工业自动化革命

陈娜

摘 要：所谓计算机控制，事实上就是在工业生产自动化的过程中，将计算机技术应用其中，这是一门综合性较强的技术科学。Distributed Control System，简称DCS，中文为集成控制系统，是计算机控制系统的结构形式之一。集成控制系统掀起了整个工业自动化的巨大变革。

关键词：计算机控制；自动化；DCS

DCS，中文为集成控制系统，是计算机控制系统的结构形式之一。集成控制系统掀起了整个工业自动化的巨大变革。计算机技术与自动控制理论是DCS控制的技术基础，DCS控制的关键是自动控制理论，在DCS自动控制发展的过程中，计算机技术也发挥了积极的作用。

对计算机的控制系统而言，存在很多不同的机构形式，DCS系统是其中之一。

一、计算机控制系统的相关概述

1.计算机控制系统介绍

计算机控制，事实上就是在工业生产自动化的过程中，将计算机技术应用其中，这是一门综合性较强的技术科学。对于计算机的控制来说，其有相当广泛的应用空间，而从另一个角度来看，对于计算机的应用来说，工业自动化也是比较关键的领域；而从自动化的角度出发，计算机控制系统可以说是一种用于实现的主要手段。

2.关于计算机控制系统的一系列分类

对计算机控制系统进行研究，有必要对其控制的生产过程进行了解，根据其生成中对工艺的不同要求，与复杂程度的不同，相应的计算机系统设计员可以根据具体情况运用合适的控制方案。下面，可以从系统构成与控制的目的出发，注重对类型不同的几个控制系统进行介绍。

（1）数据采集系统（DAS）

Data Acquisition System，简称DAS，译成中文为数据采集系

统，这一类型是在生产中应用的最基本，同时也是最早的计算机系统。

（2）操作指导控制系统（OGC）

Operation Guide Control，简称OGC，译成中文为操作指导控制系统，这一系统以DAS系统为基础，开发出的开环系统，计算机按照具体的工艺要求与其搜集到的系统数据，从而计算出相对有效的操作条件，在操作的过程中，计算机并不直接讲控制生产的过程输出，而是现将其显示、打印，具体的操作员可以根据这些数据来改变相应控制器的操作执行器或者给定值、最终实现预期的操作指导作用。很明显，这是一种计算机离线的最有效的控制形式。

（3）直接数字控制系统（DDC）

Direct Digital Control，简称DDC，译成中文为直接数字控制系统，本系统是利用一台计算机，就能够在对很多被控制的参数进行数据采集工作，此外，还可以按照预定的控制规律，完成一些实时的决策，并且将控制的信号从过程输出通道发出来，从而完成生产过程中的有效闭环控制。而且为了实现更方便的操作，直接数字控制系统为此直接配备了包括报警、显示及给定等一系列功能的控制平台。

（4）分散控制系统（DCS）

现阶段，我国企业的生产规模、信息量都在不断的扩大，在这期间管理与控制之间的关系也在不断密切。分散控制系统也可以成称之为集散式或者分布式的控制系统。

二、DCS控制系统的一般性特征

1.分散性和集中性

DCS硬件采用的都是积木式道德机构，这种硬件结构大致相当于儿童寂寞的结构，可以更加灵活地配置各类大小的系统。除此之外，也可以按照具体的企业的生产要求與财力，对系统进行进一步拓展，从而完成系统配置的改变。而DCS的软件则采用的是模块样式的结构，并提供各种类型的模块，并且可以用灵活的方式构成复杂或简单点的多种类型的系统。此外，也可以按照流程或者生产工艺的变化，进而对计算机控制系统进行修改，在控制系统容量允许的情况下，这样只需要一般的组态就能够形成全新的系统控制方案，而不用对硬件的配置进行改变。

2.可靠性和适应性

DCS特有的分散性能够将系统的危险分散，进而实现整个系统的可靠性的提高。DCS系统大量地采用了一些冗余技术，例如：I/O板、电源、控制站主机以及通信网络等都能够实现双重化，此外，还可以采用热备份的方法，对存在的故障进行自动检查，在发现故障的情况下是够实现第一时间的自动切换。DCS系统安装了大量的系统维护、故障诊断等相关软件，对操作系统中的软件与硬件存在的故障进行检查，对存在的故障运用技术手段进行屏蔽，将故障带来的影响降到最低。DCS系统的电子元器件都具备很高的性能、一系列的抗干扰技术、以及高超的技术工艺，在先进技术的保障下，DCS具备对恶劣工作条件良好的适应能力。此外，其设备的安装位置也能够适应装置位置的不同，从而最大程度上达到生产要求。DCS系统具备的功能都可以满足现阶段生产过程的管理与控制需求。

3.先进性和继承性

DCS技术是4C（通信、控制、计算机、屏幕控制）技术的一种综合，在“4C”技术发展的过程中，DCS技术也得到了相应的发展，可以这样理解，在硬件上，DCS系统运用的是较为先进的屏幕显示、通信网络与计算机；而软件上，则采用了更为先进的数据库、操作系统、算法语言与网络管理技术；DCS系统自设计至今，换代更新的速度都非常快。当DCS技术被更新以后，上一代DCS将成为更新后的系统的子系统，并继续工作。前后两代DCS能够实现信息的传递与共享。

4.自治性和协调性

所谓自治性，指的是DCS系统中的所有计算机都能够保持独立的完成工作。例如，工程控制站能够独立的对信号进行包括输入、运算、控制与输出在内的每一个过程；操作员站也可以独立地进行管理、控制与监视；而工程师站的独立表现在组态功能上表现，组态的形式可以是在线，也可以是离线形式的。此外，甚至可以完成在其他的计算机上进行组态，只要保证组态软件是兼容的，在组态文件形成以后，将其装入DCS上运行。

协调性是指DCS系统中的所有计算机都要和通信网络相连，实现相关信息的实时传送，进行协调的工作，最终实现整个系统的功能。DCS系统协调与自治、集中与分散是互补的，并不对立。在DCS系统中，所谓分散，是指在协调基础上的分散，所有分散状态下的设备都必须要在统一而协调的基础上自主的完成工作，从而形成统一的一个整体。也正是由于这种集中而分散、协调而自治的设计理念与算则，才能够保证DCS系统的迅速发展，最终用更人性化的技术满足不同用户的需要。

|编辑 温雪莲