集散系统发展报告.doc

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1、集散系统发展报告现代集散控制系统(DistributedControl)广泛应用于石油化工、冶金、电力、楼宇自动化等工业自动化现场。一、DCS系统发展史1957年美国的HONEYWELI公司开发出了第一套DCS系统TDC2000,它是计算机技术、控制技术、网络技术、显示技术的结合和集成，实现了在功能上、危险上、地域上的分散和集中的管理。DCS系统从产生到现在大体经历的三个发展阶段：1、1975-1980年的早期发展阶段早期系统一般为三层：底层为现场检测仪表，执行机构、1/0模块,采用一对一接线式的模拟仪表来检侧现场数据；中间层为控制器,是带有微处理器的过程控制单元用来处

2、理数字信号、进行回路控制及对下面的I/O模块进行协调；上层为操作站，带有CRT屏幕显示器，对生产过程的各种数据、参数集中显示，操作人员可以通过它对下层发出操作命令，还可以实现系统及控制单元的组态为了提高可靠性，在硬件、软件及通讯系统上都采用了冗余技术，如操作站、控制器、通讯电缆，I/O单元等的冗余。这时的DCS系统与同时期的网络结构相类似以HONEYWELI公司TD(3000BASTC)为例，它采用具有优先级通讯网络将分散的设备连接起来，通讯系统主要分为三个部分：高速数据公路(DATAHIGHWAY),高速公路通讯指挥器及分敬在各高速数据公路HW设备上的HW接口卡。2、

3、1980-1985年的中期发展阶段这一时期的技术特点主要表现为：操作站和过程控制单元采用了is位的微处理器，并推出了多功能过程控制单元，除了具有连续过程控制功能外，还增加了批量控制、顺序控制、逻辑控制等功能。市场竞争的激烈，要求生产厂家提高质量、降低成本，使得过程控制系统同企业的信息管理系统结合起来,强化全系统信息管理，在局域网上实现多级资源共享和分散控制。HONEYWELI公司TDC-3000(LCN)代表这一时期的DCS系统网络结构。它的通讯系统硬件组成为：同轴电缆、通讯连接器、终端连接器及位于每一模块通道的LCN接口板。LCN符合IEEE802,4标准，采用祯的形

4、式传递信息，帧的类型包括命令帧、数据祯•控制祯等，采用令牌广播式通讯协议，传抬速度可达5Mb/s。这一时期的网络多为专用网络。各厂家生产的DCS系统采用自己的协议、设备•构成的系统难以与其它的系统相兼容，设备也难以与其它厂家生产的设备进行互换。3、1985年以后DCS系统发展的第三阶段这一时期的DCS系统，在硬件、软件、网络上都比前一时期的DCS系统有了进步和发展。硬件上，操作站采用了32位微处理器、触摸式屏幕等。软件上，使用了多用户多任务的实时操作系统，组态软件提供了更强的软件模块，如:输人轴出、计算、报警、控制等，拥有了更强的监控软件，如:作图、数据库管理、报表生成

5、等网络上,逐渐改变上一代DCS系统的封闭式结构，采用局域网络标准化的开放系统结构。以HONEYWELI公司TDC-3000(UCN)为例,它是在MAP协议基础上实现的过程控制网，遵循IEEE和ISO标准，采取令牌总线式的通讯方式，并支持点对点的通讯方式。二、DCS系统发展方向就处于工厂底层的过程控制系统来说,FCS系统具有优于DCS系统的显著特点，而DCS系统又有着本身无法解决的缺陷，因此FCS系统取代DCS系统成为必然趋势。笔者认为，DCS系统有着相对较长的发展历史，一代一代地逐渐发展并成熟起来，已广泛应用于各个行业,而FCS系统是80年代提出90年代才得以发展的、在

6、DCS系统基础之上发展起来的新型系统，只是对DCS系统底层的过程控制系统的完善从这个角度来看,FCS系统在逐渐取代DCS系统过程中存在着下面几种过渡类型：(1)有如HS2000系统的传统技术与新技术相结合的结构，在现场1/0控制站内部I/O组件或模块之间使用现场总线技术；(2)在DCS系统网络上使用通讯控制器或接口与FCS系统相连，这时FCS系统仍要借用DCS系统的某些功能；(3)FCS系统构成一个独立的过程控制系统通过网关与原有的DCS系统相连接；(4)最后，FCS系统完全取代原有的DCS系统的过程控制层。虽然以现场总线为基础的FCS发展很快，并将最终取代传统的DCS

7、,但FCS发展有很多工作要做，如统一标准，仪表智能化等。另外传统控制系统的维护和改造还需要DCS,因此FCS完全取代传统的DCS还需要一个较长的过程。(1)向综合方向发展由于标准化数据通信线路和通信网络的发展，将各种单(多)回路调节器、PLC、工业比、NC等工控设备构成大系统，以满足工厂自动化要求，并适应开放化的大趋势。(2)向智能化方向发展由于数据库系统、推理机能等的发展，尤其是知识库系统(KBS)和专家系统(ES)的应用，如自学习控制、远距离诊断和自寻优等，人工智能会在DCS各级实现。和FF现场总线类似，以微处理器为基础的智能设备，如