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第四代DCS的开放性
开放性体现在DCS可以从三个不同层面与第三方产品相互连接:在企业管理层支持各种管理软件平台连接;在工厂车间层支持第三方先进控制产品SCADA平台、MES产品、BATCH 处理软件,同时支持多种网络协议(以以太网为主);在装置控制层可以支持多种DCS单元(系统)、PLC、RTU、各种智能控制单元等,以及各种标准的现场总线仪表与执行机构。
开放性的确有很多好处,但是在考虑开放性的同时,首先要充分考虑系统的安全性和可靠性。因为生产过程的故障停车或事故造成的损失,可能比开放性选择产品所节省的成本要高得多。同时注意,在选择系统设备时,先要确定系统的需求,然后根据需求选择必要的设备。尽量不要装备一些不必要的功能,特别是网络功能和外设的选择一定要慎重。例如,我们在选择开放网络的同时,遭到病毒或黑客袭击的可能就会加大;我们选择丰富的外设如光驱或软驱,就给操作人员提供了装载无关软件(如游戏等)的机会等。这些都会导致系统瘫痪或其它致命故障。
随着开放系统和平台技术的发展,产品的选择更加灵活,软件组态功能越来越强大并灵活,但是每一个特定的应用都需要一个独特的解决方案,所以专业化的应用知识和经验是当今工业自动化厂商或系统集成商成功的关键因素。各DCS厂家在努力宣传各自DCS技术优势的同时,更是努力宣传自己的行业方案设计与实施能力。为不同的用户提供专业化的解决方案并实施专业化的服务,将是今后各DCS厂家和系统集成商竞争的焦点,同时也是各厂家盈利的主要来源。
(1) 控制站
DCS系统中,控制站继承了DDC(直接数字控制)技术,它是一个完整的计算机,实际运行中可以暂时在不与操作站及网络相连的脱机情况下,完成过程控制策略,保证生产装置运行。从计算机系统结构来说,控制站属于过程控制专用计算机,其特点是第一代采用8位微处理器,第二代采用16位微处理器,第三代采用32位(直至64位)微处理器,这对于中小型DCS控制器来说比较确切。大型DCS控制站对中央处理器要求较高,必须为专用的处理器,准16位和准32位或64位运算方式。第二代DCS控制站采用精简指令系统(RISC,Reduced Instruction Set Computer)。第三代DCS控制站已采用多CPV分别用于控制、通信、冗余切换等操作。
控制站作为一个完整的计算机,它的主要I/0设备为现场的输入、输出处理设备,即过程输入/输出(PI/0),包括信号变换与信号调理,A/D、D/A转换。它在第二代和第三代产品中已陆续采用了嵌入式技术,并采用单片机等完成量程调整,远程I/0数据传输、小型化、减少PI/0卡硬件规格等功能,直至连接智能化的现场变送器或接受采用现场总线技术的数字信号。在信号变换过程中采用隔离技术以防止来自现场的干扰信号,这是至关重要的;与现场连接的端子及输入、输出信号的物理位置的方便确认,也是用户非常关心的。这些在DCS控制站的更新换代中,都有很大改进。在这方面,原来生产自动化仪表的厂家表现尤佳,所以说DCS是继承了自动化仪表技术的计算机系统。