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操作员的操作主要依靠流程图画面和标准的总貌画面,分组画面等,采用标准键盘、鼠标和操作员专用键盘,这是DCS的特点,要经过专门培训才能被工艺操作人员接受。在多屏幕的情况下,操作的最后有效原则,各屏幕画面等同化显示及按工位号调用或按专用键调出画面的速度或画面定时刷新问题,报警按时序显示记录或SOE事件顺序记录,都陆续得到解决。操作站死机现象时有发生,当然这与DCS制造工艺、用户使用操作等都有关系,但从操作站的操作系统上解决问题才是彻底的方法。目前,这个问题已经不严重,但要彻底解决,还有待时日。
(3) 数据通信及网络
上两节所述控制站、操作站、工程师站,均为通信网络的节点,DCS网络上的节点还可能有上位机(或称高级控制计算站)、与工厂管理网相连的网关等。DCS网络是DCS的生命线,在DCS整个系统的实时性、可靠性和可扩充性方面起着重要的作用。在DCS系统诞生时,主要解决一个生产装置中几个控制站和一个或几个操作站之间的数据通信问题;第二代DCS则解决了多个装置的DCS互联问题;第三代DCS则解决一个工厂的多个车间互联及与全厂计算机管理网络互联的问题。
在石化行业,DCS一直多用在一个生产装置范围内的多机通信系统中,而且控制站和操作站、工程师站均集中放置在控制室内。而DCS的数据通信一般从初期的数据高速公路起多可长达1km,所以这方面有点浪费。鉴於石化行业的习惯,全厂各生产车间用DCS的通信总线相连的实例较少,所以在第三代DCS中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,所以,第三代DCS的通信系统特点是具有开放性。
DSC系统的规模与通信能力有关系,但是用这作为划分第一、二代DCS的方法还不妥,应说第一、二代DCS的信道和传输速率有变化,即第一代DCS采用双绞线信道或同轴电缆,速率在1Mb/s以下,第二代DCS采用同轴电缆或光纤,通信速率为1-10Mb/s。也有人认为,第一代DCS通信为数据高速公路,第二代DCS通信为局域网。有些DCS厂家还把DCS系统构成多种总线互联的结构,如Honeywell公司把70年代的DHW(Data High Way)总线经HG与LCN相连,第二代的VCN总线经NIM与LCN相连,近来又将LCN改造成TPN(TPS过程网络),这样同解决了70年代、80年代、90年代产品的互联问题,既保证了系统的扩展性,又保护了用户的初期投资。
至此,已经看出DCS通信问题的复杂性。在70年代中期,数字通信刚开始普及,但仅限于电信行业,工业用户迫切要求成套地提供DCS系统,而当时只有一些大的计算机厂家提出数据传输规程(协议),并无统一的用於工业的数据通信标准,所以各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直至目前也没有工业(或流程工业)网络的完整的统一标准。当然到目前为止,IEEE802.4令牌总线传输方式的通信协议和IEEE802.5令牌环网传 输方式的通信协议在DCS系统中应用最广,又近年来因为采用以太网的互联网的普及以太网技术的提升,IEEE802.3办公自动化用局域网标准(人们俗称以太网标准)在DCS系统中已有多家采用,而上述三种标准仅涉及到物理层和数据链路层(请见7层模型);国际标准化组织(ISO)提出的开放系统互联(OSI)参数模型,即ISO/0I7层模型(物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层),规定了通信过程分段和网络功能分层;另外,就是现在工业以太网的一些在以太网技术基础上的通信协议,其中应用较广的为Ethernet/IP,它在网络层和传输层有TCP/IP协议簇(传输控制协议和网络互连协议)及VDP/IP(用户数据协议和网络互连协议)共存共融,发展势头较猛。以上三方面的标准和协议是我们讨论DCS通信标准化或开放性的共同语言,仅此而已!
说到开放性,它的基本特征是开放的系统应在保证信息安全的前提下具有可移植性、互操作性、广泛性和可得可用性,拿这个特征来衡量以太网及它形成的Internet和Intranet,可以说它基本具有开放性。所以目前DCS应该在与其互联上下功夫,使之在系统集成的大环境下,摘掉DCS“孤岛”的帽子。
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