和利時(shí)DCS——DCS的硬件體系結構介紹

考察DCS的層次結構，DCS級和控制管理級是組成DCS的兩個(gè)最基本的環(huán)節。

　　過(guò)程控制級具體實(shí)現了信號的輸入、變換、運算和輸出等分散控制功能。在不同的DCS中，過(guò)程控制級的控制裝置各不相同，如過(guò)程控制單元、現場(chǎng)控制站、過(guò)程接口單元等等，但它們的結構形式大致相同，可以統稱(chēng)為現場(chǎng)控制單元FCU。過(guò)程管理級由工程師站、操作員站、管理計算機等組成，完成對過(guò)程控制級的集中監視和管理，通常稱(chēng)為操作站。DCS的硬件和軟件，都是按模塊化結構設計的，所以DCS的開(kāi)發(fā)實(shí)際上就是將系統提供的各種基本模塊按實(shí)際的需要組合成為一個(gè)系統，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為系統的組態(tài)。

　　(1)現場(chǎng)控制單元

　　現場(chǎng)控制單元一般遠離控制中心，安裝在靠近現場(chǎng)的地方，其高度模塊化結構可以根據過(guò)程監測和控制的需要配置成由幾個(gè)監控點(diǎn)到數百個(gè)監控點(diǎn)的規模不等的過(guò)程控制單元。

　　現場(chǎng)控制單元的結構是由許多功能分散的插板（或稱(chēng)卡件）按照一定的邏輯或物理順序安裝在插板箱中，各現場(chǎng)控制單元及其與控制管理級之間采用總線(xiàn)連接，以實(shí)現信息交互。

　　現場(chǎng)控制單元的硬件配置需要完成以下內容：

　　插件的配置根據系統的要求和控制規模配置主機插件（CPU插件）、電源插件、I/O插件、通信插件等硬件設備；

　　硬件冗余配置對關(guān)鍵設備進(jìn)行冗余配置是提高DCS可靠性的一個(gè)重要手段，DCS通?？梢詫χ鳈C插件、電源插件、通信插件和網(wǎng)絡(luò )、關(guān)鍵I/O插件都可以實(shí)現冗余配置。

　　硬件安裝不同的DCS，對于各種插件在插件箱中的安裝，會(huì )在邏輯順序或物理順序上有相應的規定。另外，現場(chǎng)控制單元通常分為基本型和擴展型兩種，所謂基本型就是各種插件安裝在一個(gè)插件箱中，但更多的時(shí)候時(shí)需要可擴展的結構形式，即一個(gè)現場(chǎng)控制單元還包括若干數字輸入/輸出擴展單元，相互間采用總線(xiàn)連成一體。

　　就本質(zhì)而言，現場(chǎng)控制單元的結構形式和配置要求與模塊化PLC的硬件配置是一致的。

　　(2)操作站

　　操作站用來(lái)顯示并記錄來(lái)自各控制單元的過(guò)程數據，是人與生產(chǎn)過(guò)程信息交互的操作接口。典型的操作站包括主機系統、顯示設備、鍵盤(pán)輸入設備、信息存儲設備和打印輸出設備等，主要實(shí)現強大的顯示功能（如模擬參數顯示、系統狀態(tài)顯示、多種畫(huà)面顯示等等）、報警功能、操作功能、報表打印功能、組態(tài)和編程功能等等。

　　另外，DCS操作站還分為操作員站和工程師站。從系統功能上看，前者主要實(shí)現一般的生產(chǎn)操作和監控任務(wù)，具有數據采集和處理、監控畫(huà)面顯示、故障診斷和報警等功能。后者除了具有操作員站的一般功能以外，還應具備系統的組態(tài)、控制目標的修改等功能。從硬件設備上看，多數系統的工程師站和操作員站合在一起，僅用一個(gè)工程師鍵盤(pán)加以區分。

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