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4000164-520 TRICON DCS系統(tǒng)技術分析
從不同方向發(fā)展起來的DCS在結構上、軟件方面有些區(qū)別。儀表背景的公司開發(fā)的DCS控制器的軟件部分比較符合儀表工程人員應用的習慣，如Honeywell公司的TDC2000、Bailey公司的N90、Yokogawa公司的YEWPACKMARKII，特別是組態(tài)方式比較方便。傳動公司設計的DCS更象PLC系統(tǒng)，如WestingHouse公司開發(fā)的WDPFI系統(tǒng)，其輸入輸出卡就是可編程的NL系列的采集卡。計算機背景出身的公司設計的DCS的人機界面比較友好，通訊網(wǎng)絡比較先進，如MeasuresVision2002Network。從DCS控制站、操作站、數(shù)據(jù)通信及網(wǎng)絡幾方面來看，各大DCS廠商推出的系統(tǒng)存在著共同點。
1.DCS控制站
DCS系統(tǒng)中，控制站是一個完整的計算機，實際運行中可以不與操作站及網(wǎng)絡相連的情況下，完成過程控制策略，保證生產(chǎn)裝置正常運行。它的主要I/O設備為現(xiàn)場的輸入、輸出處理設備，以及過程輸入/輸出(PI/O)。關于DCS控制站的系統(tǒng)軟件，原則上也有實時操作系統(tǒng)、編程語言及編譯系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、自診斷系統(tǒng)等，只是完善程度不同而己。
目前多數(shù)DCS控制站的系統(tǒng)軟件齊全，操作站或工程師站可以完成離線組態(tài)及在線修改控制策略。為了完成控制策略，目前典型的功能模塊有50多種，這是DCS廠家的專有技術。對于順序控制和批量控制組態(tài)編程，各種DCS控制站采用不同的方法，直到近年來才向IEC61131-3編程語言標準靠攏。中小型DCS控制站，多數(shù)以控制16-32回路為限并支持分布式拓撲結構。目前小型DCS所占有的市場，已逐步與PLC、IPC、FCS共享。
2.DCS操作站
DCS操作站具有操作員功能、工程師功能、通信功能和高級語言功能等，其中工程師功能中包括系統(tǒng)組態(tài)、系統(tǒng)維護、系統(tǒng)通用(Utility)功能。實際的DCS操作站是典型的計算機，它與控制站不同，有著豐富的外圍設備和人機界面。目前大多數(shù)DCS操作站已采用高檔工控機，操作系統(tǒng)，客戶機/服務器(C/S)結構，DDE(動態(tài)數(shù)據(jù)交換)或OPC(用于過程控制對象鏈接嵌入)接口技術，以太網(wǎng)接口與管理網(wǎng)絡相連。在采用通用監(jiān)控圖形軟件(如iFIX、Intouch等)這一點上，和DCS廠家做法不一，有的以此為平臺，形成“軟DCS”操作站，這多用于中小型DCS，或以此類軟件為核心，進行二次開發(fā);大多數(shù)DCS廠家對原來的組態(tài)軟件進行改造，使之符合上述特點，滿足系統(tǒng)開放要求。
3.數(shù)據(jù)通信及網(wǎng)絡
現(xiàn)代DCS通信功能的發(fā)展是與全廠管理網(wǎng)絡(以太網(wǎng))技術相融合，逐漸實現(xiàn)通信網(wǎng)絡由多重結構向扁平化過渡，第四代DCS的通信系統(tǒng)特點是具有開放性。過去各DCS廠家都以專利形式發(fā)表(或購買)DCS通信技術。因為數(shù)據(jù)通信標準牽涉到網(wǎng)絡結構、通信介質(zhì)(信道)、通信協(xié)議、不同用戶行業(yè)的行規(guī)等方面，所以到現(xiàn)在也沒有工業(yè)(或過程工業(yè))網(wǎng)絡的完整的統(tǒng)一標準。當然目前IEEE802.4令牌總線傳輸方式和IEEE802.5令牌環(huán)網(wǎng)傳輸方式的通信協(xié)議在DCS系統(tǒng)中應用最廣;國際標準化組織(ISO)提出的開放系統(tǒng)互聯(lián)(OSI)參考模型即ISO/OSI7層模型，規(guī)定了通信過程分段和網(wǎng)絡功能分層，這是們討論DCS通信標準化或開放性的共同語言。
在DCS中采用數(shù)字通信技術、在控制站內(nèi)采用站內(nèi)通信總線及遠程I/O總線，以及在第四代DCS的控制站內(nèi)增加了連接PLC、分析儀和現(xiàn)場智能儀表的接口卡，使DCS與現(xiàn)場儀表之間的接線減少，并對現(xiàn)場儀表進行設備管理，這為DCS向下兼容并與現(xiàn)場總線通信技術融合打下基礎。I/O板和控制器國際上各DCS廠家的技術水平都相差不遠，如果說有些差別的話是控制器內(nèi)的算法有多有少，算法的組合有些不同，I/O板的差別在于智能化和非智能化，但是控制器讀取所有I/O數(shù)據(jù)都必須在1s內(nèi)完成一個循環(huán);操作站差別比較大，主要差別是選用PC機還是選用小型機、采用UNIX還是采用NT操作系統(tǒng)、采用專用的還是通用的監(jiān)視軟件，操作系統(tǒng)和監(jiān)視軟件配合比較好時可以減少死機現(xiàn)象;差別最大的是通訊網(wǎng)絡，最差的是輪詢方式，最好的是例外報告方式，根據(jù)實驗，其速度要相差七八倍。實踐證明，采用通用軟硬件比DCS廠商開發(fā)專用軟硬件更能提高整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性、開放性。多數(shù)DCS廠商自己已經(jīng)不再開發(fā)組態(tài)軟件平臺，而轉(zhuǎn)入采用兄弟公司(如Invensys用Wonderware軟件為基礎)的通用組態(tài)軟件平臺，或其他公司提供的軟件平臺(Emerson用Inblution的軟件平臺做基礎)。此外，多DCS廠家甚至I/O組件也采用OEM方式(Invensys采用Eurothem的I/O模塊，橫河的R3采用富士電的Processio作為I/O單元基礎，Honeywell公司的PKS系統(tǒng)則采用Rockwell公司的PLC單元)作為現(xiàn)場控制站。
