1. 引言
隨著生產規模的擴大，信息量的增多，控制和管理的關系日趨密切。對于大型企業生產的控制和管理，不可能只用一臺計算機來完成。于是，人們研制出以多臺微型計算機為基礎的分散控制系統(Distributed&nbspControl&nbspSystem，DCS)。DCS 采用分散控制、集中操作、分級管理、分而自治和綜合協調的設計原則，自下而上可以分為若干級，如過程控制級、控制管理級、生產管理級和經營管理級等。DCS 又稱分布式或集散式控制系統。
目前在工業市場中，主要有ABB、橫河、霍尼韋爾、艾默生和西門子這幾家公司的產品。但這些公司的DCS主要應用在大型公司，在中小型公司中很難得到應用，主要存在以下缺點：
（1） 系統成本很高，需要在系統初期確定整體方案
（2） 后期維護難度大，成本高，需要專業工程師進行維護。
（3） 系統組成難度大，前期實施必須由專業施工單位進行實施，并且后期維護需要專業工程師進行維護，維護成本高
（4） 標準PID算法需要在二次編程中實現，PID參數需要在實際測試中手動測試參數
（5） 無穩壓補償算法，不能進行氣體流量測量
（6） 基于這些情況，為了實現中小企業的控制系統，北京金立石儀表科技有限公司開發了一套MINI DCS系統。這套系統解決了成本，維護，PID算法，流量補償和擴展等傳統DCS的問題。

基于這些情況，北京金立石儀表科技有限公司開發了一套MINI DCS系統。的得到這套系統解決了成本，維護，PID算法，流量補償和擴展等傳統DCS的問題。

2. MINI DCS系統組成
2.1. 概述
MINI DCS的核心是北京金立石儀表科技有限公司開發的DM2XX系列控制器和相應的I/O，系統支持現場總線。系統提供了多種可供選擇的DM2XX控制和I/O產品，能夠滿足制造和加工過程中的控制需要。DM2XX控制器可以由用戶自定義控制元素，據此可針對任何應用要求，輕松設計出從簡到繁各種控制策略。
DM2XX控制器在設計上從始至終都借助了工業標準現場總線和開放式 通訊協議的強大能力，并以此提供了全系列的控制、可擴展性和容錯 冗余選項。此外還提供了全系列工業I/O供遠程和就地安裝之用，這些I/O占地面積小，可在導軌上安裝，并有廣泛的I/O類型(包括本安I/O)。
采用了模塊化設計的DM2XX系列控制器、SFGXX系列隔離器、GSXX系列變送器和相關的I/O選項， 對小型混合系統與集成的大型自動化應用同樣有效的子系統模塊化設計，允許用戶按照實際需求靈活地選擇具體功能。而采用同樣的基本硬件提供了多種多樣的I/O、通訊模塊和電源選項，從而在功能性、性能和尺寸等方面也提供了靈活性。下圖是MINI DCS是系統架構圖：

2.2. 管理控制室
MINI DCS系統的管理控制室采用PC機管理現場服務器，PC機采用WindowsXp系統，支持DDE/OPC，通過WEB方式遠程登錄現場控制器。管理者不必親自跑到現場，只需在管理控制室里就可以通過PC機的監控平臺，就可以實時了解多個現場數據和報警狀態，根據返回的現場數據，對多個現場進行綜合管理和控制。
2.3. 現場控制室
現場控制室也叫人機接口站(HIS)，HIS主要用于操作和監視，它可以顯示過程變量、控制參數和報警，使用戶可以快速地掌握工廠的運行狀態。它也可以提供開放接口以便于管理計算機能夠訪問趨勢數據、信息和過程數據。因HIS具有操作和監視的功能，通常稱為操作站。
MINI DCS系統中采用觸摸屏的方式進行人機交互，型號有DM7000 7英寸觸摸屏，DM9000 10.4英寸觸摸屏。
功能特點有：
? 采用65535色TFT液晶屏，超長高亮度LED背光；
? 32位高速RISC CPU，功耗低，運行可靠，性能穩定；
? 多達32M畫面存儲和128M動態存儲空間；
? SD卡接口，支持超大容量數據存儲；
? 多串口支持，內置多種設備驅動和通訊協議，支持主動或被動方式通訊；
? 以太網接口，支持多臺設備互連，使數據傳輸更方便。
? 有冗余備份
2.4. 網關
MINI DCS系統可以采用多種網關，有主流的以太網網關，也有Zigbee、電臺、電力載波等方式的網關。不同網關可以實現不同總線轉換。
（1） DM211以太網網關可以將傳輸數據在RS485協議與TCP/IP協議之間相互轉換，在MINI DCS系統中可以高速，穩定的進行數據轉換、傳輸。
（2） DM212 Zigbee是一種適合低功耗，近距離無線組網的通訊網關
（3） DM213是一種電力載波網關，應用在家庭智能化、公用設施智能化、工業智能化上。
（4） DM213電臺通訊網關。具有成本低、安裝維護方便、覆蓋范圍遠的特點。
2.5. 以太網
以太網用于連接管理控制室、現場控制室、網關。起著數據連接功能
2.6. RS485總線
RS485總線將現場控制設備連接起來，采用標準的工業現場總線協議MODBUS RTU，易于設備擴展，通過該協議可以將不同廠家生產的控制設備連成工業網絡，進行集中監控和管理。
2.7. 控制單元
MINI DCS系統的控制單元采用德姆森公司開發的DM2XX系列控制器、SFGXX系列隔離器、GSXX系列變送器，也可以兼容其它品牌的產品。控制單元系列模塊是金立石公司生產的一種于MINI DCS系統的導軌安裝的模塊產品。產品型號眾多，性能穩定，抗干擾性強。
（1）產品特點：
? 模塊采用標準35mm導軌安裝，適合密集安裝；
? 底部采用總線式結構，節省布線，便于集中管理；
? RS485通訊接口，標準MODBUS-RTU通訊協議，速度快，通用性好；
? 全面采用表面貼裝工藝，并具有多重保護和隔離設計，抗干擾能力強。

（2）產品型號：
? DM241 專家PID控制單元
? DM242A/DM242B 可編程隔離變送單元
? DM221 四路模擬量輸入單元
? DM222 四路模擬量輸出單元
? DM231/DM232/DM233 開關量輸入/輸出單元
? DM243A 智能溫壓補償流量積算單元
? DM243B 模擬量輸入流量積算單元
? DM244 熱量積算儀單元
? SFGXX系列 熱電阻、熱電偶隔離器
? GSXX系列 變送器
2.8. IO單元
MINI DCS可以接入各種AI，也可以輸出AO，AI模塊主要有溫度傳感器、溫濕度傳感器、壓力變送器、差壓變送器、流量傳感器等。型號主要有：W-RE抗氧化鎢錸熱電偶，WSS雙金屬溫度計，GS3351-L投入式液位變送器，GS3351系列/差壓變送器等。
2.9. 執行機構
MINI DCS系統可以控制各種執行機構，例如：各種閥門和變頻器。