典型的DCS體(ti) 係結構分為(wei) 三層，第一層為(wei) 分散過程控製級；第二層為(wei) 集中操作監控級；第三層為(wei) 綜合信息管理級。層間由高速數據通路HW和局域網絡LAN兩(liang) 級通信線路相連，級內(nei) 各裝置之間由本級的通信網絡進行通信聯係。

　　第一層：分散過程控製級

　　分散過程控製級是DCS的基礎層,它向下直接麵向工業(ye) 對象，其輸入信號來自於(yu) 生產(chan) 過程現場的傳(chuan) 感器（如熱電偶、熱電阻等）、變送器（如溫度、壓力、液位、流量等）及電氣開關(guan) （輸入觸點）等，其輸出去驅動執行器（如調節閥、電磁閥、電機等），完成生產(chan) 過程的數據采集、閉環調節控製、順序控製等功能；其向上與(yu) 集中操作監控級進行數據通信，接收操作站下傳(chuan) 加載的參數和操作命令，以及將現場工作情況信息整理後向操作站報告。

　　構成這一級的主要裝置有：現場控製站，可編程控製器，智能調節器及其它測控裝置。

　　1、.現場控製站

　　現場控製站具有多種功能——集連續控製、順序控製、批量控製及數據采集功能為(wei) 一身。（1）現場控製站的硬件構成現場控製站一般是標準的機櫃式機構，櫃內(nei) 由電源、總線、I/O模件、處理器模件、通信模件等部分組成。一般在機櫃的頂部裝有風扇組件，其目的是帶走機櫃內(nei) 部電子部件所散發出來的熱量；機櫃內(nei) 部設若幹層模件安裝單元，上層安裝處理器模件和通信模件，中間安裝I/O模件，最下邊安裝電源組件。機櫃內(nei) 還設有各種總線，如電源總線，接地總線，數據總線，地址總線，控製總線等等。現場控製站的電源不僅(jin) 要為(wei) 櫃內(nei) 提供電源，還要為(wei) 現場檢測器件提供外供電源，這兩(liang) 種電源必須互相隔離，不可共地，以免幹擾信號通過電源回路耦合到I/O通道中去。

　　一個(ge) 現場控製站中的係統結構，包含一個(ge) 或多個(ge) 基本控製單元，基本控製單元是由一個(ge) 完成控製或數據處理任務的處理器模件以及與(yu) 其相連的若幹個(ge) 輸入／輸出模件所構成的（有點類似於(yu) IPC）。基本控製單元之間，通過控製網絡Cnet 連接在一起，Cnet 網絡上的上傳(chuan) 信息通過通信模件，送到監控網絡Snet，同理Snet 的下傳(chuan) 信息，也通過通信模件和Cnet 傳(chuan) 到各個(ge) 基本控製單元。在每一個(ge) 基本控製單元中，處理器模件與(yu) I/O模件之間的信息交換由內(nei) 部總線完成。內(nei) 部總線可能是並行總線，也可能是串行總線。近年來，多采用串行總線 。

　　（2）現場控製站的軟件功能

　　現場控製站的主要功能有6種，即數據采集功能、DDC控製功能、順序控製功能、信號報警功能、打印報表功能、數據通信功能：

　　數據采集功能：對過程參數，主要是各類傳(chuan) 感變送器的模擬信號進行數據采集、變換、處理、顯示、存儲(chu) 、趨勢曲線顯示、事故報警等。

　　DDC控製功能：包括接受現場的測量信號，進而求出設定值與(yu) 測量值的偏差，並對偏差進行PID控製運算，最後求出新的控製量，並將此控製量轉換成相應的電流送至執行器驅動被控對象。

　　順序控製功能：通過來自過程狀態輸入輸出信號和反饋控製功能等狀態信號，按預先設定的順序和條件，對控製的各階段進行順序控製。

　　信號報警功能：對過程參數設置上限值和下限值，若超過上限或下限則分別進行越限報警；對非法的開關(guan) 量狀態進行報警；對出現的事故進行報警。信號的報警是以聲音、光或CRT屏幕顯示顏色變化來表示。

　　打印報表功能：定時打印報表；隨機打印過程參數；事故報表的自動記錄打印。

　　數據通信功能：完成分散過程控製級與(yu) 集中操作監控之間的信息交換。

2．智能調節器

　　智能調節器是一種數字化的過程控製儀(yi) 表，也稱可編程調節器。其外形類似於(yu) 一般的盤裝儀(yi) 表，而其內(nei) 部是由微處理器CPU、存儲(chu) 器RAM、ROM、模擬量和數字量I/0 通道、電源等部分組成的一個(ge) 微型計算機係統。智能調節器可以接受和輸出4~20mA模擬量信號和開關(guan) 量信號，同時還具有RS－232或RS-485等串行通信接口。一般有單回路、2回路、或4回路的調節器，控製方式除一般的單回路PID之外，還可組成串級控製、前饋控製等複雜回路。因此，智能調節器不僅(jin) 可以在一些重要場合下單獨構成複雜控製係統，完成1~ 4個(ge) 過程控製回路，而且可以作為(wei) 大型分散控製係統中最基層的一種控製單元，與(yu) 上位機（即操作監控級）連成主從(cong) 式通信網絡，接受上位機下傳(chuan) 的控製參數，並上報各種過程參數。

　　3．可編程控製器

　　可編程控製器即PLC，與(yu) 智能調節器最大的不同點是：它主要配製的是開關(guan) 量輸人、輸出通道，用於(yu) 執行順序控製功能。在新型的PLC中，也提供了模擬量輸入輸出及PID控製模塊，而且均帶有RS-485標準的異步通信接口。同智能調節器一樣，PLC的高可靠性和不斷增強的功能，使它既可以在小型控製係統中擔當控製主角，又可以作為(wei) 大型分散控製係統中最基層的一種控製單元。

　　二、第二層集中操作監控級

　　集中操作監控級是麵向現場操作員和係統工程師的，如圖1所示的中間層。這一級配有技術手段先進，功能強大的計算機係統及各類外部裝置，通常采用較大屏幕、較高分辨率的圖形顯示器和工業(ye) 鍵盤，計算機係統配有較大存儲(chu) 容量的硬盤或軟盤，另外還有功能強大的軟件支持，確保工程師和操作員對係統進行組態、監視和操作，對生產(chan) 過程實行高級控製策略、故障診斷、質量評估等。集中操作監控級以操作監視為(wei) 主要任務：把過程參數的信息集中化，對各個(ge) 現場控製站的數據進行收集，並通過簡單的操作，進行工程量的顯示、各種工藝流程圖的顯示、趨勢曲線的顯示以及改變過程參數（如設定值、控製參數、報警狀態等信息）；另一個(ge) 任務是兼有部分管理功能：進行控製係統的組態與(yu) 生成。

　　構成這一級的主要裝置有：麵向操作人員的操作員操作站、麵向監督管理人員的工程師操作站、監控計算機及層間網絡聯接器。一般情況下，一個(ge) DCS係統隻需配備一台工程師站，而操作員站的數量則需要根據實際要求配置。#p#分頁標題#e#

　　1．操作員操作站

　　DCS的操作員站是處理一切與(yu) 運行操作有關(guan) 的人-機界麵功能的網絡節點，其主要功能就是使操作員可以通過操作員站及時了解現場運行狀態、各種運行參數的當前值、是否有異常情況發生等。並可通過輸出設備對工藝過程進行控製和調節，以保證生產(chan) 過程的安全、可靠、高效、高質。

　　（1）操作員站的硬件

　　操作員站由IPC或工作站、工業(ye) 鍵盤、大屏幕圖形顯示器和操作控製台組成，這些設備除工業(ye) 鍵盤外，其他均屬通用型設備。目前DCS一般都采用IPC來作為(wei) 操作員站的主機及用於(yu) 監控的監控計算機。

　　操作員鍵盤多采用工業(ye) 鍵盤，它是一種根據係統的功能用途及應用現場的要求進行設計的專(zhuan) 用鍵盤，這種鍵盤側(ce) 重於(yu) 功能鍵的設置、盤麵的布置安排及特殊功能鍵的定義(yi) 。

　　由於(yu) DCS操作員的主要工作基本上都是通過CRT屏幕、工業(ye) 鍵盤完成的，因此，操作控製台必須設計合理，使操作員能長時間工作不感吃力。另外在操作控製台上一般還應留有安放打印機的位置，以便放置報警打印機或報表打印機。

　　作為(wei) 操作員站的圖形顯示器均為(wei) 彩色顯示器，且分辨率較高、尺寸較大。

　　打印機是DCS操作員站的不可缺少的外設。一般的DCS配備兩(liang) 台打印機，一台為(wei) 普通打印機，用於(yu) 生產(chan) 記錄報表和報警列表打印；另一台為(wei) 彩色打印機，用來拷貝流程畫麵。

（2）操作員站的功能

　　操作員站的功能主要是指正常運行時的工藝監視和運行操作，主要由總貌畫麵、分組畫麵、點畫麵、流程圖畫麵、趨勢曲線畫麵、報警顯示畫麵及操作指導畫麵等7種顯示畫麵構成。

　　2．工程師操作站

　　工程師站是對DCS進行離線的配置、組態工作和在線的係統監督、控製、維護的網絡節點。其主要功能是提供對DCS進行組態，配置工具軟件即組態軟件，並通過工程師站及時調整係統配置及一些係統參數的設定，使DCS隨時處於(yu) 最佳工作狀態之下。

　　（1）工程師站的硬件

　　對係統工程師站的硬件沒有什麽(me) 特殊要求，由於(yu) 工程師站一般放在計算機房內(nei) ，工作環境較好，因此不一定非要選用工業(ye) 型的機器，選用普通的微型計算機或工作站就可以了，但由於(yu) 工程師站要長期連續在線運行，因此其可靠性要求較高。目前，由於(yu) 計算機製造技術的巨大進步，便得IPC的成本大幅下降，因而工程師站的計算機也多采用IPC。其它外設一般采用普通的標準鍵盤、圖形顯示器，打印機也可與(yu) 操作員站共享。

　　（2）工程師站的功能

　　係統工程師站的功能主要包括對係統的組態功能及對係統的監督功能。

　　組態功能：工程師站的最主要功能是對DCS進行離線的配置和組態工作。在DCS進行配置和組態之前，它是毫無實際應用功能的，隻有在對應用過程進行了詳細的分析、設計並按設計要求正確地完成了組態工作之後，DCS才成為(wei) 一個(ge) 真正適合於(yu) 某個(ge) 生產(chan) 過程使用的應用控製係統。係統工程師在進行係統的組態工作時，可依照給定的運算功能模塊進行選擇、連接、組態和設定參數，用戶無須編製程序。

　　監督功能：與(yu) 操作員站不同，工程師站必須對DCS本身的運行狀態進行監視，包括各個(ge) 現場I/O控製站的運行狀態、各操作員站的運行情況、網絡通信情況等等。一旦發現異常，係統工程師必須及時采取措施，進行維修或調整，以使DCS能保證連續正常運行，不會(hui) 因對生產(chan) 過程的失控造成損失。另外還具有對組態的在線修改功能，如上、下限定值的改變，控製參數的修整，對檢測點甚至對某個(ge) 現場I/O站的離線直接操作。

　　在集中操作監控級這一層，當被監控對象較多時還配有監控計算機；當需要與(yu) 上下層網絡交換信息時還需配備網間聯接器。

　　三、第三層綜合信息管理級

　　這一級主要由高檔微機或小型機擔當的管理計算機構成，如圖12-1所示的頂層部分。DCS的綜合信息管理級實際上是一個(ge) 管理信息係統（Management lnformation System，簡稱MIS），由計算機硬件、軟件、數據庫、各種規程和人共同組成的工廠自動化綜合服務體(ti) 係和辦公自動化係統。

　　MIS是一個(ge) 以數據為(wei) 中心的計算機信息係統。企業(ye) MIS可粗略地分為(wei) 市場經營管理、生產(chan) 管理、財務管理和人事管理四個(ge) 子係統。子係統從(cong) 功能上說應盡可能獨立，子係統之間通過信息而相互聯係。

　　DCS的綜合信息管理級主要完成生產(chan) 管理和經營管理功能。比如進行市場預測，經濟信息分析；對原材料庫存情況、生產(chan) 進度、工藝流程及工藝參數進行生產(chan) 統計和報表；進行長期性的趨勢分析，作出生產(chan) 和經營決(jue) 策，確保最優(you) 化的經濟效益。

　　目前國內(nei) 使用的DCS重點主要放在底層與(yu) 中層二級上。