基礎知識-DCS教程

DCS教程[第1講]——Dcs緒論

提供:北京晶優(yōu)宸旭科技

作者:張新薇瀏覽次數：5874DCS從1975年問世以來，大約有三次比擬大的變革，七十年代操作站的硬件、操作系統(tǒng)、監(jiān)視軟件都是專用的，由各DCS廠家自己開發(fā)的，也沒有動態(tài)流程圖，通訊網絡根本上都是輪詢方式的；八十年代就不一樣了，通訊網絡較多使用令牌方式；九十年代操作站出現(xiàn)了通用系統(tǒng)，九十年代末通訊網絡有部份遵守TCP/IP協(xié)議，有的開始采用以太網。總的來看，變化主要表達在Ｉ／Ｏ板、操作站和通訊網絡。控制器相對來講變化要小一些。操作站主要表現(xiàn)在由專用機變化到通用機，如PC機和小型機的應用。但是目前它的操作系統(tǒng)一般采用UNIX，也有小系統(tǒng)采用NT，相比擬來看UNIX的穩(wěn)定性要好一些，NT那么有死機現(xiàn)象。I/O板主要表達在現(xiàn)場總線的引入DCS系統(tǒng)。

從理論上講，一個DCS系統(tǒng)可以應用于各種行業(yè)，但是各行業(yè)有它的特殊性，所以DCS也就出現(xiàn)了不同的分支，有時也由于DCS廠家技術人員工藝知識的局限性而引起，如HONEYWELL公司對石化比擬熟悉，其產品在石化行業(yè)應用較多，而ＢAILEY的產品那么在電力行業(yè)應用比擬普遍。用戶在選擇DCS的時候主要是要注意其技術人員是否對該生產工藝比擬熟悉；然后要看該系統(tǒng)適用于多大規(guī)模，比方NT操作系統(tǒng)的就適應于較小規(guī)模的系統(tǒng)；最后是價格，不同的組合價格會有較大的差異，而國產的DCS系統(tǒng)價格比進口的DCS至少要低一半，算上備品備件那么要低得更多。

DCS由四部份組成：I/O板、控制器、操作站、通訊網絡。I/O板和控制器國際上各DCS廠家的技術水平都相差不遠，如果說有些差異的話是控制器內的算法有多有少，算法的組合有些不一樣，I/O板的差異在于有的有智能，有些沒有，但是控制器讀取所有I/O數據必須在一秒鐘內完成一個循環(huán)；操作站差異比擬大，主要差異是選用PC機還是選用小型機、采用UNIX還是采用NT操作系統(tǒng)、采用專用的還是通用的監(jiān)視軟件,操作系統(tǒng)和監(jiān)視軟件配合比擬好時可以減少死機現(xiàn)象；差異最大的是通訊網絡，最差的是輪詢方式，最好的是例外報告方式，根據我們的實驗，其速度要相差七八倍。DCS教程[第2講]——DCS最新操作站--通用操作站DCS系統(tǒng)包括三大局部：帶I/O部件的控制器、通訊網絡和人機接口。人機接口包括操作站、工程師站和歷史站?？刂破鱅/O部件和生產過程相聯(lián)接，操作站和人相聯(lián)系，通訊網絡把這兩局部聯(lián)成系統(tǒng)。所以操作站是DCS的重要組成局部，工程師站給控制器和操作站組態(tài)，歷史站記錄生產過程的歷史數據。最近幾年開發(fā)的人機界面還有動態(tài)數據效勞器。

一個DCS系統(tǒng)控制器和I/O部件通常可以運行16-20年，而操作站因為有活動部件，所以比擬容易損壞，如：硬盤、鍵盤、CRT、軟驅等，運行6-8年后出現(xiàn)故障的概率就比擬大，所以在DCS運行過程中，操作站更新的情況比擬多。

DCS的控制器的變化較小。其變化表現(xiàn)在控制算法的安排、控制算法的多少，存取的I/O點數的多少和內存的大小等，操作系統(tǒng)一般都是專用的。操作站的變化就很大，八十年代以前的操作站，一般沒有硬盤及動態(tài)流程圖，能顯示的標簽數比擬少，例如500個標簽〔標簽指的是AI、DI、回路、開關量的邏輯關系等〕，八十年代出現(xiàn)了能顯示5000個標簽的操作站，九十年代出現(xiàn)了能顯示30000個標簽的操作站。同時，也出現(xiàn)了在微軟的NT通用平臺上運行的通用顯示軟件。開始，通用軟件只在PLC的操作站上使用，后來也逐漸應用在DCS上。它的標簽量可以到達10000個，甚至更多。

DCS操作站開展的過程〔以BAILEY的操作站為例〕如下：

一．八十年代初，N90的操作站是OIU系列，當時是無硬盤、無動態(tài)流程圖的，標簽量500。后來增加了硬盤和流程圖，標簽量1400-5000點。八十年代中期推出了MCS系列，標簽量10000，特別是MCSPULS，它是SCSI接口，可以有30000個標簽點，當時在DCS市場上處于領先地位。1986年，BAILEY產品占世界DCS市場的1/3。到1988年，共有8500套在世界各國運轉。到了90年代，DCS市場爭奪劇烈，BAILEY無論在技術上還是在銷售方面都不象80年代那樣光芒。于是BAILEY公司欲通過購置FISCHER&PORTER、HARTMANN&BRAUN等公司銷售他們的系統(tǒng)來重鑄輝煌。

BAILEY的控制器和通訊網絡都比擬好，但在操作站上面，不能與競爭者相比，BAILEY最新的操作站是以WINDOWSNT、通用微機為根底的ConductorNT。實際上，該操作站不是為INFI-90開發(fā)的，它是FISCHER-PORTER的系統(tǒng)6的操作站，用它的監(jiān)控軟件嵌入和INFI-90通訊的驅動軟件而成。由于銷售量不大，磨合的時機少，問題比擬多，死機現(xiàn)象嚴重。OIS40系列的操作站運行在DEC的VMS平臺上。實際上，它仍然是在MCS操作站的MTOS操作系統(tǒng)平臺上，開發(fā)了一個與VMS通訊的驅動軟件，因為80年代的OIU和MCS在80年代末都已經停止銷售。BAILEY只賣OIS20系列和OIS40系列。

OIS20系列是90年代初推向市場的，它本質上是MCS，但它們能與INFI-90通訊．它的開發(fā)、制造本錢都比擬低，性能也比擬好。OIS20系列的輔站不是用網絡來傳輸信息的，只是在主站上多加了1塊顯卡來實現(xiàn)輔站。后來因維護本錢很高，硬盤和軟驅都難以買到，用戶反映不好。繼OIS20系列，BAILEY公司推出了OIS41、OIS42，在操作站之間增加了以太網卡，組成后門網絡，可以實現(xiàn)打印機共享。把圖形傳給不同主站的能力也有所增強，也給用戶提供了開發(fā)打印系統(tǒng)的空間，這是后話。由于OIS40、OIS41、OIS42主機性能較差，所以操作站的性能提高不明顯。直到OIS43Alpha芯片的出現(xiàn)，性能才得到提高。同時，加拿大BAILEY公司開發(fā)了PCV，它是以PC為根底的操作站，采用QNX操作系統(tǒng)。因為它的標簽量較少，價格低廉，運行穩(wěn)定，故適用于小系統(tǒng)的使用，這就是BAILEY的OIS10系列，版本5以前，只有文本沒有圖形。版本5以后既有文本也有圖形。OIS11操作站后門之間用ARCNET聯(lián)網。OIS12既可用ARCNET也可用以太網聯(lián)網。

由于OIS40系列軟件結構復雜，故價格較高，更重要的一點是DEC公司被COMPAQ公司兼并，Alpha機255/233停止生產，這給BAILEY公司和用戶無疑是雪上加霜。

二.八十年代中期，因為PLC操作站的開發(fā)都不太成功，一些軟件公司就開發(fā)了通用的監(jiān)控軟件，且很快就被PLC制造廠家所采用。如：FIX、INTOUCH、ONSPEC等〔一共有上百種〕，由于市場前景較好，所以軟件開發(fā)商又開發(fā)了許多PLC的驅動軟件。到了九十年代，又開發(fā)了DCS的驅動軟件。最早采用通用工控監(jiān)控軟件的是MOORE公司的APEC系統(tǒng)，它既可以用INTOUCH也可用FIX。由于INFI-90系統(tǒng)在九十年代一直沒有推出比擬優(yōu)秀的操作站，故PREVISE公司推出了OPsCon操作站。

OPsCon操作站運行在PC硬件平臺，NT操作系統(tǒng)下，把FIX作為監(jiān)控軟件，并開發(fā)了能與多種DCS通訊的對應驅動軟件，標簽量為10000個。因為FIX軟件在世界各地已經銷售了90000套，它與各種PLC、DCS和NT系統(tǒng)磨合較好，這種操作站可以運用在多種PLC、DCS操作站上。在INFI-90系統(tǒng)上應用已經有幾千臺。如：新西蘭的一家造紙廠，原來已經運行有CONDUCTNT，后來還是改用OPsCon。

通用操作站的出現(xiàn)，給DCS用戶帶來了以下方便：

１、不必再為原DCS生產廠家是否倒閉、兼并，該型產品是否已經停產、備件是否能夠找到而操心。

２、由于通用操作站的適用面廣，相對生產量大，本錢下降，因而可以節(jié)省用戶的經費。維護費用也比擬少。

３、采用通用系統(tǒng)要比使用各種不同的專用系統(tǒng)更為簡單，用戶也可減少人員培訓的費用。

４、更新和升級容易。

５、開放性能好，很容易建立生產管理信息系統(tǒng)。

因此，通用操作站是DCS的開展方向。DCS教程[第3講]——DCS在選型中的幾個問題被控制對象確定以后，選用什么樣的控制系統(tǒng)就成為重要問題。主要是根據工程規(guī)模和投資預算來考慮的，以數字技術為根底的DCS系統(tǒng)和早期的模擬儀表組成的控制系統(tǒng)，從工程工程的實施來看，本質差異不大，主要考慮工程規(guī)模和投資預算，但DCS與模擬儀表相比，它更為復雜，技術性要求更高，下面我來談談DCS系統(tǒng)選型中的幾個問題。從理論上來講，DCS可以用與不同的工藝過程，它是通用的，但是，DCS的制造廠家專長與某一領域。如：HOMEYWELL主要用于石化部門，BAILEY公司的N90、INFI90主要用于電力系統(tǒng)，ROSEMOUNT的RS3、Δ-V大多用于化工系統(tǒng)。但也不能否認不同工藝過程會有一些特殊要求，如：電廠一定要有電調設備和SOE，石化部門一定要有選擇性控制，水泥行業(yè)一定要有大純滯后控制補償等，選型時也要考慮這些因素。

第二點就是經濟性，應該從DCS本身價格和預計所創(chuàng)效益角度考慮。DCS有國產的和進口的，對相同檔次而言，進口的控制功能強一些，有一些先進的控制算法，如Smith預估、三維矩陣運算等，國產DCS價格要比進口的低很多，也能滿足技術要求。從結構上來看，國外DCS的控制器各廠家差異不太遠，控制器的預置算法稍有差異，控制器與I/O板的連接方式也有所不同。而操作站區(qū)別較大。有以PC機為根底的，有以小型機為根底的，操作系統(tǒng)一般選用UNIX類系統(tǒng)。小型機的價格要比PC機高很多，進口小型機操作站的價格要高于四萬美金，而且許多機型已經停產〔如DEC公司的VAX機和α機〕。PC機的操作站不到三萬美金，它的操作系統(tǒng)采用NT，其穩(wěn)定性沒有UNIX好。小型機的接口采用SCSI，傳輸速率是串行的8倍之多。以NT操作系統(tǒng)作為操作站的，點數要少一些，不然會頻繁死機，國產的PC機更廉價得多，采用PC機操作站，可以采用最新的機型，操作人員對軟件的安裝、調試、聯(lián)網和開發(fā)也要熟悉得多。監(jiān)視軟件有專用的也可以用通用的，通用的監(jiān)視軟件開放性要好一些，用戶應按照工程的規(guī)模大小和預算資金來選擇使用。

DCS比擬貴的原因，除了上述理由外，還有控制器的電源系統(tǒng)，通常采用冗余供電，電源的引入和散熱是價格貴的主要原因，各個DCS系統(tǒng)在這方面差異比擬大。

把控制器和操作站聯(lián)系起來的通訊網絡也要考慮，如果采用通用的以太網，那么網卡等價格很低，專用的網絡接口很貴，最貴可以到達20000美金。

因此，經濟性與很多因素有關，有時外商給你報價降下來，實際是改變了一些結構而已，并沒有給你什么優(yōu)惠，甚至他的利潤還增加了。這時可取的方法是聯(lián)系國內類似的單位和請教有經驗的專家。

第三點就是承包方的技術力量，也就是承包方對哪一工藝過程和DCS本身比擬熟悉。如經常做化工控制系統(tǒng)的承包商來做軋制的控制系統(tǒng)，他對活套的控制、卷曲的控制和張力的控制等就不太熟悉，做的工程就不會太好。如果承包方對DCS本身不熟悉，控制器做的太大時會產生死機。不少工廠都購置了不同廠家的DCS系統(tǒng)，我們稱之為“八國聯(lián)軍〞狀態(tài)，此時更要選擇技術力量比擬強的單位抓總，而不宜選擇某一個國外廠商作為承包商。

第四點是售后效勞，國外廠商通常情況下配品、備件供給價格高，且不能及時提供。DCS用戶應選擇廠商實力雄厚的，技術力量強的、境內技術支持好的廠家。計算機技術開展很快，DCS廠家也會不斷更新它的產品，新舊產品兼容性要好才行，個別廠家新舊系統(tǒng)不兼容，系統(tǒng)升級時造成很大損失。國內的DCS廠家配品、備件供給比擬及時，售后效勞方面做的也比擬好。

第五點是關于DCS的技術先進性，指系統(tǒng)采用了經過驗證的最新技術，并有開展前途和生命力，包括DCS系統(tǒng)的開放和互聯(lián)，現(xiàn)場總線的應用，第三方軟件的支持等。這里要注意的一點是：有些廠家為了占領市場，把一些不成熟的產品推到第三世界，如五、六年前DCS缺少小型系統(tǒng)，有的廠家把不太成熟的小型系統(tǒng)推到用戶，結果這270多套系統(tǒng)根本都已經提前退役。早在1983年，某外國公司推銷的DCS，在電源出現(xiàn)故障并復電后，控制器的輸出是任意的，此時閥門的位置就很危險，這種產品本不能出廠，但還是賣給了我們國家，結果購置單位根本上沒有運行。

總之，DCS從七五年到現(xiàn)在已經有二十多年的應用歷史了，可靠性方面根本都能到達要求，建立系統(tǒng)時選型是一個非常重要的環(huán)節(jié)，我們不但主要考慮工程規(guī)模和投資預算，還要考慮到一系列其它的因素，選型是否恰當往往從一開始就決定了該系統(tǒng)今后的命運，萬萬不可掉以輕心。DCS教程[第4講]——DCS動態(tài)數據效勞器

DCS系統(tǒng)屬于根底自動化，MIS系統(tǒng)側重于辦公自動化。這兩者在反映速度上的區(qū)別很大，DCS是屬于秒級的，而MIS是以小時或更長時間為單位的。所以這兩者之間必須要有隔離設備，這個隔離設備就是動態(tài)數據效勞器。它的功能是生產過程監(jiān)控；歷史數據的存儲及管理；統(tǒng)計質量控制；設備預防性維護；設備故障診斷；生產優(yōu)化等。

DCS、PLC采集現(xiàn)場的生產過程數據通過通訊網絡把數據傳給操作站和動態(tài)數據效勞器。動態(tài)數據效勞器是采集生產全過程的模擬信號或邏輯信號，所以它的采集速度是海量的。要經過數據淘金，將信號送到生產管理部門。

通常情況下，一個企業(yè)往往有幾種不同牌號的DCS、PLC，要把這幾種信號都集中到動態(tài)數據效勞器中，最好要選擇一個通用顯示平臺。在這個平臺上來顯示不同型號的DCS、PLC的信號。通用顯示平臺可采用FIX、INTOUCH、組態(tài)王、Synall等軟件，開發(fā)各種DCS和PLC的驅動軟件。

最近出廠的DCS采用通用操作站，它采用NT操作系統(tǒng)，監(jiān)控軟件就是FIX、INTOUCH.不同DCS型號采用不同的驅動軟件。各種DCS之間信號傳輸采用OPC效勞器聯(lián)接，也可以把少量的信號送到MIS系統(tǒng)的效勞器中。FIX、INTOUCH等軟件都能存儲歷史數據，幾十個信號可存儲280天之多。如要存儲更多的歷史數據，可以采用OSI歷史數據庫，它可以存儲三年以上。這些通用監(jiān)控軟件都有OSI的接口。老一代的DCS系統(tǒng)的操作站無論操作系統(tǒng)還是監(jiān)控軟件都是專用的，和其它系統(tǒng)通訊都非常困難。如要建立系統(tǒng)間的互聯(lián)，通過計算機接口單元建立動態(tài)數據效勞器，監(jiān)控軟件仍然可以使用通用的，在NT平臺上運行，但它的數據只能上行，不能下行。在設計MIS系統(tǒng)過程中，最好使用動態(tài)數據效勞器，不要把DCS和PLC數據直接送到Web否那么會影響到DCS、PLC的正常運行。至于究竟需要建立多少個動態(tài)數據效勞器，由所需采集的數據量和數據平安決定。一般情況下，可達10000點。DCS教程[第5講]——多屏操作站和操作站的后門網絡

一個DCS系統(tǒng)可以有好幾臺操作站，每一臺操作站可以顯示一樣的內容，也可以是一樣的內容。對于電廠來說，一臺300MV的發(fā)電機組，工藝過程比擬集中，通常采用2臺操作站冗余運行認為是比擬適宜的。但對于大型機組，由于它的輸入、輸出點數較多，一個顯示器不夠用，最好有多個顯示器。這時的監(jiān)控軟件應該能支持多屏幕。早期的DCS都采用在操作站的主機上加分屏卡，如加2分屏，4分屏的分屏卡，分別可連接2臺CRT或4臺CRT。用這種方法以增加人機界面。對于除電廠以外的生產工藝，如水泥廠，鋼鐵廠，一個生產工藝很長，地域比擬分散，并由一套DCS系統(tǒng)控制，它的輸入、輸出點數較多，為了節(jié)省投資，一臺操作站往往和一局部生產工藝相對應。比方水泥廠的回轉窯和磨機相隔距離很遠，操作站可以安裝在兩個地方。這時一臺操作站配置一臺打印機。如果其中一臺操作站的主機壞了，這臺操作站顯示的內容就沒有了。為了系統(tǒng)的平安運行，采用標簽的重疊組態(tài)來實現(xiàn)的。如該系統(tǒng)有兩臺操作站，分別為A站和B站，該系統(tǒng)有2000個標簽，A、B操作站要分別組態(tài)1300個標簽，其中300個標簽是重疊的。即使A操作站發(fā)生故障，只用要B操作站正常運行，系統(tǒng)照常工作。因為重要的標簽在B操作站上都有了。值得注意的是，由于重疊組態(tài)也會帶來負面影響。會使得A、B操作站的管理人員責任不明確。

由于網絡技術的高速開展，人機界面的數量可以不限。操作站分為主站和從站。主站連在DCS網絡上。通過DCS網絡接口，直接從DCS網絡上讀取控制器數據庫中的數據。主站的數量是由接口的數量決定的。從站那么與主站相連。它沒有數據庫，在顯示流程圖畫面時，由主站顯示完整的工藝畫面，而從站就顯示主站的工藝畫面。從站的數量是不限的。不管是主站，還是從站，都用后門網絡連接起來。有了后門網絡，系統(tǒng)維護時，各操作站之間可作文本拷貝。系統(tǒng)運行時，即使其中一臺主操作站發(fā)生故障，它的從站可作為另一臺主站的從站。在網絡中，接進打印效勞器，效勞器有許多通道，幾臺操作站共用一臺或幾臺打印機。連接主站和從站的這個網絡與DCS網絡沒有關系。所以就稱為后門網絡。早期的后門網絡采用ARCNET，后來由于有的DCS系統(tǒng)的操作站主機采用DEC的小型機，后門網絡就采用DECNET或以太網。在操作站作標簽組態(tài)時，是否要把重要的I/O點重疊組態(tài)要由用戶確定。

采用通用操作站以后，系統(tǒng)就成為開放的，各主站和各從站之間用以太網連接，從站的數量不限。為了提高后門網絡的可靠性，以太網的低廉，通常采用雙網。可以做到遠程操作。在局部的地域用網絡，會帶來很大的方便。如果過程控制與INTERNET網絡相連，會受到病毒或黑客的侵入。一定要加平安級別、數據單向傳輸和加防火墻。

以太網之間的協(xié)議遵從OSI模型〔OpenSystemInterconnection〕的七層協(xié)議。七層協(xié)議分別是物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。

物理層描述傳輸介質、連接器和信號脈沖標準。中繼器或集線器〔hub〕也是物理層的設備，它與傳輸的信息幀的具體內容無關。幀是發(fā)送到介質上的一組數字脈沖。用以傳輸信息。幀的大小為64-1518字節(jié)。幀包括預同步信號，消息頭、數據信息和幀校驗序列。中繼器或集線器〔hub〕僅僅放大導線中的電信號，并繼續(xù)向前傳送。

數據鏈路層描述本地系統(tǒng)之間的拓撲和通信標準。以太網能與多個物理層標準〔雙絞線線纜、光纜〕和多個網絡層標準一起工作。將網絡的物理方面〔線纜和數字脈沖〕與軟件和數據流的抽象世界連接起來。在網絡里傳的信息是以幀的格式傳輸的。在幀中有消息頭和尾，數據報包到幀里。檢測錯誤，調節(jié)數據流量。幀消息由源和目標介質訪問控制〔mediaaccesscontrol〕MAC地址組成，并利用該信息和數據區(qū)的內容建立CRC尾。數據鏈路層根據網絡采用拓撲規(guī)那么，發(fā)送幀，把幀發(fā)到物理層〔網絡線纜〕。網橋和交換器是數據鏈路層的設備。因為它們是支持幀的。兩者都利用幀消息頭中的信息調節(jié)交通。幀消息頭負責識別是誰發(fā)送的信息，信息發(fā)送到哪里。幀消息頭包含兩個區(qū)域，用以識別傳輸的源和目標，是源和目標系統(tǒng)的節(jié)點地址。幀消息頭的大小總是14字節(jié)。

網絡層描述在不同網段上的系統(tǒng)如何彼此尋找，也定義了網址。網址是指定給一組物理連接的系統(tǒng)名字或號碼。是所有上層的基石，單位是數據報〔datagram〕單位如網絡的IP數據報傳遞協(xié)議是網絡層功能的例子。網址這一術語，根據采用的協(xié)議不同，叫法也不同。采用IP，叫做子網〔subnet〕。

傳輸層處理數據的實際操作，并準備通過網絡傳送。如果數據太大而不能作為一個幀，傳輸層將其分解為更小的局部，并編制序號，序號允許其它系統(tǒng)上的傳輸層重新將數據組合為最初內容。幀的CRC校驗是在數據鏈路層進行的，傳輸層能夠起到備用效驗的作用。傳輸層的功能如IP的傳輸協(xié)議〔TCP〕、單位是段〔segment〕。

會話層處理兩個或多個系統(tǒng)之間連接的建立和維護。它保證正確完成具體的效勞請求。

如果系統(tǒng)正在運行多個網絡應用程序，會話層負責保持正確通信順序，保證進入的數據引到正確的應用程序。

表示層保證數據可以用于應用程序的形式接收。它的任務是編碼和解碼。

應用層的任務是確定何時要求訪問網絡資源。DCS教程[第6講]——異種系統(tǒng)的互聯(lián),時間同步和SDSL技術一個企業(yè)特別是大中型企業(yè)有許多工藝過程，每一個工藝過程都有相對獨立性。在不同時期建設或不同時間進行技術改造，一定會采用不同型號的DCS系統(tǒng)，設備連鎖和控制等會采用幾種不同型號的PLC系統(tǒng)。為了在企業(yè)內建立綜合管理信息系統(tǒng)，異種系統(tǒng)的互聯(lián)和時間同步就成為很重要的問題。早期DCS和PLC的互連是采用把PLC作為DCS的一個輸入板，DCS專們設計一塊與PLC的接口板，與DCS的本身的I/O板連在同一條I/O總線上?？刂破髯x入PLC來的信號，通過DCS的網絡把PLC的信號送到DCS操作站上。這樣互連的方法有一個大的缺點是：PLC的快速信號在慢速反響的DCS的操作站上顯示。經測定，一個微動開關的動作要經過幾秒以上的時間才能在DCS的操作站上表現(xiàn)出來。有的DCS甚至需要8秒。另一個互聯(lián)方法是把PLC的個別信號用硬線連到DCS的輸入板上，這樣輸入的點數很少，本錢比擬高。有的DCS在DCS網絡上設計一個結點，該結點專門用來讀取PLC的信號。把PLC的信號送入DCS的網絡是比擬困難的。缺點是開發(fā)接口的費用很高。即使開發(fā)成功，接口也經常發(fā)生故障。一個典型例子是燃汽輪機和鍋爐聯(lián)合發(fā)電的電廠，燃汽輪機從美國或其它國家進口，燃汽輪機的控制系統(tǒng)〔PLC〕和主設備一起配成，而鍋爐的控制系統(tǒng)由用戶自己選配，用戶很想把兩者的信息在一個操作站上顯示。為開發(fā)這個操作站，開發(fā)費用在幾萬美金以上。即使開發(fā)成功，也經常發(fā)生故障。

對于PLC來說，70年代中期曾經開發(fā)過專用操作站，但不太成功。后來它就沒有開發(fā)專用操作站，當時，PLC只處理開關量，在控制器上的數碼顯示作為人機界面也能滿足要求。PLC的控制器和I/O之間用網絡連接。到80年代末和90年代，模擬量控制進入PLC，。用戶感到沒有以CRT為根底的人機界面很不方便，用戶選用通用監(jiān)控軟件，運行在NT平臺上，采用普通微機作為硬件平臺，編出各個PLC的驅動軟件，這樣PLC也有了操作站。因為商業(yè)原因，一些PLC廠家在90年代也開發(fā)了監(jiān)控軟件。并企圖成為工控通用監(jiān)控軟件。由于開發(fā)時間很晚，不僅各個PLC的驅動軟件太少，而且市場也被其他軟件占據。

對于通用監(jiān)控軟件來說，微軟開發(fā)的通訊協(xié)議DDE〔DYNAMICDATAEXCHANGE〕、快速DDE、網絡DDE等都支持。

DDE允許Windows環(huán)境下各使用的機器建立客戶機/效勞器關系，發(fā)送和接收數據，彼次發(fā)送指令。由效勞器提供數據和接收從其它使用的機器發(fā)來的感興趣的數據請求。發(fā)請求的機器就是客戶機，送數據的是效勞器。

快速DDE提供許多DDE的信息打包到單個DDE信息中。打包提高效率，減少效勞器和客戶機之間傳送的DDE數據。

網絡DDE延伸了標準DDE功能，其中包括了局域網通過串行口的通訊。網絡的延伸允許連在網上的不同計算機作為效勞器、客戶機應用運行的DDE連接。比方，網絡DDE支持連到LAN，或modem上的IBM兼容計算機和諸如在VMS、UNIX等操作環(huán)境下的非PC為根底的平臺之間的DDE。

SuitLinkK用于TCP/IP為根底的協(xié)議、被設計成滿足工業(yè)需要，如數據完整性、高吞吐量和容易診斷。此協(xié)議標準只適用于WindowsNT4.0以上。

OPC〔OBJACTLINKEMBEDPROCESSCONTROL〕客戶機，可以從效勞器取數據。遵守TCP/IP協(xié)議。

由于市場需要監(jiān)控軟件，因此，通用監(jiān)控軟件有許多廠商開發(fā)，在90年代，有如FIX、INTOUCH、PARAGON、ONSPEC、CIMPLICITY等100多種。國內有組態(tài)王、SYNALL等。對于監(jiān)控軟件如果開發(fā)了許多DCS和PLC的驅動軟件，在聯(lián)網時有許多網絡套件，它就成為通用監(jiān)控軟件。其中驅動軟件最多的是FIX和INTOUCH。在NT平臺上，如果采用FIX、INTOUCH等軟件，彼此可作為效勞器，也可作為客戶機，彼此可以交換數據。

DCS在70年代問世時，計算機技術水平還比擬低，市場上可以選用的零部件比擬少。DCS生產廠家自己開發(fā)的操作站有專用的操作系統(tǒng)、專用的監(jiān)控軟件、專用的接口硬件和CRT、專用的打印機、專用硬盤和軟驅。甚至連接用的電纜和插頭、插座也是專用的。當然，這樣作也不能排除是DCS廠家為了獲取最大的商業(yè)利益而考慮的。由于計算機技術的飛速開展，而DCS的開展沒有計算機快，它處在相對穩(wěn)定的開展階段。后來市場上的各種微機零部件很多，但DCS都連接不上，異種系統(tǒng)更沒有方法互連，DCS廠家又都沒有按照市場變化修改自己的軟件，所以DCS成為名符其實的自動化“孤島〞。DCS的用戶感到十分不方便，另外操作站比控制器更容易損壞。其壽命大約7-8年左右。操作站由于買不到如硬盤、軟驅等，許多用戶決定在更換操作站時，不再采用原DCS廠家的操作站，因為它價格昂貴、備件難賣。采用PC機和NT平臺，安裝通用監(jiān)控軟件，并開發(fā)和某一具體DCS的驅動軟件，做成通用操作站，代替原來的專用操作站。

有的DCS廠家索性把專用操作站去掉，配以通用操作站。如MOORE公司的APACS系統(tǒng)，在1996年采用INTOUCH軟件〔FIX也可以〕，MOORE公司只提供APACS的驅動軟件和提硬件的配置要求，硬件由用戶自己選配。經使用，運行很好。比MOORE公司自己開發(fā)的監(jiān)控軟件要好用一些。這也許是DCS廠家軟件開發(fā)人員比通用軟件開發(fā)公司的軟件開發(fā)人員少有關。又如MEASUREX的操作站也采用通用監(jiān)控軟件。目前最多的替代操作站是FIX、INTOUCH兩大類型的通用替代操作站。

早期的DCS，廠家分別都自己開發(fā)專用監(jiān)控軟件。編寫程序時，控制器的驅動軟件和顯示軟件不是分開來編寫。如果采用通用微機和NT平臺，它們與通用軟件相比，CPU的開銷要小一些，對硬件的要求比通用的要低一些，但由于是和系統(tǒng)一起銷售，銷售量很小，軟件本身的問題沒有得到充分暴露。如果硬件都能滿足通用、專用要求，專用監(jiān)控軟件的操作站死機現(xiàn)象比通用的嚴重一些。據了解，某一套DCS系統(tǒng)，硬件為PC機，操作系統(tǒng)為NT，專用監(jiān)控軟件裝配成的操作站，一天內死機幾次。隨著軟件版本升級，死機現(xiàn)象有增無減。一年內打幾次補釘，死機現(xiàn)象仍然存在。專用、通用兩種軟件相比，專用的目前還是比通用的要封閉一些。在網絡中使用，還沒有網絡套件軟件。如采用通用監(jiān)控軟件，DCS和DCS之間，DCS和PLC之間，PLC和PLC之間，各自的人機界面可以互連。只要是微軟的WINDOWS界面，都能作為客戶機，采用DDE、快速DDE和Suitelink讀取數據。它們既可以作為效勞器，也可以作為客戶機。在企業(yè)內可組成綜合管理信息系統(tǒng)。為了保證操作站的平安運行，可以單獨用一個HMI用于互連。通用監(jiān)控軟件通常有網絡版的軟件，經組態(tài)后，能通過網絡，組成效勞器/客戶機格式，把實時信息傳到遠方。在客戶機中，可以實時查看通用軟件做成的動態(tài)數據效勞器數據庫中的數據。也能把信息送入MIS系統(tǒng)的標準數據庫中〔如SQL、SYBASE、ORACLE〕。通用監(jiān)控軟件在它們的套件軟件中，也有Web軟件，安裝成Web效勞器，通過Web效勞器。瀏覽動態(tài)數據效勞器中的數據。它不是實時數據。同時，通過微軟的GLANZE軟件，也可以接Web。瀏覽MIS數據庫中的數據。采用Web效勞器,瀏覽數據，都比效勞器/客戶機的方式要慢。

采用通用操作站優(yōu)點歸納如下：

●價格低廉

●DCS功能擴展

●用戶熟息

各個系統(tǒng)的時間同步也是很重要的問題。網絡時間效勞器是用于所有網上工作站的高品質時間同步的設備。一般情況下，DCS系統(tǒng)的絕對時間是在操作站上(人機界面)形成的，控制器中只有相對時間。為了時間同步，可以把衛(wèi)星時間GPS(GLOBALPOSITIONSYSTEM)作為基準，來校對DCS的時間。具體實現(xiàn)方法如下：通過衛(wèi)星接收天線，時間效勞器接收GPS系統(tǒng)中各個衛(wèi)星的原子鐘，再把時間信號送給動態(tài)數據效勞器或DCS的操作站。通過動態(tài)數據效勞器或操作站的DCS的驅動軟件，把時間信號送到DCS的網絡上。原來以太網在DCS網絡中比擬少用，但現(xiàn)在也有用的。因為它比擬廉價。它廣泛用于管理信息網〔MIS〕，以太網也采用播送式協(xié)議，但與令牌網有區(qū)別。它采用隨機訪問的鏈路控制。在以太網的網絡中，各結點可以隨機的發(fā)送數據。但當兩個或更多的結點同時發(fā)送數據時，就產生數據發(fā)送沖突。發(fā)生沖突的結點都退回去，用一個隨機延時的算法后再繼續(xù)發(fā)送。即采用載波監(jiān)聽多路訪問技術。隨機延時的算法有很多種，目前都應用于以太網。

目前MIS系統(tǒng)已經與DCS、PLC連接成一個系統(tǒng)，DCS、PLC數據通過動態(tài)數據效勞器，送到以太網，它的傳輸載體大都采用光纖。調度室通常是中心區(qū)域，以它為基點，連成星形網絡結構。中心區(qū)域配置有效勞器。如ORACLE、SYBASE、SQL等。在效勞器中存有軟件，把軟件編制成子模塊形式。如財務管理子模塊、人事管理子模塊、原材料子模塊等。把DCS、PLC來的信號放在生產實時子系統(tǒng)模塊內。

生產實時的數據是海量的，既有實時的，又有歷史的。對于通用監(jiān)控軟件都有歷史數據平臺。設效勞器，它可以自成系統(tǒng)。最后再與MIS系統(tǒng)的數據庫相連，為數據平安，還應該有防火墻。目前傳輸載體也大都是光纖。敷設光纖的費用比擬高〔大約2萬元人民幣/公里〕。在用光纖作為載體的MIS系統(tǒng)中，有些地方可能遠離中心區(qū)域，但有少數數據也希望送到中心來顯示，這時不一定用光纖，可以采用線。像地衡、輸煤、水處理等地方的數據，數量很少。只要在總機的交換機接入特殊的路由器，它有以太網的接口。在信息源加貓〔MODEM〕，布線中要稍加調整就可以了。路由器、MODEM費用不很高。這時，光纖和線可以同時用于以太網。這就是SDSL〔SymmetricDigitalSubscriberLine〕技術。SDSL技術的特點是同時既能通，又能傳輸網絡。只要通了，網絡也就通了。這種技術應用于已經有線的廠礦，并有總機的情況?，F(xiàn)在國外已廣泛用于工廠網。如果企業(yè)比擬小，可以不用光纖，全部用線，通訊速率為2.3M。無論從信息端讀取數據還是傳到信息端的指令，速率是一樣的。路由器、MODEM之間的距離可以7000英尺。在使用時，不同時使用，距離還能延長。具體應用接線見下列圖DCS教程[第7講]——DCS的根本結構和PLC的區(qū)別

DCS為分散控制系統(tǒng)的英文〔TOTALDISTRIBUTEDCONTROLSYSTEM〕簡稱。指的是控制危險分散、管理和顯示集中。60年代末有人研制了作邏輯運算的可編程序控制器〔ProgrammableLogicController〕。簡稱PLC。主要應用于汽車制造業(yè)。70年代中期以完成模擬量控制的DCS推向市場，代替以PID運算為主的模擬儀表控制。首先提出DCS這樣一種思想的是原制造儀表的廠商，當時主要應用于化工行業(yè)。后又有計算機行業(yè)從事DCS的開發(fā)。

70年代微機技術還不成熟，計算機技術還不夠興旺。操作站、控制器、I/O板和網絡接口板等都是DCS生產廠家自行開發(fā)的，也就是所有部件都是專用的。

70年代初，有人用如PDP/1124這樣的小型機代替原來的集中安裝的模擬儀表控制。連接到中央控制室的電纜很多。如用小型機既作為控制器、同時把連接小型機的CRT又作為顯示設備〔即人機界面〕。一臺小型機需接收幾千臺變送器或別的傳感器來的信號，完成幾百個回路的運算。很顯然其危險有點集中。和模擬儀表連接的電纜一樣多，并且一旦小型機壞了，控制和顯示都沒有了。數字控制沒有到達預期的目的。

后有人提出把控制和顯示分開。一臺計算機完成控制計算任務，另一臺計算機完成顯示任務。另外，一個工藝過程作為被控對象可能需要顯示和控制的點很多，其中有一些還需要閉環(huán)控制或邏輯運算，工藝過程作為被控對象的各個局部會有相對獨立性，可以分成假設干個獨立的工序，再把在計算機控制系統(tǒng)中獨立的工序上需要顯示和控制的輸入、輸出的點分配到數臺計算機中去，把原來由一臺小型機完成的運算任務由幾臺或幾十臺計算機〔控制器〕去完成。其中一臺機器壞了不影響全局。所謂“狼群代替老虎〞的戰(zhàn)術，這就是危險分散的意思。把顯示、操作、打印等管理功能集中在一起，用網絡把上述完成控制和顯示的兩局部連成一個系統(tǒng)。當時有人把這種系統(tǒng)稱為集散系統(tǒng)。

危險究竟要分散到多少算適宜呢？這與當時的計算機技術的開展水平有關。70年代中期，徹底分散就是一個控制器完成一個回路的運算。當時由于人們對數字技術不太熟息，習慣于模擬儀表，70年代末、80年代曾經風行回路控制器，把數字控制器做成和原來模擬儀表在外觀上幾乎完全一樣，不改變操作習慣，內部把PID運算數字化。一塊儀表〔一臺計算機〕完成一個回路的控制任務。其價格較為昂貴，但危險是分散了。然后用通訊網絡把各個控制器和以CRT為根底的人機界面連成一個系統(tǒng)。這時網絡結構通常都是星形結構?；芈返目刂破鞯闹谱鞅惧X太高，價格/性能比不好。后來為了減低本錢，就有兩回路的、四回路的控制器，它的價格/性能比稍好一些。對于一個大中型系統(tǒng)來說，DCS的價格/性能比比回路控制器組成的系統(tǒng)要好。有些特殊地方還是要用到一些回路控制器。

如果所要完成的回路太多，如一個控制器采集幾千點、完成幾百個回路的運算，危險又太集中。在這種情況下，危險必需分散。隨著計算機技術的開展，計算機的運算能力、存儲容量和可靠性不斷提高，一臺計算機所完成的任務也可以增加。完成的任務也可集中一點。另外，控制器、網絡等冗余技術也得到了開展，控制運算也可集中一些。

從目前的DCS來看，一個控制器完成幾十個回路的運算和幾百點的采集、再加適量的邏輯運算，經現(xiàn)場使用，效果是比擬好的。這就產生控制器升級的問題了。有時控制器和檢測元件的距離還是比擬遠，這就促進現(xiàn)場總線的開展。如CAN、LOONWORKS、FF等現(xiàn)場總線，以及HART協(xié)議接收板等都用到DCS系統(tǒng)中。

DCS分為三大局部，帶I/O板的控制器、通訊網絡和人機界面〔HMI〕。由I/O板通過端子板直接與生產過程相連，讀取傳感器來的信號。I/O板有幾種不同的類型，每一種I/O板都有相應的端子板。

模擬量輸入，4-20毫安的標準信號板和用以讀取熱電偶的毫伏信號板；4-16個通道不等；

模擬量輸出，通常都是4-20毫安的標準信號，一般它的通道比擬少，4-8個個通道；

開關量輸入；16-32個通道：

開關量輸出，開關量輸入和輸出還分不同電壓等級的板，如直流24伏、125伏；交流220伏或115伏等；8-16個通道不等；

脈沖量輸入，用于采集速率的信號；4-8通道不等；

快速中斷輸入；

HART協(xié)議輸入板；

l現(xiàn)場總線I/O板；

一塊I/O板都接在I/O總線上。為了信號的平安和完整，信號在進入I/O板以前信號要進行整修，如上下限的檢查、溫度補償、濾波，這些工作可以在端子板完成，也可以分開完成，完成信號整修的板現(xiàn)在有人稱它們?yōu)樾盘栒{理板。

I/O總線和控制器相連。80年代的DCS由于控制器的運算能力不強，為了增加I/O點數，把控制器的任務分開，實際上是有三種類型的控制器。即：完成閉環(huán)運算的控制器、模擬量數據采集器和邏輯運算器。它們分別有自己的I/O總線，各種DCS的I/O總線各不相同。如果要求快速，最好采用并行總線。一般采用串行總線比擬多。尤其是RS485總線較多，模擬量數據采集器和邏輯運算器的I/O點數可以多一些。

閉環(huán)控制器、模擬量數據采集器和邏輯運算器可以和人機界面直接連在通訊網絡上，在網絡上的每一個不同的控制器作為網絡上的一個獨立結點。每一個結點完成不同的功能。它們都應有網絡接口。有的DCS為了節(jié)省網絡接口，把所有的過程控制用的設備即閉環(huán)控制器、模擬量數據采集器和邏輯運算器預先連在控制總線上，稱為過程控制站。這可以增加過程控制站能接收的I/O點數，又能節(jié)省接口。然后再通過接口連到網絡上，與人機界面相連。隨著計算機計術的開展，控制器的運算能力不斷增強，如PC機做的一個控制器能力很強，既可接收模擬量運算，也接收開關量邏輯運算。一個控制器成為網絡上的一個結點。通過網絡與人機界面相連?？刂破魇荄CS的核心部件，它相當于一臺PC機。有的DCS的控制器本身就是PC機。它主要有CPU、RAM、E2PROM和ROM等芯片，還有兩個接口，一個向下接收I/O總線來的信號，另一個接口是向上把信號送到網絡上與人機界面相連。ROM用來存貯完成各種運算功能的控制算法〔有的DCS稱為功能塊庫〕。在庫中存功能塊，如控制算法PID、帶死區(qū)PID，積分別離PID，算術運算加、減、乘、除、平方、開方、函數運算一次濾波、正弦、余弦、X-Y函數發(fā)生器、超前-滯后；比擬先進的算法有史密斯預估，C語言接口、矩陣加、矩陣乘；邏輯運算有邏輯與、邏輯或、邏輯非、邏輯與非等。通常用站功能塊不僅把模擬量和開關量結合起來，還與人連系起來。功能塊越多，用戶編寫應用程序〔即組態(tài)〕越方便。組態(tài)按照工藝要求，把功能塊連接起來形成控制方案。把控制方案存在E2PROM中。因為E2PROM可以擦寫，組態(tài)要隨工藝改變而改變，所以把組態(tài)存在E2PROM中。不同用戶有不同組態(tài)。組態(tài)時，用戶從功能塊庫中選擇要的功能塊，填上參數，把功能塊連接起來。形成控制方案存到E2PROM中。這時控制器在組態(tài)方式，投入運行后就成為運行方式

控制器中安裝有操作系統(tǒng)，功能塊組態(tài)軟件和通訊軟件。為了系統(tǒng)平安運行，閉環(huán)控制器一定是冗余運行的，一用一備，并且是熱備。為了使冗余成功，應注意以下幾點：兩個控制器的硬件、軟件版本必需一致；檢查發(fā)送-接收的芯片是否完好；冗余的芯片是否完好。兩個模件的設定是否一樣、還要檢查有沒有帶手操站等。

通訊網絡把過程站和人機界面連成一個系統(tǒng)。通訊網絡有幾種不同的結構行式。如總線式、環(huán)形和星形〔見圖〕。總線形在邏輯上也是環(huán)形的。星形的只適用于小系統(tǒng)。不管是環(huán)形還是總線形，一般都采用播送式。其它一些協(xié)議方式已用的較少。通訊網絡的速率在10M和100M左右。

人機界面有4種不同形式的結點，它們是操作站、工程師工作站、歷史趨勢站和動態(tài)數據效勞器。

操作站安裝有操作系統(tǒng)、監(jiān)控軟件和控制器的驅動軟件。顯示系統(tǒng)的標簽、動態(tài)流程圖和報警信息。

工程師工作站給控制器組態(tài)〔CAD〕，也可以給操作站組態(tài)〔作動態(tài)流程圖〕。如果監(jiān)控軟件作圖能力很強，作圖工作可以由監(jiān)控軟件獨立完成。工程師站的另外一個功能是讀控制器的組態(tài)，用于控制器升級，查找故障。我們稱之為逆向工程師站。

歷史趨勢站用于存儲歷史數據，一般用磁盤陣列〔稱為RAID技術〕。

動態(tài)數據效勞器是DCS和MIS系統(tǒng)的接口，也是DCS和Web的隔離設備。

DCS和PLC的設計原理區(qū)別較大，PLC是由摸仿原繼電器控制原理開展起來的，70年代的PLC只有開關量邏輯控制，首先應用的是汽車制造行業(yè)。它以存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數和運算等操作的指令；并通過數字輸入和輸出操作，來控制各類機械或生產過程。用戶編制的控制程序表達了生產過程的工藝要求，并事先存入PLC的用戶程序存儲器中。運行時按存儲程序的內容逐條執(zhí)行，以完成工藝流程要求的操作。PLC的CPU內有指示程序步存儲地址的程序計數器，在程序運行過程中，每執(zhí)行一步該計數器自動加1，程序從起始步〔步序號為零〕起依次執(zhí)行到最終步〔通常為END指令〕，然后再返回起始步循環(huán)運算。PLC每完成一次循環(huán)操作所需的時間稱為一個掃描周期。不同型號的PLC，循環(huán)掃描周期在1微秒到幾十微秒之間。程序計數器這樣的循環(huán)操作，這是DCS所沒有的。這也是使PLC的冗余不如DCS的原因。DCS是在運算放大器的根底上得以開展的。把所有的函數、各過程變量之間的關系都作成功能塊〔有的DCS系統(tǒng)稱為膨化塊〕。70年代中期的DCS只有模擬量控制。如TDC2000系統(tǒng)，一個控制器一秒鐘內能完成8個PID回路的運算。首先應用的是化工行業(yè)。DCS和PLC的表現(xiàn)的主要差異是在開關量的邏輯解算和模擬量的運算上，即使后來兩者相互有些滲透，但是還是有區(qū)別。80年代以后，PLC除邏輯運算外，也有一些控制回路用的算法，但要完成一些復雜運算還是比擬困難，PLC用梯形圖編程，模擬量的運算在編程時不太直觀，編程比擬麻煩。但在解算邏輯方面，表現(xiàn)出快速的優(yōu)點，在微秒量級，解算1K邏輯程序不到1毫秒。它把所有的輸入都當成開關量來處理，16位〔也有32位的〕為一個模擬量。而DCS把所有輸入都當成模擬量，1位就是開關量。解算一個邏輯是在幾百微秒至幾毫秒量級。對于PLC解算一個PID運算在幾十毫秒，這與DCS的運算時間不相上下。大型PLC使用另外一個CPU來完成模擬量的運算。把計算結果送給PLC的控制器。不同型號的DCS，解算PID所需時間不同，但都在幾十毫秒的量級。如早期的TDC2000系統(tǒng)，1秒鐘內完成8個回路的控制運算。隨著芯片技術的開展，解算一個算法的時簡在縮短。解算一個算法所需時間與功能塊的安排方式和組態(tài)方式有關。

在接地電阻方面，對PLC也許要求不高，但對DCS一定要在幾歐姆以下〔通常在4歐姆以下〕。模擬量隔離也是非常重要的。在有爆炸危險的地方，應配置本質平安柵。

相同I/O點數的系統(tǒng)，用PLC比用DCS，其本錢要低一些〔大約能省40%左右〕。PLC沒有專用操作站，它用的軟件和硬件都是通用的，所以維護本錢比DCS要低很多。一個PLC的控制器，可以接收幾千個I/O點〔最多可達8000多個I/O〕。DCS的控制器，只能幾百個I/O點〔不超過500個I/O〕。如果被控對象主要是設備連鎖、回路很少，采用PLC較為適宜。如果主要是模擬量控制、并且函數運算很多，最好采用DCS。DCS在控制器、I/O板、通訊網絡等的冗余方面，一些高級運算、行業(yè)的特殊要求方面都要比PLC好的多。PLC由于采用通用監(jiān)控軟件，在設計企業(yè)的管理信息系統(tǒng)方面，要容易一些。

特別要指出的是，DCS的專用操作站，不是天經地義的。它是由歷史原因形成的。DCS廠家如再不開放操作站，與工廠的管理信息系統(tǒng)連網，個別DCS就有從市場中消失的危險。

隨著新技術的誕生，負面影響也跟著而來。新操作站的開放，病毒和黑客容易侵入到系統(tǒng)。在作設計時，在操作站上設置密碼，系統(tǒng)多加隔離和防火墻。把負面影響減到最小。DCS教程[第8講]——多屏操作站、操作站的后門網絡和雙機雙網一個DCS系統(tǒng)可以有好幾臺操作站，每一臺操作站可以顯示一樣的內容，稱為冗余運行。也可以是不一樣的內容。對于電廠來說，一臺300MV的發(fā)電機組，工藝過程比擬集中，通常采用2臺操作站冗余運行認為是比擬適宜的。但對于大型機組，由于它的輸入、輸出點數較多，一臺顯示器不夠用，最好有多臺顯示器。這時的監(jiān)控軟件應該能支持多屏幕。早期的DCS都采用在操作站的主機上多加顯示卡，如加2塊顯示卡，3塊顯示卡等。分別可連接2臺CRT或3臺CRT。用這種方法以增加人機界面。對于除電廠以外的生產工藝，如水泥廠，鋼鐵廠，一個生產工藝很長，地域比擬分散，并由一套DCS系統(tǒng)控制，它的輸入、輸出點數較多，為了節(jié)省投資，一臺操作站往往和一局部生產工藝相對應。比方水泥廠的回轉窯和磨機相隔距離很遠，操作站可以安裝在兩個地方。這時一臺操作站配置一臺打印機。如果其中一臺操作站的主機壞了，這臺操作站顯示的內容就沒有了。為了系統(tǒng)的平安運行，采用標簽的重疊組態(tài)來實現(xiàn)平安運行。如該系統(tǒng)有兩臺操作站，分別為A站和B站，該系統(tǒng)有2000個標簽，A、B操作站要分別組態(tài)1300個標簽，其中300個標簽是重疊的。即使A操作站發(fā)生故障，只用B操作站進行監(jiān)控，系統(tǒng)照常工作。因為重要的標簽在B操作站上都有了。值得注意的是，由于重疊組態(tài)也會帶來負面影響。在運行發(fā)生故障時，會使得A、B操作站的管理人員責任不明確。

由于網絡技術的高速開展，人機界面的數量可以不限。操作站分為主站和從站。主站連在DCS網絡上。通過DCS網絡接口，直接從DCS網絡上讀取各個控制器數據庫中的數據。主站的數量是由接口的數量決定的。從站那么與主站相連。它沒有數據庫，在顯示流程圖畫面時，由主站顯示完整的工藝畫面，而從站就顯示主站的工藝畫面。從站的數量是不限的。不管是主站，還是從站，都用后門網絡連接起來。有了后門網絡，系統(tǒng)維護時，各操作站之間可作文本拷貝。系統(tǒng)運行時，即使其中一臺主操作站發(fā)生故障，它的從站可作為另一臺主站的從站。在網絡中，接進打印效勞器，效勞器有許多通道，幾臺操作站共用一臺或幾臺打印機。連接主站和從站的這個網絡與DCS網絡沒有關系。所以就稱為后門網絡。早期的后門網絡采用ARCNET，后來由于有的DCS系統(tǒng)的操作站主機采用DEC的小型機，后門網絡就采用DECNET或以太網。在操作站作標簽組態(tài)時，是否要把重要的I/O點重疊組態(tài)要由用戶確定。

由于網絡和數據庫技術的開展，人機界面怎樣與DCS網絡連接又有新的方式。把效勞器連在DCS網絡上。效勞器和人機界面組成效勞器/客戶機格式，效勞器和人機界面之間用以太網連接，，以太網的低廉，通常采用雙網。為提高效勞器的平安性能，采用冗余的方式，這就是雙機雙網?？梢宰龅竭h程操作?？蛻魴C中有操作站、工程師站、歷史趨勢站和MIS系統(tǒng)接口。效勞器中的數據庫可以組態(tài)。

在局部的地域用網絡傳遞信息，會帶來很大的方便。

北京和利時的DCS系統(tǒng)，ABB的PROCONTROLP就是這樣的結構。見下列圖。如果過程控制與INTERNET網絡相連，會受到病毒或黑客的侵入。一定要加平安級別和加防火墻。從使用來看，國產DCS在結構和硬件制造都已經到達較高的水平。在功能塊的開發(fā)方面還需進一步努力。

以太網之間的協(xié)議遵從OSI模型〔OpenSystemInterconnection〕的七層協(xié)議。七層協(xié)議分別是物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。

物理層描述傳輸介質、連接器和信號脈沖標準。中繼器或集線器〔hub〕也是物理層的設備，它與傳輸的信息幀的具體內容無關。幀是發(fā)送到介質上的一組數字脈沖。用以傳輸信息。幀的大小為64-1518字節(jié)。幀包括預同步信號，消息頭、數據信息和幀校驗序列。中繼器或集線器〔hub〕僅僅放大導線中的電信號，并繼續(xù)向前傳送。

數據鏈路層描述本地系統(tǒng)之間的拓撲和通信標準。以太網能與多個物理層標準〔雙絞線線纜、光纜〕和多個網絡層標準一起工作。將網絡的物理方面〔線纜和數字脈沖〕與軟件和數據流的抽象世界連接起來。在網絡里傳的信息是以幀的格式傳輸的。在幀中有消息頭和尾，數據報包到幀里。檢測錯誤，調節(jié)數據流量。幀消息由源和目標介質訪問控制〔mediaaccesscontrol〕MAC地址組成，并利用該信息和數據區(qū)的內容建立CRC尾。數據鏈路層根據網絡采用拓撲規(guī)那么，發(fā)送幀，把幀發(fā)到物理層〔網絡線纜〕。網橋和交換器是數據鏈路層的設備。因為它們是支持幀的。兩者都利用幀消息頭中的信息調節(jié)交通。幀消息頭負責識別是誰發(fā)送的信息，信息發(fā)送到哪里。幀消息頭包含兩個區(qū)域，用以識別傳輸的源和目標，是源和目標系統(tǒng)的節(jié)點地址。幀消息頭的大小總是14字節(jié)。

網絡層描述在不同網段上的系統(tǒng)如何彼此尋找，也定義了網址。網址是指定給一組物理連接的系統(tǒng)名字或號碼。是所有上層的基石，單位是數據報〔datagram〕單位如網絡的IP數據報傳遞協(xié)議是網絡層功能的例子。網址這一術語，根據采用的協(xié)議不同，叫法也不同。采用IP，叫做子網〔subnet〕。

傳輸層處理數據的實際操作，并準備通過網絡傳送。如果數據太大而不能作為一個幀，傳輸層將其分解為更小的局部，并編制序號，序號允許其它系統(tǒng)上的傳輸層重新將數據組合為最初內容。幀的CRC校驗是在數據鏈路層進行的，傳輸層能夠起到備用效驗的作用。傳輸層的功能如IP的傳輸協(xié)議〔TCP〕、單位是段〔segment〕。

會話層處理兩個或多個系統(tǒng)之間連接的建立和維護。它保證正確完成具體的效勞請求。

如果系統(tǒng)正在運行多個網絡應用程序，會話層負責保持正確通信順序，保證進入的數據引到正確的應用程序。

表示層保證數據可以用于應用程序的形式接收。它的任務是編碼和解碼。

應用層的任務是確定何時要求訪問網絡資源。DCS教程[第9講]——回路控制器和DCS系統(tǒng)七十年代，因為在現(xiàn)場工作的儀表工程師們對數字控制不太熟悉，希望數字控制的儀外表板作成與原來的模擬儀表的一樣，這樣就可以不改變操作習慣，另外也是為了危險分散，因而就出現(xiàn)了回路控制器。如HONEYWELL公司的KMM系列、FOXBORO公司的SPEC200和日本北辰(后與橫河合并)的HOMAC系列表，在面板上有過程變量〔PV〕、設定值和控制輸出〔CO〕的棒圖，指針式顯示的過程值,手/自動切換、報警確認等。這種能完成以PID為根底的回路控制的數字儀表，只有一個或兩個回路〔兩個單回路〕。當時有人為了不與可編程序邏輯控制器〔PLC〕混淆，稱這種儀表為可編程序調節(jié)器。到80年代出現(xiàn)了雙回路(可作兩個串級回路)、四回路的控制器、32路數據采集器以及無紙記錄儀等一系列數字儀表，在面板上仍保存棒圖和手/自動切換，用數字顯示代替指針顯示，這些數字儀表統(tǒng)稱為回路控制器。到目前為止，這種儀表種類很多。最有特點的是能與上位〔即人機界面〕通訊組成一個系統(tǒng)，每一塊表可以與現(xiàn)場總線相連，I/O可以根據需要擴展，它內部的算法預先用程序作成功能塊的形式，存在ROM中?？梢园凑账蟮目刂撇呗?，進行組態(tài)〔不是編程〕。如美國MOORE公司的353產品有80多塊功能塊，通過組態(tài)路圖實現(xiàn)控制組態(tài)，用MODBUS與人機界面相連，人機界面的監(jiān)控軟件既可以用IFIX、也可以用INTOUCH。因為這兩種軟件都有這種可編程序調節(jié)器的驅動軟件。國產監(jiān)控軟件只要有這種可編程序調節(jié)器的驅動軟件，同樣可以作為這種系統(tǒng)的監(jiān)控軟件。否那么連不上去。353本身只有4個AI，2個AO，也就是能完成2個PID回路的控制。如果要增加控制回路，就要采用現(xiàn)場總線，因為它有LONWORKS的接口，可以把LONWORKS的模塊連到該總線上。在組成系統(tǒng)時，要進行軟件捆綁。為了數據平安，在表和總線之間加光電轉換器。這種系統(tǒng)見圖一。又如FOXBORO公司和SMAR公司的回路控制器，它有多回路的。并且還有與可編程控制器〔PLC〕的接口，所以在我國應用也比擬多。

有幾個模擬量的輸出，就稱為幾回路的控制器。模擬量的輸入可以多于模擬量的輸出。另外還可以有少量的開關量的輸入、輸出。

另一類是不能與現(xiàn)場總線相連，它的I/O點數不能擴展，但它也能與上位通訊組成一個系統(tǒng)。這種產品如美國HONEYWELL公司的UDC、FOXBORO公司的另外的產品，費希爾的900系列、日本橫河、富士、東芝和歐洲ABB公司都有類似的產品。最有代表性的產品是香港歐陸的系統(tǒng)6000，采用英國多家廠商的回路控制器，美國的可編程控制器，美國的監(jiān)控軟件，由香港人集成成為S6000系統(tǒng)。。由于它有良好的銷售網絡，在大陸應用很為廣泛。尤其是制藥行業(yè)應用較多。

可以用鋪天蓋地來形容產品之多的數顯表是把PID算法作成固定的，只要把過程變量〔PV〕接到儀表的端子上，人為輸進設定，表就能輸出控制量〔CO〕。也就是說，一個儀表只有一個功能塊，就是PID，這樣的產品國內、外已經很多，如日本千野的表，香港朝輝，國內天辰、天津儀表廠、沿海各省的儀表廠等都生產這樣的產品。國內有時把它們叫作S系列儀表。產品的外觀見圖三。它的功能非常單一，一塊表只能完成一個功能。特點是不能組態(tài)。每一塊表的價格只有幾百元人民幣。但進口的也需4000元左右。

總的來看回路控制器的輸入、輸出點數很少。如果有幾百個I/O點，完成幾十個PID回路的控制任務，而每個表都需要有一個外殼和帶棒圖顯示的面板，相對于可插模件來說，其價格就高多了。另外它的功能塊相對于DCS控制器來說要少很多，因為它的內存較小，特別是當既有很多的模擬量采集量、又有開關量并且還有高級運算，用回路控制器就更不合算。如果沒有上位來顯示，又感到不太直觀。由回路控制器集成的系統(tǒng)，加上以CRT為根底的人機界面，其價格比由模件組成的DCS就高多了。還有一個缺點，回路控制器組成的系統(tǒng)一般采用MODBUS與人機界面相連，只能采用星形結構，即只有一個主站。對于電廠需要冗余操作站來說，這就是一個缺陷。所以它只適用于比擬小的系統(tǒng)，即I/O點數比擬少，且控制回路較多的被控對象中。如生產抗生素的制藥廠就比擬適用。另外，特別是對于一些化工企業(yè)，經常用于戶外操作，它有特有的優(yōu)勢。有如電廠的旁路系統(tǒng)，采用它們也比擬適宜。也就是說它也占有一定的市場份額。它們的設計原理與DCS沒有任何差異。把DCS的控制器和它相應的手操站合在一起，就是可騙程序調節(jié)器。所以說回路控制器是DCS系統(tǒng)中的一個分支，從本質上說還屬于DCS。

對于DCS、PLC和可編程序調節(jié)器等都是計算機控制系統(tǒng)，它們的共同點是其根本結構相似，其中有幾局部是必不可少的，只是隨著系統(tǒng)規(guī)模的大小和被控對象的差異有一些區(qū)別。要把現(xiàn)場信號讀進控制系統(tǒng)，首先把傳感器的信號線接到端子。如果傳感器不是一個，它的信號線多了，并需要作一些信號預處理，這時就要端子板。模擬信號要轉換成數字信號，要模擬輸入板。經運算后輸出，要把數字信號轉換成模擬信號，需要輸出板，然后到端子板。最后將信號送到執(zhí)行器〔如閥門〕。由于通訊技術的開展，控制系統(tǒng)中只有運算局部〔即控制器〕是可以討論的，如果采用基金會現(xiàn)場總線，可以把這局部省去。把作運算的功能塊分別存到傳感器和執(zhí)行器的存儲器中。組態(tài)時通過網絡去調用。目前由于開發(fā)的功能塊還不太多、又受到各廠家利益的限制，這種總線應用還不夠廣泛。FISHER-ROSEMOUNT公司為現(xiàn)場總線作了許多工作。

比擬大的系統(tǒng)，一定要有以CRT〔或液晶顯示器LCD〕為根底的人機界面，用起來才會比擬方便。對于用戶來說，投資少、用起來又比擬方便、功能比擬全的系統(tǒng)才是合用的。DCS教程[第10講]——數據采集系統(tǒng)和軟DCS、軟PLC數據采集系統(tǒng)只是把現(xiàn)場信號采集到控制計算機中，在計算機中沒有回路控制功能塊。只是供人機界面顯示。應該說是比擬簡單的。再硬件結構吧上它可以分成三級，也可以是兩級。分別是I/O板、控制器和人機界面。簡單的可以分為I/O板和人機界面。不過，一些行業(yè)有一些特殊要求。如電廠的控制系統(tǒng)往往把鍋爐控制和數據采集系統(tǒng)分開。鍋爐控制采用DCS，而其他采用數據采集系統(tǒng)〔DAS〕。國際上也有許多廠家生產數據采集系統(tǒng)。在一般情況下，數據采集系統(tǒng)在技術上是沒有問題的，但在電廠就有一些特殊要求。電廠的有一些點需要記錄事件順序。有快速中斷功能〔通常是2毫秒〕。這樣的點數量不多，大約100點左右的開關量。輸入板的分辨率應該是毫秒級的。它的難點是事件順序記錄〔SOE〕。在輸入板應該有存儲歷史數據的功能。當人機界面調出查看時，能把事件的時間順序顯示出來。SOE(SEQUENCEOFEVENT)有專門的廠家制造。一些專門用于電廠的DCS系統(tǒng)也有這樣的功能。

應用比擬多的數據采集系統(tǒng)是美國的OPTO22產品，一路一個小模塊，分別有開關量〔DI、DO〕和模擬量〔AI、AO〕的小模塊。共有不同電壓等級等42種小模塊供用戶選擇。使用時，把小模塊裝在一塊大板上〔即B1板、B2板〕，模擬量8塊/塊板，開關量16塊/塊板，B1、B2板上除這些小模塊外，還有串行通訊口。再把這兩種板安裝在一個架子上，再把架子安裝在機柜內。以CRT為根底的人機界面在WINDOWS平臺上運行。安裝有帶MODBUS驅動軟件的監(jiān)控軟件，以前用PAREGON軟件，現(xiàn)在用的人少了，現(xiàn)在多用FIX、INTOUCH，人機界面就可以讀取從小模塊來的I/O信號，并在CRT上顯示出來。在美國有20多家工廠生產這種類似的產品。它與STD總線的產品同一檔次。STD總線的產品由于使用時用戶的工程量太大，所以逐漸在退出市場。

在一些純采集的系統(tǒng)中，OPTO產品應用較多。主要優(yōu)點是維護量少。如果需要有閉環(huán)控制，在人機界面和I/O之間加類似于PC機〔LC4〕的控制器，在控制器中有一些功能塊，可以組態(tài)各種控制策略。一般情況下，因為功能塊的數量比擬少，所以作為有幾千個I/O點的大控制系統(tǒng)采用OPTO22的還比擬少。

OPTO開關量的小模塊應用最多的是作為DCS開關量輸入模件的隔離模塊。使DCS本身免遭雷擊干擾。由于制造工藝比擬簡單，國產的模塊用戶反映也很好用，但價格不到進口的一半。

九十年代初，由于計算機技術的開展，有人提出普通微機〔PC機〕已經很成熟，無論是運算速度，還是內存都能滿足控制要求。分前后臺操作。DCS還是PLC都不需要控制器，把DCS和PLC控制器中的功能碼、梯形圖移植到NT操作系統(tǒng)的PC機內，軟件移植相當困難。由微機直接與I/O板相連。因為控制算法已存在PC機內，PC機既作為人機界面，又作為控制器，有人稱它們?yōu)檐汥CS、軟PLC。美國AB公司就有軟PLC。各PC機之間用以太網連接。到目前為止，應用仍然不太廣泛。一些小系統(tǒng)有采用SOFTDCS和SOFTPLC。\dCS教程[第11講]——DCS控制器中的功能塊DCS不僅能完成原來模擬儀表的功能，而且大大超過模擬儀表。這是因為它采用了先進的計算機技術、通訊技術、CRT技術和控制技術等4C技術.采用數字控制以后，控制器中預先存到ROM中的算法可以說是無限的，每一種算法代表一種功能。這些功能在模擬儀表中是用模擬線路來實現(xiàn)的，它受到模擬線路的漂移、電阻、電容等器件的限制，作一個精度很高的模擬儀表本錢很高，甚至幾乎是不可能的。而數字控制的算法是用程序實現(xiàn)的。用程序來代替模擬線路所能實現(xiàn)的功能。在理論上是無限的，這是很大的進步。對于各種DCS系統(tǒng)其原理都是一樣的。通常稱各種算法為功能塊。功能塊的總成稱為功能塊庫。

DCS的控制器主要是由CPU、ROM、RAM、E2PROM、地址設定開關等組成。CPU完成運算，ROM用來存操作系統(tǒng)、功能塊庫，功能塊在ROM中的排列是確定的，用戶是不能改變的。RAM用來存CPU的運算結果和I/O信號。E2PROM存用功能塊連成的控制方案。下電時，控制方案是不會喪失的。不僅如此，控制方案不適宜，還可以修改。修改采用紫外線照射，抹去E2PROM中的內容。控制器在網絡中應該有地址，由這些地址開關來設定。功能塊在ROM中的排列有的DCS稱這種排列為功能碼。碼的次序就是功能塊在庫中的地址。各種廠家的DCS對運算算法的處理有些差異，所以名稱也不一樣。如有的DCS稱這些算法為內部儀表，但其實質都是一段程序，本質是一樣的。在運用這些功能塊時，應該標明該功能塊輸入輸出之間運算的關系，還有運算所需要的許多參數。在用戶根據被控對象，確定控制策略形成控制方案時，在功能塊庫中選擇控制用所需要的功能塊，弄清各功能塊之間的聯(lián)接關系，并首先定義它在E2PROM中的地址，和其它功能塊的聯(lián)系也都是用地址來表示的。同時填入所需參數。這些工作稱為組態(tài)，這是為了區(qū)別于用語言編程。組態(tài)時，可以用作圖的方式，即CAD方式。作CAD有一個軟件，可以畫出每一個控制回路所需的功能塊以及它們之間的連接關系。它稱為工程師站。用它給控制器組態(tài)。組態(tài)時，先畫出SAMA圖或ISA圖。在用小功能塊時，畫SAMA圖、大功能塊時，畫ISA圖。

功能塊庫中最重要的功能塊是PID功能塊，它的輸出Y(t)和輸入X(t)的關系是比例-積分-微分關系，即

它在過程控制中有極其重要的作用。在完成閉環(huán)控制時一定要用到PID功能塊。閉環(huán)控制的一個控制回路和串級控制回路的方框圖如圖一，圖二所示，圖三和圖四是Infi90的組態(tài)圖。DCS教程[第12講]——異種系統(tǒng)的互聯(lián),時間同步和SDSL技術

一個企業(yè)特別是大中型企業(yè)有許多工藝過程，每一個工藝過程都有相對獨立性。在不同時期建設或不同時間進行技術改造，一定會采用不同型號的DCS系統(tǒng)，設備連鎖和控制等會采用幾種不同型號的PLC系統(tǒng)。為了在企業(yè)內建立綜合管理信息系統(tǒng)，異種系統(tǒng)的互聯(lián)和時間同步就成為很重要的問題。早期DCS和PLC的互連是采用把PLC作為DCS的一個輸入板，DCS專家們設計一塊與PLC的接口板，與DCS的本身的I/O板連在同一條I/O總線上。控制器讀入PLC來的信號，通過DCS的網絡把PLC的信號送到DCS操作站上。這樣互連的方法有一個大的缺點是：PLC的快速信號在慢速反響的DCS的操作站上顯示。經測定，一個微動開關的動作要經過幾秒以上的時間才能在DCS的操作站上表現(xiàn)出來。有的DCS甚至需要8秒。另一個互聯(lián)方法是把PLC的個別信號用硬線連到DCS的輸入板上，這樣輸入的點數很少，本錢比擬高。有的DCS在DCS網絡上設計一個結點，該結點專門用來讀取PLC的信號。把PLC的信號送入DCS的網絡是比擬困難的。缺點是開發(fā)接口的費用很高。即使開發(fā)成功，接口也經常發(fā)生故障。一個典型例子是燃汽輪機和鍋爐聯(lián)合發(fā)電的電廠，燃汽輪機從美國或其它國家進口，燃汽輪機的控制系統(tǒng)〔PLC〕和主設備一起配成，而鍋爐的控制系統(tǒng)由用戶自己選配，用戶很想把兩者的信息在一個操作站上顯示。為開發(fā)這個操作站，開發(fā)費用在幾萬美金以上。即使開發(fā)成功，也經常發(fā)生故障。

對于PLC來說，70年代中期曾經開發(fā)過專用操作站，但不太成功。后來它就沒有開發(fā)專用操作站，當時，PLC只處理開關量，在控制器上的數碼顯示作為人機界面也能滿足要求。PLC的控制器和I/O之間用網絡連接。到80年代末和90年代，模擬量控制進入PLC，。用戶感到沒有以CRT為根底的人機界面很不方便，用戶選用通用監(jiān)控軟件，運行在NT平臺上，采用普通微機作為硬件平臺，編出各個PLC的驅動軟件，這樣PLC也有了操作站。

對于通用監(jiān)控軟件來說，如INTOUCH軟件，支持微軟開發(fā)的通訊協(xié)議DDE〔DYNAMICDATAEXCHANGE〕、快速DDE、網絡DDE等。

DDE允許Windows環(huán)境下各使用的機器建立客戶機/效勞器關系，發(fā)送和接收數據，彼此發(fā)送指令。由效勞器提供數據和接收從其它使用的機器發(fā)來的感興趣的數據請求。發(fā)請求的機器就是客戶機，送數據的是效勞器。

快速DDE提供許多DDE的信息打包到單個DDE信息中。打包提高效率，減少效勞器和客戶機之間傳送的DDE數據。

網絡DDE延伸了標準DDE功能，其中包括了局域網通過串行口的通訊。網絡的延伸允許連在網上的不同計算機作為效勞器、客戶機應用運行的DDE連接。比方，網絡DDE支持連到LAN，或modem上的IBM兼容計算機和諸如在VMS、UNIX等操作環(huán)境下的非PC為根底的平臺之間的DDE。

SuiteLinkK用于TCP/IP為根底的協(xié)議、被設計成滿足工業(yè)需要，如數據完整性、高吞吐量和容易診斷。此協(xié)議標準只適用于WindowsNT4.0以上。

OPC〔OBJECTLINKINGEMBEDPROCESSCONTROL〕客戶機，可以從效勞器取數據。遵守TCP/IP協(xié)議。

由于監(jiān)控軟件有需求，因此，許多廠商都來開發(fā)。在90年代，有如FIX、INTOUCH、PARAGON、ONSPEC、CIMPLICITY等100多種。國內有組態(tài)王、SYNALL等。各個監(jiān)控軟件分別開發(fā)了許多DCS和PLC的驅動軟件，其中驅動軟件最多的是FIX和INTOUCH。在NT平臺上，如果采用FIX、INTOUCH軟件，彼此可作為效勞器，也可作為客戶機，彼此可以交換數據。

DCS在70年代問世時，計算機技術還比擬低，市場上可以選用的零部件比擬少。DCS生產廠家自己開發(fā)的操作站有專用的操作系統(tǒng)、專用的監(jiān)控軟件、專用的接口硬件和CRT、專用的打印機、專用硬盤和軟驅。甚至連接用的電纜和插頭、插座也是專用的。這樣作也不能排除DCS廠家為了獲取最大的商業(yè)利益而考慮的。它們是DCS軟件、硬件的唯一提供者，他們只能保證他們自己的系統(tǒng)能夠通訊，雖然作了許多工作，但還是不能與其他系統(tǒng)互聯(lián)。有人比喻專用系統(tǒng)與宗教組織類似，與別人幾乎不相容，每一個商家都設法維護與它的信任者們的市場共享。當我們描述兩個不同專用產品或操作系統(tǒng)支持者之間討論時，經常用到“宗教戰(zhàn)爭〞這一術語。

由于計算機技術的飛速開展，而DCS的開展沒有計算機快，它處在相對穩(wěn)定的開展階段。后來市場上的各種微機零部件很多，但DCS都連接不上，異種系統(tǒng)更沒有方法互連，DCS廠家又都沒有按照市場變化修改自己的軟件，所以DCS成為名符其實的“自動化孤島〞。DCS的用戶感到十分不方便，另外操作站和控制器相比，它容易損壞。大約使用7-8年左右，操作站由于買不到如硬盤、軟驅等，許多用戶決定在更換操作站時，不再采用原DCS廠家的操作站，因為它價格昂貴、備件難買。采用PC機和NT平臺，安裝通用監(jiān)控軟件，并開發(fā)和某一具體DCS的驅動軟件，做成通用操作站，代替原來的專用操作站。

有的DCS廠家索性把專用操作站去掉，配以通用操作站。如MOORE公司的APACS系統(tǒng)，在1996年采用INTOUCH軟件〔FIX也可以〕，MOORE公司只提供APACS的驅動軟件和提硬件的配置要求，硬件由用戶自己配。經使用，運行很好。比MOORE公司自己開發(fā)的監(jiān)控軟件要好用一些。這也許是DCS廠家軟件開發(fā)人員比通用軟件開發(fā)公司的軟件人員要少有關。又如MEASUREX的操作站也采用通用監(jiān)控軟件。目前最多的替代操作站是FIX、INTOUCH兩大類型的通用替代操作站。

早期的DCS，廠家分別都自己開發(fā)專用監(jiān)控軟件。編寫程序時，控制器的驅動軟件和顯示軟件不是分開來編寫。如果采用通用微機和NT平臺，它們與通用軟件相比，CPU的開銷要小一些，對硬件的要求比通用的要低一些，但由于是和系統(tǒng)一起銷售，銷售量很小，軟件本身的問題沒有得到充分暴露。如果硬件都能滿足通用、專用要求，專用的死機現(xiàn)象比通用的嚴