9点告诉你什么是DCS集散控制系统技术

DCS（Distributed Control System），译为分布式控制系统，在自控领域又称为集散控制系统。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机（Computer）、通讯（Communication）、显示（CRT）和控制（Control）等4C技术。今天奇峰小编带你了解9点告诉你什么是DCS集散控制系统技术。

1、什么是I/O？

控制系统需要建立信号的输入和输出通道，这就是I/O,DCS中的I/O一般是模块化的，一个I/O模块上有一个或多个I/O通道，用来连接传感器和执行器（调节阀）。

常用的I/O信号一般分为：AI、PI、AO、DI和DO。

AI－－模拟量输入信号

PI－－脉冲量输入信号

AO－－模拟量输出信号

DI－－数字量输入信号

DO－－数字量输出信号

2、什么是模拟量和数字量？

模拟量是指连续变化的信号（如4~20mA,0~5V），数字量是只有开关状态（取值为0或1）的信号。

3、什么是现场总线？

现场总线是应用于过程控制现场的一种数字网络，它不仅包含有过程控制信息交换，而且还包含设备管理信息的交流。通过现场总线，各种智能设备（智能变送器、调节法、分析仪和分布式I/O单元）可以方便地进行数据交换，过程控制策略可以完全在现场设备层次上实现。目前，使用较多的现场总线主要是FUNDATION fieldbus基金会现场总线（FF总线）、PROFIBUS现场总线和CANbus现场总线。应用现场总线技术可以将各种分布在控制现场的相关智能设备和I/O单元方便的连接在一起，构成控制系统。

4、什么是组态？

通过专用的软件定义系统的过程就是组态（configuration）。

定义过程站各模块的排列位置和类型的过程叫过程站硬件组态；

定义过程站控制策略和控制程序的过程叫控制策略组态；

定义操作员站监控程序的过程叫操作员站组态；

定义系统网络连接方式和各站地址的过程叫网络组态。

5、什么是DCS的开放性？

DCS的开放性是指DCS能通过不同的接口方便地与第三方系统或设备连接，并获取其信息的性能。这种连接主要是通过网络实现的，采用通用的、开放的网络协议和标准的软件接口是DCS开放性的保障。客户-服务器模式和Internet/Intranet浏览器技术，可伸缩性柔性结构，灵活进行系统扩展；

多方面开放设计，支持ActiveX、OPC、ODBC；提供与常用MIS数据库的直接接口；

完全实现OPC规范；提供OLE自动化服务器接口、驱动程序接口；

支持功能块图FBD/梯形图LD/顺序功能图SFC/结构化文本ST/指令表IL五种编程语言；

基于模块化的系统硬件、开放化的软件平台、专门化的应用软件，满足用户的个性需求。

6、什么是系统冗余？

在一些对系统可靠性要求很高的应用中，DCS的设计需要考虑热备份也就是系统冗余，这是指系统中一些关键模块或网络在设计上有一个或多个备份，当现在工作的部分出现问题时，系统可以通过特别的软件或硬件自动切换到备份上，从而保证了系统不间断工作。通常设计的冗余方式包括：CPU冗余、网络冗余、电源冗余。在特别情况下，一些系统会考虑全系统冗余，即还包括I/O冗余。系统冗余从一方面来讲也是DCS的高可靠性的一种体现。

7、什么是I/O余量？

与冗余不同，I/O余量只是系统中I/O数量大于应用的要求，这种余量只是数量上的，主要目的是使系统今后有继续加入控制信号的可能。

8、什么是三冲量控制？

汽包水位三冲量调节系统是指汽包水位、蒸汽流量和给水流量三个信号作用于调节器上，即三个被控变量对应一个调节器。

工作原理：汽包水位作为主信号，水位变化，调节器输出发生变化，继而改变给水流量，使水位恢复到给定值；蒸汽流量作为前馈信号，防止“虚假水位”使调节器产生错误的动作；给水流量作为反馈信号，使调节器在水位还未变化时就可根据前馈信号清理内扰，使调节过程稳定，起到稳定给水流量的作用。

9、为什么标准信号选4-20mA.DC?

先要明确4-20mA.DC（1-5V.DC）信号制是电工委员会（IEC）:过程控制系统用模拟信号标准。我国从DDZ-Ⅲ型电动仪表开始采用这一标准信号制，仪表传输信号采用4-20mA.DC,联络信号采用1-5V.DC，即采用电流传输、电压接收的信号系统。

选用4-20mA.DC为标准信号原因可归结为以下三点：

1）远传信号用电流源优于电压源的原因。因为现场与控制室之间的距离较远，连接电线的电阻较大时，如果用电压源信号远传，由于电线电阻与接收仪表输入电阻的分压，将产生较大的误差，而用恒电流源信号作为远传，只要传送回路不出现分支，回路中的电流就不会随电线长短而改变，从而保证了传送的精度。

2）信号较大电流选择20MA的原因。较大电流20MA的选择是基于:安全、实用、功耗、成本的考虑。安全火花仪表只能采用低电压、低电流；综合考虑生产现场仪表之间的连接距离，所带负载等因素；还有就是功耗及成本问题，对电子元件的要求,供电功率的要求等因素。

3）信号起点电流选择4mA的原因。4-20MA变送器两线制的居多，两线制即电源、负载串联在一起，有一公共点，而现场变送器与控制室仪表之间的信号联络及供电仅用两根电线。

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