1.6 主要DCS产品
1.6.1 国外主要DCS产品
1.6.1.1 Foxboro的DCS
I/ASeries系统是美国Foxboro公司推出的开放式智能DCS控制系统，也是目前使用64位工作站和全冗余的高标准DCS控制系统。系统的构成包括过程控制站（CP）、过程操作站、工程师工作站、应用计算处理站、信息管理站和通讯系统。I/A的工程师站与操作站使用了SPARC技术。X-ystem作为操作平台。通讯系统为1:1冗余的高速节点总线，过程I/O卡全部为光电隔离和变压器隔离型，可执PLC和编程控制、事故追忆等控制。
I/ASeries的最大特点是开放，在系统与MIS通讯这一层上，不论是51系列还是70系列，都可以非常方便地和工厂信息网进行通讯。它采用了标准的通讯协议，可以方便地与管理网以高速率传送实时和历史数据，以及实时的过程操作画面。
I/ASeries系统处理机组件通过节点总线（NODEBUS）相互连接，形成过程管理和控制节点。每一个组件也可通过一根或多根的通讯链路与外围设备或其他类型的组件相连。节点总线为I/ASeries系统中的各个站（控制处理器，操作站处理器等）之间提供高速，冗余的点到点通讯，具有优异的性能和安全性。与主要设计成处理连续量，反馈类型的控制回路的DCS不同，I/ASeries设计成用来满足全部测量和控制需求。系统提供的综合控制组态软件包用于处理一个公共的，基于对象的智能测量值和连续控制，顺序控制和梯形逻辑控制。
使用久经考验的各种控制功能块算法。包括为了帮助用户使最难对付的回路处于控制之下，I/ASeries系统使用了基于专家系统的EXACTPID参数自整定和多变量EXACTMVPID参数自整定等先进控制算法的专利。有专用于脉冲/数字信号控制开关阀、电动阀和其他执行器的控制模块，还有为了对付在过程中会碰到的长迟滞回路，系统中还提供了SMITH预估算法。
Invensys最新ArchestrATM结构确保系统可伴随用户的需求而增长，并准许融入各种第三方解决方案，用于未来提升用户工厂的生产力。ArchestrA将Invensys系统、第三方设备和用户的应用程序整合为一体，将当前与未来的应用都嵌入到同步的工厂级应用模式中，并且鼓励其正在进行的改变与提高，它包含了一整套独特的新颖成套工具与新式应用基础服务，允许迅速生成新的应用程序、产品以及服务。
InvensysA2自动系统基于Wonderware产品的人机界面，系统可升级的开放系统设计与嵌入式基于目标的OPC接口，可使用户编程、工程设计或观察其他Invensys仪表，或集成第三方产品，满足操作、维护和工厂管理甚至连接到IT系统上的需求。
1.6.1.2 DeltaV的DCS
PlantWeb（Emerson Process Mangement）是Emerson提出的用于过程管理的数字化工厂架构，其中DeltaV作为PlantWeb中的核心组成部分，提高可靠的数字化工厂过程控制系统。DeltaV系统是Fisher-Rosemount公司于1996年开始推出的现场总线控制系统，DeltaV在两套DCS系统（RS3、PROVOX）的基础上，依据现场总线FF标准设计出的兼容现场总线功能的全新控制系统，它充分发挥众多DCS系统的优势，如：系统的安全性、冗余功能、集成的用户界面、信息集成等，同时克服传统的DCS系统的不足，具有规模的灵活可变、使用简单、维护方便的特点。
DeltaV系统的控制器和工作站一般配置2个以太网接口，在控制器和工作站之间可采用冗余网络结构，以保证数据传输的可靠性。在业界的同类产品中，DeltaV系统在其控制层较早的使用了最近才开始流行的以太网结构和TCP/IP协议。在DeltaV系统I/O子系统中包括现场总线接口卡（FF的H1和HSE），每块现场总线接口卡可以连接32个底层的现场总线设备，如传感器、执行器等。DeltaV过程控制系统的技术特点：
①开放的网络结构与OPC标准；
②基金会现场总线（FF）标准数据结构；
③模块化结构设计；
④即插即用、自动识别系统硬件，所有卡件均可带电插拔，操作维护可不必停车；同时系统可实现真正的在线扩展；
⑤常规I/O卡件采用8通道分散设计，且每一通道均与现场隔离。
1.6.1.3 ABB的DCS
ABB公司开发的Industrial IT分为控制IT、操作IT、信息IT，Industrial IT的核心是AC800系列控制器和相应的I/O，系统支持现场总线，如Profibus。提供了多种选择的Industrial lT800xA控制和I/O产品，能够满足制造和加工过程中控制需要。ABB控制器备有软件库，其中包括丰富的预定义、用户自定义控制元素，据此可针对任何应用要求，轻松设计出从简到繁各种控制策略（包括连续控制、时序控制、批量控制和先行控制）。
ABB控制器在设计上从始至终都借助了工业标准现场总线和开放式通讯协议的强大能力，并以此提供了全系列工业I/O供远程和就地安装之用，这些I/O模块占用面积小，可在导轨上安装，并有广泛的I/O类型（包括本安I/O）。采用了模块化设计的AC800M控制器和相关的I/O选项，对小型混合系统与集成的大型自动化应用同样有效的子系统模块化设计，允许用户按照实际需求灵活地选择具体功能。而采用同样的基本硬件提供了多种多样的中央处理单元（CPU）、I/O、通讯模块和电源选项，从而在功能性、性能和尺寸等方面也提供了灵活性。800xA控制器和I/O采用了一整套完善的自我诊断功能，有助于降低维护成本。所有模块都配备了前面板LED显示器，显示故障和性能降低情况。系统支持若干通讯和I/O模块。
1.6.1.4 Honeywell的DCS
Honeywell公司推出的过程知识系统（简称EPKS系统）是与A2同时代的产品，控制器采用C200，与原来的TSP系用的控制器有很大的差别，C200控制器既能连接插件式I/O，也能连接导轨式I/O，同时支持基金会现场总线，采用的软件可以嵌入VB语言，支持ActiveX，它是一体化的混合控制系统，是世界上第四代DCS控制系统的代表，其核心是基于开放且功能强大的Microsoft公司的2000服务器/客户系统。它由高性能的控制器，先进的工程组态工具，开放的控制网络等构成先进的体系结构。
硬件配置EPKS系统的核心部件是混合控制器（简称C200），包括电源、机架、控制处理器模件（CPM）、控制网络通讯模件（CNI）、以太网接口模件、输入输出模件和可选的冗余模件（RM）、电池扩展模件（BEM）等组成。所有模件都支持带电插拔，且适应恶劣的生产环境。C200适用于广泛的工业应用，包括连续过程、批量过程、开关量运算以及机械设备控制等各类型的控制。对于要求将调节控制、快速逻辑控制、顺序控制以及批量控制诸应用一体化的集成应用，C200是理想的控制器。
1.6.1.5 西门子DCS
德国西门子公司的SIMATIC PCS7——全集成自动化的过程控制系统，通过全集成自动化（TIA），实现了基于单一平台提供用于所有过程自动化应用的统一自动化技术的目标。这种统一的自动化技术还可用于优化一个企业的所有业务流程，从企业资源计划（ERP）级，到管理执行系统（MES）级和过程控制级，直到现场级。通过将自动化平台连接到IT环境，可以将过程数据在整个公司范围内应用于设备运行、生产流程以及商务流程的评价、规划、协同和优化。同时，还可满足全球化公司的分布式生产的地域要求。
（1）PCS7系统结构。SIMATIC PCS7的内部通信采用SIMATIC NET网络部件，基于全球标准，采用开放性的通信理念，可保证工厂中所有层级和位置的可靠数据传送。所有SIMATIC NET产品都专为工业应用开发，适合用于所有工业领域和工厂。网络部件可满足最高的应用要求，尤其是易遭受外部影响的应用领域。
（2）PCS7的通信。STMATIC NET总线更是实现了所有系统部件之间的统一、无故障通信，包括工程师站和操作员站通信，自动化系统内部通信，I/O和现场部件通信。ST-MATIC NET系统是一个典型的自动化系统，具有三级网络结构：现场设备层网络、单元层网络及管理层网络。
①现场设备层：现场设备层的主要功能是连接现场设备，例如分布式I/O、传感器、驱动器、执行机构和开关设备等，完成现场设备控制及设备间连锁控制。主站（PLC、PC或其他控制器）负责总线通信管理及与从站的通信。总线上所有设备生产工艺控制程序存储在主站中，并有主站执行。西门子的SIMATIC NET网络系统将执行器和传感器单独分一层。
②车间监控层：车间监控层又称单元层，用来完成车间管理人与生产设备之间的连接，实现车间级设备的监控。车间级监控包括生产设备状态的在线监控、设备故障报警及维护等，通常还具有诸如生产统计、生产调度等车间级生产管理功能。车间级监控通常要设立车间监控室，有操作员工作站及打印设备。车间级监控网络可采用Profibus-FMS或工业以太网，Profibus-FMS是一个多主网络，这一级数据传输速度不是最重要的，但是应能传送大容量的信息。
③工厂管理层：车间操作员工作站可以通过集线器与车间办公管理网连接，将车间生产数据送到车间管理层。车间管理网作为工厂主网的一个子网，通过交换机、网桥或路由器等连接到厂区骨干网，将车间数据集成到工厂管理层。工厂管理层通常采用符合IEC 802.3标准的以太网，即TCP/IP通信协议标准。厂区骨干网可以根据工厂的实际情况，采用FDDI或ATM等网络。
（3）SIMATIC PCS7的特点
①优势：借助于其创新性的理念、基于最先进SIMATIC技术的模块化和开放式架构、工业标准的继承性使用以及配合使用的高性能控制功能，使用过程控制系统SIMATIC PCS7，可以实现所有项目阶段中控制技术设备的高性价比实现和经济运行，从规划、工程、调试和培训，到运行、维护和保养，直到扩展和完善。
②一致而协同的完整系统：作为现代化的过程控制系统，SIMATIC PCS7系统可单独使用，也可与运动控制系统和SIMATIC结合使用，形成一个通用而协同的完整系统。随着对无缝通用自动化技术要求的不断提高，竞争和价格压力的不断增大，SIMATIC PCS7系统的优势越来越明显。随着复杂性的日益增大，尤其是自动化技术与信息技术的融合，通用系统平台的纵向和横向集成，实现所谓的“Best-of-Class产品”自动化解决方案。采用全集成自动化理念的SIMATIC PCS7系统即可最佳满足这种高要求。
③灵活性和可扩展性：借助于其模块化和开放式结构，基于甄选的SIMATIC标准硬件和软件部件，SIMATIC PCS7可以灵活适配各种小型和大型工厂规模。其易于扩展或系统改进的特点，使得用户可以从容应对其生产要求。SIMATIC PCS7可从一个小型单一系统（由160个过程对象组成，包括电动机、阀门、PID控制器），到具有60000个过程对象客户机-服务器结构的分布式多用户系统，例如用于大型生产工厂的自动化系统或设备工段。
④面向未来：SIMATIC PCS7基于全集成自动化系统系列的模块化硬件和软件部件，可以相互完美协同。该系统可以无缝、经济地进行扩展和创新，通过其长期稳定的接口，而面向未来。因此，尽管创新速度越来越快，生产寿命周期越来越短，仍能保护客户的投资。SIMATIC PCS7采用连续性强、全新、功能强大的先进技术以及国际工业标准，例如IEC、XML、Profibus、以太网、TCP/IP、OPC、@aGlance、ISA S88或S95。SIMATIC PCS7的开放性更是使其可以运行在所有平台和自动化系统以及过程I/O中，以及操作员和功能系统、工业通信或SIMATIC IT Framework，并以连接到公司范围内的信息工具、协同工具、规划工具。其开放性不仅表现在系统架构上，纵向继承和横向集成以及通信上，而且还表现在用户程序的编程和数据切换接口，图形、文本和数据的导入导出，例如从CAD/CAE环境中导入和导出数据。由此，SIMATIC PCS7系统也可以与来自其他制造商的部件一起使用，连接到现有基础构架中。
1.6.2 国产DCS产品
现在，国内陆续地出现了很多DCS生产厂家，就销售量和性能而言，以杭州和利时、浙大中控、浙江威盛三个品牌的产品最引人注目。
（1）和利时DCS。和利时公司于1992年开发出第一代DCS系统HS-DCS-1000系统，1995年推出HS2000系统（采用智能I/O结构、部分实现IEC1131-3标准功能），1999年推出MACS系统，2002年年初推出第四代DCS-MACS-Smartpro（智能过程系统）。Smartpro系统充分体现信息管理功能和集成化，系统采用了三层网络结构。其中，高层网络以服务器为中心，可以支持各种管理功能，并且，和利时自己也开发了一些适合中小型企业的管理软件平台。
HS2000ERP、进销存平台、RealMIS平台、Web服务能源管理（应用于冶金企业）等。其中RealMIS已取得广泛应用。此外，该系统支持开放数据接口标准，支持OPC、ODBC、DDE、COM/DCOM、OLE、TCP/IP等协议，可以方便地连接第三方的管理软件。采用完全符合IEC 61131-3全部功能的控制组态软件。它的HMI软件既可以采用和利时自主知识产权的FOCS软件平台，也可以采用通用的如CITECT等软件平台。系统的硬件除了可以集成和利时I/O模块外，还可以集成其他PLC、RTU、FCS接口、无线通信，变电站数据采取与保护、车站微机连锁等，以及各种智能装置。Smartpro系统现场控制单元采用分散化的智能小模块，可以实现完全分散。模块之间采用Profibus-DP现场总线连接。
此外，Smartpro在现场级还可以支持架装的I/O组件、现场总线系统、各种规格（大、小、中、微）型的PLC。而且，Smartpro的智能I/O单元本身全部隔离，而且可以做到路路隔离。针对不同的行业，基于Smartpro系统有几个专用应用平台，例如核电控制系统，火力发电控制系统，化工过程控制系统，水泥生产控制系统，造纸集成控制系统等。
（2）浙大中控DCS。国产DCS的开发时间是在20世纪90年代中期，当时进口DCS的封闭弊病已经显露出来，国际上已经将以太网引入工业控制。国产DCS是在更高的起点上开始开发的，尤其是通信网络上采用开放结构。如浙江中控的JX300XP、JX500系统、和利时的MACS、新华的XDPS-400等系统在控制器和人机界面的连接都采用以太网。数据的传送遵循TCP/IP和UDP/IP。
WebFieldJX-300XP是浙大中控在基于JX-300X成熟的技术和性能的基础上，推出的基于Web技术的网络化控制系统。WebFieldJX-300XP系统采用三层网络结构：
第一层是网络信息管理网Ethernet（用户可选）采用以太网络，用于工厂级的信息传送和管理，是实现全厂综合管理的信息通道。
第二层网络是过程控制网SCnetll连接了系统的控制站、操作员站、工程师站、通信接口单元等，是传送过程控制实时信息的通道。
第三层网络是控制站内部I/O控制总线，称为SBUS控制站内部I/O控制总线。主控制卡、数据转发卡、I/O卡件都是通过SUBS进行信息交换的。SBUS总线分为两层：双重化总线SBUS-S2和SBUS-S1网络。主控制卡通过它们来管理分散于各个机笼内的I/O卡件。
JX-300XP最大系统配置为：15个冗余的控制站和32个操作员站或工程师站，系统容量最大可达到15360点。系统每个控制站最多可挂接8个IO机架。每个机架最多可配置20块卡件，即除了最多配置一对互为冗余的主控制卡和数据转发卡之外，还可最多配置16块各类I/O卡件。在每一个机架内，I/O卡件均可按冗余或不冗余方式任意进行配置。