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第七講 DCS的基本結構和PLC的區別
DCS為分散控制系統的英文（TOTAL DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM）簡稱。指的是控制危險分散、管理和顯示集中。60年代末有人研制了作邏輯運算的可編程序控制器（Programmable Logic Controller）。簡稱PLC。主要應用于汽車制造業。70年代中期以完成模擬量控制的DCS推向市場，代替以PID運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，當時主要應用于化工行業。后又有計算機行業從事DCS的開發。
KS1-01*B KS10-01*A KS9-01*B KS4-01*A KS3-01*A KS2-01*B KS8-02*B
KS1-02*B KS10-02*A KS9-02*B KS4-02*A KS3-02*A KS2-02*B KS8-05*B
KS1-03*B KS10-03*A KS9-03*B KS4-03*A KS3-03*A KS2-03*B
KS1-05*B KS10-05*A KS9-05*B KS4-05*A KS3-05*A KS2-05*B
KS1-07*B KS10-07*A KS9-07*B KS4-07*A KS3-07*A KS2-07*B
KS1-10*B KS10-10*A KS9-10*B KS4-10*A KS3-10*A KS2-10*B
KS1-15*B KS10-15*A KS9-15*B KS4-15*A KS3-15*A KS2-15*B
KS1-20*B KS10-20*A KS9-20*B KS4-20*A KS3-20*A KS2-20*B
70
年代微機技術還不成熟，計算機技術還不夠發達。操作站、控制器、I/O板和網絡接口板等都是DCS生產廠家自行開發的，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。如用小型機既作為控制器、同時把連接小型機的CRT又作為顯示設備（即人機界面）。一臺小型機需接收幾千臺變送器或別的傳感器來的信號，完成幾百個回路的運算。很顯然其危險有點集中。和模擬儀表連接的電纜一樣多，并且一旦小型機壞了，控制和顯示都沒有了。數字控制沒有達到預期的目的。
后有人提出把控制和顯示分開。一臺計算機完成控制計算任務，另一臺計算機完成顯示任務。另外，一個工藝過程作為被控對象可能需要顯示和控制的點很多，其中有一些還需要閉環控制或邏輯運算，工藝過程作為被控對象的各個部分會有相對獨立性，可以分成若干個獨立的工序，再把在計算機控制系統中獨立的工序上需要顯示和控制的輸入、輸出的點分配到數臺計算機中去，把原來由一臺小型機完成的運算任務由幾臺或幾十臺計算機（控制器）去完成。其中一臺機器壞了不影響全局。所謂“狼群代替老虎”的戰術，這就是危險分散的意思。把顯示、操作、打印等管理功能集中在一起，用網絡把上述完成控制和顯示的兩部分連成一個系統。當時有人把這種系統稱為集散系統。
危險究竟要分散到多少算合適呢？這與當時的計算機技術的發展水平有關。70年代中期，徹底分散就是一個控制器完成一個回路的運算。當時由于人們對數字技術不太熟息，習慣于模擬儀表，70年代末、80年代曾經風行回路控制器，把數字控制器做成和原來模擬儀表在外觀上幾乎完全一樣，不改變操作習慣 ，內部把PID運算數字化。一塊儀表（一臺計算機）完成一個回路的控制任務。其價格較為昂貴，但危險是分散了。然后用通訊網絡把各個控制器和以CRT為基礎的人機界面連成一個系統。這時網絡結構通常都是星形結構。回路的控制器的制作成本太高，價格/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， 它的價格/性能比稍好一些。對于一個大中型系統來說，DCS的價格/性能比比回路控制器組成的系統要好。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，如一個控制器采集幾千點、完成幾百個回路的運算，危險又太集中。在這種情況下，危險必需分散。隨著計算機技術的發展，計算機的運算能力、存儲容量和可靠性不斷提高，一臺計算機所完成的任務也可以增加。完成的任務也可集中一點。另外，控制器、網絡等冗余技術也得到了發展，控制運算也可集中一些。
從目前的DCS來看，一個控制器完成幾十個回路的運算和幾百點的采集、再加適量的邏輯運算，經現場使用，效果是比較好的。這就產生控制器升級的問題了。有時控制器和檢測元件的距離還是比較遠，這就促進現場總線的發展。如CAN、LOONWORKS、FF等現場總線，以及HART協議接收板等都用到DCS系統中。
DCS分為三大部分，帶I/O板的控制器、通訊網絡和人機界面（HMI）。由I/O板通過端子板直接與生產過程相連，讀取傳感器來的信號。I/O板有幾種不同的類型，每一種I/O板都有相應的端子板。
