DCS 和FCS的发展

一． 自动控制系统（用于过程控制）的发展历史

50年前，过程控制是基于3～15psi的气动信号标准的基地式气动控制仪表系统（PCS，Pneumatic Control System），即第一代过程控制体系结构；基于模拟电流信号标准0～10mA(4～20 mA)的电动单元组合式模拟仪表控制系统（ACS，Analogous Control System），即为第二代过程控制体系结构；20世纪70年代，由于使用了数字计算机，从而产生了集中式数字控制系统（CCS，Computer Control System），即第三代过程控制体系结构；20世纪80年代，微处理机的出现和应用，从而产生了分布式控制系统（DCS，Distributed Control System），即第四代过程控制体系结构；20世纪90年代，现场总线技术的出现产生了新的一代过程控制体系结构，即现场总线控制系统 (FCS, Fieldbus Control System)。

二． 集散控制系统（DCS）的优点和缺点AFV30D-S411E1

从上个世纪八十年代开始，集散控制系统（DCS，也有翻译为分散控制系统、分布式控制系统）在过程控制领域占据了主导地位。DCS系统的核心思想是集中管理、分散控制、风险分散，即管理与控制相分离，上位机用于集中监视管理功能，若干台下位机下放分散到现场实现分布式控制，各上下位机之间用控制网络互连以实现相互之间的信息传递。因此，这种分布式的控制系统体系结构有力地克服了集中式数字控制系统中对控制器处理能力和可靠性要求高的缺陷。

DCS经历了初创（1975~1980年）、完善（1980~1985年）、成熟（1985~1995年）、扩展（1995年以后）几个发展时期，在控制功能完善、信息处理能力、速度及组态软件等方面取得令人瞩目的成就，已经成为计算机控制系统的主流，目前已发展到第四代产品。当今几乎每个发达国家都有自己品牌的DCS，生产厂家100多家，已销售几万台（套）。目前代表性的厂家有ABB、ABB Bailey、Siemens、Westinghouse、Honeywell、Foxboro 等等AFV30D-S411E1。

但是，由于历史和技术的原因，DCS系统也存在一些缺点，主要有以下几点：

（1） 系统开放性不够

从DCS系统刚刚被开发出来投入商业应用，不同的DCS生产厂家为达到垄断经营的目的，在开发DCS控制通讯网络时采用各自专用的封闭形式，不同厂家的DCS系统之间、以及DCS与上层Intranet、Internet信息网络之间难以实现直接方便的网络互连和信息共享。因此从该角度而言，集散控制系统是一种封闭专用的、不具可互操作性的控制系统AFV30D-S411E1。

（2） I/O信号传输方式为非数字式

DCS系统采用常规仪表，传输4～20mA模拟信号，然后再通过I/O模块进行数字转换。4～20mA模拟直流回路只能在一根两芯电缆中单向传输一个参数。所以，4～20mA这种信号标准已成为当前控制系统发展的主要瓶颈。为解决这一问题，在现场设备和控制系统之间，需要一种全数字化的、双向、多变量的通信规程，来代替正在流行着的4～20mA单变量、单向模拟传输方式。

（3） 控制功能分散程度不够 AFV30D-S411E1