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在DCS的通訊網絡上連接有幾種不同的結點,它通常分為兩大類。一類是直接與生產過程通過I/O板連接起來的結點,我們稱之為控制器。控制器根據功能不同又可以分為數據采集控制器和回路控制器,兩者可以合為一個結點。另一類結點是與人機相連的,稱為人機界面。它們通過通訊網絡采集控制器中的數據。根據功能又分為操作站,這是工廠運營的主要設備,它既要從控制器中讀取數據,又要將運營人員的意圖送給控制器,所以數據傳輸是雙向的。人機界面的另外幾種結點分別是工程師工作站、歷史趨勢站和動態數據服務器。工程師工作站通常只在系統投運前,把存儲在控制器中的各種算法按照生產要求連接起來,并填進參數后下裝給控制器,它是組態用的工具,系統投運以后可以離線。工程師站的工作區別于用算法語言編程,稱之為組態。
控制器的存儲器中存有各種控制算法,如:PID、加、減、乘、除、三角函數、矩陣運算、*算法史密斯預估器,與BASIC、C語言接口等。如果操作站中的監控軟件作圖功能不能滿足要求,也可由工程師站做動態流程圖,然后裝載給操作站。
為了DCS的控制器和操作站的升級,不改變組態,由逆向工程師站讀取控制器組態。然后下裝給升級后的控制器。逆向工程師站的另外一個功能是為了查找故障,讀取控制器組態供分析使用。
人機界面的另一個重要結點是動態數據服務器,它是DCS和MIS系統的接口,是DCS和Web的隔離設備。它的特點是數據只能上行,不能下行,而且存儲的數據量是海量的。歷史趨勢站和動態數據服務器類似,它的功能可以合并到動態數據服務器上,也可以單獨成為一個結點。
在系統剛投入運行時,由于系統組態不完善,經常發生網絡堵塞。但投運一段時間后,就很少發生網絡堵塞。
近來,由于MIS系統需要從DCS中讀取生產實時數據。在網絡中接進動態數據服務器,網絡堵塞現象就變得十分頻繁,并使得各種人機界面的結點死機現象很嚴重。網絡堵塞現象的嚴重程度與多種因素相關。
當結點連到DCS的通訊網絡上時,通常有一個網絡接口,控制器把數據送到接口。人機界面從網絡接口讀取數據,讀取數據應遵守網絡通訊協議。網絡物理結構有環形和總線兩種,總線網絡在邏輯上也是環形的。星形網絡只用于小系統(100個I/O點內)。常用的通訊協議是廣播式的,在網絡上的結點,只要把數據送到網絡上,它就要不斷廣播數據,需要數據的結點就接收數據。廣播式協議的網絡除了這種方式以外,還有一種方式:一個結點向網上的其他結點問詢數據,但如果其他結點沒有這個數據,它就反復進行問詢工作,直至讀取到這個數據。那么如果網絡上根本沒有這個數據,就會造成網絡堵塞。
操作站死機現象,不管何種DCS系統,在DCS七十年代問世以來,都不同程度的存在死機現象。操作站主要軟件是操作系統、監控軟件和控制器的驅動軟件。早期的DCS系統,所有這三個軟件都是由DCS廠家自行開發的,或者說是的。這三個軟件可能有不相配的地方,所以在運行時產生死機,特別是鍵盤操作時幾個特殊鍵按下時,就會產生死機。另外一種情況是:有的DCS系統、監控軟件從其它系統移植過來,DCS制造廠家只開發一個驅動軟件。這種情況下,由于DCS銷售量小,軟件之間配合問題沒有得到充分暴露,死機就更為頻繁。
動態數據服務器不是系統剛投運時就存在的,許多DCS用戶是近幾年根據需要才添加的。DCS運行時間比較長的情況下,工廠的維護人員不斷更替,控制器的組態也不斷變化,但有一個現象是:組態只加不減,有一部分組態實際上已沒有與真正的I/O點相連。而動態數據服務器接入時,欲將DCS上所有數據點都讀上去,而其中有很大數量的數據點是無效的,因而造成網絡堵塞,所以人機界面就發生死機現象。這時可以用逆向工程師站讀取控制器中的組態,與正向工程師站的內容進行比較,刪除無效點,就可以避免網絡堵塞和死機現象。
另一個應注意的問題是在接入動態數據服務器時,應檢查所有接口的軟件版本是否*。否則也會影響數據的傳遞。
解決網絡堵塞的第三種方法是:如果采用例外報告的方式,可將例外報告的區域加大一些,以減少網絡的通訊量。例外報告的意思是現場的某點只在發生變化時把數據送到網絡上,如果不發生變化就不會傳送。但為了防止點已經壞而人機界面不知道的情況。所以,即使點不變化,超過一段時間也要報告。為了減少網絡上的數量,把例外報告的二個參數都適當加大,也能達到減少數據量的目的。
近幾年推出的通用操作站,大多采用NT操作系統,監控軟件也采用通用的,如:FIX、INTOUCH等。由于軟件的銷售量大,軟件存在的問題較少。通用操作站的開放性能好,死機現象會大大減少。無論維護成本、備件采購都不受DCS制造廠家的限制。這是DCS的一大進步。