DCS与FCS：分布式控制的深入解析与应用

分布式控制系统概论深入探讨了控制能力在现代工业自动化中的核心地位。它强调了控制功能的软件实现，具备高度灵活性和强大的控制能力，能够执行常规算法、优化控制算法以及进行逻辑推理和判断，显著提升了数字控制的优势，解决了传统集中控制系统在可靠性上的问题。 在课程设计上，分布式控制系统课程作为自动化、电气工程及自动化专业本科生的专业课程，以及计算机控制技术方向研究生的必修课，着重讲解DCS（Distributed Control System）的基础概念、原理、体系结构。内容涵盖过程控制级、现场控制站、操作员站和工程师站的硬件与软件构成，以及与FCS（Field Control System，现场控制系统）的对比。学生们通过学习，不仅理解DCS与FCS的区别，还会掌握如PROFIBUS总线技术，包括其特点、通信协议、设备配置和实际应用。 教学目标明确，旨在使学生掌握DCS的基本构成，理解各种现场总线技术，如PROFIBUS，以及如何使用STEP7和WinCC等软件进行系统组态和编程。此外，还涵盖了现场总线系统的设计和开发方法，通过日常考核（考勤、作业、实验）和期末测试、报告来评估学生的学习效果。 分布式控制系统的历史可追溯到1975年霍尼韦尔公司的TDC-2000，经过多次迭代和发展，已经成为现代工业控制的标准选择，特别在化工、石油、电力、冶金和造纸等行业广泛应用，因其先进性、可靠性和经济性而备受青睐。 课程的第一部分介绍了分布式控制系统的基本定义，包括其分类、产生背景，以及发展历程。通过计算机控制系统的分类，帮助学生理解分布式控制系统的独特优势和价值。随后深入剖析了分布式控制系统的起源，展示了它是如何从早期的单一控制转变为如今分散、集成的复杂系统。通过这部分学习，学生能够全面掌握分布式控制系统的前世今生及其在现代工业生产中的关键作用。