相信很多人都能對控制系統(tǒng)略知一二，但是什么是PLC,，DSC,，F(xiàn)CS呢？說完了基本概念,，再往前走估計就沒多少人能說清楚了,。今天來說說無聊的DC？

1 DCS的進(jìn)化史

一般認(rèn)為,，分析它們的特點和差異,，要回答兩個哲學(xué)問題。

1)你來自哪里,？2)你要去哪里,？

同樣，要想知道什么是DCS,，什么是分布式,，也離不開DCS的進(jìn)化史和發(fā)展方向。

接下來我們就從四次工業(yè)革命對過程工業(yè)控制系統(tǒng)的影響來談?wù)凞CS的演變和發(fā)展,。幫助大家對DCS有更深入的了解,。

在第一次工業(yè)革命，蒸汽時代,，自動控制只能執(zhí)行非常簡單的功能,。根據(jù)物理點計算，只有當(dāng)前的DI和DO才能實現(xiàn)：開和關(guān)的功能，即一臺機(jī)車的啟動和停止,。最多是在一些外圍機(jī)械設(shè)備的參與下,，實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)和簡單的速度控制。眾所周知的瓦特是公認(rèn)的蒸汽機(jī)的發(fā)明者,，但實際上蒸汽機(jī)的出現(xiàn)要比瓦特的誕生早得多,，最早的DCS也與蒸汽機(jī)有著密切的關(guān)系。為什么,？關(guān)于這個故事,，DCS高級工程師文啟子在易維通新推出的【4節(jié)課，DCS系統(tǒng)快速入門】中與大家分享,。

第二次工業(yè)革命,，電氣化時代，繼電器等電子設(shè)備的普及,，人們開始在現(xiàn)場控制一些大型設(shè)備,。和以前相比，改進(jìn)在于,，比如一個設(shè)備特別大,，我用本地控制就不用爬設(shè)備啟停了。后來人們覺得麻煩,，因為從一個設(shè)備跑到另一個設(shè)備進(jìn)行操作也很麻煩,。所以，把所有要控制的按鈕放在一個房間里,，然后安裝簡單的指示燈,。操作人員盯著顯示屏上的一大堆指示燈，準(zhǔn)備按動控制臺上的一排排啟停按鈕,。

在第三次工業(yè)革命的信息時代,，隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，控制系統(tǒng)不斷發(fā)展,，形成了成熟的集中控制系統(tǒng),。到現(xiàn)在，CCR(中央控制室)也可以稱為集中控制中心,。為什么后來又散了,？發(fā)現(xiàn)集中控制會出現(xiàn)很多問題,。當(dāng)點過于集中,，控制規(guī)模過大時，如果某個關(guān)鍵路徑(模塊)出現(xiàn)問題,，就可能造成大面積的控制癱瘓,。這是中央集權(quán)的通病，而且勢不可擋。因此,，人們考慮將硬件分散,，分布在控制區(qū)附近，增加操作員站,，保留CCR,。其中，操作員站處理現(xiàn)場具體事務(wù),，CCR監(jiān)督整個控制區(qū)域的聯(lián)系和協(xié)調(diào),。人還在控制室，但是整個系統(tǒng)運行更加穩(wěn)定,。

在第四次工業(yè)革命,，物聯(lián)網(wǎng)時代，人們做了很多完善的工作,，讓控制系統(tǒng)看起來越來越高,，有了更多的決策支持，更多的數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析,。因此,，許多功能，如OEE,，MES,，ERP…等。已添加,。

隨著物聯(lián)網(wǎng)時代的到來,，最近出現(xiàn)了一種新的控制系統(tǒng)：ICS?？傮w思路是系統(tǒng)功能化,，硬件模塊化，組織扁平化…

那組態(tài)和上下位機(jī)跟DCS有什么關(guān)系呢,？

分布式控制系統(tǒng)——DCS(distributed Control System),，因為DCS也是控制系統(tǒng)，所以遵循控制系統(tǒng)的基本形式,，有上下位機(jī),，也需要軟硬件配置。分布式是指DCS這種控制系統(tǒng)的特點和差異化,。

因此,，如果我們想了解什么是分布式控制系統(tǒng)，我們應(yīng)該從分布式的特點開始,。

此外,，為了提高通信效率,，通過改進(jìn)進(jìn)化出了新的race FCS(Fildebus Control System)。意味著你不得不給每一個控制組織分配一個類似通訊員的角色進(jìn)行溝通,，但是組織過于臃腫,，團(tuán)隊過于龐大，導(dǎo)致效率低下,。于是取消了一對一的通信,，大家通過一個指定的機(jī)構(gòu)完成所有的通信工作，這個機(jī)構(gòu)就是現(xiàn)場總線,。

首先,，我們可以明確一點，DCS是一個有著悠久歷史的典型控制系統(tǒng),?？刂葡到y(tǒng)分為上位機(jī)和下位機(jī)。上位機(jī)的配置強(qiáng)調(diào)GUI(圖形用戶界面),，下位機(jī)的配置強(qiáng)調(diào)算法,。

有朋友可能會問什么是組態(tài)？

其實配置就是搭建系統(tǒng)軟硬件環(huán)境,。簡單來說,，配置就是把現(xiàn)有的簡單功能和更復(fù)雜的功能結(jié)合起來。

那上下位機(jī)又是什么呢,？

比如,，想象自己開發(fā)一個控制系統(tǒng)。首先要做的是告訴計算機(jī)它想做什么,，然后計算機(jī)通知控制器,，最后控制器告訴執(zhí)行器做什么。其實我在這里只跟電腦說話,。這里的計算機(jī)是上位機(jī),，接收計算機(jī)指令的控制器是下位機(jī)。

其實計算機(jī)和控制器本質(zhì)上都是計算機(jī),，只是外在表現(xiàn)形式,、應(yīng)用環(huán)境、編程方式的不同,，導(dǎo)致我們采用了一些通俗易懂的命名方式,。上位機(jī)需要與人交互，所以強(qiáng)調(diào)GUI,。有顯示器或觸摸屏,、鼠標(biāo)、鍵盤燈等人機(jī)交互設(shè)備,。下位機(jī)要和執(zhí)行機(jī)構(gòu)交互,，所以偏重算法。人要把需求寫成可執(zhí)行的程序,，下載到下位機(jī),。上位機(jī)給出的指令觸發(fā)下位機(jī)執(zhí)行程序。下位機(jī)更像是一個黑匣子,。在執(zhí)行過程中,，人無法直觀地看到每一個過程和步驟，只能分析結(jié)果,，看對不對,。

2集散控制系統(tǒng)的系統(tǒng)組成

上面說了DCS的進(jìn)化史，朋友們會問,，現(xiàn)在DCS的基本形式和組成是怎樣的,？相信下圖可以直觀的說明DCS是什么，是用來做什么的,。

比如因為某種工藝的需要,，水箱的水位需要保持在一定的范圍內(nèi)。當(dāng)水箱水位波動較大,，超過這個范圍時,，可以選擇去現(xiàn)場手動調(diào)節(jié)控制水位的閥門，也可以通過DCS發(fā)出指令進(jìn)行調(diào)節(jié),。

如下圖所示,，DCS相當(dāng)于大腦，對眼睛看到的情況(即現(xiàn)場檢測儀表發(fā)出的信號,，如水位降低)做出反應(yīng)(即發(fā)出指令,，如加大進(jìn)水閥開度)，現(xiàn)場執(zhí)行設(shè)備收到指令后采取相應(yīng)的動作(如加大進(jìn)水閥開度,，保持水位在一定范圍內(nèi)),。

PLC和DCS在工業(yè)自動化控制中發(fā)揮著重要作用，工業(yè)自動化控制是國家工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的核心,。以及PLC在工業(yè)控制各個方面的不斷升級和完善,，已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)制造中不可或缺的工具。