《集散控制系统》课件-【概述】2、集散控制系统的发展史

CHEMICALAUTOMATIONCHEMICALAUTOMATION主讲人：冯晓玲集散控制系统DISTRIBUTEDCONTROLSYSTEM主讲人：冯晓玲HistoryofDCSHistoryofDCS集散控制系统的发展史集散控制系统的发展史初创期成熟期扩展期新一代初创期1生产过程PCU:过程控制单元DAU:数据采集单元OS:操作员站DHW:数据高速通路第一代DCS基本结构图初创期第一代DCS1975——1980年间出现的第一批系统代表产品Honeywell公司的TDC-2000系统Yokogawad（横河）的Yawpark系统Foxboro的Spectrum系统PCUPCUPCUDAUOSOSOSOSDHW应用范围受到非常大的限制。成本比较高——成本是超利润的，也叫超利润时期；整体功能更接近于旧的仪表控制系统——只在控制站上革新；人机界面相对较弱——监控站、操作站得到的信息有限；系统的设计重点还是现场的控制站，也是就PCU控制单元。主要特点成熟期2特点成熟期1980年——1985年推出第二代DCS逐渐开始成熟LAN:局域网ES:工程师站OS：操作员站DCSI:第一代DCSPCS:过程控制站SCS:监控计算机站GW:网间连接器PLC:可编程逻辑控制器

第一代DCS基本结构图OSOSOSESSCSLANPCSPCSPCS生产过程GWGWDCSIPLC引入了局域网（LAN）作为系统骨干增加了顺序控制、逻辑控制功能代表产品Honeywell公司的TDGC-3000系统Fisher公司的PORVOX系统Taylor公司的MOD300系统不同厂家之间还是没有统一的标准化——数据信息无法交换共享；越来越多的厂家参与到DCS的生产竞争中——价格逐渐下降；人机界面强大起来——操作员可以通过显示技术得到更多信息；从用户的角度看，DCS仍是成本较高、运行维护较难的系统。扩展期3PCS:过程控制站AI：模拟量输入DO:数字量输出IOBUS:输入输出总线SCS:监控计算机站第三代DCS基本结构图PCU:过程控制单元DI:数字量输入OS:操作员站CNET:控制网络CG:计算机网关IOU:输入输出单元AO:模拟量输出ES:工程师站

MNET:生产管理网络MMC:生产管理计算机扩展期DCS发展到第三代1987——1990年间推出MNET采用了ISO标准的MAP（制造自动化规约）网络。特点CNETPCSIOBUSIOU直接控制层操作监控层生产管理层MMCMMCMMCMMCCG2OSOSESSCSCG1PCUPCUAIDOAODIIOU生产过程第三代DCS在功能上实现了进一步扩展增加一个生产管理层，形成了直接控制、监督控制、协调优化上层管理功能的三层结构。DCS逐步成为大众产品。逐步取代仪表控制系统，成为主流产品。新一代DCS4FBI:现场总线接口TT:温度变送器OS：操作员站CG:计算机网关H1:低速现场总线PT:压力变送器ES:工程师站LAN:局域网

新一代DCS（FCS）基本结构图OSOSESSCSCGILANFBI1FBI2FBI3H1H1现场总线FTTTPTVPTVF1-121T1-122P1-123PID-124FO-125P1-231PID-232FO-233FT:流量变送器V:调节阀SCS:监控计算机站

直接控制层（现场控制层）操作监控层新一代DCS与第三代DCS对比优势低成本的信号传输方式，适合于数量庞大的传感器连接。工业上大多数企业还是用第三代。现代，不是所有企业都使用新一代DCS（FCS总线）；只有所有仪表都真正完成全数字化的变革，才可以认为控制系统真正完成从仪表到计算机的换代过程。发展趋势5客观的评价（一）好的一面不好的一面现场信号的检测、传输与控制还是保留了与常规仪表相同的方式，即以4～20mA模拟方式传输。存在的问题是：同时由于各DCS开发商生产自己的专用平台，使得：传统DCS基于模拟仪表，模拟仪表的单一功能使得：问题一过程监控站仍是集中的；（半分散）问题二精度低、动态补偿能力差、无自诊断功能；问题三不同厂商的DCS之间不兼容、互操作性差。随着计算机技术的发展及其在工业控制系统中的应用，DCS表现出十分优越的性能，将工业过程自动化提高到一个新的水平。发展方向（二）向开放式系统发展（针对问题3）智能变送器、远程I/O和现场总线的发展，进一步使现场测控功能下移分散（针对问题1）DCS、PLC、PCCS相互渗