從DCS的基本結(jié)構(gòu)和PLC的區(qū)別來講,DCS為分散控制系統(tǒng)的英文(TOTALDISTRIBUTED CONTROL SYSTEM)簡(jiǎn)稱。指的是控制危險(xiǎn)分散、管理和顯示集中。60年代末有人研制了作邏輯運(yùn)算的可編程序控制器(Programmable Logic Controller)。簡(jiǎn)稱PLC。主要應(yīng)用于汽車制造業(yè)。70年代中期以完成模擬量控制的DCS推向市場(chǎng),代替以PID運(yùn)算為主的模擬儀表控制。
首先提出DCS這樣一種思想的是原制造儀表的廠商,當(dāng)時(shí)主要應(yīng)用于化工行業(yè)。后又有計(jì)算機(jī)行業(yè)從事DCS的開發(fā)。70年代微機(jī)技術(shù)還不成熟,計(jì)算機(jī)技術(shù)還不夠發(fā)達(dá)。操作站、控制器、I/O板和網(wǎng)絡(luò)接口板等都是DCS生產(chǎn)廠家自行開發(fā)的,也就是所有部件都是專用的。70年代初,有人用如PDP/1124這樣的小型機(jī)代替原來的集中安裝的模擬儀表控制。連接到中央控制室的電纜很多。如用小型機(jī)既作為控制器、同時(shí)把連接小型機(jī)的CRT又作為顯示設(shè)備(即人機(jī)界面)。一臺(tái)小型機(jī)需接收幾千臺(tái)變送器或別的傳感器來的信號(hào),完成幾百個(gè)回路的運(yùn)算。很顯然其危險(xiǎn)有點(diǎn)集中。和模擬儀表連接的電纜一樣多,并且一旦小型機(jī)壞了,控制和顯示都沒有了。數(shù)字控制沒有達(dá)到預(yù)期的目的。后有人提出把控制和顯示分開。一臺(tái)計(jì)算機(jī)完成控制計(jì)算任務(wù),另一臺(tái)計(jì)算機(jī)完成顯示任務(wù)。另外,一個(gè)工藝過程作為被控對(duì)象可能需要顯示和控制的點(diǎn)很多,其中有一些還需要閉環(huán)控制或邏輯運(yùn)算,工藝過程作為被控對(duì)象的各個(gè)部分會(huì)有相對(duì)獨(dú)立性,可以分成若干個(gè)獨(dú)立的工序,再把在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中獨(dú)立的工序上需要顯示和控制的輸入、輸出的點(diǎn)分配到數(shù)臺(tái)計(jì)算機(jī)中去,把原來由一臺(tái)小型機(jī)完成的運(yùn)算任務(wù)由幾臺(tái)或幾十臺(tái)計(jì)算機(jī)(控制器)去完成。其中一臺(tái)機(jī)器壞了不影響全局。所謂“狼群代替老虎”的戰(zhàn)術(shù),這就是危險(xiǎn)分散的意思。把顯示、操作、打印等管理功能集中在一起,用網(wǎng)絡(luò)把上述完成控制和顯示的兩部分連成一個(gè)系統(tǒng)。當(dāng)時(shí)有人把這種系統(tǒng)稱為集散系統(tǒng)。
危險(xiǎn)究竟要分散到多少算合適呢?這與當(dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展水平有關(guān)。70年代中期,徹底分散就是一個(gè)控制器完成一個(gè)回路的運(yùn)算。當(dāng)時(shí)由于人們對(duì)數(shù)字技術(shù)不太熟悉,習(xí)慣于模擬儀表,70年代末、80年代曾經(jīng)風(fēng)行回路控制器,把數(shù)字控制器做成和原來模擬儀表在外觀上幾乎完全一樣,不改變操作習(xí)慣 ,內(nèi)部把PID運(yùn)算數(shù)字化。一塊儀表(一臺(tái)計(jì)算機(jī))完成一個(gè)回路的控制任務(wù)。其價(jià)格較為昂貴,但危險(xiǎn)是分散了。然后用通訊網(wǎng)絡(luò)把各個(gè)控制器和以CRT為基礎(chǔ)的人機(jī)界面連成一個(gè)系統(tǒng)。這時(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)通常都是星形結(jié)構(gòu)?;芈返目刂破鞯闹谱鞒杀咎?,價(jià)格/性能比不好。后來為了減低成本,就有兩回路的、四回路的控制器, 它的價(jià)格/性能比稍好一些。對(duì)于一個(gè)大中型系統(tǒng)來說,DCS的價(jià)格/性能比比回路控制器組成的系統(tǒng)要好。有些特殊地方還是要用到一些回路控制器。如果所要完成的回路太多,如一個(gè)控制器采集幾千點(diǎn)、完成幾百個(gè)回路的運(yùn)算,危險(xiǎn)又太集中。在這種情況下,危險(xiǎn)必需分散。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力、存儲(chǔ)容量和可靠性不斷提高,一臺(tái)計(jì)算機(jī)所完成的任務(wù)也可以增加。完成的任務(wù)也可集中一點(diǎn)。另外,控制器、網(wǎng)絡(luò)等冗余技術(shù)也得到了發(fā)展,控制運(yùn)算也可集中一些。










