DCS 的通讯网络

早期的

DCS 的通讯网络都是专用的，DCS 有几级网络，完成不同模件之间的通讯。究竟做

成几级，各厂家各不相同

,并与计算机技术的发展有关。从目前的情况来看，DCS 的最多网

络级有四级，它们分别是现场总线、

I/O 总线、控制总线和 DCS 网络。

I/O 总线，它把多种 I/O 信号送到控制器，由控制器读取 I/O 信号。这称为 I/O 总线。I/O 板相
互之间并不交换数据。

I/O 总线的速率是不高的。从几十 K 到几兆不等。这与计算机技术的发

展情况有关。

80 年代初是 20K，80 年代中期是 40K、80 年代末期是 80K，90 年代是几兆。为

了快速，最好是并行总线。采用并行总线，其

I/O 模件必需与控制器模件相邻。采用串行总

线的情况下，

I/O 板和控制器之间的距离也要比较近才行。最好把控制器模件和 I/O 模件装

在一个机柜内或相邻的机柜内。远程

I/O 应该采用现场总线。如 CAN、LONWORKS、HART

总线等。现场总线是

90 年代初发展起来的。在 I/O 板中从硬件来说应该有能接收现场总线来

的信号的输入、输出板。从软件来说在控制器中应该有读取和写到现场总线信号的功能块。在
DCS 系统中，远程 I/O 采用 HART 总线比较多。比如现场的变送器，离控制器机柜距璃比较
远，把

16 个变送器来的信号编成为一组，用 HART 总线把信号送到控制器，空制器同时读

进

16 个变送器来的信号。控制器和变送器两者距离可达 1 公里以上。在从美国、欧洲进口的

DCS 系统中，几乎都有 HART 协议板。实际应用中，远程信号是比较多的。如水泥厂，回转
窑的窑头与窑尾，两者距离有几百米，如果在网络上设两个结点，需要两套结点的接口模
件，接口模件的费用比较高，如果设一个结点，在地理位置上不管结点安排是在窑头还是
窑尾，都需要采用远程

I/O。 第二级网络是控制器之间的通讯，把完成不同任务的三种控制

器连在一条总线上，称为控制总线。在控制总线上的不同控制器的数量不受限制。在这一条
总线上除三种不同的控制器模件以外，还有

DCS 网络的接口模件。在控制总线上，控制器

之间可以调用数据。使得模拟量和开关量之间的结合很好。控制总线不是每一种

DCS 系统都

有的，可以把各种控制器分别连到

DCS 网络上。控制器之间的数据调用要通过 DCS 网络。

控制总线的速率情况与

I/O 总线的情况相类似。通常是几十 K 到几兆之间。当 CPU 和存储器

的能力比较强时，把开关量的逻辑运算和模拟量的采集功能都在一个控制器中完成。在控制
总线上就只有一种形式的控制器。其协议采用载波监听，广播发送，类似以太网的协议。

 第

三级是

DCS 网络。它把现场控制器和人机界面连成一个系统。为了确保通讯成功，DCS 生产

厂家无论是电缆，还是通讯口，都把它们做成冗余的。一条网络发生故障，另一条备用网络
立即投入运行。备用方式各种

DCS 有别。如美国的 LEEDS

—NORTHROP 的 MAX-1 系统采

用冗余两环信息正向和反向同时运行。有的系统一个环在运行，另一个等待。

 连在 DCS 通

讯网络上的部件称为结点（节点）。在地理位置上，结点可以分散配置，各结点之间的距离
各

DCS 系统不同。有的可达几百米。传输速率在几百 K 至一百兆之间。10 兆是常用的速率 。

DCS 网络的总长度可达几公里，最短也有几百米，网络不够长时要加中继器。  三种总线的
通讯协议是由各

DCS 生产厂家自行开发的，通讯协议是不公开的。 DCS 网络的结构形式大

致是三种，分别是总线形、环形和星形。星形结构通常只用于小系统。通讯协议有令牌广播式，
问询式和存储转发式。问询式协议的网络要有交通指挥器。所有人机界面要向控制器请求数
据时，必需通过交通指挥器，由交通指挥器来向控制器请求数据。控制器才能发送信息给人