板通过端子板直接与生产过程相连，读取传感器来的信号。

I/O 板有几种不同的类型，每一

种

I/O 板都有相应的端子板。 l 模拟量输入，4-20 毫安的标准信号板和用以读取热电偶的毫

伏信号板；

4-16 个通道不等； l 模拟量输出，通常都是 4-20 毫安的标准信号，一般它的通

道比较少，

4-8 个个通道； l 开关量输入；16-32 个通道： l 开关量输出，开关量输入和输

出还分不同电压等级的板，如直流

24 伏、125 伏；交流 220 伏或 115 伏等；8-16 个通道不等；

l 脉冲量输入，用于采集速率的信号；4-8 通道不等； l 快速中断输入； l HART 协议输入
板；

l 现场总线 I/O 板；每一块 I/O 板都接在 I/O 总线上。为了信号的安全和完整，信号在

进入

I/O 板以前信号要进行整修，如上下限的检查、温度补偿、滤波，这些工作可以在端子

板完成，也可以分开完成，完成信号整修的板现在有人称它们为信号调理板。

I/O 总线和控

制器相连。

80 年代的 DCS 由于控制器的运算能力不强，为了增加 I/O 点数，把控制器的任

务分开，实际上是有三种类型的控制器。即：完成闭环运算的控制器、模拟量数据采集器和
逻辑运算器。它们分别有自己的

I/O 总线，各种 DCS 的 I/O 总线各不相同。如果要求快速，

最好采用并行总线。一般采用串行总线比较多。尤其是

RS485 总线较多，模拟量数据采集器

和逻辑运算器的

I/O 点数可以多一些。闭环控制器、模拟量数据采集器和逻辑运算器可以和

人机界面直接连在通讯网络上，在网络上的每一个不同的控制器作为网络上的一个独立结
点。每一个结点完成不同的功能。它们都应有网络接口。有的

DCS 为了节省网络接口，把所

有的过程控制用的设备即闭环控制器、模拟量数据采集器和逻辑运算器预先连在控制总线上，
称为过程控制站。这可以增加过程控制站能接收的

I/O 点数，又能节省接口。然后再通过接

口连到网络上，与人机界面相连。随着计算机计术的发展，控制器的运算能力不断增强，如
PC 机做的一个控制器能力很强，既可接收模拟量运算，也接收开关量逻辑运算。一个控制
器成为网络上的一个结点。通过网络与人机界面相连。

控制器是 DCS 的核心部件，它相当

于一台

PC 机。有的 DCS 的控制器本身就是 PC 机。它主要有 CPU、RAM、E2PROM 和 ROM

等芯片，还有两个接口，一个向下接收

I/O 总线来的信号，另一个接口是向上把信号送到

网络上与人机界面相连。

ROM 用来存贮完成各种运算功能的控制算法（有的 DCS 称为功能

块库）。在库中存功能块，如控制算法

PID、带死区 PID，积分分离 PID，算术运算加、减、乘、

除、平方、开方、函数运算一次滤波、正弦、余弦、

X-Y 函数发生器、超前-滞后；比较先进的算

法有史密斯预估，

C 语言接口、矩阵加、矩阵乘；逻辑运算有逻辑与、逻辑或、逻辑非、逻辑与

非等。通常用站功能块不仅把模拟量和开关量结合起来，还与人连系起来。功能块越多，用
户编写应用程序（即组态）越方便。组态按照工艺要求，把功能块连接起来形成控制方案。
把控制方案存在

E2PROM 中。因为 E2PROM 可以擦写，组态要随工艺改变而改变，所以把

组态存在

E2PROM 中。不同用户有不同组态。组态时，用户从功能块库中选择要的功能块，

填上参数，把功能块连接起来。形成控制方案存到

E2PROM 中。这时控制器在组态方式，投

入运行后就成为运行方式

控制器中安装有操作系统，功能块组态软件和通讯软件。为了系

统安全运行，闭环控制器一定是冗余运行的，一用一备，并且是热备。为了使冗余成功，应
注意以下几点：两个控制器的硬件、软件版本必需一致；检查发送

-接收的芯片是否完好；

冗余的芯片是否完好。两个模件的设定是否一样、还要检查有没有带手操站等。

通讯网络把

过程站和人机界面连成一个系统。通讯网络有几种不同的结构行式。如总线式、环形和星形
（见图）。总线形在逻辑上也是环形的。星形的只适用于小系统。不论是环形还是总线形，一
般都采用广播式。其它一些协议方式已用的较少。通讯网络的速率在

10M 和 100M 左右。人

机界面有

4 种不同形式的结点，它们是操作站、工程师工作站、历史趋势站和动态数据服务

器。

u 操作站安装有操作系统、监控软件和控制器的驱动软件。显示系统的标签、动态流程图

和报警信息。

u 工程师工作站给控制器组态（CAD），也可以给操作站组态（作动态流程

图）。如果监控软件作图能力很强，作图工作可以由监控软件独立完成。工程师站的另外一
个功能是读控制器的组态，用于控制器升级，查找故障。我们称之为逆向工程师站。

u 历史