1 引言
随着电力企业自动化控制水平的逐渐提高以及现代化工业过程控制规模不断扩大，复杂程度不断增加，工艺过程不断强化，分散控制系统DCS 在电厂以及工业企业得到了广泛的应用。DCS 的使用大大提高了机组运行的安全稳定性，改变了生产过程中传统的操作方式和管理现状，取得了显著的经济效益和社会效益。
2 分散控制系统概述
2.1 分散控制系统的概念
分散控制系统（Distributed Control System, 简称DCS）是以微处理器为核心，采用数据通信技术和CRT 显示技术，对生产过程进行集中操作管理和分散控制的系统，也称为集散控制系统（Total Distributed Control System,简称TDCS 或TDC），或称分布式计算机控制系统（Distributed Computer Control System,简称DCCS）。
DCS 是70 年代中期发展起来的新型控制系统，是4C 技术（计算机—Computer、控制—Control、通信—Communication、阴极射线管—CRT 显示）相结合的产物。随着技术的发展，它又融合了信息（Correspondence）管理技术，目前的DCS 是完成过程控制和信息管理的现代化的装置（即5C 技术）。集散控制系统就是以大型工业生产过程及其相互关系日益复杂的控制对象为前提，从生产过程综合自动化的角度出发，按照系统工程中分解与协调的原则研制开发出来的，以微处理机为核合，结合了控制技术、通信技术和RT 显示技术的新型控制系统。此系统已广泛应用于各个行业的过程控制中，特别是在火力发电厂得到了广泛应用。
2.2 分散控制系统的发展历程
自 1975 年问世以来，DCS有4次比较大的变革。20 世纪70 年代操作站的硬件、操作系统、监视软件都是专用的，由各DCS 厂家自己开发，也没有动态流程图，通信网络基本上都是轮询方式；80 年代通信网络较多使用令牌方式；90 年代操作站出现了通用系统，90年代末通信网络有部分遵守TCP/IP 协议，有的开始采用以太网；第4 代DCS 系统的发展主要体现在功能更加集成化，包容了过程控制、逻辑控制和批处理控制，真正实现了混合控制，并进一步分散化。Honeywell 公司最新推出的Experion PKS（过程知识系统），Emerson 公司的PlantWeb（EmersonPro-cess Management），Foxboro 公司的A2，横河公司的R3（PRM－工厂资源管理系统），ABB 公司的IndustrialIT 系统为标志的。第四代DCS 已经形成。新一代DCS 的最主要标志是两个“I”开头的单词：Information（信息）和Integration（集成）。
2.3 分散控制系统的体系结构
从系统的功能角度上看，分散控制系统是一个多功能分级控制系统的结构体系。分散控制系统按功能可以划分为直接控制、过程管理、生产管理和经营管理等四个层次级别。
各级采用不同类型、不同功能的计算机，构成具有一定相对独立性的子系统，承担指定的任务，各系统之间使用高速数据通信线路向上连接，相互传递信息，协调工作。
直接控制级，也称为过程控制级，是DCS 的基础，对生产过程实现数据采集、过程控制、设备监测、系统测试和诊、报警及冗余切换等任务。过程管理级，也称为监督管理级，它综合监视过程各站的所有信息，除完成各生产过程的优化控制计算和最佳设定值的设定外，还负责各直接控制级工作的协调管理，以及与上位生产管理级计算机的联系。生产管理级这一层，管理计算机负责全厂的生产协调，指挥和控制生产的全局。经营管理级居于中央计算机上，对全厂进行总体协调和管理，负责企业的经营方法和策略，实现整个生产系统的最优化。
2.4 分散控制系统的技术特点
① 控制分散，管理集中
分散控制系统的含义着重体现在“分散”上，而“分散”的含义有两个方面：一是强调各种被控的生产设备的地理位置是分散的，系统相应的控制设备也在地理位置上分散；二是指控制系统所具有的功能是分散的，即计算机控制系统的数据采集、过程控制、运行显示、监控操作等按功能进行分散，这就意味着整个系统的危险性分散。利用系统的通信网络、存贮设备和软件系统等，可实现整个系统的监视和操作集中，实现操作管理集中。有利于全面了解和有效操纵生产过程和系统运行。
② 人机界面友好，操作使用简单
分散控制系统采用屏幕（如普通的 CRT、触摸显示器、墙挂式大屏幕）彩色画面显示和便捷的操作工具（如键盘、鼠标、触屏），使人机联系得到根本的改善。操作方便，显示直观，提供了装置运行下的可监视性。DCS 提供组态软件包括系统组态、过程控制组态、画面组态、报表组态等，极大地方便了用户设计新的控制系统，进行系统灵活扩充等。
③ 灵活性好、适应性强，可扩充性好
硬件和软件采用开放式、标准化和模块化设计，系统为积木式结构，改变生产工艺或流程时，只需改变系统的某些配置和控制方案，而不影响系统其他软硬件功能的发挥。通过组态软件，进行一些填写表格式操作即可方便将所选择的硬件与相应的软件模块联系起来，系统构成所需功能的控制系统。
④ 实时性好，协调性强
通过人机接口和I/O 接口，DCS 对被控对象进行实时数据采集、处理、记录、监视和操作控制。并可实现对系统结构和组态回路的在线修改、局部故障的在线维护等。各工作站间通过通信网络传递各种信息并协调工作，完成控制系统的总体功能和优化处理。采用实时、安全、可靠的工业控制局部网络和标准通信网络协议，实现整个系统信息共享。
⑤控制功能齐全，可靠性高
分散控制系统充分利用和发挥了计算机的优势，可以实现满足生产过程需要的各种控制功能。高可靠性、高效率和高可用性是DCS 的生命力所在，DCS 中采用的可靠性保证技术主要包括：容错设计，冗余设计、软件恢复、电磁兼容技术、结构、组装工艺的可靠性设计，在线快速排除故障设计等。
3 分散控制系统的不足与发展方向