構(gòu)、性能標準化，便于安裝、運行、維護。3PLC與DCS的前景大家都知道FCS是由PLC或DCS發(fā)展而來，現(xiàn)在FCS系統(tǒng)被廣泛的應(yīng)用，那么，PLC與DCS前景又將如何。PLC于20世紀60年代末期在美國首先出現(xiàn)，目的是用來取代繼電

34、器，執(zhí)行邏輯、計時、計數(shù)等順序控制功能，建立柔性程序控制系統(tǒng)。1976年正式命名，并給予定義：PLC（ProgrammablelogicController）是一種數(shù)字控制專用電子計算機，它使用了可編程序存儲器儲存指令，執(zhí)行諸如邏輯、順序、計時、計數(shù)與演算等功能，并通過模擬和數(shù)字輸入、輸出等組件，控制各種機械或工作程序。經(jīng)過30多年的發(fā)展，PLC已十分成熟與完善，并具有強大的運算、處理和數(shù)據(jù)傳輸功能。并定義為可編程控制器（ProgrammableControllerPLC）。PLC在FCS系統(tǒng)中的地位似乎已被確定并無多少爭論。參見圖3：IEC推薦的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。PLC作為一個站掛在

35、高速總線上。充分發(fā)揮PLC在處理開關(guān)量方面的優(yōu)勢。另外，電廠輔助車間，例如水處理車間、循環(huán)水車間、除灰除渣車間、輸煤車間等，這些車間的工藝過程多以順序控制為主。PLC對于順序控制有其獨特的優(yōu)勢。輔助車間的控制系統(tǒng)應(yīng)以遵循現(xiàn)場總線通訊協(xié)議的PLC或能與FCS進行通訊交換信息的PLC為優(yōu)選對象?，F(xiàn)場總線的應(yīng)用是工業(yè)過程控制發(fā)展的主流之一?？梢哉fFCS的發(fā)展應(yīng)用是自動化領(lǐng)域一場革命。采用現(xiàn)場總線技術(shù)構(gòu)造低成本現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，促進現(xiàn)場儀表的智能化、控制功能分散化、控制系統(tǒng)開放化，符合工業(yè)控制系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展趨勢?？傊嬎銠C控制系統(tǒng)的發(fā)展在經(jīng)歷了基地式氣動儀表控制系統(tǒng)、電動單元組合式模擬儀表控制系統(tǒng)、集

36、中式數(shù)字控制系統(tǒng)以及集散控制系統(tǒng)（DCS）后，將朝著現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）的方向發(fā)展。雖然以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的FCS發(fā)展很快，但FCS發(fā)展還有很多工作要做，如統(tǒng)一標準、儀表智能化等。另外，傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的維護和改造還需要DCS，因此FCS完全取代傳統(tǒng)的DCS還需要一個漫長的過程，同時DCS本身也在不斷的發(fā)展與完善?？梢钥隙ǖ氖?，結(jié)合DCS、工業(yè)以太網(wǎng)、先進控制等新技術(shù)的FCS將具有強大的生命力。工業(yè)以太網(wǎng)以及現(xiàn)場總線技術(shù)作為一種靈活、方便、可靠的數(shù)據(jù)傳輸方式，在工業(yè)現(xiàn)場得到了越來越多的應(yīng)用，并將在控制領(lǐng)域中占有更加重要的地位。4結(jié)論在未來，工業(yè)過程控制系統(tǒng)中，數(shù)字技術(shù)向智能化、開放性、網(wǎng)絡(luò)化、

37、信息化發(fā)展，同時，工業(yè)控制軟件也將向標準化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、開放性發(fā)展。因此現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS的出現(xiàn)，數(shù)字式分散控制DCS及PLC并不會消亡，DCS及PLC系統(tǒng)會更加向智能化、開放性、網(wǎng)絡(luò)化、信息化發(fā)展?；蛑皇菍⑦^去處于控制系統(tǒng)中心地位的DCS移到現(xiàn)場總線的一個站點上去。這樣說，DCS或PLC處于控制系統(tǒng)中心地位的局面從此將被打破。今后的控制系統(tǒng)將會是：FCS處于控制系統(tǒng)中心地位，兼有DCS、PLC系統(tǒng)一種新型標準化、智能化、開放性、網(wǎng)絡(luò)化、信息化控制系統(tǒng)。DCS技術(shù)發(fā)展進入第四代DCS技術(shù)發(fā)展進入第四代在工業(yè)企業(yè)中，應(yīng)用效益最直接、最明顯的系統(tǒng)應(yīng)當是工業(yè)控制系統(tǒng)，特別是DCS（分布式控制

38、系統(tǒng)）。盡管若干年以前，就有人判定DCS即將被FCS（現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)）所取代，然而直至今日，DCS仍然具有相當?shù)纳?。ARC咨詢機構(gòu)2003年發(fā)布了世界DCS市場預(yù)測報告。該報告預(yù)測，世界DCS市場從2002年至2007年將保持2.5的增長，從2003年的91億美元增長到103億美元。DCS的發(fā)展速度之所以不高，主要原因是美國等發(fā)達國家的經(jīng)濟增長速度減慢所造成。而中國近幾年的DCS的增長速度應(yīng)該在10以上。當今的DCS與十年前的DCS相比，發(fā)生了根本性的變化。DCS已經(jīng)進入第四代受信息技術(shù)（網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、計算機硬件技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)、各種組態(tài)軟件技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等）發(fā)展的影

39、響，以及用戶對先進的控制功能與管理功能需求的增加，各DCS廠商（以Honeywell、Emerson、Foxboro、橫河、ABB為代表）紛紛提升DCS系統(tǒng)的技術(shù)水平，并不斷地豐富其內(nèi)容?？梢哉f，以Honeywell公司最新推出的ExperionPKS（過程知識系統(tǒng)）、Emerson公司的PlantWeb(EmersonProcessManagement)、Foxboro公司的A2、橫河公司的R3（PRM-工廠資源管理系統(tǒng)）和ABB公司的IndustrialIT系統(tǒng)為標志的新一代DCS已經(jīng)形成。如果我們把當年Foxboro公司的I/ASeries看作第三代DCS系統(tǒng)里程碑的話，那么以上幾家的最

40、新DCS可以劃為第四代。第四代DCS的最主要標志是兩個“I”開頭的單詞：Information(信息)和Integration（集成）。第四代DCS的技術(shù)特點第四代DCS的體系結(jié)構(gòu)主要分為四層結(jié)構(gòu)：現(xiàn)場儀表層、控制裝置單元層、工廠（車間）層和企業(yè)管理層。一般DCS廠商主要提供除企業(yè)管理層之外的三層功能，而企業(yè)管理層則通過提供開放的數(shù)據(jù)庫接口，連接第三方的管理軟件平臺（ERP、CRM、SCM等）。所以說，當今DCS主要提供工廠（車間）級的所有控制和管理功能，并集成全企業(yè)的信息管理功能。DCS充分體現(xiàn)信息化和集成化信息和集成基本描述了當今DCS系統(tǒng)正在發(fā)生的變化。用戶已經(jīng)可以采集整個工廠車間和過程

41、的信息數(shù)據(jù)，但是用戶希望這些大量的數(shù)據(jù)能夠以合適的方式體現(xiàn)，并幫助決策過程，讓用戶以他明白的方式，在方便的地方得到真正需要的數(shù)據(jù)。信息化體現(xiàn)在各DCS系統(tǒng)已經(jīng)不是一個以控制功能為主的控制系統(tǒng)，而是一個充分發(fā)揮信息管理功能的綜合平臺系統(tǒng)。DCS提供了從現(xiàn)場到設(shè)備，從設(shè)備到車間，從車間到工廠，從工廠到企業(yè)集團整個信息通道。這些信息充分體現(xiàn)了全面性、準確性、實時性和系統(tǒng)性。大部分DCS提供了過去常規(guī)DCS功能、SCADA（監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集）功能以及MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）的大部分功能。與ERP不同，匯集了車間中用以管理和優(yōu)化、從下訂單到產(chǎn)成品的生產(chǎn)活動全過程的相關(guān)硬件或軟件組件，它控制和利用實時準確的制

42、造信息來指導(dǎo)、傳授、響應(yīng)并報告車間發(fā)生的各項活動,同時向企業(yè)決策支持過程提供有關(guān)生產(chǎn)活動的任務(wù)評價信息。的功能包括車間的資源分配、過程管理、質(zhì)量控制、維護管理、數(shù)據(jù)采集、性能分析和物料管理等功能模型，與DCS相關(guān)的各功能模塊有資源配置與狀態(tài)(ResourceAllocationandStatus)、派遣生產(chǎn)單元(DispatchingProductionUnits)、文檔控制(DocumentControl)、數(shù)據(jù)收集/獲取(DataCollection/Acquisition)、勞工管理(LaborManagement)、質(zhì)量管理(QualityManagement)、維護管理(Mainte

43、nanceManagement)、產(chǎn)品跟蹤(ProductTracking)、性能分析(PerformanceAnalysis)。DCS的集成性則體現(xiàn)在兩個方面：功能的集成和產(chǎn)品的集成。過去的DCS廠商基本上是以自主開發(fā)為主，提供的系統(tǒng)也是自己的系統(tǒng)。當今的DCS廠商更強調(diào)的系統(tǒng)集成性和方案能力，DCS中除保留傳統(tǒng)DCS所實現(xiàn)的過程控制功能之外，還集成了PLC（可編程邏輯控制器）、RTU（采集發(fā)送器）、FCS、各種多回路調(diào)節(jié)器、各種智能采集或控制單元等。此外，各DCS廠商不再把開發(fā)組態(tài)軟件或制造各種硬件單元視為核心技術(shù)，而是紛紛把DCS的各個組成部分采用第三方集成方式或OEM方式。例如，多數(shù)D

44、CS廠商自己不再開發(fā)組態(tài)軟件平臺，而轉(zhuǎn)入采用兄弟公司（如Foxboro用Wonderware軟件為基礎(chǔ)）的通用組態(tài)軟件平臺，或其它公司提供的軟件平臺（Emerson用Intellution的軟件平臺做基礎(chǔ)）。此外，許多DCS廠家甚至I/O組件也采用OEM方式（Foxboro采用Eurothem的I/O模塊，橫河的R3采用富士電機的Processio作為I/O單元基礎(chǔ),Honeywell公司的PKS系統(tǒng)則采用Rockweell公司的PLC單元作為現(xiàn)場控制站。DCS變成真正的混合控制系統(tǒng)過去DCS和PLC主要通過被控對象的特點（過程控制和邏輯控制）來進行劃分。但是，第四代的DCS已經(jīng)將這種劃分模糊

45、化了。幾乎所有的第四代DCS都包容了過程控制、邏輯控制和批處理控制，實現(xiàn)混合控制。這也是為了適應(yīng)用戶的真正控制需求。因為多數(shù)的工業(yè)企業(yè)絕不能簡單地劃分為單一的過程控制和邏輯控制需求，而是由過程控制為主或邏輯控制為主的分過程組成的。我們要實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的優(yōu)化，提高整個工廠的效率，就必須把整個生產(chǎn)過程納入統(tǒng)一的分布式集成信息系統(tǒng)。例如，典型的冶金系統(tǒng)、造紙過程、水泥生產(chǎn)過程、制藥生產(chǎn)過程和食品加工過程、發(fā)電過程，大部分的化工生產(chǎn)過程都是由部分的連續(xù)調(diào)節(jié)控制和部分的邏輯聯(lián)鎖控制構(gòu)成。第四代的DCS系統(tǒng)幾乎全部采用IEC61131-3標準進行組態(tài)軟件設(shè)計。該標準原為PLC語言設(shè)計提供的標準。同時一些

46、DCS（如Honeywell公司的PKS）還直接采用成熟的PLC作為控制站。多數(shù)的第四代DCS都可以集成中小型PLC作為底層控制單元。今天的小型和微型PLC不僅具備了過去大型PLC的所有基本邏輯運算功能，而且高級運算、通信以及運動控制也能實現(xiàn)。DCS包含F(xiàn)CS功能并進一步分散化過去一段時間，一些學者和廠商把DCS和FCS對立起來。其實，真正推動FCS進步的仍然是世界主要幾家DCS廠商。所以，DCS不會被FCS所代替，而是DCS會包容FCS，實現(xiàn)真正的DCS。如今，這一預(yù)測正在被現(xiàn)實所驗證。所有的第四代DCS都包含了各種形式的現(xiàn)場總線接口，可以支持多種標準的現(xiàn)場總線儀表、執(zhí)行機構(gòu)等。此外，各DC

47、S還改變了原來機柜架式安裝I/O模件、相對集中的控制站結(jié)構(gòu)，取而代之的是進一步分散的I/O模塊（導(dǎo)軌安裝），或小型化的I/O組件（可以現(xiàn)場安裝）或中小型的PLC。分布式控制的一個重要優(yōu)點是邏輯分割，工程師可以方便地把不同設(shè)備的控制功能按設(shè)備分配到不同的合適控制單元上，這樣操作工可以根據(jù)需要對單個控制單元進行模塊化的功能修改、下裝和調(diào)試。另一個優(yōu)點是，各個控制單元分布安裝在被控設(shè)備附近，既節(jié)省電纜，又可以提高該設(shè)備的控制速度。一些DCS還包括分布式HMI就地操作站，人和機器將有機地融合在一起，共同完成一個智能化工廠的各種操作。例如Emerson的DeltaV、Foxboro的A2中的小模塊結(jié)構(gòu)、

48、Ovation的分散模塊結(jié)構(gòu)等?？梢哉f，現(xiàn)在的DCS廠商已經(jīng)越過炒作概念的誤區(qū)，而是突出實用性。一套DCS可以適應(yīng)多種現(xiàn)場安裝模式：或用現(xiàn)場總線智能儀表，或采用現(xiàn)場I/O智能模塊就地安裝（既節(jié)省信號電纜，又不用昂貴的智能儀表），或采用柜式集中安裝（特別適合改造現(xiàn)場）。一切由用戶的現(xiàn)場條件決定，充分體現(xiàn)為用戶設(shè)想。DCS進入低成本時代DCS在上世紀80年代甚至90年代還是技術(shù)含量高、應(yīng)用相對復(fù)雜、價格也相當昂貴的工業(yè)控制系統(tǒng)。隨著應(yīng)用的普及，大家對信息技術(shù)的理解，DCS已經(jīng)走出高貴的神秘塔，變成大家熟悉的、價格合理的常規(guī)控制產(chǎn)品。第四代DCS的另一個顯著特征就是各系統(tǒng)紛紛采用現(xiàn)成的軟件技術(shù)和硬件

49、（I/O處理）技術(shù)，采用靈活的規(guī)模配置，明顯地了降低系統(tǒng)的成本與價格。可以說，現(xiàn)在采用先進的DCS實現(xiàn)工業(yè)自動化控制比原來采用常規(guī)的儀器儀表進行簡單控制，用戶投資增加不多，但是實現(xiàn)的功能卻明顯加強。就控制站而言，原來一個物理信號處理平均1500元（人民幣），而現(xiàn)在已經(jīng)降到800元左右。過去國外DCS一般只適合于大中型的系統(tǒng)應(yīng)用，在小型應(yīng)用中成本很高，但第四代DCS都采用靈活的配置，不僅經(jīng)濟地應(yīng)用于大中型系統(tǒng)，而且應(yīng)用于小系統(tǒng)也很合適。DCS平臺開放與服務(wù)專業(yè)化20年來，業(yè)界討論非常多的一個概念就是開放性。過去，由于通信技術(shù)的相對落后，開放性是困擾用戶的一個重要問題。為了解決該問題，人們設(shè)想了多

50、種方案，其中包括CIMS系統(tǒng)概念中的開放網(wǎng)絡(luò)（MAP7層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議平臺）。然而，MAP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議并沒有得到真正的推廣應(yīng)用。而當代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、軟件技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展為開放系統(tǒng)提供了可能。各DCS廠家競爭的加劇，促進了細化分工與合作，各廠家放棄了原來自己獨立開發(fā)的工作模式，變成集成與合作的開發(fā)模式，所以開放性自動實現(xiàn)了。第四代DCS的開放性開放性體現(xiàn)在DCS可以從三個不同層面與第三方產(chǎn)品相互連接：在企業(yè)管理層支持各種管理軟件平臺連接；在工廠車間層支持第三方先進控制產(chǎn)品SCADA平臺、MES產(chǎn)品、BATCH處理軟件，同時支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（以以太網(wǎng)為主）；在裝置控制層可以支持多種DCS單元（系統(tǒng)）、PLC、RTU、各種智能控制單元等，以及各種標準的現(xiàn)場總線儀表與執(zhí)行機構(gòu)。開放性的確有很多好處，但是在考慮開放性的同時，首先要充分考慮系統(tǒng)的安全性和可靠性。因為生產(chǎn)過程的故障停車或事故造成的損失，可能比開放性選擇產(chǎn)品所節(jié)省的成本要高得多。同時注意，在選擇系統(tǒng)設(shè)備時，先要確定系統(tǒng)的需求，然后根據(jù)需求選擇必要的設(shè)備。盡量不要裝備一些不必要的功能，特別是網(wǎng)絡(luò)功能和外設(shè)的選擇一定要慎重。例如，我們在選擇開放網(wǎng)絡(luò)的同時，遭到病毒或黑客襲擊的可能就會加大