和利时模块系统概述
一、过程控制系统的发展历程
早期的控制系统往往是一台二次仪表控制一个回路，各回路的仪表相互之间没有关联关系，单个回路的仪表损坏之后并不影响其他回路仪表的正常运行。
*代过程控制系统（PCS，Pneumatic Control System）是基于气信号的气动仪表控制系统；
第二代过程控制系统（ACS，Analogous Control System）是基于模拟电流信号的电动模拟单元组合式仪表控制系统；
20世纪80年代，微处理机的出现和应用，从而产生了分布式控制系统，即第三代过程控制系统（DCS，Distributed Control System）；
20世纪90年代，现场总线技术的出现产生了新的一代过程控制系统，即现场总线控制系统FCS(Fieldbus Control System) 。
DCS即集散型控制系统，又称分布式控制系统（Distributed Control System）。它是指利用计算机技术将所有的二次显示仪表集中在电脑上显示，同时所有的一次表及调节阀等仍然分散安装在生产现场，DCS系统的核心是布置在机柜室的现场控制站，一旦控制站出现出现故障，将会导致灾难性的后果，为了避免这种情况的发生，各DCS生产厂家采用在线冗余（如同机泵的备用泵一样，一台坏了，另一台自动运行，而且是无扰动的切换。在这种切换方式下，我们人根本感觉不到任何变化发生）的技术来解决这一问题。
DCS系统的主要基础是4C技术，即计算机－Computer、控制 －Control、通信－Communication和CRT显示技术。
DCS系统通过某种通信网络（如以太网、总线等）将分布在工业现场的现场控制站和操作室（控制中心）的操作员站及工程师站等连接起来，以完成对现场生产设备的分散控制和集中操作管理（工程师站与操作站一样都是普通的计算机，只是因为其内部装有组态软件而已，大多数情况下工程师站也能作为操作站使用）。
以一个水位信号调节的例子简单地说明DCS系统在实际生产中的应用过程：
被控对象(过程)：工艺生产设备(如反应釜，换热器，汽包、水箱等)，从传感器(测量变送单元)到执行器之间。
被控参数：各种工艺参数，如液位，温度，压力等。
测量变送：对被控参数进行测量转换的装置(转换成标准信号)。 调节器：把测定值和设定值进行比较和运算并输出控制信号的装置。 执行器(调节阀)：接收调节器来的信号并予以执行的装置。 我们可以把上述过程引申如下：
二、DCS系统的现状与发展趋势
经历了二十几年的发展，DCS有了很大的变化。这种变化来自两方面的动力：用户需求的不断提高和电子与信息技术的快速发展。用户的需求已经不再满足于应用DCS代替常规的仪表控制和简单的数据检测，同时随着电子与信息技术的进步使得DCS应用的构成元件(电子元器件、处理器、软件、网络等)性能大大提高且价格大幅度下降，特别是各种板级OEM部件和HMI软件的发展进一步简化了DCS的开发难度并降低了开发成本。
目前，一套使用户满意的DCS系统应该具备以下特点： 1.系统具备开放的体系结构，可以提供多层的开放数据接口；
2.系统应具备强大的处理功能，并提供方便的组态复杂控制系统的能力与用户开发
和利时公司DCS系统
和利时公司DCS系统经历了HS-DCS-1000、HS2000到MACS的巨大转变，现在常用的系统是Smartpro系统和MACSV系统，HS-DCS-1000、HS2000已经退出历史舞台。下面对Smartpro系统和MACSV系统分别进行介绍。
1、Smartpro系统
系统的体系结构
该系统是由以太网和使用现场总线技术的控制网络连接的各工程师站、操作员站、现场控制站、通讯控制站、打印服务站、数据服务器（上述各中站是根据其在控制系统中的担负的任务不同来命名，其实都是普通的计算机）组成的综合自动化系统，完成大型、中型分布式控制系统（DCS）、大型数据采集监控系统（SCADA）功能。
该系统软件包括：ConMaker 控制器软件、ConRTS 现场控制器运行软件、FacView 人机界面软件、Internet 浏览软件、OPC工具包等。 ? 工程师站
工程师站一般采用Windows操作系统，运行相应的组态管理程序，对整个系统进行集中控制和管理。工程师站主要有以下功能：
1)控制策略组态（包括系统硬件设备、数据库、控制算法）、人机界面组态（包括图形、报表）和相关系统参数的设置。
2)现场控制站的下装和在线调试，操作员站人机界面的在线修改。
3)在工程师站上运行操作员站实时监控程序后，可以把工程师站作为操作员站使用。
? 操作员站
操作员站采用Windows的操作系统，运行相应的实时监控程序，对整个系统进行监视和控制。操作员站主要完成以下功能：
1)各种监视信息的显示、查询和打印，主要有工艺流程图显示、趋势显示、参数列表显示、报警监视、日志查询、系统设备监视等。
2)通过键盘、鼠标或触摸屏等人机设备，通过命令和参数的修改，实现对系统的人工干预，如在线参数修改、控制调节等。
? 通信站
通信站作为SmartPro系统与其他系统的通信接口，可以连接企业的ERP系统（如：和利时的HS2000ERP）和实时信息系统Real MIS，或者接入Internet/Intranet/Extranet。工厂的各个部门可以掌握更多的生产信息，从而为*终用户提供更多的产品和更好的服务。它不仅提供了对生产过程、人员、设备和资源的管理，还可以帮助用户寻找出现问题的原因和生产过程的瓶颈。
? 现场控制站
现场控制站由、主控单元智能IO单元、电源单元、现场总线和机柜等部分组成，采用分布式结构设计，扩展性强。其中主控单元是一台特殊设计的控制器，运行工程师站所下装的控制程序，进行工程单位变换、控制运算，并通过监控网络与工程师站和操作员站进行通讯，完成数据交换；智能IO单元完成现场内的数据采集和控制输出；电源单元为主控单元、智能IO单元提供稳定的工作的电源；现场总线为主控单元与智能IO单元之间进行数据交换提供通讯链路。
1)主控单元采用冗余配置，通过现场总线（Profibus-DP）与各个智能I/O单元进行连接。在主控单元和智能IO单元上，分别固化了相应的板级程序。主控单元的板级程序固化在半导体存储器中，而将实时数据存储在带掉电保护的SRAM中，完全可以满足控制系统可靠性、安全性、实时性要求。而智能IO单元的板级程序同样固化在半导体存储器中。
2)现场控制站是MACS系统实现数据采集和过程控制的前端，主要完成数据采集、工程单位变换、开闭环策略控制算法、过程量的采集和控制输出、系统网络将数据和诊断结果传送到系统监控网，并有完整的表征I/O模件及MCU运行状态提示灯。
缔造电气
