DCS基础术语解释.docx

1 什么是 DCS？DCS 是分布式控制系统的英文缩写（Distributed Control System），在国内自控行业又称之为集散控制系统。DCS 是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物。DCS 通常采用若干个控制器（过程站）对一个生产过程中的众多控制点进行控制，各控制器间通过网络连接并可进行数据交换。操作采用计算机操作站，通过网络与控制器连接，收集生产数据，传达操作指令。因此，DCS 的主要特点归结为一句话就是：分散控制集中管理。DCS 系统从结构上划分，DCS 包括过程级、操作级和管理级。过程级主要由过程控制站、I/O 单元和现场仪表组成，是系统控制功能的主要实施部分。操作级包括：操作员站和工程师站，完成系统的操作和组态。管理级主要是指工厂管理信息系统（MIS 系统），作为 DCS 更高层次的应用，目前国内纸行业应用到这一层的系统较少。2 什么是 I/O 点？在自动化控制系统中，I/O 点是最经常听到的一个术语。它是指输入/输出点，I 代表 INPUT，指输入，O 代表 OUTPUT，指输出。输入/输出都是针对控制系统而言，输入指从仪表进入控制系统的测量参数，输出指从控制系统输出到执行机构的参量，一个参量叫做一个点。一个控制系统的规模有时按照它最大能够控制的 I/O 点的数量来定的。3I/O 信号是如何分类的？常用的 I/O 信号一般分为：AI、AO、DI 和 DO。AI-模拟量输入信号；AO-模拟量输出信号；DI-数字量输入信号；DO-数字量输出信号。4 什么是 I/O 单元？通常，一个过程控制站是有几个机架组成，每个机架可以摆放一定数量的模块。CPU 所在的机架被称为 CPU 单元，同一个过程站中只能有一个 CPU单元，其他只用来摆放 I/O 模块的机架就是 I/O 单元。5 什么是开关量和模拟量？在控制系统中，另一个常见的术语就是模拟量和开关量。不论输入还是输出，一个参数要么是模拟量，要么是开关量。模拟量指控制系统量的大小是一个在一定范围内变化的连续数值，比如温度，从 0-100 度，压力从0-10MPA，液位从 1-5 米，电动阀门的开度从 0-100%，等等，这些量都是模拟量。而开关量指该物理量只有两种状态，如开关的导通和断开的状态，继电器的闭合和打开，电磁阀的通和断等等。对控制系统来说，由于 CPU 是二进制的，数据的每位有“0”和“1”两种状态，因此，开关量只要用 CPU 内部的一位即可表示，比如，用“0”表示开，用“1”表示关。而模拟量则根据精度，通常需要 8 位到 16 为才能表示一个模拟量。最常见的模拟量是 12 位的，即精度为 2-12，最高精度约为万分之二点五。当然，在实际的控制系统中，模拟量的精度还要受模拟/数字转换器和仪表的精度限制，通常不可能达到这么高。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，系统可以通过特殊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。在极端情况下，一些系统会考虑全系统冗余，即还包括 I/O 冗余。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 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。我公司目前采用的DCS 系统有很好的开放性。9 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。10 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）和PROFIBUS 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，这种结构已经成为 DCS 发展的趋势。