【導(dǎo)讀】-Lookingattoday?s. advantagesandit?betweenallofthem.s. PLC?s.

　　

【正文】 eople busy since PC?s exist. The answers vary to all extremes. The question what is the TCO of a control system might give similar results. If you go mercial you have to pay for the initial licenses the implementation which is typically carried out by the supplier or by a subcontractor, and you pay for the on going software support which might or might not include the update license fee. If you go for a collaborative approach, you might contract a pany or implement everything on your own. A question of ?time and money? as industry says. You will have more freedom and flexibility for your implementations but also a steeper learning curve. You can rely on the collaboration to provide new features and versions or you can contribute yourself. A major difference calculating the long term costs for a control system. At DESY one can roughly estimate that the (controls application)support for a mercial approach – here D/3 and the support for a collaborative approach – here EPICS is nearly the same. The software support and upgrade license fee is equivalent to one and a half FTE?s – which is about the manpower necessary to support new hardware and to upgrade EPICS. CONCLUSIONS Depending on the size and the requirements for a controls project the bination of mercial solutions and solutions based on a collaborative approach is possible in any rate between 0 and 100 percent. This applies for all levels from implementation to 10 long term support. Special requirements on safety issues or a lack of manpower might turn the scale mercial. The necessity to interface special hardware, special timing requirements, the ?having the code in my hands? argument or the initial costs for mercial solutions will turn the scale collaborative. As long as collaborative approaches like EPICS stay up to date and run as stable and robust as mercial solutions, both will keep their position in the controls world in a plementary symbiosis. 11 外文資料翻譯 外文翻譯譯文 工業(yè)控制系統(tǒng)和協(xié)同控制系統(tǒng) 當(dāng)今的控制系統(tǒng)被廣泛運(yùn)用于許多領(lǐng)域。 從單純的工業(yè)控制系統(tǒng)到協(xié)同控制系統(tǒng)（ CCS），控制系統(tǒng)不停變化，不斷升級(jí)，現(xiàn)在則趨向于家庭控制系統(tǒng)，而它則是這兩者的變種。被應(yīng)用的控制系統(tǒng)的種類(lèi)取決于技術(shù)要求。而且，實(shí)踐表明，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)因素也對(duì)此很重要。任何決定都有它的優(yōu)缺點(diǎn)。工業(yè)控制要求可靠性，完整的文獻(xiàn)記載和技術(shù)支持。經(jīng)濟(jì)因素使決定趨向于協(xié)同工具。能夠親自接觸源碼并可以更快速地解決問(wèn)題是家庭控制系統(tǒng)的要求。多年的操作經(jīng)驗(yàn)表明哪個(gè)解決方法是最主要的不重要，重要的 是哪個(gè)可行。由于異類(lèi)系統(tǒng)的存在，針對(duì)不同協(xié)議的支持也是至關(guān)重要的。本文介紹工業(yè)控制系統(tǒng)， PlC controlled turn key系統(tǒng)，和 CCS 工具，以及它們之間的操作。 引言： 80年代早期，隨著為 HERA(HadronElektronRingAnlage)加速器安裝低溫控制系統(tǒng)，德國(guó)電子同步加速器研究所普遍開(kāi)始研究過(guò)程控制。這項(xiàng)新技術(shù)是必需的，因?yàn)榈乾F(xiàn)有的硬件沒(méi)有能力來(lái)處理標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程控制信號(hào)，如 4至 20 毫安的電流輸入和輸出信號(hào)。而且軟件無(wú)法在 PID控制回路。此外，在實(shí) 現(xiàn)對(duì)復(fù)雜的低溫冷藏系統(tǒng)的開(kāi)閉過(guò)程中，頻率項(xiàng)目顯得尤為重要。 有必要增加接口解決總線問(wèn)題并增加運(yùn)算能力，以便于低溫控制。因?yàn)橐寻惭b的 D / 3系統(tǒng) [1] 只提供了與多總線板串行連接，以實(shí)現(xiàn) DMA與 VME的連接并用其模擬多總線板的功能。溫度轉(zhuǎn)換器的計(jì)算功能來(lái)自一個(gè)摩托羅拉 MVME 167 CPU和總線適配器，以及一個(gè) MVME 162 CPU。其操作系統(tǒng)是 VxWorks，而應(yīng)用程序是 EPICS。 由于對(duì)它的應(yīng)用相當(dāng)成功，其還被運(yùn)用于正在尋找一個(gè)通用的解決方案以監(jiān)督他們的分布式 PLC的公共事業(yè)管理。 德國(guó)電子同步 加速器研究所對(duì)過(guò)程管理系統(tǒng)的篩選 集散控制系統(tǒng)（ D/ 3）： 市場(chǎng)調(diào)查表明：來(lái)自 GSE的 D / 3系統(tǒng)被 HERA低溫冷藏工廠選中。因?yàn)榧⒖刂葡到y(tǒng)（ D/ 3）的特性，所以這決定很不錯(cuò)。在展示端和 I / O端擴(kuò)展此系統(tǒng)的可能將有助于解決日益增加的 HERA試驗(yàn)控制的要求。制約系統(tǒng)的大小的因素不是 I / O的總數(shù)，通信網(wǎng)絡(luò)的暢通與否。而通信網(wǎng)絡(luò)的暢通與否取決于不存檔的數(shù)據(jù)總量，不取決于報(bào)警系統(tǒng)中配置的數(shù)據(jù)。 擁有 DCS特點(diǎn)（ Cube）的 SCADA系統(tǒng)： 相對(duì)于 Y2K 問(wèn)題促使我們尋找一個(gè)升級(jí)版或者代替版來(lái)代 替現(xiàn)有的系統(tǒng)而言，以上提到的 D / 3系統(tǒng)有一些硬編碼的限制。由于急需給 Orsi 公司提供他們的產(chǎn)品， Cube開(kāi)始起作用了 [2]。該項(xiàng)目包括安裝功能的完全更換。這包括 D / 3，以及德國(guó)電子同步加速器研究所的集成總線 SEDAC 和 VME 的溫度轉(zhuǎn)換器。該 12 項(xiàng)目很有前景。但是因?yàn)?HERA 試驗(yàn)原定時(shí)間是有限制的，所以技術(shù)問(wèn)題和組織問(wèn)題也迫使計(jì)劃提前。在供應(yīng)商網(wǎng)站上的最后驗(yàn)收測(cè)試又出現(xiàn)了戲劇性的性能問(wèn)題。有兩個(gè)因素引起了這些問(wèn)題。第一個(gè)跟低估在 1赫茲運(yùn)行的 6級(jí)溫度轉(zhuǎn)換器的 CPU負(fù)荷有關(guān)。第二個(gè)由現(xiàn)有 D / 3系統(tǒng)復(fù)雜的功 能造成的額外負(fù)荷引起的。每個(gè)數(shù)字和模擬輸入和輸出通道在 D / 3系統(tǒng)里的自身報(bào)警限值也被低估了。所有的附加功能都必須添加進(jìn)去。最后，所有網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的報(bào)警限值，尤其是 SCADA系統(tǒng)，也促使網(wǎng)絡(luò)生成了限制。 最后，與 Orsi 公司的合同被取消了。升級(jí)的 D / 3系統(tǒng)是唯一可能的解決辦法。在 2020年 3月，此系統(tǒng)最后被付諸實(shí)踐。 現(xiàn)在，相比 “ 純粹 ” SCADA系統(tǒng)的異質(zhì)環(huán)境， Cube有同質(zhì)配置環(huán)境的優(yōu)勢(shì)。 SCADA（ PVSS Ⅱ ）： 在 HERA加速器上的 H1 實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)人員為升級(jí)他們的低速控制系統(tǒng)，決定使用 PVSS Ⅱ?，F(xiàn)有的系統(tǒng)是由 H1 合作組的幾名成員開(kāi)發(fā)的，而現(xiàn)在卻難以維持了。在 CERN 由聯(lián)合控制項(xiàng)目 [4]進(jìn)行的廣泛調(diào)查促使他們做出 使用 PVSS作為代替品的決定。 PVSS 是一個(gè) “ 純粹 ” 的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（ SCADA 系統(tǒng)）。其核心元素叫做事件管理器。它收集的數(shù)據(jù)主要是由 I/ O設(shè)備提供。它還提供附加的管理服務(wù)，如：控制經(jīng)理，數(shù)據(jù)庫(kù)管理，用戶界面， API經(jīng)理以及在建的 HTTP服務(wù)器。該 PVSS腳本庫(kù)允許執(zhí)行復(fù)雜的序列以及復(fù)雜的圖形。相比其他 SCADA系統(tǒng) PVSS帶有一個(gè)基本特點(diǎn)：它提供了 API給設(shè)備的數(shù)據(jù)。 SCADA 系統(tǒng)的一個(gè)主要缺點(diǎn)是其中的兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，一個(gè)為 PLC’ s 服務(wù)，另一個(gè)為 SCADA系統(tǒng)服務(wù)，這兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)必須維持。集成環(huán)境將努力克服這個(gè)限制。 EPICS： 在德國(guó)電子同步加速器研究所， EPICS從問(wèn)題解決系統(tǒng)演化成了全集成控制系統(tǒng)。從成為低溫控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集器和數(shù)量控制器， EPICS成為了德國(guó)電子同步加速器研究所公用事業(yè)集團(tuán)使用的核心系統(tǒng)。此外，通過(guò) Industry Pack（ IP）模塊的手段，它還能運(yùn)用于通過(guò) VME板卡的任何數(shù)據(jù)。 EPICS通過(guò)其完整的功能，運(yùn)用于沒(méi)有由 D / 3系統(tǒng)控制的 低溫冷藏系統(tǒng)。所有大約 50個(gè)輸入輸出控制器運(yùn)作大約 25000業(yè)務(wù)處理記錄。 作為一個(gè) SCADA系統(tǒng)的 EPICS： 該公共事業(yè)組（水，電，壓縮空氣，加熱和調(diào)溫）使用各種散布在整個(gè)德國(guó)電子同步加速器研究所網(wǎng)站上的 PLC。 IOC向客戶提供接口并采集數(shù)據(jù)。此外，如通道歸檔和圖形顯示（ dm2k） 會(huì) 被使用。默認(rèn)名決議和目錄服務(wù)器（域名服務(wù)器）用于連接 在 TCP客戶端和服務(wù)器應(yīng)用程序。所有這些都是基本的 SCADA功能。所有的配置文件（圖形工具，報(bào)警處理程序和歸檔）提供了一種靈活的配置方案。德國(guó)電子同步加速器研究所公用 事業(yè)集團(tuán)已制定了一套工具來(lái)創(chuàng)建 IOC數(shù)據(jù)庫(kù)和配置文件。這樣，控制組提供的服務(wù)保持 EPICS 工具，而用戶可以精力集中在被控制的設(shè)備上了。 作為一個(gè) DCS系統(tǒng)的 EPICS： 作為 SCADA 系統(tǒng)的基本組成部分， EPICS 還提供完整的輸入輸出控制器（ IOC）。 IOC提供所有功能 DCS系統(tǒng)要求，如：實(shí)施每個(gè)記錄的標(biāo)準(zhǔn)的屬性；執(zhí)行每個(gè)記錄時(shí)的報(bào)警檢查過(guò)程；控制記錄，如 PID。靈活的命名方案，默認(rèn)的顯示和每個(gè)記錄的報(bào)警屬性緩和了運(yùn)作工具和 IOC 之間的連接。靈活的數(shù)據(jù)采集模式，支持調(diào)查模式以及發(fā)布訂閱模式。后者大大降低了 信息擁堵的情況。 13 PLC’ s： PLC’ s 同樣提供豐富的功能，因?yàn)橐郧八仟?dú)一無(wú)二的控制系統(tǒng)。此外，定期執(zhí)行一個(gè)確定功能的基本特征也讓他們通過(guò)以太網(wǎng)通信，包括內(nèi)置的 HTTP服務(wù)器和不同集合的通訊方案。除了通信處理器，顯示器能和 PLC’ s連接。 智能 I / O： I / O設(shè)備上的新發(fā)展允許在更小的群體中集群 I / O并把這些集群 I / O渠道鏈接到控制系統(tǒng)。 PLC’ s對(duì)于分布式 I / O已不再重要。 PLC’ s 和智能 I / O子系統(tǒng)的差別正在消失。 功能 持續(xù)不斷的問(wèn)題，如為什么控制系統(tǒng)的加速器和其他高度 專業(yè)化的設(shè)備聯(lián)合協(xié)同發(fā)展。但是，在極少數(shù)情況下，只通過(guò)商業(yè)的立場(chǎng)時(shí)難以回答的。在這里，我們?cè)噲D總結(jié)不同控制方法的基本功能。 前端控制器： 對(duì)控制系統(tǒng)的核心要素之一，是前端控制器。 PLC’ s 可用于實(shí)施控制功能的設(shè)備。它的缺點(diǎn)就是復(fù)雜，難以達(dá)到控制屬性。例如確定通信協(xié)議和最后在顯示、報(bào)警和歸檔方案，一個(gè)控件的所有屬性像 P， I和 D參數(shù)，還有報(bào)警限制及其他附加的屬性必須得到解決。另外，這些嵌入式屬性修改是很難尋覓，因?yàn)槠渲猩婕皟蓚€(gè)或兩個(gè)以上軌道系統(tǒng)這可能是一個(gè)有力的論據(jù)是，為什么控制回路主要實(shí)施在 IOC層面，而不 是 PLC’ s 層面。 I / O和控制回路 復(fù)雜的控制算法和控制回路和域名 DCS 控制系統(tǒng)一樣。對(duì)顯示和控件的屬性的支持是必不可少的。 頻率 /國(guó)家計(jì)劃 在控制系統(tǒng)中，頻率程序可以運(yùn)行任何處理器。運(yùn)行時(shí)環(huán)境取決于相關(guān)代碼?？刂葡到y(tǒng)程序直接履行運(yùn)行前端處理器的監(jiān)控。為復(fù)雜的啟動(dòng)和關(guān)閉處理程序設(shè)立的頻率程序也可以運(yùn)行工作站。國(guó)家機(jī)器的基本功能在 IEC 61131中得到了落實(shí)。編碼發(fā)電機(jī)可以產(chǎn)生 C代碼。 硬件支持 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線和起源于 I / O的 Ether的支持是為 SCADA系統(tǒng)服務(wù)的一個(gè)基本功能。所有 SCADA系 統(tǒng)在市場(chǎng)商業(yè)運(yùn)作中是可行的。配置特定驅(qū)動(dòng)器和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的集成硬件在商業(yè)環(huán)境中是一個(gè)難點(diǎn)。開(kāi)放 API 或腳本支持有時(shí)有助于整合用戶的硬件。如果不向控制系統(tǒng)提供這些工具，就很難整合客戶硬件。 新的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)