§2 集散控制系统（DCS）
一、集散控制系统的特点 采用智能技术 丰富的功能软件包 采用网络通讯技术 友好的人机界面 高可靠性
二、集散控制系统的硬件和软件 1、集散控制系统基本组成 集散控制系统的结构如图10－4所示。它一般由三部分组成： 过程控制单元（下位机）、操作管理站（上位机）和通信系统。
图10－4 集散控制系统基本结构
（1）过程控制单元 过程控制单元是DCS的核心部分，又称基本控制器或闭环控制站，主要完成连续控制功能、顺序控制功能、算法运算功能、报警检查功能、过程I/O功能、数据处理功能和通讯功能。提供的控制算法和数学运算有：PID、非线性增益、位式控制、选择性控制、函数计算和smith预估等。
（2）操作管理站 作为DCS的人机接口，操作站是一台功能强大的计算机，可以进行监视、操作和控制；控制工程师可以实现控制系统组态、系统的生产和维护。作为管理计算机，它可以通过通信接口与通讯系统相连，采集各种信息，用高级语言编程，执行工厂的集中管理和实现最优控制、顺序控制、后台计算和软件开发等特殊功能。
（3）通信系统 是具有高速通信能力的信息总线，可由双绞线、同轴光缆或光纤构成。为实现数据的合理有效传送，通信系统必须具有一定的网络结构，并遵循一定的网络通信协议。 早期的DCS通信系统采用专门的通信协议，因此对系统互连极为不便，现在逐步采用标准的通信协议。
DCS的通信系统是分层的网络结构，最高层是工厂主干网络，负责中控室与上级管理计算机的连接，数据量大，对实时性要求相对较低，通常采用宽带通信网络，如以太网。第二层为过程控制网络，负责中控室各装置间的互连，要求实时性高；最底层为现场总线网络，负责现场仪表之间及其与中控室设备的互连，对实时性要求苛刻。
2、TDC-3000系统构成 TDC-3000是美国Honeywell公司继世界上首套DCS系统TDC-2000之后推出的新的DCS系统，在世界上得到了广泛的应用，在全球范围内，销量居首，在我国仅次于日本横河公司的CENTUM系统。它具有开放性系统的特征；人机接口功能强；过程接口功能广泛；工厂综合管理控制一体化；系统安全可靠，维护方便。
图10－5 TDC-3000基本结构 US：万能操作站 LM：逻辑管理站 APM：高级过程管理站 NIM：网络接口模块 LCN：局部控制网络 UCN：万能控制网 络 图10－5 TDC-3000基本结构
图10－6 TDC-3000系统构成图
系统介绍 DHW（数据高速通道）是和TDC-2000系统兼容，被新的UCN取代 LCN遵循IEEE802.4通信标准，采用总线型通信网络，“令牌”传送协议。 应用模件AM完成UCN等网络模件不能完成的高级控制、复杂控制和多变量控制等。 历史模件HM存储各种数据 过程管理站PM是UCN的核心设备，主要用于工业过程控制和数据采集，有很强的控制功能和灵活的组态方式，还要丰富的输入/输出功能。
万能操作站US是系统的主要人机接口，具有三方面的功能：操作员属性功能、工程师属性功能和系统维护功能。 操作员属性功能包括： 过程操作显示 系统状态显示 系统功能显示 工程师属性功能 系统组态 建立数据点 建立画面显示 编写、编译、装载控制语言程序 报表、文件、等功能
系统维护功能 调出维护建议画面显示 调出相关信息画面显示 故障设备详细错误信息显示 过程连接装置状态显示
万能工作站UWS是系统的又一个人机接口，具有US的全部功能，主要为工程办公室管理设计的。功能有： 过程控制工程师功能 维护工程师功能 过程管理工程师功能
3、集散控制系统应用软件组态 （1）DCS硬件组态 DCS的硬件组态是根据系统规模及控制要求选择硬件，包括通信系统、人机接口、过程接口和电源系统的选择，DCS与下位设备及上位机通信接口的选择，上位机及DCS控制单元的选择等。
硬件组态时考虑的问题 满足系统要求时，选择性价比高的配置 考虑未来的扩展性 操作人员的易操作性 系统的可维护性
（2）DCS软件组态 DCS应用软件组态是在系统硬件和系统软件的基础上，用软件组态方式将系统提供的功能块连接起来达到过程控制的要求。 例如模拟控制回路的组态是将模拟输入卡与选定的控制算法连接起来，再通过模拟输出卡将控制输出的结果送到执行器。
应用软件组态方式： 直接经过DCS操作站组态 通过填写表格组态 利用PC机进行组态 组态的内容包括： 基本配置组态：给系统一个配置信息，如各种站的个数、其索引标准、各现场工作站的最大点数等
应用软件组态 数据库的生成、历史库的生成、图形的生成、报表生成和控制组态 画面组态 数据组态 报表组态 回路组态 操作级别 监督级、工程师级等