1.4.4 分布式控制系统（DCS）
20世纪80年代，由于微处理器的出现而产生了分布式控制系统。它以微处理器为核心，实现地理上和功能上的控制，同时通过高速数据通道把各个分散点的信息集中起来进行监视和操作，并实现复杂的控制和优化。分布式控制系统的设计原则是分散控制、集中操作、分级管理、分而治之和综合协调。
世界上许多国家，包括中国，都已大批量生产各种型号的分布式控制系统。虽然它们型号不同，但其结构和功能都大同小异，均是由以微处理器为核心的基本控制器、高速数据通道、CRT操作站和监督计算机等组成，其结构如图1-10所示。
分布式控制系统较之过去的集中控制系统具有以下特点。
1.控制分散、信息集中
根据大系统递阶控制的思想，生产过程的控制采用全分散的结构，而生产过程的信息则全部集中并存储于数据库，利用通信网络输送到有关设备。这种结构使系统的故障风险得到分散，提高了系统的可靠性。
图1-10 分布式控制系统
2.系统模块化
在分布式控制系统中，有许多不同的功能模块，如CPU模块、AI和AO模块、DI和DO模块、通信模块、CRT模块、存储器模块等。选择不同数量和不同功能的模块可组成不同规模和不同要求的硬件环境。同样，系统的应用软件也采用模块化结构，用户只需借助组态软件即可方便地将所选硬件和软件模块连接起来组成控制系统。若要增加某些功能或扩大规模，只要在原有系统上增加一些模块，再重新组态即可。显然，这种软、硬件的模块化结构提高了系统的灵活性和可扩展性。
由于采用模块化结构，所以分布式控制系统容易实现通用化与系列化，系统的扩充也很方便，还可以对系统进行重构，实现实时动态分配与系统管理，以适应不同环境和用户的需求。
3.数据通信能力较强
利用高速数据通道连接各个模块或设备，并经通道接口与局域网络相连，从而保证各设备间的信息交换及数据库和系统资源的共享。
4.友好而丰富的人机接口
操作员可通过人机接口及时获取整个生产过程的信息，如流程画面、趋势显示、报警显示、数据表格等。同时，操作员还可以通过功能键直接改变操作量，干预生产过程、改变运行状况或进行事故处理。
5.性价比高
分布式控制系统由低成本的微机构成，与同样功能的大、中型计算机相比，分布式控制系统所需的价格不到其1/3。
6.资源共享
分布式控制系统中的数据、程序、外设等资源都可以由各子系统共享，这也是提高系统性价比的重要方面，还能提高系统的适应性与灵活性。
7.可靠性高
一般情况下，子系统故障不影响全局，可由其他子系统以容错方式带故障运行。各子系统间还可互相诊断、检测和保护，从而提高整个系统的可靠性。分布式控制系统对故障的处理能力或带故障运行的能力（即系统的容错运行能力）也称为坚定性（或坚强性），它是可靠性指标的重要组成部分。分布式控制系统的坚定性大大优于集中式的单机系统。
8.响应速度快
分布式控制系统可通过并行处理或各子系统分别处理来实现快速响应。集中式控制则采用分时处理方式来对多个对象的申请按优先级排队响应，往往会有滞后，且等待时间较长。