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4000164-520   TRICON  DCS系统技术分析
    　　
    从不同方向发展起来的DCS在结构上、软件方面有些区别。仪表背景的公司开发的DCS控制器的软件部分比较符合仪表工程人员应用的习惯，如Honeywell公司的TDC2000、Bailey公司的N90、Yokogawa公司的YEWPACKMARKII，特别是组态方式比较方便。传动公司设计的DCS更象PLC系统，如WestingHouse公司开发的WDPFI系统，其输入输出卡就是可编程的NL系列的采集卡。计算机背景出身的公司设计的DCS的人机界面比较友好，通讯网络比较先进，如MeasuresVision2002Network。从DCS控制站、操作站、数据通信及网络几方面来看，各大DCS厂商推出的系统存在着共同点。
   
    1.DCS控制站
    　　
    DCS系统中，控制站是一个完整的计算机，实际运行中可以不与操作站及网络相连的情况下，完成过程控制策略，保证生产装置正常运行。它的主要I/O设备为现场的输入、输出处理设备，以及过程输入/输出(PI/O)。关于DCS控制站的系统软件，原则上也有实时操作系统、编程语言及编译系统、数据库系统、自诊断系统等，只是完善程度不同而己。
    　　
    目前多数DCS控制站的系统软件齐全，操作站或工程师站可以完成离线组态及在线修改控制策略。为了完成控制策略，目前典型的功能模块有50多种，这是DCS厂家的专有技术。对于顺序控制和批量控制组态编程，各种DCS控制站采用不同的方法，直到近年来才向IEC61131-3编程语言标准靠拢。中小型DCS控制站，多数以控制16-32回路为限并支持分布式拓扑结构。目前小型DCS所占有的市场，已逐步与PLC、IPC、FCS共享。
    　　　　
    2.DCS操作站
    　　
    DCS操作站具有操作员功能、工程师功能、通信功能和高级语言功能等，其中工程师功能中包括系统组态、系统维护、系统通用(Utility)功能。实际的DCS操作站是典型的计算机，它与控制站不同，有着丰富的外围设备和人机界面。目前大多数DCS操作站已采用高档工控机，操作系统，客户机/服务器(C/S)结构，DDE(动态数据交换)或OPC(用于过程控制对象链接嵌入)接口技术，以太网接口与管理网络相连。在采用通用监控图形软件(如iFIX、Intouch等)这一点上，和DCS厂家做法不一，有的以此为平台，形成“软DCS”操作站，这多用于中小型DCS，或以此类软件为核心，进行二次开发;大多数DCS厂家对原来的组态软件进行改造，使之符合上述特点，满足系统开放要求。
    　　　
    3.数据通信及网络
    　　
    现代DCS通信功能的发展是与全厂管理网络(以太网)技术相融合，逐渐实现通信网络由多重结构向扁平化过渡，第四代DCS的通信系统特点是具有开放性。过去各DCS厂家都以专利形式发表(或购买)DCS通信技术。因为数据通信标准牵涉到网络结构、通信介质(信道)、通信协议、不同用户行业的行规等方面，所以到现在也没有工业(或过程工业)网络的完整的统一标准。当然目前IEEE802.4令牌总线传输方式和IEEE802.5令牌环网传输方式的通信协议在DCS系统中应用最广;国际标准化组织(ISO)提出的开放系统互联(OSI)参考模型即ISO/OSI7层模型，规定了通信过程分段和网络功能分层，这是们讨论DCS通信标准化或开放性的共同语言。
    　　
    在DCS中采用数字通信技术、在控制站内采用站内通信总线及远程I/O总线，以及在第四代DCS的控制站内增加了连接PLC、分析仪和现场智能仪表的接口卡，使DCS与现场仪表之间的接线减少，并对现场仪表进行设备管理，这为DCS向下兼容并与现场总线通信技术融合打下基础。I/O板和控制器国际上各DCS厂家的技术水平都相差不远，如果说有些差别的话是控制器内的算法有多有少，算法的组合有些不同，I/O板的差别在于智能化和非智能化，但是控制器读取所有I/O数据都必须在1s内完成一个循环;操作站差别比较大，主要差别是选用PC机还是选用小型机、采用UNIX还是采用NT操作系统、采用专用的还是通用的监视软件，操作系统和监视软件配合比较好时可以减少死机现象;差别最大的是通讯网络，最差的是轮询方式，最好的是例外报告方式，根据实验，其速度要相差七八倍。实践证明，采用通用软硬件比DCS厂商开发专用软硬件更能提高整个系统的稳定性、开放性。多数DCS厂商自己已经不再开发组态软件平台，而转入采用兄弟公司(如Invensys用Wonderware软件为基础)的通用组态软件平台，或其他公司提供的软件平台(Emerson用Inblution的软件平台做基础)。此外，多DCS厂家甚至I/O组件也采用OEM方式(Invensys采用Eurothem的I/O模块，横河的R3采用富士电的Processio作为I/O单元基础，Honeywell公司的PKS系统则采用Rockwell公司的PLC单元)作为现场控制站。