橫河AAM11 電流/電壓輸入模塊
第四代分布式控制系統(tǒng)（DCS）
在工業(yè)企業(yè)中，應(yīng)用效益zui直接、*的系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)是工業(yè)控制系統(tǒng)，特別是DCS（分布式控制系統(tǒng)）。
在工業(yè)企業(yè)中，應(yīng)用效益zui直接、*的系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)是工業(yè)控制系統(tǒng)，特別是DCS（分布式控制系統(tǒng)）。盡管若干年以前，就有人判定DCS即將被FCS（現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)）所取代，然而直至今日，DCS仍然具有相當(dāng)?shù)纳Α?/span>
ARC咨詢(xún)機(jī)構(gòu)2003年發(fā)布了世界DCS市場(chǎng)預(yù)ce報(bào)告。該報(bào)告預(yù)ce，世界DCS市場(chǎng)從2002年至2007年將保持2.5％的增長(zhǎng)，從2003年的91億美元增長(zhǎng)到103億美元。DCS的發(fā)展速度之所以不高，主要原因是美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度減慢所造成。而中國(guó)近幾年的DCS的增長(zhǎng)速度應(yīng)該在10％以上。當(dāng)今的DCS與十年前的DCS相比，發(fā)生了根本性的變化。
DCS已經(jīng)進(jìn)入第四代
受信息技術(shù)（網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、各種組態(tài)軟件技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等）發(fā)展的影響，以及用戶(hù)對(duì)*的控制功能與管理功能需求的增加，各DCS廠商（以Honeywell、Emerson、Foxboro、橫河、ABB為代表）紛紛提升DCS系統(tǒng)的技術(shù)水平，并不斷地豐富其內(nèi)容?？梢哉f(shuō)，以Honeywell 公司推出的Experion PKS（過(guò)程知識(shí)系統(tǒng)）、Emerson 公司的PlantWeb （Emerson Process Management）、Foxboro公司的A2、橫河公司的R3（PRM-工廠資源管理系統(tǒng)）和ABB公司的 Industrial IT 系統(tǒng)為標(biāo)志的新一代DCS 已經(jīng)形成。
如果我們把當(dāng)年Foxboro公司的I/A Series看作第三代DCS 系統(tǒng)里程碑的話，那么以上幾家的DCS可以劃為第四代。第四代DCS 的zui主要標(biāo)志是兩個(gè)“I”開(kāi)頭的單詞：Information （信息）和Integration（集成）。
第四代DCS的技術(shù)特點(diǎn)
第四代DCS的體系結(jié)構(gòu)主要分為四層結(jié)構(gòu)：現(xiàn)場(chǎng)儀表層、控制裝置單元層、工廠（車(chē)間）層和企業(yè)管理層。一般DCS廠商主要提供除企業(yè)管理層之外的三層功能，而企業(yè)管理層則通過(guò)提供開(kāi)放的數(shù)據(jù)庫(kù)接口，連接第三方的管理軟件平臺(tái)（ERP、CRM、SCM等）。所以說(shuō)，當(dāng)今DCS主要提供工廠（車(chē)間）級(jí)的所有控制和管理功能，并集成全企業(yè)的信息管理功能。
DCS充分體現(xiàn)信息化和集成化
AMN52 Nest for PROFIBUS Communication Module
AAM10 電流/電壓輸入模塊
AAM11 電流/電壓輸入模塊
AAM11B 電流/電壓輸入模塊（支持BRAIN）
AAM21 mV，熱電偶和RTS輸入模塊
AAM21J mV，熱電偶和RTS輸入模塊（符合IEC584-1995，IEC751-1995）
APM11 脈沖輸入模塊
AAM50 電流輸出模塊
AAM51 電流/電壓輸出模塊
AMM12T 電壓輸入多路變換器模塊（16點(diǎn)，端子型）
AMM12C 電壓輸入多路變換器模塊（16點(diǎn)，接插件型）
AMM22M mV輸入多路變換器模塊（16點(diǎn)，端子型）
AMM22T 熱電偶輸入多路變換器模塊（16點(diǎn)，接插件型）
AMM22TJ 熱電偶輸入多路變換器模塊（16點(diǎn)，端子型，符合IEC584-1995）
AMM22C mV輸入多路變換器模塊（16點(diǎn)，接插件型）
AMM32T RTD輸入多路變換器模塊（16點(diǎn)，端子型）
AMM32TJ RTD輸入多路變換器模塊（16點(diǎn)，端子型，符合IEC751-1995）
AMM32C RTD輸入多路變換器模塊（16點(diǎn)，接插件型）
AMM32CJ RTD輸入多路變換器模塊（16點(diǎn)，接插件型，符合IEC751-1995）
AMM42T 2線制變送器輸入多路變換器模塊（16點(diǎn)，端子型）
AMM52T 電流輸出多路變換器模塊（16點(diǎn)，端子型）
信息和集成基本描述了當(dāng)今DCS系統(tǒng)正在發(fā)生的變化。用戶(hù)已經(jīng)可以采集整個(gè)工廠車(chē)間和過(guò)程的信息數(shù)據(jù)，但是用戶(hù)希望這些大量的數(shù)據(jù)能夠以合適的方式體現(xiàn)，并幫助決策過(guò)程，讓用戶(hù)以他明白的方式，在方便的地方得到真正需要的數(shù)據(jù)。
信息化體現(xiàn)在各DCS系統(tǒng)已經(jīng)不是一個(gè)以控制功能為主的控制系統(tǒng)，而是一個(gè)充分發(fā)揮信息管理功能的綜合平臺(tái)系統(tǒng)。DCS提供了從現(xiàn)場(chǎng)到設(shè)備，從設(shè)備到車(chē)間，從車(chē)間到工廠，從工廠到企業(yè)集團(tuán)整個(gè)信息通道。這些信息充分體現(xiàn)了全面性、準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性和系統(tǒng)性。
大部分DCS提供了過(guò)去常規(guī)DCS功能、SCADA（監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集）功能以及MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）的大部分功能。與ERP不同，ＭＥＳ匯集了車(chē)間中用以管理和優(yōu)化、從下訂單到產(chǎn)成品的生產(chǎn)活動(dòng)全過(guò)程的相關(guān)硬件或軟件組件，它控制和利用實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的制造信息來(lái)指導(dǎo)、傳授、響應(yīng)并報(bào)告車(chē)間發(fā)生的各項(xiàng)活動(dòng),同時(shí)向企業(yè)決策支持過(guò)程提供有關(guān)生產(chǎn)活動(dòng)的任務(wù)評(píng)價(jià)信息。ＭＥＳ的功能包括車(chē)間的資源分配、過(guò)程管理、質(zhì)量控制、維護(hù)管理、數(shù)據(jù)采集、性能分析和物料管理等功能模型，與DCS相關(guān)的各功能模塊有資源配置與狀態(tài)（Resource Allocation and Status ）、派遣生產(chǎn)單元（Dispatching Production Units）、文檔控制（Document Control）、數(shù)據(jù)收集/獲取（Data Collection/Acquisition）、勞工管理（Labor Management）、質(zhì)量管理（Quality Management）、維護(hù)管理（Maintenance Management）、產(chǎn)品跟蹤（Product Tracking）、性能分析（Performance Analysis）。
DCS的集成性則體現(xiàn)在兩個(gè)方面：功能的集成和產(chǎn)品的集成。過(guò)去的DCS 廠商基本上是以自主開(kāi)發(fā)為主，提供的系統(tǒng)也是自己的系統(tǒng)。當(dāng)今的DCS 廠商更強(qiáng)調(diào)的系統(tǒng)集成性和方案能力，DCS中除保留傳統(tǒng)DCS所實(shí)現(xiàn)的過(guò)程控制功能之外，還集成了PLC（可編程邏輯控制器）、RTU（采集發(fā)送AAM11器）、FCS、各種多回路調(diào)節(jié)器、各種智能采集或控制單元等。此外，各DCS廠商不再把開(kāi)發(fā)組態(tài)軟件或制造各種硬件單元視為核心技術(shù)，而是紛紛把DCS的各個(gè)組成部分采用第三方集成方式或OEM方式。例如，多數(shù)DCS廠商自己不再開(kāi)發(fā)組態(tài)軟件平臺(tái)，而轉(zhuǎn)入采用兄弟公司（如Foxboro 用Wonderware軟件為基礎(chǔ)）的通用組態(tài)軟件平臺(tái)，或其它公司提供的軟件平臺(tái)（Emerson 用Inlution的軟件平臺(tái)做基礎(chǔ)）。此外，許多DCS廠家甚至I/O組件也采用OEM方式（Foxboro 采用 Eurothem的I/O模塊，橫河的R3采用富士電機(jī)的Processio作為I/O單元基礎(chǔ), Honeywell 公司的PKS系統(tǒng)則采用Rockweell公司的PLC單元作為現(xiàn)場(chǎng)控制站。
DCS變成真正的混合控制系統(tǒng)
過(guò)去DCS和PLC主要通過(guò)被控對(duì)象的特點(diǎn)（過(guò)程控制和邏輯控制）來(lái)進(jìn)行劃分。但是，第四代的DCS已經(jīng)將這種劃分模糊化了。幾乎所有的第四代DCS都包容了過(guò)程控制、邏輯控制和批處理控制，實(shí)現(xiàn)混合控制。這也是為了適應(yīng)用戶(hù)的真正控制需求。因?yàn)槎鄶?shù)的工業(yè)企業(yè)絕不能簡(jiǎn)單地劃分為單一的過(guò)程控制和邏輯控制需求，而是由過(guò)程控制為主或邏輯控制為主的分過(guò)程組成的。我們要實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)化，提高整個(gè)工廠的效率，就必須把整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程納入統(tǒng)一的分布式集成信息系統(tǒng)。例如，典型的冶金系統(tǒng)、造紙過(guò)程、水泥生產(chǎn)過(guò)程、制藥生產(chǎn)過(guò)程和食品加工過(guò)程、發(fā)電過(guò)程，大部分的化工生產(chǎn)過(guò)程都是由部分的連續(xù)調(diào)節(jié)控制和部分的邏輯聯(lián)鎖控制構(gòu)成AAM11。
第四代的DCS系統(tǒng)幾乎全部采用IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行組態(tài)軟件設(shè)計(jì)。該標(biāo)準(zhǔn)原為PLC語(yǔ)言設(shè)計(jì)提供的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)一些DCS（如Honeywell 公司的PKS）還直接采用成熟的PLC作為控制站。多數(shù)的第四代DCS都可以集成中小型PLC作為底層控制單元。今天的小型和微型PLC不僅具備了過(guò)去大型PLC的所有基本邏輯運(yùn)算功能，而且高級(jí)運(yùn)算、通信以及運(yùn)動(dòng)控制也能實(shí)現(xiàn)。
智能制造網(wǎng)