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第九章分布式计算机控制系统

DCS与FCS一引言二DCS体系结构三DCS功能特点四DCS产品简介五FCS体系结构六FCS功能特点七FCS产品简介小结

01DCS的基本概念、体系结构与功能特点。02FCS的基本概念、体系结构与功能特点。03DCS与FCS的几种典型产品。DCS与FCS

分散控制系统DCS是以微型计算机为基础的集散型综合控制系统。它是为满足大型工业生产的要求，从综合自动化的角度，按控制功能分散、操作管理集中的原则设计。自从美国霍尼韦尔公司1975年成功推出世界上第一套DCS以来，产品几经更新换代，技术性能日趋完善。二十几年来，DCS首当其冲地成为大型工业生产过程的主流控制系统。01现场总线控制系统FCS是继DCS之后出现的新一代控制系统，它代表的是一种数字化网络化到现场、控制管理到现场的发展方向。FCS将要取代DCS，或者说DCS已在吸纳FCS。总之，FCS已经成为当今世界范围内自动控制系统的热点。02一引言

DCS集散系统:DCS英文全称DISTRIBUTEDCONTROLSYSTEM,中文全称为集散型控制系统。1DCS可以解释为在模拟量回路控制较多的行业中广泛使用的，尽量将控制所造成的危险性分散,而将管理和显示功能集中的一种自动化高技术产品。2DCS集散系统:DCS英文全称

三层集散控制系统共出现了3代DCS产品。1975年至80年代前期为第一代产品，80年代中期至90年代前期为第二代产品，90年代中期至21世纪初为第三代产品。目前发展成为DCS与FCS的集成。

四层集散控制系统的功能DCS按功能分层的层次结构充分体现了其分散控制和集中管理的设计思想，DCS从下至上依次分为直接控制层、操作监控层、生产管理层和决策管理层

集散控制系统的功能DCS散控制系统的四级典型层次功能

直接控制级进行过程数据采集：即对被控设备中的每个过程量和状态信息进行快速采集，使进行数字控制、开环控制、设备监测、状态报告的过程等获得所需要的输入的信息。进行直接数字的过程控制：根据控制组态数据库、控制算法模块来实施实时的过程量(如开关量、模拟量等)的控制。进行设备监测和系统的测试、诊断：把过程变量和状态信息取出后，分析是否可以接受以及是否可以允许向高层传输。进一步确定是否对被控装置实施调节；并根据状态信息判断计算机系统硬件和控制板件的性能(功能)，在必要时实施报警、错误或诊断报告等措施。实施安全性、冗余化方面的措施：一旦发现计算机系统硬件或控制板有故障，就立即实施备用件的切换，保证整个系统安全运行。集散控制系统的功能

集散控制系统的功能过程管理级在过程管理级主要是应付单元内的整体优化，并对其下层产生确切的命令，在这一层可完成的功能有。(1)优化过程控制：这可以根据过程的数学模型以及所给定的控制对象来进行，优化控制只有在优化执行条件确保的条件下方能达到，即使在不同策略条件下仍能完成对控制过程的优化。(2)自适应回路控制：在过程参数希望值的基础上，通过数字控制的优化策略。当现场条件发生改变时，经过过程管理级计算机的运算处理就得到新的设定值和调节值，并把调节值传送到直接过程控制层。(3)优化单元内各装置，使它们密切配合：这主要是根据单元内的产品、原材料、库存以及能源的使用情况，以优化准则来协调相互之间的关系。(4)通过获取直接控制层的实时数据以进行单元内的活动监视、故障检测存档、历史数据的存档、状态报告和备用。

集散控制系统的功能生产管理级产品规划和控制级完成一系列的功能，要求有比系统和控制工程更宽的操作和逻辑分析功能，根据用户的订货情况、库存情况、能源情况来规划各单元中的产品结构和规模。并且可使产品重新计划，随时更改产品结构，这一点是工厂自动化系统高层所需要的，有了产品重新组织和柔性制造的功能就可以应付由于用户订货变化所造成的不可预测的事件。由此，一些较复杂的工厂在这一控制层就实施了协调策略。此外，对于统观全厂生产和产品监视以及产品报告也都在这一层来实现，并与上层交互传递数据。在中小企业的自动化系统中，这一层可能就充当最高一级管理层。

集散控制系统的功能工厂经营管理级经营管理级居于工厂自动化系统的最高一层，它管理的范围很广，包括工程技术方面、经济方面、商业事务方面、人事活动方面以及其他方面的功能。把这些功能都集成到软件系统中，通过综合的产品计划，在各种变化条件下，结合多种多样的材料和能量调配，以达到最优地解决这些问题。其典型的功能为：(1)市场分析。(2)用户信息的收集。(3)订货统计分析。(4)销售与产品计划。(5)合同事宜。(6)接收订货与期限监测。(7)产品制造协调。(8)价格计算。(9)生产能力与订货的平衡。(10)订货的分发。(11