目前，在连续型流程生产自动控制（PA）或习惯称之为工业过程控制中，有三大控制管理系统，即DCS（分散控制管理系统）、PLC（可编程逻辑控制器）和FCS（现场总线控制管理系统）。
DCS集散控制管理系统（Distributed Control System）是20世纪70年代中期发展起来的以微处理器为基础的分散型计算机制系统。它是控制技术（Control）、计算机技术（Computer）、通信技术（Communication）、图形显示（Display）相结合的产物．该装置是利用计算机技术对生产的全部过程进行集中监视、操作、管理和分散制的一种全新的分布式计算机控制系统。
DCS为“分布式控制系统”。由于产品生产厂商众多，系统模块设计不完全一样，功能和特点各具千秋，所以，对产品的命名也各显特色。国内在翻译时，也有不同的称呼：
对DCS进行进行离线的配置、组态工作和在线的系统监督、控制、维护的网络接点。
主要功能：提供对DCS进行组态，配置工作的工具软件，并在DCS在线运行时实时地监视DCS网络上各个节点的运作情况，使系统工程师能够最终靠工程师站及时作出调整系统配置及一些系统参数的设定，使DCS随时处在最佳的工作状态之下。
主要功能：为系统的运行操作人员提供人机界面，使操作员能够最终靠操作员站及时了解现场运作时的状态、各种运行参数的当前值、是否有不正常的情况发生等，并可通过输入设备对工艺过程来控制和调节，以保证生产的全部过程的安全、可靠、高效、高质。
现场控制站是DCS的核心，对现场I/O处理并实现直接数字控制（DDC）功能的网络节点。
系统主要的控制功能由它来完成，系统的性能、可靠性等重要指标也都要依靠现场控制站保证。其设计、生产及安装都有很高的要求，分散控制管理系统中的主要任务执行者。
系统网络是连接系统各个站的桥梁。由于DCS是由各种不同功能的站组成的，这些站之间必须实现有效的数据传输，以实现系统总体的功能。
系统网络的实时性、可靠性和数据通信能力关系到总系统的性能，特别是网络的通信规约，关系到网络通信的效率和系统功能的实现。DCS得以实现的技术关键。
基本构成是由现场级、控制级、监控级、管理层四级构成。现场级最重要的包含各种过程通道卡件或者模块；控制级包括所有的过程站；监控级包括工程师站、操作员站、历史站和打印机等附属设备；管理级包括管理计算机。
四层中间相应的通信网络由控制网络（Cnet）、监控网络（Snet）、管理网络（Mnet）三层网络结构。
现场级设备一般位于被控生产的全部过程的附近。典型的现场级设备是各类传感器、变送器和执行器，它们将生产的全部过程中的各种物理量转换为电信号。
例：将 4—20mA的电信号（一般变送器）或符合现场总线协议的数字信号（现场总线变送器），送往控制站或数据采集站进行，将控制站输出的控制量（4－20mA的电信号或现场总线数字信号）转换成机械位移，带动调节机构，实现对生产的全部过程的控制。
目前现场级的信息传递有三种方式。一种是传统的 4－20mA（或者别的类型的模拟量信号）模拟量传输方式；一种是现场总线的全数字量传输方式；一种是在4－20mA模拟量信号上，叠加上调制后的数字量信号的混合传输方式。
控制级主要由现场控制站和数据采集站构成。一般在电厂中，把现场控制站和数据采集站集中安装在位于主控室后的电子设备室中。
现场控制站接收由现场设备，如传感器、变送器来的信号，按照一定的控制策略计算出所需的控制量，并送回到现场的执行器中去。现场控制站可以同时完成连续控制、顺序控制或逻辑控制功能，也可能仅完成其中的一种控制功能。
数据采集站与现场控制站类似，也接收由现场设备送来的信号，并对其进行一些必要的转换和处理之后送到分散型控制管理系统中的其它部分，主要是监控级设备中去。
数据采集站接收大量的过程信息，（版权所有）并通过监控级设备传递给运行人员，数据采集站不直接完成控制功能，这是它与现场控制站的主要区别。 电子间一般不再独立设置，更多为远程I/O站。
监控级的主要设备有操作员站、工程师站、历史站和计算站等。操作员站安装在中央控制室，工程师站、历史站和计算站一般安装在电子设备室。
操作员站是运行员与分散控制管理系统相互交换信息的人机接口设备。运行人员通过操作员站来监视和控制整个生产的全部过程，运行人能在操作员站上观察生产的全部过程的运作情况，读出每一个过程变量的数值和状态，判断每个控制回路是否工作正常，并能随时进行手动/自动控制方式的切换，修改给定值，调整控制量，操作现场设备，以实现对生产的全部过程的干预。
另外操作员站还可以打印各种报表，拷贝屏幕上的画面和曲线等。为实现以上功能，操作员站是由一台具有较强图形处理功能的微型机，及相应的外部设备组成，一般配有大屏幕显示器、大屏幕显示装置、打印机、键盘、鼠标或球标。
工程师站是为了控制工程师对分散控制管理系统进行配置、组态、调试、维护所设置的工作站。
工程师站的另一个作用是对各种设计文件进行归类和管理，形成各种设计文件，例如，各种图纸、表格等。工程师站一般由PC机配置少数的外部设备所组成，例如打印机、绘图机等。
历史站的主要任务是存储过程控制的实时数据，实时报警，实时趋势等与生产紧密关联的数据，用来进行事故分析，性能优化计算，故障诊断等；
也可以通过历史站实现与外部网络的接口，使外部网络不直接访问DCS监控网络就能够得到所需要的数据，即保证了开放性，又保证了安全性。
管理级包含的内容较为广泛，一般来说，它可能是一个发电厂的厂级管理计算机，也可能是若干个机组的管理计算机。它所面向的使用者是厂长、经理、总工程师、值长等行政管理或运行管理人员。
厂级管理系统的主要任务是监测企业各部分的运作情况，利用历史数据和实时数据预测有几率发生的各种情况，从企业全局利益出发辅助企业管理人员进行决策，帮企业实现其规划目标。
对管理计算机的要求是：能够对控制管理系统做出高速反应的实时操作系统及数据库。
大量数据的高速处理与存储，能够连续运行可冗余的高可靠性系统，能够长期保存生产数据，并且具有优良的、高性能的、方便的人机接口，丰富的数据库管理软件，过程数据收集软件，人机接口软件以及生产管理系统生成等工具软件，实现整个工厂的网络化和计算机的集成化。
实时监控是全厂各机组和公用辅助工艺系统的运行管理层，承担全厂性能监视、运行优化、全厂负荷分配和日常运行管理等任务，即监控信息系统（SIS）。
日常管理承担全厂的管理决策、计划管理、行政管理等任务，即管理信息系统（MIS）。
引 言 控制管理系统由五十多年前的PCS( PneumatiCControl System)的第一代控制管理系统，经历了ACS(AnalogouSControl System)、CCS(ComputerControl System)和DCS(Distributed Control System)，而发展成今天的第五代控制管理系统———现场总线控制管理系统FCS(FieldbuSControl System)。 集散控制管理系统DCS由操作站、控制站(监视站)、应用模件与历史模件、通讯网络和工程师站等组成。DCS除采用高可靠性的软硬件以及通信网络、控制站等冗余措施外，还使用故障检测与诊断工程软件，可对生产工况进行监测，
1引言 随着生产由简单过程向大型化、连续化、 集成 化和复杂化方向发展，与之相应的控制技术、控制理论、控制管理系统和控制工具都发生了很大的变化。即控制技术由单变量控制技术发展到多变量协调控制技术；控制理论由经典控制理论（基于频域法）发展到现代控制理论（基于时域法）和智能控制理论（基于规则、知识）；控制管理系统由简单控制管理系统（如：PID控制、串级、比值、前馈、Smith等）发展到先进控制管理系统（如：预测、推断、模糊、神经、鲁棒等控制）和综合自动化系统（控制、管理与决策一体化）；控制工具由常规仪器仪表发展到计算机及其网络。 计算机技术的发展为先进控制的实现奠定了物质基础，而控制技术的应用又促进了计算机技术的发展，两者密切相关。
1 系统简介 我们水泥厂1994年建成了一条日产2000吨的生产线并于年底投入生产。这条生产线的控制系统采用了美国贝利的infi-90系统，该系统为环行网络结构。可大致分为现场控制和操作监视两级，该系统将电机的顺序逻辑控制，生产的全部过程控制及生产监视管理集于一体，构成一个分布式计算机控制管理系统。本系统包括5个PCU站，2个OIS，1个EWS等。 (1) 过程控制站(PCU)，是一个可实现过程控制的计算机系统，它由主控模件、子摸件、通讯模件、电源摸件、端子单元、机柜以及连接电缆等组成，用来完成机电设施状态、参数的采集与处理；顺序逻辑控制；生产的全部过程控制；参数信息与模件状态信息的发送；控制命令的接收等。 (2) 操作员工作
MCS-51单片机概述 MCS-51单片机是一种集成的电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。 51系列单片机的特点 -8位cpu -片内带振荡器，频率范围为1.2MHz~12MHz -片内带128B的数据存储器 -片内带4KB的程序存储器 -程序存储器的寻址空间为64KB -片外数据存储器的寻址空间为64KB -128个用户位寻址空间 -21个字节特殊功
介绍 /
FCS就是现场总线控制技术，这两者是一回事。 FCS是由PLC发展而来的；而在另一些行业，FCS又是由DCS发展而来的，所以FCS与PLC及DCS之间有着千丝万缕的联系，又存在着本质的差异。 FCS是由DCS与PLC发展而来，FCS不仅具备DCS与PLC的特点，而且跨出了革命性的一步。而目前，新型的DCS与新型的PLC，都有向对方靠拢的趋势。新型的DCS已有很强的顺序控制功能；而新型的PLC，在处理闭环控制方面也不差，并且两者都能组成大型网络，DCS与PLC的适合使用的范围，已有很大的交叉。 DCS系统的关键是通信。也能说数据公路是分散控制管理系统DCS的脊柱。由于它的任务是为系统所有部件之间提供通信网络，因
引言 新的基于现场总线技术的控制策略和网络结构将对现有的仪表及控制管理系统产生革命性的影响。从现场总线技术的本质特征上分析了其对传统分散控制管理系统DCS的冲击，并结合dcs的网络结构特点，给出了现场总线种实现方法。 工业控制从早期的就地控制、集中控制，已发展到现在的集散控制（dcs），在过去的20年中，过程工业对dcs系统及相关的仪表装置进行了大量的投入，dcs系统的应用结果得到了用户的肯定。4-20mA信号是dcs系统及现场设备相互连接的最本质特点，这是控制管理系统和仪表装置发展的一大进步。 然而现在，数字化和网络化成为当今控制网络发展的主要方向。大家意识到传统的模拟信号只能提供原始的测量和控制信
从 DCS 控制管理系统 的级成结构看可大致分为三大部分：带I/O部件的控制器、通讯网络和人机接口(HSI)。控制器I/O部件直接与生产的全部过程相连，接收现场设备送来的信号；人机接口是操作人员与DCS相互交换信息的设备；通讯网络将控制器和人机接口联系起来，形成一个有机的整体。早期的DCS系统的通讯网络都是专用的，DCS有几级网络，完成不同模件之间的通讯。从目前的情况去看，DCS的最多网络级有四级，它们分别是I/O总线、 现场总线 、控制总线和DCS网络。 I/O总线，它把多种I/O信号送到控制器，由控制器读取I/O信号。这称为I/O总线。I/O板相互之间并不交换数据。I/O总线的速率是不高的。从几十K到几兆不等。这与计算机技术的发展情况有
在自动化的许多领域，有效性的要求慢慢的升高，因而对自动化系统的容错水平的要求也慢慢的变高，尤其在设备停机代价非常大的场合。为满足这些严格的要求，在DCS系统中一般会用冗余技术，这样才能够很好的满足这些领域所需要的安全性、可靠性和有效性的标准。 在DCS控制管理系统中，分布处理单元是系统关键的部分。当前这些分布处理单元的控制器往往是基于86系列CPU建构的，这种架构目前被广泛采用。但是由于86系列分布处理单元的特点，导致现在的控制器处理单元存在很多的缺点，如放热量大等。而且在封闭的环境中，这样一些问题始终很难解决。随着很多低功耗技术的发展和低功耗控制器的出现，分布处理单元的CPU可以有更多的选择，尤其是低功耗的控制器产生很少的热量，且可以使系统
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