青島凌峰自動化工程有限公司總結DCS發展概述
DCS是分布式控制系統的英文縮寫(Distributed Control System)，在國內自控領域又稱為集散控制系統。
集散控制系統(DCS)是一種以微處理器為基礎的分散型綜合控制系統，DCS系統綜合了計算機技術、網絡通訊技術、自動控制技術、冗余及自診斷技術，采用了多層分級的結構，適用現代化生產的控制與管理需求，目前已成為工業過程控制的主流系統。集散控制系統把計算機、儀表和電控技術融合在一起，結合相應的軟件，可以實現數據自動采集、處理、工藝畫面顯示、參數超限報警、設備故障報警和報表打印等功能，并對主要工藝參數形成了歷史趨勢記錄，隨時查看，并設置了安全操作級別，既方便了管理，又使系統運行更加安全可靠。
DCS在控制上的大特點是依靠各種控制、運算模塊的靈活組態，可實現多樣化的控制策略以滿足不同情況下的需要，使得在單元組合儀表實現起來相當繁瑣與復雜的命題變得簡單。隨著企業改革的高柔性、高 效益的要求，以經典控制理論為基礎的控制方案已經不能適應，以多變量預測控制為代表的控制策略的提出和成功應用之后，過程控制受到了過程工業界的普遍關注。
需要強調的是，廣泛應用各種控制與優化技術是挖掘并提升DCS綜合性能有效、直接、也是具價值的發展方向。儀表技術向數字化、智能化、網絡化方向發展工業控制設備的智能化、網絡化發展，可以促使過程控制的功能進一步分散下移，實現真意義上的“全數字”、“全分散”控制。另外，由于這些智能儀表具有的精度高、重復性好、可靠性高，并具備雙向通信和自診斷功能等特點，致使系統的安裝、使用和維護工作更為方便。
DCS被譽為現代工業的“大腦”和“神經中 樞”，國防裝備、石油石化、核電、電網等很多重要領域，都要依靠它去指揮運轉。然而，過去很長一段時間里，我國工業自動化控制系統被ABBQ、西門子、霍尼韋爾等國際所壟斷。當重要工業“大腦”受制于人，國家安全勢必遭受大威脅。
近年來，國際上電力網絡攻擊事件頻發，造成設施損毀、大規模停電，甚至社會動蕩。DCS是火電機組的“神經中 樞”，其核心軟硬件嚴重依賴歐美等國，存在重大安全隱患和斷供風險，嚴重威脅我國電力生產安全。然而，目前我國核心元器件和基礎軟件產業仍處于起步階段。實現DCS國產化，構建自主創新體系，是關系我國電力生產和國計民生重大戰略選擇。DCS國產化關鍵在于軟硬件的國產化，核心在于電子元器件的自主研制與基礎軟件的內核自主可控。
國產品牌DCS起步較早。1981年開始我國企業開始逐步推廣使用DCS。1985年是國產工控行業的起步之年，上海新華控制技術(集團)有限公司成立，主要深耕于火電控制行業。1993年，浙江中控技術股份有限公司(浙江中控)、南京科遠自動化集團股份有限公司(科遠自動化)、杭州和利時自動化有限公司(和利時)先后成立，分別推出了國產化DCS，拉開了我國DCS國產化的序幕。
目前國內發電行業所使用的DCS分為進口和國產品牌。進口品牌DCS主要有:EMERSON公司OVATION及WDPF系統、ABB公司SYMPHONY及AC800系統、西門子公司T2000及T3000系統、施耐德I/A'S系統和GE公司新華OptimumC系統等。國產品牌DCS有科遠股份NT6000系統、國核自儀NuCONN200系統、國電智深EDPF-NT系統、上海新華TiSNetPAC系統、和利時HOLLiASMACS系統、浙江中控ECS-700系統和四方繼保CSPA-2000系統等。
據不統計，進口品牌DCS在國內火電市場300MW、600MW、1000MW等級機組的占有率分別約為45%~50%、80%、75%，其中600MW等級機組大規模建設時國產品牌DCS尚不成熟，因此600MW機組進口DCS占有率高于1000MW。國產品牌DCS主要應用于300MW及以下機組，占比約50%左右，600MW及以上機組占比在20%~25%。
無論國產或合資品牌DCS，硬件方面，其使用的處理器(CPU)、模數轉換器/數模轉換器(ADC/DAC)、微控制單元(MCU)、現場可編程門陣列(FPGA)和千兆物理接口收發器(PHY)等核心元器件均采用進口產品，嚴重依賴國外廠商。軟件方面，DCS上位機、下位機應用軟件均具有自主知識產權，但其多基于進口操作系統自主開發，DCS上位機應用軟件、現場總線軟件基于Windows系統開發，控制器嵌入式操作系統、上位機桌面操作系統、數據庫等關鍵軟件須獲國外廠商。
目前，已有多家生產廠家，通過自主可控系統研發，器件選擇、測試、現場試用，不斷的篩選迭代，逐步完成了元器件的國產化替代，控制系統軟件向Linux平臺的遷移，實現了軟件的全部自主可控。
DCS集散控制系統一般由五部份構成:控制器;I/O板;操作站;通訊網絡;圖形及編程軟件，以下分別進行介紹:
1.控制器:DCS集散控制系統的控制器主要由CPU、ROM、RAM、E2PROM、地址設定開關等部件組成。Cpu既處理器，主要功能有:程序控制、操作控制、時序控制、數據加工，是DCS控制器的大腦;ROM、RAM、E2PROM三者都是內存，區別在功能上不同。ROM是只讀內存，RAM可隨機讀寫，而串行E2PROM是可擦除可寫入的存儲器，三者視功能選擇;地址設定開關有很多種，比如像光地址設定開關、無線遙控地址設定開關、流量設定開關等，視功能選擇不同的地址開關。
2.I/O板: I/O是input/output的縮寫，即輸入輸出端口。I/O板有很多通信端口，像我們常用的RS485、RS232、RJ45、USB等通信端口。每個設備都有一個專用的I/O地址，用來處理輸入輸出信息。I/O板時是的用來處理輸入輸出信息的功能模塊。
3.操作站:DCS集散控制系統的操作站位于控制站的上層，通過數據通信與下位機各站點交換信息。操作站的人機界面都配有全局圖畫和局部畫面。它便于工作人員對生產過程從全局到局部的集中監控和操作。根據用戶的設計需求來設計方便工作人員管理的流程圖。
4.通訊網絡:DCS系統的通訊網絡是建立在計算機技術和和網絡通訊技術的基礎之上的，是DCS集散控制系統的重要支柱。DCS網絡以網絡節點為Z小單位，源節點對數據進行編碼，通過傳輸介質(像光纖、雙絞線的通訊電纜)傳輸到目標節點。因此傳輸介質、通訊協議和網絡結構三者對DCS通訊網絡的構成起主 導作用。
5.圖形及編程軟件:DCS傳統的上位機控制界面系統一般都是用圖形化編程軟件來實現的，每種編程軟件都有自己的功能模塊和圖庫，如FIX7.0來對工藝流程來進行編程組態。
