面向智能化過程的現(xiàn)場異構監(jiān)控系統(tǒng)集成技術

劉雨 廣西內聯(lián)網絡系統(tǒng)有限責任公司

1 FCS系統(tǒng)的優(yōu)勢

這個系統(tǒng)主要由現(xiàn)場的智能設備來承擔信息的傳輸，類似于一個虛擬的控制站，與傳統(tǒng)的DCS比較，能夠對傳輸?shù)目偩€的各個設備進行數(shù)字信號的雙向傳輸，圖像比較簡單，便于安裝和維護，采用統(tǒng)一的協(xié)議和標準開發(fā)，普遍適用于互聯(lián)網絡，在同一個系統(tǒng)當中，可以對不同廠家的網絡產品進行系統(tǒng)的集成。在現(xiàn)場就能夠對儀表設備進行控制，所以DCS控制站的計算負荷減小，系統(tǒng)的靈活性減弱，控制FCS系統(tǒng)的采用統(tǒng)一的標準系統(tǒng)，進行有效的控制，實現(xiàn)互操作性，對不同的產品進行統(tǒng)一的接入，接入到統(tǒng)一的網絡當中，轉化為相同的數(shù)字信號，傳輸?shù)木群涂垢蓴_度大大增強。在這一過程當中，通過對分散信號的集中控制，可以提高系統(tǒng)運行的有效性，降低數(shù)據(jù)丟失的危險，使得數(shù)字化的傳輸方式更加便捷，獲取設備的狀態(tài)和診斷的信息，可以實現(xiàn)對系統(tǒng)的實時監(jiān)測和實時管理。在不同的現(xiàn)場設備當中，基于功能塊的設計可以使得系統(tǒng)的結構更加完整，實現(xiàn)簡單靈活的動態(tài)組裝，從不同角度可以對系統(tǒng)進行深入的監(jiān)測。

2 DCS 與FCS的集成

2.1 基于DCSI/O總線的系統(tǒng)集成

雖然FCS具有眾多的發(fā)展優(yōu)勢，但是隨著DCS技術的不斷成熟，應用逐漸廣泛，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS并不能夠完全的取代DCS系統(tǒng)，對此必須將二者的優(yōu)勢結合起來，來實現(xiàn)系統(tǒng)集成的過渡，根據(jù)用戶的不同需要，從不同層次進行集成。總線的系統(tǒng)集成是在現(xiàn)場輸入總線數(shù)據(jù)，通過接口卡的方式來直接集成到分布式控制系統(tǒng)當中，將現(xiàn)場的相關設定值與測定值直接映射，將其映射為DCS l/O總線的等價值，由于映射關系是唯一的，所以在傳送過程當中，變送器的數(shù)值是等價的，DCS可以透明的獲取任何傳送的數(shù)據(jù)信息,實現(xiàn)流程本升級換代，僅僅在現(xiàn)場總線安裝一個接口卡，便可以實現(xiàn)系統(tǒng)的集成。這種分布式的控制系統(tǒng)，仍然保留了原有的控制功能，適用于初級現(xiàn)場總線功能設備的控制，對現(xiàn)場的總線分布狀況可以實現(xiàn)低成本的監(jiān)管，但這種方式也存在著一定的局限性，例如執(zhí)行是PC而非DCS，通信有傳輸?shù)难舆t，所以通訊的速度存在著一定的問題，僅僅適用于小型的或初級的應用系統(tǒng)，限制了功能塊的組合使用，可能會造成大量的數(shù)據(jù)流失。

2.2 基于DCS網絡的系統(tǒng)集成

在現(xiàn)場的總線接口單元和DCS網絡連接的過程當中，這是以網絡直接相連的接口單元的功能，是為整個系統(tǒng)提供服務使得系統(tǒng)的操作可以直接獲取相關設備的參數(shù)和信息，但是相關的控制和計算，仍是在現(xiàn)場設備當中完成這種方式，方便了現(xiàn)場的控制，使得DCS系統(tǒng)可以對現(xiàn)場的設備進行直接的訪問，從而獲得更多的現(xiàn)場信息，但是這種方式下的設備功能與DCS系統(tǒng)沒有關系，PC數(shù)據(jù)和DCS的組態(tài)數(shù)據(jù)相分離，那么這個功能的設計和完成是由PC系統(tǒng)完成的，這時DCS系統(tǒng)沒有發(fā)揮應有的作用，如果不設置DCS系統(tǒng)，將會不利于后期的數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)監(jiān)管，但是在此過程當中，DCS系統(tǒng)沒有發(fā)揮任何實質性的作用。

2.3 網關接口的集成

由于異構網絡之間的數(shù)據(jù)交換時可以借助網關接口，那么DCS網絡和FCS網絡之間的雙向通信也可以通過專門的設計來實現(xiàn)，對于比較規(guī)模比較龐大的控制系統(tǒng)來說，它可以有效的保護用戶的信息數(shù)據(jù)，也可以保護用戶對于DCS系統(tǒng)的前期投資，DCS系統(tǒng)作為整個系統(tǒng)的主控系統(tǒng)，對整個系統(tǒng)的監(jiān)控優(yōu)化和控制發(fā)揮了至關重要的作用。現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的目的是為了完成現(xiàn)場設備數(shù)據(jù)的收集和控制，并對所有設備的狀態(tài)進行診斷，將實時數(shù)據(jù)及時傳送給DCS系統(tǒng)，這種集成方式對于網關接口的技術要求很高，為了給分布式系統(tǒng)和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)提供有效的數(shù)據(jù)依據(jù)必須解決數(shù)據(jù)維護和數(shù)據(jù)解釋的問題，保證整個數(shù)據(jù)庫的安全與可靠。

DCS(Distributed Control System) 與現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS(Field-busControl System)的集成系統(tǒng)為工程的現(xiàn)場現(xiàn)場開發(fā)和現(xiàn)場監(jiān)控，進行了有效的技術依托，從不同層面對系統(tǒng)的集成技術能夠做討論，DCS技術問世以來，對工業(yè)自動化的發(fā)展做出了很大的貢獻，在工業(yè)自動化領域進行了廣泛的應用，但是因其通訊網絡的協(xié)議不向外東公開，所以各個廠家的通信標準并不統(tǒng)一，用戶只能通過專用的接口與高層的信息網絡進行數(shù)據(jù)的交換，但是如果一旦進行產品的選定，就不能擺脫對廠家的依賴，因為不同廠家的數(shù)據(jù)模式很難兼容兼容，所以針對這一問題，DCS存在某些不足，F(xiàn)CS進行了技術的突破，彌補了DCS的缺陷，更好的為我國的智能化現(xiàn)場異構控制工作，提供有效的技術支持。

[1]陳瑾.異構網絡環(huán)境下的樓宇系統(tǒng)集成關鍵技術研究[D].導師：陳雪麗;莫志勇.南京師范大學,2017.

[2]袁蔭.工業(yè)控制網絡OPC技術和異構系統(tǒng)集成的研究[D].導師：郎朗.安徽工程大學,2012.

[3]林鷹,郭兵,楊奕.實時異構監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)平臺的集成技術[J].西南師范大學學報(自然科學版),2015,(01):87-91.

[4]徐興亞.智能樓宇管理信息系統(tǒng)集成技術的研究及應用[D].導師：吳慶鳴.武漢大學,2014.