【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 臺(tái)商用機(jī)同時(shí)故障的概率極低，故該系統(tǒng)中的微型計(jì)算機(jī)允許選用高品質(zhì)的商用機(jī)。 四 中央站及分站設(shè)計(jì) ? (2)外圍存儲(chǔ)設(shè)備： ? 中央站具有很強(qiáng)的歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能。許多 BA系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)上專門(mén)配備一臺(tái)或幾臺(tái)歷史數(shù)據(jù)記錄儀。一些 BA系統(tǒng)中央站的主機(jī)系統(tǒng)里直接配有一個(gè)到兩個(gè)大容量的外圍存儲(chǔ)設(shè)備（如磁盤(pán)、磁帶機(jī)、 MO光盤(pán)機(jī)），容量一般至少在 20GB以上。 ? (3)圖形顯示設(shè)備： ? 中央站的主要顯示設(shè)備是 CRT顯示器，但新的圖形顯示技術(shù)也不斷被采用。多數(shù)的 BA系統(tǒng)中央站配備有廠家專用的圖形顯示器，而且一般采用智能的圖形控制器，顯示器的尺寸可大可小，一般由用戶根據(jù)需要選擇，一般在 17～ 18英寸之間。 . 四 中央站及分站設(shè)計(jì) ? (4)操作員鍵盤(pán)和工程師鍵盤(pán) ：包括 操作員鍵盤(pán) 和 工程師鍵盤(pán) 兩種。 – 操作員鍵盤(pán)： 當(dāng)今的 BA系統(tǒng)的操作員鍵盤(pán)多采用有防水、防塵能力及明顯圖案（或名稱）標(biāo)志的薄膜鍵盤(pán)。這種鍵盤(pán)從鍵的分配和布置上充分地考慮了操作直觀、方便地要求。在鍵盤(pán)內(nèi)裝有電子蜂鳴器，以提示報(bào)警信息和操作響應(yīng)。 – 工程師鍵盤(pán)： BA系統(tǒng)的工程師鍵盤(pán)是系統(tǒng)工程師用來(lái)編程和組態(tài)用的鍵盤(pán)，該鍵盤(pán)通常采用大家熟悉的擊打式鍵盤(pán)。 四 中央站及分站設(shè)計(jì) ? (5)打印輸出設(shè)備： ? 一般的 BA系統(tǒng)要配備兩臺(tái)打印機(jī)。 一臺(tái)用作生產(chǎn)記錄報(bào)表和報(bào)警列表的打印，另一臺(tái)用來(lái)拷貝流程畫(huà)面。 ? 有的系統(tǒng)用另一臺(tái)打印機(jī)來(lái)打印報(bào)警記錄和操作記錄。 用來(lái)打印生產(chǎn)記錄和報(bào)警記錄的打印機(jī) 一般為 行式打印機(jī) ，而 用來(lái)拷貝流程畫(huà)面的打印機(jī)則多采用 彩色打印機(jī) 。 ? 隨著非擊打式打印機(jī)（如激光打印機(jī)、噴墨打印機(jī)等）的性能不斷提高，價(jià)格不斷下降，這類打印機(jī)在 BA系統(tǒng)中已被廣泛應(yīng)用，以求得高清晰度、漂亮美觀的打印質(zhì)量和低噪聲、高速度的打印性能。 四 中央站及分站設(shè)計(jì) ? 2．分站設(shè)計(jì) ? 在不同的 DCS系統(tǒng)中，現(xiàn)場(chǎng)控制站的名稱各異，例如，過(guò)程接口單元（ Process Interface Unit）、基本控制器（ Basic Controller）、多功能控制器（ Multifuntion Controller）等，但是所采用的結(jié)構(gòu)形式大致相同，都是由安裝在控制機(jī)柜內(nèi)的一些標(biāo)準(zhǔn)花模件組合而成的。源于 Substation一詞，在 BA系統(tǒng)中稱之為分站。 四 中央站及分站設(shè)計(jì) ? 從其具有的 功能角度 來(lái)劃分，又可分成 功能齊全的現(xiàn)場(chǎng)控制站 、 僅具有數(shù)據(jù)采集功能的監(jiān)測(cè)站 或 僅具有順序控制功能的順序控制站 等等，模塊化的結(jié)構(gòu)還允許在上述各種過(guò)程站中根據(jù)不同的可靠性指標(biāo)采用冗余結(jié)構(gòu)。 ? 對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)控制站，從可編程邏輯控制器到單片機(jī)組成的小型控制采集裝置，再有諸如 STD和工業(yè) PC等小型工控機(jī)到各種 16位和 32位總線型工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等，都是可選的現(xiàn)場(chǎng)控制站系統(tǒng)。 四 中央站及分站設(shè)計(jì) ? 在分散控制系統(tǒng)中，從各種現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀表（如各種傳感器、變送器等）送來(lái)的過(guò)程信號(hào)均由分站進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集、濾波、非線性校正及各種補(bǔ)償運(yùn)算、上下限報(bào)警及積累量計(jì)算等。 ? 所有測(cè)量值和報(bào)警值經(jīng)通信網(wǎng)絡(luò)傳送到中央站數(shù)據(jù)庫(kù)，供實(shí)時(shí)顯示、優(yōu)化計(jì)算、報(bào)警打印等等。 ? 在分站還可完成各種閉環(huán)反饋控制、批量控制與順序控制等功能，并可接受從中央站發(fā)來(lái)的各種手動(dòng)操作命令進(jìn)行手動(dòng)控制，從而提供了對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的直接調(diào)節(jié)控制功能。分站的組成 如圖 6－ 8所示。 四 中央站及分站設(shè)計(jì) 圖 6－ 8 分站組成結(jié)構(gòu)圖 四 中央站及分站設(shè)計(jì) ? 分站是一個(gè)可獨(dú)立運(yùn)行的計(jì)算機(jī)檢測(cè)與控制系統(tǒng) （ 參見(jiàn)圖 6－ 8）。 ? 分站是專為過(guò)程測(cè)控而設(shè)計(jì)的通用型設(shè)備，因此其機(jī)柜、電源、輸入/輸出通道和控制計(jì)算機(jī)等與一般的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相比均有所不同。 四 中央站及分站設(shè)計(jì) ? (1)機(jī)柜： ? 1)分站的機(jī)柜內(nèi)部均裝有多層機(jī)架，以供安裝電源及各種模件之用。 ? 2)外殼均采用金屬材料（如鋼板或鋁材）、活動(dòng)部分（如柜門(mén)與機(jī)柜主體）之間保證有良好的電氣連接，使其能為內(nèi)部的電子設(shè)備提供完整的電磁屏蔽。 ? 3)為保證電磁屏蔽效果，也為了操作人員的安全，機(jī)柜還要求可靠接地，接地電阻應(yīng)不大于 4Ω。 四 中央站及分站設(shè)計(jì) ? (2)電源： 穩(wěn)定、無(wú)干擾的交流供電系統(tǒng)是分站正常工作的重要保證，而要做到這一點(diǎn)，首先需要保證供給分站的交流電源的穩(wěn)定可靠，一般采用以下幾種措施： – 1）每一分站均采用兩路交流電源供電，且互為備用。 – 2）如果附近有經(jīng)常開(kāi)關(guān)的大功率用電設(shè)備，應(yīng)采用超級(jí)隔離變壓器，將其一次、二次線圈間的屏蔽層可靠接地，很好地隔離共模干擾。 – 3）若電網(wǎng)的電壓波動(dòng)很?chē)?yán)重，應(yīng)采用交流電子穩(wěn)壓器，以便快速的穩(wěn)定輸入電壓。 – 4）裝設(shè)不間斷供電電源（ UPS） 四 中央站及分站設(shè)計(jì) ? 控制計(jì)算機(jī)： 分站是一個(gè)智能化的可獨(dú)立運(yùn)行的數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)，它由 CPU、存儲(chǔ)器、輸入 /輸出通道等基本部分 組成。 控制計(jì)算機(jī)的組成 如圖 6－ 9所示。 圖 6－ 9 控制計(jì)算機(jī)組成示意圖 四 中央站及分站設(shè)計(jì) ? CPU： ? 分散控制系統(tǒng)的分站已普遍采用了高性能的 16位的微處理器，有的已使用了準(zhǔn) 32位或 32位的微處理器，大多為美國(guó)摩托羅拉公司的 68000系列和英特爾公司的 80X86系列產(chǎn)品。 ? 很多系統(tǒng)還配有浮點(diǎn)運(yùn)算協(xié)處理器，因此數(shù)據(jù)處理能力大大提高，工作周期可縮短到 ～，并且可執(zhí)行更為復(fù)雜、先進(jìn)的控制算法，如自整定、預(yù)測(cè)控制、模糊控制等。 四 中央站及分站設(shè)計(jì) ? 存儲(chǔ)器： ? 控制計(jì)算機(jī)正常工作時(shí)運(yùn)行的是一套固定的程序，為了工作的安全可靠，大多采用程序固化的辦法，不僅將系統(tǒng)啟動(dòng)、自檢及基本的 I/O驅(qū)動(dòng)程序?qū)懭?ROM中，而且還將各種控制、檢測(cè)功能模塊、所有固定參數(shù)和系統(tǒng)通信、系統(tǒng)管理模塊全部固化，因此在控制計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中， ROM占有較大的比例，一般有數(shù)十兆字節(jié)。 ? 有的系統(tǒng)將用戶組態(tài)的應(yīng)用程序也固化在 ROM中，只要一通電，分站就可正常運(yùn)行，使用更加方便、可靠，但修改組態(tài)時(shí)要復(fù)雜一些。 四 中央站及分站設(shè)計(jì) ? BUS： ? 分散控制系統(tǒng)中所使用的總線一般采用最流行的幾種微機(jī)總線，常見(jiàn)的有 Intel公司的多總線 MULTIBUS、 “ EOROCARD”標(biāo)準(zhǔn)的 VME總線，這些都是支持多主CPU的 16/32位總線。 VME總線采用了針式插座，抗振動(dòng)等性能更好，更適合于在惡劣環(huán)境中使用。 四 中央站及分站設(shè)計(jì) ? I/O通道： 在分散控制系統(tǒng)中，種類最多、數(shù)量最大的就是各種 I/O接口模件。 ? 從廣義上講，分站計(jì)算機(jī)的 I/O接口亦應(yīng)包括它與局域網(wǎng)的接口以及它與現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)（ Fieldbus）的接口。 ? 局域網(wǎng)連接著系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)中央站與分站，是分散控制系統(tǒng)的中樞，而現(xiàn)場(chǎng)總線則把分站與各種智能化調(diào)節(jié)器、變送器等在線儀表以及可編程控制器（ PLC）連接在一起。 ? 一般，分散控制系統(tǒng)中 過(guò)程量 I/O通道 有 模擬量 I/O通道（ AI、 AO）、開(kāi)關(guān)量（或稱為數(shù)字量） I/O通道（ DI、 DO）及脈沖量輸入通道（ PI）幾種 。 四 中央站及分站設(shè)計(jì) ? 每個(gè)分站監(jiān)控區(qū)域的劃分應(yīng)符合下列規(guī)定： ? ①集中布置的大型設(shè)備應(yīng)規(guī)劃在一個(gè)分站內(nèi)監(jiān)控，如果監(jiān)控點(diǎn)過(guò)多，輸入／輸出量（包括開(kāi)關(guān)量和模擬量）的總和超過(guò)一個(gè)分站所允許最大量的 80％時(shí)，可并列設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的分站，或在分站之外設(shè)置擴(kuò)展箱。 ? ②分站對(duì)控制對(duì)象系統(tǒng)實(shí)施 DDC控制時(shí)必須滿足實(shí)時(shí)性的要求。一個(gè)分站對(duì)多個(gè)回路實(shí)施分時(shí)控制時(shí)，尤其要考慮數(shù)據(jù)采集時(shí)間、數(shù)字濾波時(shí)間、控制程序運(yùn)算及輸出時(shí)間的綜合時(shí)間，避免因分時(shí)過(guò)短而導(dǎo)致失控。 四 中央站及分站設(shè)計(jì) ? ③ 每個(gè)分站至監(jiān)控點(diǎn)的最大距離應(yīng)根據(jù)所用傳輸介質(zhì)、選定波特率以及芯絨截面等數(shù)值按產(chǎn)品規(guī)定的最大距離的性能參數(shù)確定，并不得超過(guò)。 ? ④分站的監(jiān)控范圍可不受樓層限制，依據(jù)平均距離最短的原則設(shè)置于監(jiān)控點(diǎn)附近。但防火分站應(yīng)按有關(guān)消防規(guī)范參照防火分區(qū)及區(qū)域報(bào)警器的設(shè)置規(guī)定確定其監(jiān)控范圍。 四 中央站及分站設(shè)計(jì) ? 所有分站的設(shè)置位置應(yīng)滿足下列規(guī)定： ? ①噪聲低、干擾少、環(huán)境安靜， 24h均可接近進(jìn)行檢查和操作（尤其應(yīng)保證延伸板接入后操作方便）； ? ②滿足產(chǎn)品自然通風(fēng)的要求，空氣對(duì)流路徑通暢。 四 中央站及分站設(shè)計(jì) ? 大型和較大型系統(tǒng)的分站，必須滿足下列規(guī)定： ? ①將分站設(shè)置在其所屬受控對(duì)象系統(tǒng)的附近，使之成為現(xiàn)場(chǎng)工作站； ? ②以一臺(tái)微處理機(jī)為核心，按規(guī)劃實(shí)現(xiàn)全部監(jiān)控功能； ? ③與中央站之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信；分站之間亦應(yīng)實(shí)現(xiàn)直接數(shù)據(jù)通信。 四 中央站及分站設(shè)計(jì) ? (1)對(duì)于統(tǒng)一管理的建筑群或特大建筑物，當(dāng)其設(shè)備數(shù)量極多，而配置又極為分散時(shí)，宜采用多個(gè)微型中心站。 ? (2)中型系統(tǒng)和設(shè)備布置分散的較小型系統(tǒng)宜采用分布式監(jiān)控系統(tǒng)。但當(dāng)受到投資、使用、維護(hù)水平限制時(shí)，亦可采用集中式結(jié)構(gòu)。 ? (3)小型系統(tǒng)和布置比較集中的較小型系統(tǒng)直采用集中式結(jié)構(gòu)，即僅設(shè)一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)（不設(shè)分站）對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的多種裝置實(shí)現(xiàn)控制，組成單機(jī)多回路系統(tǒng) 。 四 中央站及分站設(shè)計(jì) ? 3．軟件設(shè)計(jì) ? 建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)的軟件是繪系統(tǒng)配備的一系列程序的總稱，它是計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的具體體現(xiàn)。 ? 硬件必須與軟件結(jié)合才能執(zhí)行監(jiān)控任務(wù)，軟件依附于硬件，硬件靠軟件發(fā)揮作用。 ? 對(duì)于軟件的要求，應(yīng)當(dāng)是功能齊全，使計(jì)算機(jī)操作方便，能充分發(fā)揮硬件的作用。分布式系統(tǒng)的分層軟件結(jié)構(gòu) 如圖 6－ 10所示。 四 中央站及分站設(shè)計(jì) 圖 6－ 10 分布式系統(tǒng)的分層軟件結(jié)構(gòu)圖 四 中央站及分站設(shè)計(jì) ? 分布式系統(tǒng)的軟件分三層： ? （ 1）上層為全局控制服務(wù)器和 Web控制客戶機(jī)。 全局控制服務(wù)器的功能包括： Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)文件管理以及對(duì)局域控制器的管理等 ?？刂瓶蛻魴C(jī)實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的監(jiān)控、操作和維護(hù)等功能。 ? （ 2）中層 IP路由器在邏輯上起網(wǎng)關(guān)作用 ， 其功能是： 網(wǎng)絡(luò)連接、路由選擇、協(xié)議轉(zhuǎn)換等。 ? （ 3）下層是控制網(wǎng)絡(luò)控制節(jié)點(diǎn) ， 其功能是：實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制功能和過(guò)程 I/O，控制節(jié)點(diǎn)接人網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議。 四 中央站及分站設(shè)計(jì) ? BA系統(tǒng)的軟件規(guī)劃、選用，編制與開(kāi)發(fā)，應(yīng)該注意下列事項(xiàng)： ? ①既可用軟件也可用硬件實(shí)現(xiàn)的監(jiān)控功能要求，應(yīng)在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性對(duì)比，并確認(rèn)軟件實(shí)現(xiàn)更可靠，更節(jié)省投資時(shí)方宜選用軟件實(shí)現(xiàn)。 ? ②集中式系統(tǒng)只需配置中央軟件，分布式系統(tǒng)需區(qū)分中央和分站軟件，分別按功能要求仔細(xì)規(guī)劃配置。在不影響系統(tǒng)總體功能的前提下，宜依據(jù)“危險(xiǎn)分散”原則進(jìn)行分散配置，從軟件設(shè)置上保證分站可不依賴中央軟件，能完全獨(dú)立地完成對(duì)所屬區(qū)域或設(shè)備實(shí)施控制。 ? ③軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)，以利于簡(jiǎn)易、靈活地實(shí)現(xiàn)功能擴(kuò)展。 四 中央站及分站設(shè)計(jì) ? ④ 中央和／或分站軟件必須支持： ? 1） 對(duì)系統(tǒng)的使用與操作實(shí)現(xiàn)有效的身份識(shí)別與訪問(wèn)級(jí)別管理； ? 2） 系統(tǒng)具有最簡(jiǎn)易的可操作性； ? 3） 系統(tǒng)規(guī)模的可擴(kuò)展性和數(shù)據(jù)的可修改性； ? 4） 全圖形化工具和／或高級(jí)語(yǔ)言進(jìn)行非標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)； ? 5） 邏輯與物理資源的編程處理可簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)： ? 6） 根據(jù)點(diǎn)型、對(duì)象系統(tǒng)、通信信道、建筑區(qū)域等不同組態(tài)原則區(qū)分的邏輯組進(jìn)行編程。對(duì)中央站、二級(jí)分站和遠(yuǎn)方操作站及其所屬外部設(shè)備的功能范圍進(jìn)行編程。 ? 7） 每個(gè)分站均可根據(jù)需要讀入其他站的共享數(shù)據(jù)。 四 中央站及分站設(shè)計(jì) ? ⑤ 軟件內(nèi)容的規(guī)劃與設(shè)計(jì)宜按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能要求，按下列各項(xiàng)進(jìn)行有層次的規(guī)劃：系統(tǒng)軟件；語(yǔ)言處理軟件；應(yīng)用軟件（含應(yīng)用軟件包）做障診斷、系統(tǒng)調(diào)試與維護(hù)軟件；數(shù)據(jù)庫(kù)生成與管理軟件；通信管理軟件。 ? ⑥無(wú)論何種結(jié)構(gòu)，無(wú)論中央站或分站，無(wú)論對(duì)各類軟件按功能要求如何取舍，均應(yīng)設(shè)置完整的系統(tǒng)診斷功能軟件，以檢查程序錯(cuò)誤、計(jì)算機(jī)故障并指出出錯(cuò)點(diǎn)或故障部位。 ? ⑦中央站與分站軟件均應(yīng)提供在不影響系統(tǒng)正常運(yùn)行條件下，允許操作員或程序員進(jìn)行操作練習(xí)的功能；中央軟件還應(yīng)提供接分組（或分區(qū)）顯示的監(jiān)控點(diǎn)描述短語(yǔ)及操作指示樣板的功能。 四 中央站及分站設(shè)計(jì) ? ⑧ 分布式系統(tǒng)的中央軟件至少應(yīng)包括： ? 1）系統(tǒng)軟件（含網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及協(xié)議軟件、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)）； ? 2）全圖形化工具及語(yǔ)言處理軟件；數(shù)據(jù)通信控制與管理軟件； ? 3） CRT顯示格式及系列標(biāo)準(zhǔn)格式報(bào)告軟件； ? 4）標(biāo)準(zhǔn)操作員接口軟件； ? 5）中央日程表軟件； ? 6）時(shí)間／事件誘發(fā)程序軟件； ? 7）報(bào)警處理軟件；