1. 引言
隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴大，信息量的增多，控制和管理的關系日趨密切。對于大型企業(yè)生產(chǎn)的控制和管理，不可能只用一臺計算機來完成。于是，人們研制出以多臺微型計算機為基礎的分散控制系統(tǒng)(Distributed&nbspControl&nbspSystem，DCS)。DCS 采用分散控制、集中操作、分級管理、分而自治和綜合協(xié)調(diào)的設計原則，自下而上可以分為若干級，如過程控制級、控制管理級、生產(chǎn)管理級和經(jīng)營管理級等。DCS 又稱分布式或集散式控制系統(tǒng)。
目前在工業(yè)市場中，主要有ABB、橫河、霍尼韋爾、艾默生和西門子這幾家公司的產(chǎn)品。但這些公司的DCS主要應用在大型公司，在中小型公司中很難得到應用，主要存在以下缺點：
（1） 系統(tǒng)成本很高，需要在系統(tǒng)初期確定整體方案
（2） 后期維護難度大，成本高，需要專業(yè)工程師進行維護。
（3） 系統(tǒng)組成難度大，前期實施必須由專業(yè)施工單位進行實施，并且后期維護需要專業(yè)工程師進行維護，維護成本高
（4） 標準PID算法需要在二次編程中實現(xiàn)，PID參數(shù)需要在實際測試中手動測試參數(shù)
（5） 無穩(wěn)壓補償算法，不能進行氣體流量測量
（6） 基于這些情況，為了實現(xiàn)中小企業(yè)的控制系統(tǒng)，北京金立石儀表科技有限公司開發(fā)了一套MINI DCS系統(tǒng)。這套系統(tǒng)解決了成本，維護，PID算法，流量補償和擴展等傳統(tǒng)DCS的問題。

基于這些情況，北京金立石儀表科技有限公司開發(fā)了一套MINI DCS系統(tǒng)。的得到這套系統(tǒng)解決了成本，維護，PID算法，流量補償和擴展等傳統(tǒng)DCS的問題。

2. MINI DCS系統(tǒng)組成
2.1. 概述
MINI DCS的核心是北京金立石儀表科技有限公司開發(fā)的DM2XX系列控制器和相應的I/O，系統(tǒng)支持現(xiàn)場總線。系統(tǒng)提供了多種可供選擇的DM2XX控制和I/O產(chǎn)品，能夠滿足制造和加工過程中的控制需要。DM2XX控制器可以由用戶自定義控制元素，據(jù)此可針對任何應用要求，輕松設計出從簡到繁各種控制策略。
DM2XX控制器在設計上從始至終都借助了工業(yè)標準現(xiàn)場總線和開放式 通訊協(xié)議的強大能力，并以此提供了全系列的控制、可擴展性和容錯 冗余選項。此外還提供了全系列工業(yè)I/O供遠程和就地安裝之用，這些I/O占地面積小，可在導軌上安裝，并有廣泛的I/O類型(包括本安I/O)。
采用了模塊化設計的DM2XX系列控制器、SFGXX系列隔離器、GSXX系列變送器和相關的I/O選項， 對小型混合系統(tǒng)與集成的大型自動化應用同樣有效的子系統(tǒng)模塊化設計，允許用戶按照實際需求靈活地選擇具體功能。而采用同樣的基本硬件提供了多種多樣的I/O、通訊模塊和電源選項，從而在功能性、性能和尺寸等方面也提供了靈活性。下圖是MINI DCS是系統(tǒng)架構圖：

2.2. 管理控制室
MINI DCS系統(tǒng)的管理控制室采用PC機管理現(xiàn)場服務器，PC機采用WindowsXp系統(tǒng)，支持DDE/OPC，通過WEB方式遠程登錄現(xiàn)場控制器。管理者不必親自跑到現(xiàn)場，只需在管理控制室里就可以通過PC機的監(jiān)控平臺，就可以實時了解多個現(xiàn)場數(shù)據(jù)和報警狀態(tài)，根據(jù)返回的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，對多個現(xiàn)場進行綜合管理和控制。
2.3. 現(xiàn)場控制室
現(xiàn)場控制室也叫人機接口站(HIS)，HIS主要用于操作和監(jiān)視，它可以顯示過程變量、控制參數(shù)和報警，使用戶可以快速地掌握工廠的運行狀態(tài)。它也可以提供開放接口以便于管理計算機能夠訪問趨勢數(shù)據(jù)、信息和過程數(shù)據(jù)。因HIS具有操作和監(jiān)視的功能，通常稱為操作站。
MINI DCS系統(tǒng)中采用觸摸屏的方式進行人機交互，型號有DM7000 7英寸觸摸屏，DM9000 10.4英寸觸摸屏。
功能特點有：
? 采用65535色TFT液晶屏，超長高亮度LED背光；
? 32位高速RISC CPU，功耗低，運行可靠，性能穩(wěn)定；
? 多達32M畫面存儲和128M動態(tài)存儲空間；
? SD卡接口，支持超大容量數(shù)據(jù)存儲；
? 多串口支持，內(nèi)置多種設備驅動和通訊協(xié)議，支持主動或被動方式通訊；
? 以太網(wǎng)接口，支持多臺設備互連，使數(shù)據(jù)傳輸更方便。
? 有冗余備份
2.4. 網(wǎng)關
MINI DCS系統(tǒng)可以采用多種網(wǎng)關，有主流的以太網(wǎng)網(wǎng)關，也有Zigbee、電臺、電力載波等方式的網(wǎng)關。不同網(wǎng)關可以實現(xiàn)不同總線轉換。
（1） DM211以太網(wǎng)網(wǎng)關可以將傳輸數(shù)據(jù)在RS485協(xié)議與TCP/IP協(xié)議之間相互轉換，在MINI DCS系統(tǒng)中可以高速，穩(wěn)定的進行數(shù)據(jù)轉換、傳輸。
（2） DM212 Zigbee是一種適合低功耗，近距離無線組網(wǎng)的通訊網(wǎng)關
（3） DM213是一種電力載波網(wǎng)關，應用在家庭智能化、公用設施智能化、工業(yè)智能化上。
（4） DM213電臺通訊網(wǎng)關。具有成本低、安裝維護方便、覆蓋范圍遠的特點。
2.5. 以太網(wǎng)
以太網(wǎng)用于連接管理控制室、現(xiàn)場控制室、網(wǎng)關。起著數(shù)據(jù)連接功能
2.6. RS485總線
RS485總線將現(xiàn)場控制設備連接起來，采用標準的工業(yè)現(xiàn)場總線協(xié)議MODBUS RTU，易于設備擴展，通過該協(xié)議可以將不同廠家生產(chǎn)的控制設備連成工業(yè)網(wǎng)絡，進行集中監(jiān)控和管理。
2.7. 控制單元
MINI DCS系統(tǒng)的控制單元采用德姆森公司開發(fā)的DM2XX系列控制器、SFGXX系列隔離器、GSXX系列變送器，也可以兼容其它品牌的產(chǎn)品。控制單元系列模塊是金立石公司生產(chǎn)的一種于MINI DCS系統(tǒng)的導軌安裝的模塊產(chǎn)品。產(chǎn)品型號眾多，性能穩(wěn)定，抗干擾性強。
（1）產(chǎn)品特點：
? 模塊采用標準35mm導軌安裝，適合密集安裝；
? 底部采用總線式結構，節(jié)省布線，便于集中管理；
? RS485通訊接口，標準MODBUS-RTU通訊協(xié)議，速度快，通用性好；
? 全面采用表面貼裝工藝，并具有多重保護和隔離設計，抗干擾能力強。

（2）產(chǎn)品型號：
? DM241 專家PID控制單元
? DM242A/DM242B 可編程隔離變送單元
? DM221 四路模擬量輸入單元
? DM222 四路模擬量輸出單元
? DM231/DM232/DM233 開關量輸入/輸出單元
? DM243A 智能溫壓補償流量積算單元
? DM243B 模擬量輸入流量積算單元
? DM244 熱量積算儀單元
? SFGXX系列 熱電阻、熱電偶隔離器
? GSXX系列 變送器
2.8. IO單元
MINI DCS可以接入各種AI，也可以輸出AO，AI模塊主要有溫度傳感器、溫濕度傳感器、壓力變送器、差壓變送器、流量傳感器等。型號主要有：W-RE抗氧化鎢錸熱電偶，WSS雙金屬溫度計，GS3351-L投入式液位變送器，GS3351系列/差壓變送器等。
2.9. 執(zhí)行機構
MINI DCS系統(tǒng)可以控制各種執(zhí)行機構，例如：各種閥門和變頻器。