面向智能化過程的現場異構監控系統集成技術

劉雨 廣西內聯網絡系統有限責任公司

1 FCS系統的優勢

這個系統主要由現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，與傳統的DCS比較，能夠對傳輸的總線的各個設備進行數字信號的雙向傳輸，圖像比較簡單，便于安裝和維護，采用統一的協議和標準開發，普遍適用于互聯網絡，在同一個系統當中，可以對不同廠家的網絡產品進行系統的集成。在現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，系統的靈活性減弱，控制FCS系統的采用統一的標準系統，進行有效的控制，實現互操作性，對不同的產品進行統一的接入，接入到統一的網絡當中，轉化為相同的數字信號，傳輸的精度和抗干擾度大大增強。在這一過程當中，通過對分散信號的集中控制，可以提高系統運行的有效性，降低數據丟失的危險，使得數字化的傳輸方式更加便捷，獲取設備的狀態和診斷的信息，可以實現對系統的實時監測和實時管理。在不同的現場設備當中，基于功能塊的設計可以使得系統的結構更加完整，實現簡單靈活的動態組裝，從不同角度可以對系統進行深入的監測。

2 DCS 與FCS的集成

2.1 基于DCSI/O總線的系統集成

雖然FCS具有眾多的發展優勢，但是隨著DCS技術的不斷成熟，應用逐漸廣泛，現場總線控制系統FCS并不能夠完全的取代DCS系統，對此必須將二者的優勢結合起來，來實現系統集成的過渡，根據用戶的不同需要，從不同層次進行集成。總線的系統集成是在現場輸入總線數據，通過接口卡的方式來直接集成到分布式控制系統當中，將現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，變送器的數值是等價的，DCS可以透明的獲取任何傳送的數據信息,實現流程本升級換代，僅僅在現場總線安裝一個接口卡，便可以實現系統的集成。這種分布式的控制系統，仍然保留了原有的控制功能，適用于初級現場總線功能設備的控制，對現場的總線分布狀況可以實現低成本的監管，但這種方式也存在著一定的局限性，例如執行是PC而非DCS，通信有傳輸的延遲，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，限制了功能塊的組合使用，可能會造成大量的數據流失。

2.2 基于DCS網絡的系統集成

在現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，是為整個系統提供服務使得系統的操作可以直接獲取相關設備的參數和信息，但是相關的控制和計算，仍是在現場設備當中完成這種方式，方便了現場的控制，使得DCS系統可以對現場的設備進行直接的訪問，從而獲得更多的現場信息，但是這種方式下的設備功能與DCS系統沒有關系，PC數據和DCS的組態數據相分離，那么這個功能的設計和完成是由PC系統完成的，這時DCS系統沒有發揮應有的作用，如果不設置DCS系統，將會不利于后期的數據收集和數據監管，但是在此過程當中，DCS系統沒有發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據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，對于比較規模比較龐大的控制系統來說，它可以有效的保護用戶的信息數據，也可以保護用戶對于DCS系統的前期投資，DCS系統作為整個系統的主控系統，對整個系統的監控優化和控制發揮了至關重要的作用。現場總線控制系統的目的是為了完成現場設備數據的收集和控制，并對所有設備的狀態進行診斷，將實時數據及時傳送給DCS系統，這種集成方式對于網關接口的技術要求很高，為了給分布式系統和現場總線控制系統提供有效的數據依據必須解決數據維護和數據解釋的問題，保證整個數據庫的安全與可靠。

DCS(Distributed Control System) 與現場總線控制系統FCS(Field-busControl System)的集成系統為工程的現場現場開發和現場監控，進行了有效的技術依托，從不同層面對系統的集成技術能夠做討論，DCS技術問世以來，對工業自動化的發展做出了很大的貢獻，在工業自動化領域進行了廣泛的應用，但是因其通訊網絡的協議不向外東公開，所以各個廠家的通信標準并不統一，用戶只能通過專用的接口與高層的信息網絡進行數據的交換，但是如果一旦進行產品的選定，就不能擺脫對廠家的依賴，因為不同廠家的數據模式很難兼容兼容，所以針對這一問題，DCS存在某些不足，FCS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場異構控制工作，提供有效的技術支持。

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