DCS是DataCommunicationSubsystem（數據通信子系統）的簡稱。DCS是一種“分散式控制系統”，而PLC(可編程控制器)只是一種控制“裝置”，兩者是“系統”與“裝置”的區別。系統可以實現任何裝置的功能與協調，PLC裝置只實現本單元所具備的功能。

DCS從1975年問世以來，大約有三次比較大的變革，七十年代操作站的硬件、操作系統、監視軟件都是專用的，由各DCS廠家自己開發的，也沒有動態流程圖，通訊網絡基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了通用系統，九十年代末通訊網絡有部份遵守TCP/IP協議，有的開始采用以太網。總的來看，變化主要體現在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一般采用UNIX，也有小系統采用NT，相比較來看UNIX的穩定性要好一些，NT則有死機現象。I/O板主要體現在現場總線的引入DCS系統。

DCS系統包括三大部分：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。控制器I/O部件和生產過程相聯接，操作站和人相聯系，通訊網絡把這兩部分聯成系統。所以操作站是DCS的重要組成部分，工程師站給控制器和操作站組態，歷史站記錄生產過程的歷史數據。最近幾年開發的人機界面還有動態數據服務器。

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

DCS的控制器的變化較小。其變化表現在控制算法的安排、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流程圖，能顯示的標簽數比較少，例如500個標簽（標簽指的是AI、DI、回路、開關量的邏輯關系等），八十年代出現了能顯示5000個標簽的操作站，九十年代出現了能顯示30000個標簽的操作站。同時，也出現了在微軟的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。它的標簽量可以達到10000個，甚至更多。

自現場總線技術在90年代后期問世以來，開創了自動化控制技術的新紀元一數字時代。現場總線是數字化的、雙向通信的智能化的控制系統，集成現場總線驅動的就地設備、控制系統和具有預測功能的維護軟件，以提高電站的信息化和智能化水平，最終實現電站控制水平、經濟效益和競爭力的質的提升。

目前大多數現場總線系統已進行過IEC61508認證，通訊協議通過了IEC1158-2(1993)å’ŒISAS50.02-1992標準現場總線'Ff-81631.25kbits/s認證，用“使用中得到證明”的方法在發電廠的實際應用中已經得到初步驗證。與DCS系統最初在電站應用一樣，現場總線系統的功能安全評價，將在實際使用由逐漸被人們認識，并將得到證實。

現場總線技術給自動化領域帶來一場革命，這一技術代表了自動化的發展方向，數字通信是一種趨勢，是任何人阻擋不了的，這些都是現代技術發展之必然。就雙向數字通信現場總線信號技術本身，也必將會給火電廠安全經濟運行及提高管理水平帶來實實在在的效益。

現場總線是利用總線驅動的I/O卡件、高速的現場通訊網絡、智能的現場設備，大大簡化控制系統的安裝調試，是實現電廠數字化、智能化、信息化的基礎。現場總線獲取的現場設備的基礎資料，是提高發電廠管理水平的必備的基礎資料。

現場總線在中國電站的應用研究，伴隨火力發電廠新建600MW機組控制系統的配置、自動化裝置的選型水平、發電廠的總體布置及安裝要求的提高而快速發展。

過程控制站的組成

DCS的過程控制站是一個完整的計算機系統，主要由電源、CPU（中央處理器）、網絡接口和I/O組成I/O：控制系統需要建立信號的輸入和輸出通道，這就是I/O。DCS中的I/O一般是模塊化的，一個I/O模塊上有一個或多個I/O通道，用來連接傳感器和執行器（調節閥）。I/O單元：通常，一個過程控制站是有幾個機架組成，每個機架可以擺放一定數量的模塊。CPU所在的機架被稱為CPU單元，同一個過程站中只能有一個CPU單元，其他只用來擺放I/O模塊的機架就是I/O單元。

在網絡方面

DCS網絡是整個系統的中樞神經，它是安全可靠雙冗余的高速通訊網絡，系統的拓展性與開放性更好。而PLC因為基本上都為個體工作，其在與別的PLC或上位機進行通訊時，所采用的網絡形式基本都是單網結構，網絡協議也經常與國際標準不符。在網絡安全上，PLC沒有很好的保護措施，我們采用電源、CPU、網絡雙冗余。

在硬件方面

DCS系統所有I/O模塊都帶有CPU，可以實現對采集及輸出信號品質判斷與標量變換，故障帶電插拔，隨機更換。而PLC模塊只是簡單電氣轉換單元，沒有智能芯片，故障后相應單元全部癱瘓。

國產DCS系統

80年代中期，許多單位和個體技術人員都想涉及DCS的開發和生產。由于資金投入太多，軟件的工程量太大，需要軟件開發人員、硬件人員和工程人員協調工作，另外DCS的開發畢竟太復雜了，它涉及到計算機技術、通訊技術、控制技術和顯示技術。幾個技術人員不可能掌握那樣多的技術，同時也沒有那樣多的資金投入，并且不可能在短時間內就有產出。幾個技術人員是沒有力量來支撐的。許多技術人員只能望DCS興嘆。許多單位如幾個大鋼鐵公司的自動化部也由于資金不足退出DCS的開發。如阿城繼電器廠從1984年就開始DCS的開發，并取得很好的成績。由于資金不足和管理混亂，也無奈的基本退出DCS的角逐。STD總線的產品是控制系統的中間產品，90年代初期生產廠家很多，每年在國內達到幾億的銷售量（與現在國產的DCS銷量相當）。由于最終用戶的工作量很大，也正在退出市場。

90年代中期，DCS的部件除功能塊以外，在市場上都能買到。如控制器可以用PC機主板，DCS網絡也可以用以太網。人機界面可用通用監控軟件，如組態王等。市場形勢比80年代有很大改變。又一次浪潮涉及開發DCS，各種牌號的DCS紛紛出籠，大約有上百種系統推向市場。仔細分析，都在較低層次上重復，功能單一，形不成規模。

由于政府有關部門的界入，開始有新的單位進入DCS的開發。政府的有關部門無論從資金還是項目都大力支持，所以得到蓬勃發展。如北京和利時、上海新華和浙大中控。他們都有幾百套的銷量，基本形成規模生產。他們雖然一時還達不到進口的水平，但控制的基本要求還能滿足。從系統的結構和I/O板的生產來看，已經有相當高的水平，和國際上的水平已相差不遠。如無錫生產的I/O板就很美觀。人機界面的軟件國內已有開發，如組態王，每年有2000套的銷售量，經使用情況也是良好的。

開發DCS最難的是控制器的開發問題，一是硬件，用的是PC機卡，操作系統也是通用型的，如微軟的NT、加拿大開發的QNX等，價格高，使得利潤減低。二是功能塊的開發。這是最難的。功能塊的數量幾乎是無限的。它的工作量很大，不僅要有軟件人員，還要有工程人員的配合，才能編出好用的功能塊。由于我國以前實行計劃經濟，對技術人才一是不重視，二是各單位私有。一個單位很難集中有如此多的優秀的技術人員。我國軟件開發人員不僅數量少，而且習慣于自己獨立編程，不能很好的與現場技術人員交流，所以開發的功能塊就會出現不如人意的地方。國產DCS不僅功能塊的數量少，而且據用戶反映，如順序控制器功能塊，其真值表不象國外的那樣好用。又如自調整功能塊，現場一般都不用，即使用也不好用。

總之，由于銷售量還是比較小，跟蹤用戶的反應還不夠，所以我國還缺少一套千錘百煉有自主產權的功能碼。這套軟件是沒有賣的。一定要自己開發，在不同的操作系統下，編的程序就不一樣。這與要不要控制器這個硬件沒有關系。使用現場總線系統也需要算法，用PC作為既控制又顯示同樣需要算法。

用于控制策略的組態軟件目前還沒有發現問題。

另外一個問題是控制器的電源系統，我國基本都采用整體式電源。由于我國的DCS系統價格很低，利潤也很低，DCS制造廠家沒有資金投入來開發電源系統。國外DCS系統的電源冗余見下圖。在即將把兩臺電源安裝到柜子上時，需分別帶負載調整。調整時，兩臺電源的負載一定是相同的，要調整到相同的輸出，然后安裝到機柜上。電源系統中有一塊電源檢測板，能顯示兩臺電源的輸出情況。兩臺能同時給負載供電。最好工作在平衡電壓的狀態。經20年的運行證明電源系統是良好的。

國產DCS兩臺電源冗余運行，一用一備。其中一臺的交流輸入電源階躍下降，能切換到備用電源。如果斜坡下降，就不能切換到備用電源。這是電源系統的缺點之一。

N+1的電源方案沒有進入到我國的DCS系統。進口DCS采用N+1電源，問題也很多。N+1電源的意思是只要知道每一個所插模件的功率，把所有模件所需功率求和，而每個模件電源的功率是一定的，所需總功率除以模件電源的功率，就得到電源數。有小數位，都要進一位成為整數，這個整數為N，然后再加一，稱為N+1。

第三個問題是由于銷量小。很少有第三方幫助完善系統，比如專家系統，實時數據庫，與數字儀表及PLC的接口等。

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