基礎(chǔ)知識-DCS教程

DCS教程［第1講］——Des緒論

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作者:張新薇瀏覽次數(shù)：5874

DCS從1975年問世以來，大約有三次比較大的變革，七十年代

操作站的硬件、操作系統(tǒng)、監(jiān)視軟件都是專用的，由各DCS廠家自己

開發(fā)的，也沒有動態(tài)流程圖，通訊網(wǎng)絡(luò)基本上都是輪詢方式的；八十

年代就不一樣了，通訊網(wǎng)絡(luò)較多使用令牌方式；九十年代操作站出現(xiàn)

了通用系統(tǒng)，九十年代末通訊網(wǎng)絡(luò)有部份遵守TCP/IP協(xié)議，有的開

始采用以太網(wǎng)?？偟膩砜矗兓饕w現(xiàn)在I/。板、操作站和通訊

網(wǎng)絡(luò)?？刂破飨鄬碇v變化要小一些。操作站主要表現(xiàn)在由專用機(jī)變

化到通用機(jī)，如PC機(jī)和小型機(jī)的應(yīng)用。但是目前它的操作系統(tǒng)一般

采用UNIX,也有小系統(tǒng)采用NT,相比較來看UNIX的穩(wěn)定性要好一些,

NT則有死機(jī)現(xiàn)象。I/O板主要體現(xiàn)在現(xiàn)場總線的引入DCS系統(tǒng)。

從理論上講，一個DCS系統(tǒng)可以應(yīng)用于各種行業(yè)，但是各行業(yè)有

它的特殊性，所以DCS也就出現(xiàn)了不同的分支，有時也由于DCS廠家

技術(shù)人員工藝知識的局限性而引起，如HONEYWELL公司對石化比較熟

悉，其產(chǎn)品在石化行業(yè)應(yīng)用較多，而BAILEY的產(chǎn)品則在電力行業(yè)應(yīng)

用比較普遍。用戶在選擇DCS的時候主要是要注意其技術(shù)人員是否對

該生產(chǎn)工藝比較熟悉；然后要看該系統(tǒng)適用于多大規(guī)模，比如NT操

作系統(tǒng)的就適應(yīng)于較小規(guī)模的系統(tǒng)；最后是價格，不同的組合價格會

有較大的差異，而國產(chǎn)的DCS系統(tǒng)價格比進(jìn)口的DCS至少要低一半，

算上備品備件則要低得更多。

DCS由四部份組成：I/O板、控制器、操作站、通訊網(wǎng)絡(luò)。I/O

板和控制器國際上各DCS廠家的技術(shù)水平都相差不遠(yuǎn)，如果說有些差

別的話是控制器內(nèi)的算法有多有少，算法的組合有些不一樣，I/O板

的差別在于有的有智能，有些沒有，但是控制器讀取所有I/O數(shù)據(jù)必

須在一秒鐘內(nèi)完成一個循環(huán)；操作站差別比較大，主要差別是選用

PC機(jī)還是選用小型機(jī)、采用UNIX還是采用NT操作系統(tǒng)、采用專用

的還是通用的監(jiān)視軟件,操作系統(tǒng)和監(jiān)視軟件配合比較好時可以減少

死機(jī)現(xiàn)象；差別最大的是通訊網(wǎng)絡(luò)，最差的是輪詢方式，最好的是例

外報告方式，根據(jù)我們的實驗，其速度要相差七八倍。

DCS教程［第2講］——DCS最新操作站一通用操作站

DCS系統(tǒng)包括三大部分：帶I/O部件的控制器、通訊網(wǎng)絡(luò)和人機(jī)接口。

人機(jī)接口包括操作站、工程師站和歷史站?？刂破鱅/。部件和生產(chǎn)過

程相聯(lián)接，操作站和人相聯(lián)系，通訊網(wǎng)絡(luò)把這兩部分聯(lián)成系統(tǒng)。所以

操作站是DCS的重要組成部分，工程師站給控制器和操作站組態(tài)，歷

史站記錄生產(chǎn)過程的歷史數(shù)據(jù)。最近幾年開發(fā)的人機(jī)界面還有動態(tài)數(shù)

據(jù)服務(wù)器。

一個DCS系統(tǒng)控制器和I/O部件通?？梢赃\行16-20年，而操作

站因為有活動部件，所以比較容易損壞，如：硬盤、鍵盤、CRT、軟

驅(qū)等，運行6-8年后出現(xiàn)故障的概率就比較大，所以在DCS運行過程

中，操作站更新的情況比較多。

DCS的控制器的變化較小。其變化表現(xiàn)在控制算法的安排、控制

算法的多少，存取的I/O點數(shù)的多少和內(nèi)存的大小等，操作系統(tǒng)一

般都是專用的。操作站的變化就很大，八十年代以前的操作站，一般

沒有硬盤及動態(tài)流程圖，能顯示的標(biāo)簽數(shù)比較少，例如500個標(biāo)簽（標(biāo)

簽指的是AI、DK回路、開關(guān)量的邏輯關(guān)系等），八十年代出現(xiàn)了

能顯示5000個標(biāo)簽的操作站，九十年代出現(xiàn)了能顯示30000個標(biāo)簽

的操作站。同時'，也出現(xiàn)了在微軟的NT通用平臺上運行的通用顯示

軟件。開始，通用軟件只在PLC的操作站上使用，后來也逐漸應(yīng)用在

DCS上。它的標(biāo)簽量可以達(dá)到10000個，甚至更多。

DCS操作站發(fā)展的過程（以BAILEY的操作站為例）如下：

一.八十年代初，N90的操作站是0IU系列，當(dāng)時是無硬盤、

無動態(tài)流程圖的，標(biāo)簽量500o后來增加了硬盤和流程圖，標(biāo)簽量

1400-5000點。八十年代中期推出了MCS系列,標(biāo)簽量10000,特別

是MCSPULS,它是SCSI接口，可以有30000個標(biāo)簽點，當(dāng)時在DCS

市場上處于領(lǐng)先地位。1986年，BAILEY產(chǎn)品占世界DCS市場的1/3。

到1988年，共有8500套在世界各國運轉(zhuǎn)。到了90年代，DCS市場

爭奪激烈，BAILEY無論在技術(shù)上還是在銷售方面都不象80年代那樣

光輝。于是BAILEY公司欲通過購買FISCHER&P0RTER.HARTMANN&BRAUN

等公司銷售他們的系統(tǒng)來重鑄輝煌。

BAILEY的控制器和通訊網(wǎng)絡(luò)都比較好，但在操作站上面，不能

與競爭者相比，BAILEY最新的操作站是以WINDOWSNT、通用微機(jī)為

基礎(chǔ)的ConductorNT。實際上，該操作站不是為INFI-90開發(fā)的，

它是FISCHER-PORTER的系統(tǒng)6的操作站，用它的監(jiān)控軟件嵌入和

INFI-90通訊的驅(qū)動軟件而成。由于銷售量不大，磨合的機(jī)會少，問

題比較多，死機(jī)現(xiàn)象嚴(yán)重。0IS40系列的操作站運行在DEC的VMS平

臺上。實際上，它仍然是在MCS操作站的MTOS操作系統(tǒng)平臺上，開

發(fā)了一個與VMS通訊的驅(qū)動軟件，因為80年代的0IU和MCS在80年

代末都已經(jīng)停止銷售。BAILEY只賣0IS20系列和0IS40系列。

0IS20系列是90年代初推向市場的，它本質(zhì)上是MCS,但它們能

與INFI-90通訊.它的開發(fā)、制造成本都比較低，性能也比較好。0IS20

系列的輔站不是用網(wǎng)絡(luò)來傳輸信息的，只是在主站上多加了1塊顯卡

來實現(xiàn)輔站。后來因維護(hù)成本很高，硬盤和軟驅(qū)都難以買到，用戶反

映不好。

繼0IS20系列，BAILEY公司推出了0IS41、0IS42,在操作站之

間增加了以太網(wǎng)卡，組成后門網(wǎng)絡(luò)，可以實現(xiàn)打印機(jī)共享。把圖形傳

給不同主站的能力也有所增強(qiáng)，也給用戶提供了開發(fā)打印系統(tǒng)的空

間，這是后話。由于0IS4后0IS41、0IS42主機(jī)性能較差,所以操作

站的性能提高不明顯。直到OIS43Alpha芯片的出現(xiàn)，性能才得到提

高。同時，加拿大BAILEY公司開發(fā)了PCV,它是以PC為基礎(chǔ)的操作

站，采用QNX操作系統(tǒng)。因為它的標(biāo)簽量較少，價格低廉，運行穩(wěn)定,

故適用于小系統(tǒng)的使用，這就是BAILEY的0IS10系列，版本5以前,

只有文本沒有圖形。版本5以后既有文本也有圖形。0IS11操作站后

門之間用ARCNET聯(lián)網(wǎng)。OIS12既可用ARCNET也可用以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)。

由于0IS40系列軟件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故價格較高，更重要的一點是

DEC公司被COMPAQ公司兼并,Alpha機(jī)255/233停止生產(chǎn),這給BAILEY

公司和用戶無疑是雪上加霜。

二.八十年代中期，因為PLC操作站的開發(fā)都不太成功，一些軟

件公司就開發(fā)了通用的監(jiān)控軟件，且很快就被PLC制造廠家所采用。

如：FIX、INTOUCH、ONSPEC等（一共有上百種），由于市場前景較

好，所以軟件開發(fā)商又開發(fā)了許多PLC的驅(qū)動軟件。到了九十年代，

又開發(fā)了DCS的驅(qū)動軟件。最早采用通用工控監(jiān)控軟件的是MOORE公

司的APEC系統(tǒng)，它既可以用INTOUCH也可用FIX。由于INFI-90系

統(tǒng)在九十年代一直沒有推出比較優(yōu)秀的操作站，故PREVISE公司推出

了OPsCon操作站。

OPsCon操作站運行在PC硬件平臺，NT操作系統(tǒng)下，把FIX作為

監(jiān)控軟件，并開發(fā)了能與多種DCS通訊的對應(yīng)驅(qū)動軟件，標(biāo)簽量為

10000個。因為FIX軟件在世界各地已經(jīng)銷售了90000套，它與各種

PLC、DCS和NT系統(tǒng)磨合較好，這種操作站可以運用在多種PLC、DCS

操作站上。在INFI-90系統(tǒng)上應(yīng)用已經(jīng)有幾千臺。如：新西蘭的一家

造紙廠，原來已經(jīng)運行有CONDUCTNT,后來還是改用OPsCon。

通用操作站的出現(xiàn)，給DCS用戶帶來了以下方便：

1、不必再為原DCS生產(chǎn)廠家是否倒閉、兼并，該型產(chǎn)品

是否已經(jīng)停產(chǎn)、備件是否能夠找到而操心。

2、由于通用操作站的適用面廣，相對生產(chǎn)量大，成本下

降，因而可以節(jié)省用戶的經(jīng)費。維護(hù)費用也比較少。

3、采用通用系統(tǒng)要比使用各種不同的專用系統(tǒng)更為簡單,

用戶也可減少人員培訓(xùn)的費用。

4、更新和升級容易。

5、開放性能好，很容易建立生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)。

因此，通用操作站是DCS的發(fā)展方向。

DCS教程［第3講］——DCS在選型中的幾個問題

被控制對象確定以后，選用什么樣的控制系統(tǒng)就成為重要問題。

主要是根據(jù)項目規(guī)模和投資預(yù)算來考慮的，以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)的DCS

系統(tǒng)和早期的模擬儀表組成的控制系統(tǒng)，從工程項目的實施來看，本

質(zhì)差別不大，主要考慮項目規(guī)模和投資預(yù)算，但DCS與模擬儀表相比,

它更為復(fù)雜，技術(shù)性要求更高，下面我來談?wù)凞CS系統(tǒng)選型中的兒個

問題。從理論上來講，DCS可以用與不同的工藝過程，它是通用的，

但是，DCS的制造廠家專長與某一領(lǐng)域。如：HOMEYWELL主要用于石

化部門，BAILEY公司的N90、INFI90主要用于電力系統(tǒng)，ROSEMOUNT

的RS3、4-V大多用于化工系統(tǒng)。但也不能否認(rèn)不同工藝過程會有一

些特殊要求，如：電廠一定要有電調(diào)設(shè)備和SOE,石化部門一定要有

選擇性控制，水泥行業(yè)一定要有大純滯后控制補(bǔ)償?shù)龋x型時也要考

慮這些因素。

第二點就是經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)該從DCS本身價格和預(yù)計所創(chuàng)效益角度考

慮。DCS有國產(chǎn)的和進(jìn)口的，對相同檔次而言，進(jìn)口的控制功能強(qiáng)一

些，有一些先進(jìn)的控制算法，如Smith預(yù)估、三維矩陣運算等，國產(chǎn)

DCS價格要比進(jìn)口的低很多，也能滿足技術(shù)要求。從結(jié)構(gòu)上來看，國

外DCS的控制器各廠家差別不太遠(yuǎn)，控制器的預(yù)置算法稍有差別，控

制器與I/O板的連接方式也有所不同。而操作站區(qū)別較大。有以PC

機(jī)為基礎(chǔ)的，有以小型機(jī)為基礎(chǔ)的，操作系統(tǒng)一般選用UNIX類系統(tǒng)。

小型機(jī)的價格要比PC機(jī)高很多，進(jìn)口小型機(jī)操作站的價格要高于四

萬美金，而且許多機(jī)型已經(jīng)停產(chǎn)（如DEC公司的VAX機(jī)和a機(jī)）。

PC機(jī)的操作站不到三萬美金，它的操作系統(tǒng)采用NT,其穩(wěn)定性沒有

UNIX好。小型機(jī)的接口采用SCSI,傳輸速率是串行的8倍之多。以

NT操作系統(tǒng)作為操作站的，點數(shù)要少一些，不然會頻繁死機(jī)，國產(chǎn)

的PC機(jī)更便宜得多，采用PC機(jī)操作站，可以采用最新的機(jī)型，操作

人員對軟件的安裝、調(diào)試、聯(lián)網(wǎng)和開發(fā)也要熟悉得多。監(jiān)視軟件有專

用的也可以用通用的，通用的監(jiān)視軟件開放性要好一些，用戶應(yīng)按照

項目的規(guī)模大小和預(yù)算資金來選擇使用。

DCS比較貴的原因，除了上述理由外，還有控制器的電源系統(tǒng)，

通常采用冗余供電，電源的引入和散熱是價格貴的主要原因，各個

DCS系統(tǒng)在這方面差別比較大。

把控制器和操作站聯(lián)系起來的通訊網(wǎng)絡(luò)也要考慮，如果采用通用

的以太網(wǎng)，則網(wǎng)卡等價格很低，專用的網(wǎng)絡(luò)接口很貴，最貴可以達(dá)到

20000美金。

因此，經(jīng)濟(jì)性與很多因素有關(guān)，有時外商給你報價降下來，實際

是改變了一些結(jié)構(gòu)而已，并沒有給你什么優(yōu)惠，甚至他的利潤還增加

了。這時可取的辦法是聯(lián)系國內(nèi)類似的單位和請教有經(jīng)驗的專家。

第三點就是承包方的技術(shù)力量，也就是承包方對哪一工藝過程和

DCS本身比較熟悉。如經(jīng)常做化工控制系統(tǒng)的承包商來做軋制的控制

系統(tǒng)，他對活套的控制、卷曲的控制和張力的控制等就不太熟悉，做

的工程就不會太好。如果承包方對DCS本身不熟悉，控制器做的太大

時會產(chǎn)生死機(jī)。不少工廠都購買了不同廠家的DCS系統(tǒng)，我們稱之為

“八國聯(lián)軍”狀態(tài)，此時更要選擇技術(shù)力量比較強(qiáng)的單位抓總，而不

宜選擇某一個國外廠商作為承包商。

第四點是售后服務(wù)，國外廠商通常情況下配品、備件供應(yīng)價格高,

且不能及時提供。DCS用戶應(yīng)選擇廠商實力雄厚的，技術(shù)力量強(qiáng)的、

境內(nèi)技術(shù)支持好的廠家。計算機(jī)技術(shù)發(fā)展很快，DCS廠家也會不斷更

新它的產(chǎn)品，新舊產(chǎn)品兼容性要好才行，個別廠家新舊系統(tǒng)不兼容，

系統(tǒng)升級時造成很大損失。國內(nèi)的DCS廠家配品、備件供應(yīng)比較及時,

售后服務(wù)方面做的也比較好。

第五點是關(guān)于DCS的技術(shù)先進(jìn)性，指系統(tǒng)采用了經(jīng)過驗證的最新

技術(shù)，并有發(fā)展前途和生命力，包括DCS系統(tǒng)的開放和互聯(lián)，現(xiàn)場總

線的應(yīng)用，第三方軟件的支持等。這里要注意的一點是：有些廠家為

了占領(lǐng)市場，把一些不成熟的產(chǎn)品推到第三世界，如五、六年前DCS

缺少小型系統(tǒng)，有的廠家把不太成熟的小型系統(tǒng)推到用戶，結(jié)果這

270多套系統(tǒng)基本都已經(jīng)提前退役。早在1983年，某外國公司推銷

的DCS,在電源出現(xiàn)故障并復(fù)電后，控制器的輸出是任意的，此時閥

門的位置就很危險，這種產(chǎn)品本不能出廠，但還是賣給了我們國家，

結(jié)果購買單位基本上沒有運行。

總之，DCS從七五年到現(xiàn)在已經(jīng)有二十多年的應(yīng)用歷史了，可靠

性方面基本都能達(dá)到要求，建立系統(tǒng)時選型是一個非常重要的環(huán)節(jié)，

我們不但主要考慮項目規(guī)模和投資預(yù)算，還要考慮到一系列其它的因

素，選型是否恰當(dāng)往往從一開始就決定了該系統(tǒng)今后的命運，萬萬不

可掉以輕心。

DCS教程［第4講］——DCS動態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)器

DCS系統(tǒng)屬于基礎(chǔ)自動化，MIS系統(tǒng)側(cè)重于辦公自動化。這兩者在反

映速度上的區(qū)別很大，DCS是屬于秒級的，而MIS是以小時或更長時

間為單位的。所以這兩者之間必須要有隔離設(shè)備，這個隔離設(shè)備就是

動態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)器。它的功能是生產(chǎn)過程監(jiān)控；歷史數(shù)據(jù)的存儲及管理;

統(tǒng)計質(zhì)量控制；設(shè)備預(yù)防性維護(hù)；設(shè)備故障診斷；生產(chǎn)優(yōu)化等。

DCS、PLC采集現(xiàn)場的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)通過通訊網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)傳給操作

站和動態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)器。動態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)器是采集生產(chǎn)全過程的模擬信號

或邏輯信號，所以它的采集速度是海量的。要經(jīng)過數(shù)據(jù)淘金，將信號

送到生產(chǎn)管理部門。

通常情況下，一個企業(yè)往往有幾種不同牌號的DCS、PLC,要把

這幾種信號都集中到動態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)器中，最好要選擇一個通用顯示平

臺。在這個平臺上來顯示不同型號的DCS、PLC的信號。通用顯示平

臺可采用FIX、INTOUCH、組態(tài)王、Synall等軟件，開發(fā)各種DCS和

PLC的驅(qū)動軟件。

最近出廠的DCS采用通用操作站，它采用NT操作系統(tǒng)，監(jiān)控軟

件就是FIX、INTOUCH.不同DCS型號采用不同的驅(qū)動軟件。各種DCS

之間信號傳輸采用OPC服務(wù)器聯(lián)接，也可以把少量的信號送到MIS系

統(tǒng)的服務(wù)器中。FIX>INTOUCH等軟件都能存儲歷史數(shù)據(jù)，幾十個信

號可存儲280天之多。如要存儲更多的歷史數(shù)據(jù)，可以采用0SI歷史

數(shù)據(jù)庫，它可以存儲三年以上。這些通用監(jiān)控軟件都有0SI的接口。

老一代的DCS系統(tǒng)的操作站無論操作系統(tǒng)還是監(jiān)控軟件都是專用的，

和其它系統(tǒng)通訊都非常困難。如要建立系統(tǒng)間的互聯(lián)，通過計算機(jī)接

口單元建立動態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)器，監(jiān)控軟件仍然可以使用通用的，在NT

平臺上運行，但它的數(shù)據(jù)只能上行，不能下行。在設(shè)計MIS系統(tǒng)過程

中，最好使用動態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)器，不要把DCS和PLC數(shù)據(jù)直接送到Web

否則會影響到DCS、PLC的正常運行。至于究竟需要建立多少個動態(tài)

數(shù)據(jù)服務(wù)器，由所需采集的數(shù)據(jù)量和數(shù)據(jù)安全決定。一般情況下，可

達(dá)10000點。

DCS教程［第5講］——多屏操作站和操作站的后門網(wǎng)絡(luò)

一個DCS系統(tǒng)可以有好幾臺操作站，每一臺操作站可以顯示一樣

的內(nèi)容，也可以是

一樣的內(nèi)容。對于電廠來說，一臺300MV的發(fā)電機(jī)組，工藝過程比較

集中，通常采用2臺操作站冗余運行認(rèn)為是比較合適的。但對于

大型機(jī)組，由于它的輸入、輸出點數(shù)較多，一個顯示器不夠用，

最好有多個顯示器。這時的監(jiān)控軟件應(yīng)該能支持多屏幕。早期的

DCS都采用在操作站的主機(jī)上加分屏卡，如加2分屏，4分屏的

分屏卡，分別可連接2臺CRT或4臺CRT。用這種方法以增加人

機(jī)界面。對于除電廠以外的生產(chǎn)工藝，如水泥廠，鋼鐵廠，一個

生產(chǎn)工藝很長，地域比較分散，并由一套DCS系統(tǒng)控制，它的輸

入、輸出點數(shù)較多，為了節(jié)省投資，一臺操作站往往和一部分生

產(chǎn)工藝相對應(yīng)。比如水泥廠的回轉(zhuǎn)窯和磨機(jī)相隔距離很遠(yuǎn)，操作

站可以安裝在兩個地方。這時一臺操作站配置一臺打印機(jī)。如果

其中一臺操作站的主機(jī)壞了，這臺操作站顯示的內(nèi)容就沒有了。

為了系統(tǒng)的安全運行，采用標(biāo)簽的重疊組態(tài)來實現(xiàn)的。如該系統(tǒng)

有兩臺操作站，分別為A站和B站，該系統(tǒng)有2000個標(biāo)簽，A、

B操作站要分別組態(tài)1300個標(biāo)簽，其中300個標(biāo)簽是重疊的。

即使A操作站發(fā)生故障，只用要B操作站正常運行，系統(tǒng)照常工

作。因為重要的標(biāo)簽在B操作站上都有了。值得注意的是，由于

重疊組態(tài)也會帶來負(fù)面影響。會使得A、B操作站的管理人員責(zé)

任不明確。

由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，人機(jī)界面的數(shù)量可以不限。操作

站分為主站和從站。主站連在DCS網(wǎng)絡(luò)上。通過DCS網(wǎng)絡(luò)接口，

直接從DCS網(wǎng)絡(luò)上讀取控制器數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。主站的數(shù)量是由

接口的數(shù)量決定的。從站則與主站相連。它沒有數(shù)據(jù)庫，在顯示

流程圖畫面時，由主站顯示完整的工藝畫面，而從站就顯示主站

的工藝畫面。從站的數(shù)量是不限的。不論是主站，還是從站，都

用后門網(wǎng)絡(luò)連接起來。有了后門網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)維護(hù)時，各操作站之

間可作文本拷貝。系統(tǒng)運行時，即使其中一臺主操作站發(fā)生故障,

它的從站可作為另一臺主站的從站。在網(wǎng)絡(luò)中，接進(jìn)打印服務(wù)器,

服務(wù)器有許多通道，兒臺操作站共用一臺或兒臺打印機(jī)。連接主

站和從站的這個網(wǎng)絡(luò)與DCS網(wǎng)絡(luò)沒有關(guān)系。所以就稱為后門網(wǎng)

絡(luò)。早期的后門網(wǎng)絡(luò)采用ARCNET,后來由于有的DCS系統(tǒng)的操

作站主機(jī)采用DEC的小型機(jī)，后門網(wǎng)絡(luò)就采用DECNET或以太網(wǎng)。

在操作站作標(biāo)簽組態(tài)時，是否要把重要的I/O點重疊組態(tài)要由用

戶確定。

采用通用操作站以后，系統(tǒng)就成為開放的，各主站和各從站

之間用以太網(wǎng)連接，從站的數(shù)量不限。為了提高后門網(wǎng)絡(luò)的可靠

性，以太網(wǎng)的低廉，通常采用雙網(wǎng)?？梢宰龅竭h(yuǎn)程操作。在局

部的地域用網(wǎng)絡(luò)，會帶來很大的方便。如果過程控制與INTERNET

網(wǎng)絡(luò)相連，會受到病毒或黑客的侵入。一定要加安全級別、數(shù)據(jù)

單向傳輸和加防火墻。

以太網(wǎng)之間的協(xié)議遵從OSI模型（OpenSystem

Interconnection）的七層協(xié)議。七層協(xié)議分別是物理層、數(shù)據(jù)

鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、表示層和應(yīng)用層。

物理層描述傳輸介質(zhì)、連接器和信號脈沖標(biāo)準(zhǔn)。中繼器或集

線器（hub）也是物理層的設(shè)備，它與傳輸?shù)男畔木唧w內(nèi)容

無關(guān)。幀是發(fā)送到介質(zhì)上的一組數(shù)字脈沖。用以傳輸信息。幀的

大小為64T518字節(jié)。幀包括預(yù)同步信號，消息頭、數(shù)據(jù)信息和

幀校驗序列。中繼器或集線器（hub）僅僅放大導(dǎo)線中的電信號，

并繼續(xù)向前傳送。

數(shù)據(jù)鏈路層描述本地系統(tǒng)之間的拓?fù)浜屯ㄐ艠?biāo)準(zhǔn)。以太網(wǎng)能

與多個物理層標(biāo)準(zhǔn)（雙絞線線纜、光纜）和多個網(wǎng)絡(luò)層標(biāo)準(zhǔn)一起

工作。將網(wǎng)絡(luò)的物理方面（線纜和數(shù)字脈沖）與軟件和數(shù)據(jù)流的

抽象世界連接起來。在網(wǎng)絡(luò)里傳的信息是以幀的格式傳輸?shù)?。?/p>

幀中有消息頭和尾，數(shù)據(jù)報包到幀里。檢測錯誤，調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)流量。

幀消息由源和目標(biāo)介質(zhì)訪問控制（mediaaccesscontrol）MAC

地址組成，并利用該信息和數(shù)據(jù)區(qū)的內(nèi)容建立CRC尾。數(shù)據(jù)鏈路

層根據(jù)網(wǎng)絡(luò)采用拓?fù)湟?guī)則，發(fā)送幀，把幀發(fā)到物理層(網(wǎng)絡(luò)線纜)。

網(wǎng)橋和交換器是數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備。因為它們是支持幀的。兩者

都利用幀消息頭中的信息調(diào)節(jié)交通。幀消息頭負(fù)責(zé)識別是誰發(fā)送

的信息，信息發(fā)送到哪里。幀消息頭包含兩個區(qū)域，用以識別傳

輸?shù)脑春湍繕?biāo)，是源和目標(biāo)系統(tǒng)的節(jié)點地址。幀消息頭的大小總

是14字節(jié)。

網(wǎng)絡(luò)層描述在不同網(wǎng)段上的系統(tǒng)如何彼此尋找，也定義了網(wǎng)

址。網(wǎng)址是指定給一組物理連接的系統(tǒng)名字或號碼。是所有上層

的基石，單位是數(shù)據(jù)報(datagram)單位如網(wǎng)絡(luò)的IP數(shù)據(jù)報傳

遞協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)層功能的例子。網(wǎng)址這一術(shù)語，根據(jù)采用的協(xié)議不

同，叫法也不同。采用IP,叫做子網(wǎng)(subnet)0

傳輸層處理數(shù)據(jù)的實際操作，并準(zhǔn)備通過網(wǎng)絡(luò)傳送。如果數(shù)

據(jù)太大而不能作為一個幀，傳輸層將其分解為更小的部分，并編

制序號，序號允許其它系統(tǒng)上的傳輸層重新將數(shù)據(jù)組合為最初內(nèi)

容。幀的CRC校驗是在數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行的，傳輸層能夠起到備用

效驗的作用。傳輸層的功能如IP的傳輸協(xié)議(TCP)、單位是段

(segment)。

會話層處理兩個或多個系統(tǒng)之間連接的建立和維護(hù)。它保證

正確完成具體的服務(wù)請求。

如果系統(tǒng)正在運行多個網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，會話層負(fù)責(zé)保持正確

通信順序，保證進(jìn)入的數(shù)據(jù)引到正確的應(yīng)用程序。

表示層保證數(shù)據(jù)可以用于應(yīng)用程序的形式接收。它的任務(wù)是

編碼和解碼。

應(yīng)用層的任務(wù)是確定何時要求訪問網(wǎng)絡(luò)資源。

DCS教程［第6講］——異種系統(tǒng)的互聯(lián),時間同步和SDSL技術(shù)

一個企業(yè)特別是大中型企業(yè)有許多工藝過程，每一個工藝過程都

有相對獨立性。在不同時期建設(shè)或不同時間進(jìn)行技術(shù)改造，一定會采

用不同型號的DCS系統(tǒng)，設(shè)備連鎖和控制等會采用兒種不同型號的

PLC系統(tǒng)。為了在企業(yè)內(nèi)建立綜合管理信息系統(tǒng)，異種系統(tǒng)的互聯(lián)和

時間同步就成為很重要的問題。早期DCS和PLC的互連是采用把PLC

作為DCS的一個輸入板，DCS專們設(shè)計一塊與PLC的接口板，與DCS

的本身的I/O板連在同一條I/O總線上?？刂破髯x入PLC來的信號，

通過DCS的網(wǎng)絡(luò)把PLC的信號送到DCS操作站上。這樣互連的辦法有

一個大的缺點是:PLC的快速信號在慢速反應(yīng)的DCS的操作站上顯示。

經(jīng)測定，一個微動開關(guān)的動作要經(jīng)過幾秒以上的時間才能在DCS的操

作站上表現(xiàn)出來。有的DCS甚至需要8秒。另一個互聯(lián)辦法是把PLC

的個別信號用硬線連到DCS的輸入板上，這樣輸入的點數(shù)很少，成本

比較高。有的DCS在DCS網(wǎng)絡(luò)上設(shè)計一個結(jié)點，該結(jié)點專門用來讀取

PLC的信號。把PLC的信號送入DCS的網(wǎng)絡(luò)是比較困難的。缺點是開

發(fā)接口的費用很高。即使開發(fā)成功，接口也經(jīng)常發(fā)生故障。一個典型

例子是燃汽輪機(jī)和鍋爐聯(lián)合發(fā)電的電廠，燃汽輪機(jī)從美國或其它國家

進(jìn)口，燃汽輪機(jī)的控制系統(tǒng)（PLC）和主設(shè)備一起配成，而鍋爐的控

制系統(tǒng)由用戶自己選配，用戶很想把兩者的信息在一個操作站上顯

示。為開發(fā)這個操作站，開發(fā)費用在兒萬美金以上。即使開發(fā)成功，

也經(jīng)常發(fā)生故障。

對于PLC來說，70年代中期曾經(jīng)開發(fā)過專用操作站，但不太成

功。后來它就沒有開發(fā)專用操作站，當(dāng)時，PLC只處理開關(guān)量，在控

制器上的數(shù)碼顯示作為人機(jī)界面也能滿足要求。PLC的控制器和I/O

之間用網(wǎng)絡(luò)連接。到80年代末和90年代，模擬量控制進(jìn)入PLC,。

用戶感到?jīng)]有以CRT為基礎(chǔ)的人機(jī)界面很不方便，用戶選用通用監(jiān)控

軟件，運行在NT平臺上，采用普通微機(jī)作為硬件平臺，編出各個PLC

的驅(qū)動軟件，這樣PLC也有了操作站。因為商業(yè)原因，一些PLC廠家

在90年代也開發(fā)了監(jiān)控軟件。并企圖成為工控通用監(jiān)控軟件。由于

開發(fā)時間很晚，不僅各個PLC的驅(qū)動軟件太少，而且市場也被其他

軟件占據(jù)。

對于通用監(jiān)控軟件來說，微軟開發(fā)的通訊協(xié)議DDE(DYNAMICDATA

EXCHANGE)、快速DDE、網(wǎng)絡(luò)DDE等都支持。

DDE允許Windows環(huán)境下各使用的機(jī)器建立客戶機(jī)/服務(wù)器關(guān)

系，發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，彼次發(fā)送指令。由服務(wù)器提供數(shù)據(jù)和接收從其

它使用的機(jī)器發(fā)來的感興趣的數(shù)據(jù)請求。發(fā)請求的機(jī)器就是客戶機(jī)，

送數(shù)據(jù)的是服務(wù)器。

快速DDE提供許多DDE的信息打包到單個DDE信息中。打包提

高效率，減少服務(wù)器和客戶機(jī)之間傳送的DDE數(shù)據(jù)。

網(wǎng)絡(luò)DDE延伸了標(biāo)準(zhǔn)DDE功能，其中包括了局域網(wǎng)通過串行口

的通訊。網(wǎng)絡(luò)的延伸允許連在網(wǎng)上的不同計算機(jī)作為服務(wù)器、客戶機(jī)

應(yīng)用運行的DDE連接。比如，網(wǎng)絡(luò)DDE支持連到LAN,或modem上的

IBM兼容計算機(jī)和諸如在VMS、UNIX等操作環(huán)境下的非PC為基礎(chǔ)的

平臺之間的DDE。

SuitLinkK用于TCP/IP為基礎(chǔ)的協(xié)議、被設(shè)計成滿足工業(yè)需要,

如數(shù)據(jù)完整性、高吞吐量和容易診斷。此協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)只適用于Windows

NT4.0以上。

OPC(OBJACTLINKEMBEDPROCESSCONTROL)客戶機(jī)，可以從服

務(wù)器取數(shù)據(jù)。遵守TCP/IP協(xié)議。

由于市場需要監(jiān)控軟件，因此，通用監(jiān)控軟件有許多廠商開發(fā)，

在90年代,有如FIX、INTOUCH>PARAGON、ONSPEC、CIMPLICITY等

100多種。國內(nèi)有組態(tài)王、SYNALL等。對于監(jiān)控軟件如果開發(fā)了許多

DCS和PLC的驅(qū)動軟件，在聯(lián)網(wǎng)時有許多網(wǎng)絡(luò)套件，它就成為通用監(jiān)

控軟件。其中驅(qū)動軟件最多的是FIX和INTOUCH。在NT平臺上，如

果采用FIX、INTOUCH等軟件，彼此可作為服務(wù)器，也可作為客戶機(jī),

彼此可以交換數(shù)據(jù)。

DCS在70年代問世時，計算機(jī)技術(shù)水平還比較低，市場上可以

選用的零部件比較少。DCS生產(chǎn)廠家自己開發(fā)的操作站有專用的操作

系統(tǒng)、專用的監(jiān)控軟件、專用的接口硬件和CRT、專用的打印機(jī)、專

用硬盤和軟驅(qū)。甚至連接用的電纜和插頭、插座也是專用的。當(dāng)然，

這樣作也不能排除是DCS廠家為了獲取最大的商業(yè)利益而考慮的。由

于計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，而DCS的發(fā)展沒有計算機(jī)快，它處在相對

穩(wěn)定的發(fā)展階段。后來市場上的各種微機(jī)零部件很多，但DCS都連接

不上，異種系統(tǒng)更沒有辦法互連，DCS廠家又都沒有按照市場變化修

改自己的軟件，所以DCS成為名符其實的自動化“孤島”。DCS的用

戶感到十分不方便，另外操作站比控制器更容易損壞。其壽命大約

7-8年左右。操作站由于買不到如硬盤、軟驅(qū)等，許多用戶決定在更

換操作站時，不再采用原DCS廠家的操作站，因為它價格昂貴、備件

難賣。采用PC機(jī)和NT平臺，安裝通用監(jiān)控軟件，并開發(fā)和某一具體

DCS的驅(qū)動軟件，做成通用操作站，代替原來的專用操作站。

有的DCS廠家索性把專用操作站去掉，配以通用操作站。如MOORE

公司的APACS系統(tǒng)，在1996年采用INTOUCH軟件（FIX也可以），

MOORE公司只提供APACS的驅(qū)動軟件和提硬件的配置要求，硬件由用

戶自己選配。經(jīng)使用，運行很好比MOORE公司自己開發(fā)的監(jiān)控軟件

要好用一些。這也許是DCS廠家軟件開發(fā)人員比通用軟件開發(fā)公司的

軟件開發(fā)人員少有關(guān)。又如MEASUREX的操作站也采用通用監(jiān)控軟件。

目前最多的替代操作站是FIX、INTOUCH兩大類型的通用替代操作站。

早期的DCS,廠家分別都自己開發(fā)專用監(jiān)控軟件。編寫程序時，

控制器的驅(qū)動軟件和顯示軟件不是分開來編寫。如果采用通用微機(jī)和

NT平臺，它們與通用軟件相比，CPU的開銷要小一些，對硬件的要求

比通用的要低一些，但由于是和系統(tǒng)一起銷售，銷售量很小，軟件本

身的問題沒有得到充分暴露。如果硬件都能滿足通用、專用要求，專

用監(jiān)控軟件的操作站死機(jī)現(xiàn)象比通用的嚴(yán)重一些。據(jù)了解，某一套

DCS系統(tǒng)，硬件為PC機(jī)，操作系統(tǒng)為NT,專用監(jiān)控軟件裝配成的操

作站，一天內(nèi)死機(jī)兒次。隨著軟件版本升級，死機(jī)現(xiàn)象有增無減?！?/p>

年內(nèi)打兒次補(bǔ)釘，死機(jī)現(xiàn)象仍然存在。專用、通用兩種軟件相比，專

用的目前還是比通用的要封閉一些。在網(wǎng)絡(luò)中使用，還沒有網(wǎng)絡(luò)套件

軟件。如采用通用監(jiān)控軟件，DCS和DCS之間,DCS和PLC之間，PLC

和PLC之間，各自的人機(jī)界面可以互連。只要是微軟的WINDOWS界面,

都能作為客戶機(jī)，采用DDE、快速DDE和Suitelink讀取數(shù)據(jù)。它們

既可以作為服務(wù)器，也可以作為客戶機(jī)。在企業(yè)內(nèi)可組成綜合管理信

息系統(tǒng)。為了保證操作站的安全運行，可以單獨用一個HMI用于互連。

通用監(jiān)控軟件通常有網(wǎng)絡(luò)版的軟件，經(jīng)組態(tài)后，能通過網(wǎng)絡(luò)，組成服

務(wù)器/客戶機(jī)格式，把實時信息傳到遠(yuǎn)方。在客戶機(jī)中，可以實時查

看通用軟件做成的動態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。也能把信息送入

MIS系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫中（如SQL、SYBASE>ORACLE）o通用監(jiān)控軟

件在它們的套件軟件中，也有Web軟件，安裝成Web服務(wù)器，通過

Web服務(wù)器。瀏覽動態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)器中的數(shù)據(jù)。它不是實時數(shù)據(jù)。同時，

通過微軟的GLANZE軟件，也可以接Web。瀏覽MIS數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。

采用Web服務(wù)器，瀏覽數(shù)據(jù)，都比服務(wù)器/客戶機(jī)的方式要慢。

采用通用操作站優(yōu)點歸納如下：

?價格低廉

?DCS功能擴(kuò)展

?用戶熟息

各個系統(tǒng)的時間同步也是很重要的問題。網(wǎng)絡(luò)時間服務(wù)器是用于

所有網(wǎng)上工作站的高品質(zhì)時間同步的設(shè)備。一般情況下，DCS系統(tǒng)的

絕對時間是在操作站上（人機(jī)界面）形成的，控制器中只有相對時間。

為了時間同步，可以把衛(wèi)星時間GPS（GLOBALPOSITIONSYSTEM）作為

基準(zhǔn)，來校對DCS的時間。具體實現(xiàn)辦法如下：通過衛(wèi)星接收天線，

時間服務(wù)器接收GPS系統(tǒng)中各個衛(wèi)星的原子鐘，再把時間信號送給動

態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)器或DCS的操作站。通過動態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)器或操作站的DCS

的驅(qū)動軟件，把時間信號送到DCS的網(wǎng)絡(luò)上。原來以太網(wǎng)在DCS網(wǎng)絡(luò)

中比較少用，但現(xiàn)在也有用的。因為它比較廉價。它廣泛用于管理信

息網(wǎng)（MIS）,以太網(wǎng)也采用廣播式協(xié)議，但與令牌網(wǎng)有區(qū)別。它采

用隨機(jī)訪問的鏈路控制。在以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)中，各結(jié)點可以隨機(jī)的發(fā)送

數(shù)據(jù)。但當(dāng)兩個或更多的結(jié)點同時發(fā)送數(shù)據(jù)時，就產(chǎn)生數(shù)據(jù)發(fā)送沖突。

發(fā)生沖突的結(jié)點都退回去，用一個隨機(jī)延時的算法后再繼續(xù)發(fā)送。即

采用載波監(jiān)聽多路訪問技術(shù)。隨機(jī)延時的算法有很多種，目前都應(yīng)用

于以太網(wǎng)。

目前.MIS系統(tǒng)已經(jīng)與DCS、PLC連接成一個系統(tǒng)，DCS、PLC數(shù)據(jù)

通過動態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)器，送到以太網(wǎng)，它的傳輸載體大都采用光纖。調(diào)

度室通常是中心區(qū)域，以它為基點，連成星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。中心區(qū)域配

置有服務(wù)器。如ORACLE、SYBASE>SQL等。在服務(wù)器中存有軟件，把

軟件編制成子模塊形式。如財務(wù)管理子模塊、人事管理子模塊、原材

料子模塊等。把DCS、PLC來的信號放在生產(chǎn)實時子系統(tǒng)模塊內(nèi)。

生產(chǎn)實時的數(shù)據(jù)是海量的，既有實時的，又有歷史的。對于通用

監(jiān)控軟件都有歷史數(shù)據(jù)平臺。設(shè)服務(wù)器，它可以自成系統(tǒng)。最后再與

MIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫相連，為數(shù)據(jù)安全，還應(yīng)該有防火墻。目前傳輸載

體也大都是光纖。敷設(shè)光纖的費用比較高(大約2萬元人民幣/公里)。

在用光纖作為載體的MIS系統(tǒng)中，有些地方可能遠(yuǎn)離中心區(qū)域，但有

少數(shù)數(shù)據(jù)也希望送到中心來顯示，這時不一定用光纖，可以采用電話

線。像地衡、輸煤、水處理等地方的數(shù)據(jù)，數(shù)量很少。只要在電話總

機(jī)的交換機(jī)接入特殊的路由器，它有以太網(wǎng)的接口。在信息源加貓

(MODEM),布線中要稍加調(diào)整就可以了。路由器、MODEM費用不很

高。這時，光纖和電話線可以同時用于以太網(wǎng)。這就是SDSL(Symmetric

DigitalSubscriberLine)技術(shù)。SDSL技術(shù)的特點是同時既能通電

話，又能傳輸網(wǎng)絡(luò)。只要電話通了，網(wǎng)絡(luò)也就通了。這種技術(shù)應(yīng)用于

已經(jīng)有電話線的廠礦，并有電話總機(jī)的情況。現(xiàn)在國外已廣泛用于工

廠網(wǎng)。如果企業(yè)比較小，可以不用光纖，全部用電話線，通訊速率為

2.3M。無論從信息端讀取數(shù)據(jù)還是傳到信息端的指令，速率是一樣的。

路由器、MODEM之間的距離可以7000英尺。在使用時，不同時使用

電話，距離還能延長。具體應(yīng)用接線見下圖

DCS教程［第7講］——DCS的基本結(jié)構(gòu)和PLC的區(qū)別

DCS為分散控制系統(tǒng)的英文(TOTALDISTRIBUTEDCONTROLSYSTEM)

簡稱。指的是控制危險分散、管理和顯示集中。60年代末有人研制

了作邏輯運算的可編程序控制器(ProgrammableLogicController)o

簡稱PLC。主要應(yīng)用于汽車制造業(yè)。70年代中期以完成模擬量控制的

DCS推向市場，代替以PID運算為主的模擬儀表控制。首先提出DCS

這樣一種思想的是原制造儀表的廠商，當(dāng)時主要應(yīng)用于化工行業(yè)。后

又有計算機(jī)行業(yè)從事DCS的開發(fā)。

70年代微機(jī)技術(shù)還不成熟，計算機(jī)技術(shù)還不夠發(fā)達(dá)。操作站、

控制器、I/O板和網(wǎng)絡(luò)接口板等都是DCS生產(chǎn)廠家自行開發(fā)的，也就

是所有部件都是專用的。

70年代初，有人用如PDP/1124這樣的小型機(jī)代替原來的集中安

裝的模擬儀表控制。連接到中央控制室的電纜很多。如用小型機(jī)既作

為控制器、同時把連接小型機(jī)的CRT又作為顯示設(shè)備（即人機(jī)界面）。

一臺小型機(jī)需接收兒千臺變送器或別的傳感器來的信號，完成兒百個

回路的運算。很顯然其危險有點集中o和模擬儀表連接的電纜一樣多,

并且一旦小型機(jī)壞了，控制和顯示都沒有了。數(shù)字控制沒有達(dá)到預(yù)期

的目的。

后有人提出把控制和顯示分開。一臺計算機(jī)完成控制計算任務(wù)，

另一臺計算機(jī)完成顯示任務(wù)。另外，一個工藝過程作為被控對象可能

需要顯示和控制的點很多，其中有一些還需要閉環(huán)控制或邏輯運算，

工藝過程作為被控對象的各個部分會有相對獨立性，可以分成若干個

獨立的工序，再把在計算機(jī)控制系統(tǒng)中獨立的工序上需要顯示和控制

的輸入、輸出的點分配到數(shù)臺計算機(jī)中去，把原來由一臺小型機(jī)完成

的運算任務(wù)由幾臺或幾十臺計算機(jī)（控制器）去完成。其中一臺機(jī)器

壞了不影響全局。所謂“狼群代替老虎”的戰(zhàn)術(shù)，這就是危險分散的

意思。把顯示、操作、打印等管理功能集中在一起，用網(wǎng)絡(luò)把上述完

成控制和顯示的兩部分連成一個系統(tǒng)。當(dāng)時有人把這種系統(tǒng)稱為集散

系統(tǒng)。

危險究竟要分散到多少算合適呢？這與當(dāng)時的計算機(jī)技術(shù)的發(fā)

展水平有關(guān)。70年代中期，徹底分散就是一個控制器完成一個回路

的運算。當(dāng)時由于人們對數(shù)字技術(shù)不太熟息，習(xí)慣于模擬儀表，70

年代末、80年代曾經(jīng)風(fēng)行回路控制器，把數(shù)字控制器做成和原來模

擬儀表在外觀上兒乎完全一樣，不改變操作習(xí)慣，內(nèi)部把PID運算

數(shù)字化。一塊儀表（一臺計算機(jī)）完成一個回路的控制任務(wù)。其價格

較為昂貴，但危險是分散了。然后用通訊網(wǎng)絡(luò)把各個控制器和以CRT

為基礎(chǔ)的人機(jī)界面連成一個系統(tǒng)。這時網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)通常都是星形結(jié)構(gòu)。

回路的控制器的制作成本太高，價格/性能比不好。后來為了減低成

本，就有兩回路的、四回路的控制器，它的價格/性能比稍好一些。

對于一個大中型系統(tǒng)來說，DCS的價格/性能比比回路控制器組成的

系統(tǒng)要好。有些特殊地方還是要用到一些回路控制器。

如果所要完成的回路太多，如一個控制器采集幾千點、完成幾百

個回路的運算，危險又太集中。在這種情況下，危險必需分散。隨著

計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計算機(jī)的運算能力、存儲容量和可靠性不斷提高,

一臺計算機(jī)所完成的任務(wù)也可以增加。完成的任務(wù)也可集中一點。另

外，控制器、網(wǎng)絡(luò)等冗余技術(shù)也得到了發(fā)展，控制運算也可集中一些。

從目前的DCS來看，一個控制器完成幾十個回路的運算和幾百點

的采集、再加適量的邏輯運算，經(jīng)現(xiàn)場使用，效果是比較好的。這就

產(chǎn)生控制器升級的問題了。有時控制器和檢測元件的距離還是比較

遠(yuǎn)，這就促進(jìn)現(xiàn)場總線的發(fā)展。如CAN、LOONWORKS、FF等現(xiàn)場總線，

以及HART協(xié)議接收板等都用到DCS系統(tǒng)中。

DCS分為三大部分，帶I/O板的控制器、通訊網(wǎng)絡(luò)和人機(jī)界面

(HMDo由I/O板通過端子板直接與生產(chǎn)過程相連，讀取傳感器來

的信號。I/O板有兒種不同的類型，每一種I/O板都有相應(yīng)的端子板。

模擬量輸入，4-20毫安的標(biāo)準(zhǔn)信號板和用以讀取熱電偶的毫伏

信號板；4T6個通道不等；

模擬量輸出，通常都是4-20毫安的標(biāo)準(zhǔn)信號，一般它的通道比

較少，4-8個個通道；

開關(guān)量輸入；16-32個通道：

開關(guān)量輸出，開關(guān)量輸入和輸出還分不同電壓等級的板，如直

流24伏、125伏；交流220伏或115伏等；8-16個通道不等；

脈沖量輸入，用于采集速率的信號；4-8通道不等；

快速中斷輸入；

HART協(xié)議輸入板；

1現(xiàn)場總線I/O板；

一塊I/O板都接在I/O總線上。為了信號的安全和完整，信號在

進(jìn)入I/O板以前信號要進(jìn)行整修，如上下限的檢查、溫度補(bǔ)償、濾波,

這些工作可以在端子板完成，也可以分開完成，完成信號整修的板現(xiàn)

在有人稱它們?yōu)樾盘栒{(diào)理板。

I/O總線和控制器相連。80年代的DCS由于控制器的運算能力不

強(qiáng)，為了增加I/O點數(shù)，把控制器的任務(wù)分開，實際上是有三種類型

的控制器。即：完成閉環(huán)運算的控制器、模擬量數(shù)據(jù)采集器和邏輯運

算器。它們分別有自己的I/O總線，各種DCS的I/O總線各不相同。

如果要求快速，最好采用并行總線。一般采用串行總線比較多。尤其

是RS485總線較多，模擬量數(shù)據(jù)采集器和邏輯運算器的I/O點數(shù)可以

多一些。

閉環(huán)控制器、模擬量數(shù)據(jù)采集器和邏輯運算器可以和人機(jī)界面直

接連在通訊網(wǎng)絡(luò)上，在網(wǎng)絡(luò)上的每一個不同的控制器作為網(wǎng)絡(luò)上的一

個獨立結(jié)點。每一個結(jié)點完成不同的功能。它們都應(yīng)有網(wǎng)絡(luò)接口。有

的DCS為了節(jié)省網(wǎng)絡(luò)接口，把所有的過程控制用的設(shè)備即閉環(huán)控制

器、模擬量數(shù)據(jù)采集器和邏輯運算器預(yù)先連在控制總線上，稱為過程

控制站。這可以增加過程控制站能接收的I/O點數(shù)，又能節(jié)省接口。

然后再通過接口連到網(wǎng)絡(luò)上，與人機(jī)界面相連。隨著計算機(jī)計術(shù)的發(fā)

展，控制器的運算能力不斷增強(qiáng)，如PC機(jī)做的一個控制器能力很強(qiáng),

既可接收模擬量運算，也接收開關(guān)量邏輯運算。一個控制器成為網(wǎng)絡(luò)

上的一個結(jié)點。通過網(wǎng)絡(luò)與人機(jī)界面相連。

控制器是DCS的核心部件，它相當(dāng)于一臺PC機(jī)。有的DCS的控制

器本身就是PC機(jī)。它主要有CPU、RAM、E2PROM和ROM等芯片，還有

兩個接口，一個向下接收I/O總線來的信號，另一個接口是向上把信

號送到網(wǎng)絡(luò)上與人機(jī)界面相連。ROM用來存貯完成各種運算功能的控

制算法（有的DCS稱為功能塊庫）。在庫中存功能塊，如控制算法

PID、帶死區(qū)PID,積分分離PID,算術(shù)運算加、減、乘、除、平方、

開方、函數(shù)運算一次濾波、正弦、余弦、X-Y函數(shù)發(fā)生器、超前-滯

后；比較先進(jìn)的算法有史密斯預(yù)估，C語言接口、矩陣加、矩陣乘；

邏輯運算有邏輯與、邏輯或、邏輯非、邏輯與非等。通常用站功能塊

不僅把模擬量和開關(guān)量結(jié)合起來，還與人連系起來。功能塊越多，用

戶編寫應(yīng)用程序（即組態(tài)）越方便。組態(tài)按照工藝要求，把功能塊連

接起來形成控制方案。把控制方案存在E2PR0M中。因為E2PR0M可以

擦寫，組態(tài)要隨工藝改變而改變，所以把組態(tài)存在E2PR0M中。不同

用戶有不同組態(tài)。組態(tài)時，用戶從功能塊庫中選擇要的功能塊，填上

參數(shù)，把功能塊連接起來。形成控制方案存到E2PR0M中。這時控制

器在組態(tài)方式，投入運行后就成為運行方式

控制器中安裝有操作系統(tǒng)，功能塊組態(tài)軟件和通訊軟件。

為了系統(tǒng)安全運行，閉環(huán)控制器一定是冗余運行的，一用一備，

并且是熱備。為了使冗余成功，應(yīng)注意以下幾點：兩個控制器的硬件、

軟件版本必需一致；檢查發(fā)送-接收的芯片是否完好；冗余的芯片是

否完好。兩個模件的設(shè)定是否一樣、還要檢查有沒有帶手操站等。

通訊網(wǎng)絡(luò)把過程站和人機(jī)界面連成一個系統(tǒng)。通訊網(wǎng)絡(luò)有幾種不

同的結(jié)構(gòu)行式。如總線式、環(huán)形和星形（見圖）?？偩€形在邏輯上也

是環(huán)形的。星形的只適用于小系統(tǒng)。不論是環(huán)形還是總線形，一般都

采用廣播式。其它一些協(xié)議方式已用的較少。通訊網(wǎng)絡(luò)的速率在10M

和100M左右。

人機(jī)界面有4種不同形式的結(jié)點，它們是操作站、工程師工作站、

歷史趨勢站和動態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)器。

操作站安裝有操作系統(tǒng)、監(jiān)控軟件和控制器的驅(qū)動軟件。顯示系

統(tǒng)的標(biāo)簽、動態(tài)流程圖和報警信息。

工程師工作站給控制器組態(tài)（CAD）,也可以給操作站組態(tài)（作

動態(tài)流程圖）。如果監(jiān)控軟件作圖能力很強(qiáng)，作圖工作可以由監(jiān)控軟

件獨立完成。工程師站的另外一個功能是讀控制器的組態(tài)，用于控制

器升級，查找故障。我們稱之為逆向工程師站。

歷史趨勢站用于存儲歷史數(shù)據(jù)，一般用磁盤陣列（稱為RAID技

術(shù)）。

動態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)器是DCS和MIS系統(tǒng)的接口，也是DCS和Web的隔

離設(shè)備。

DCS和PLC的設(shè)計原理區(qū)別較大，PLC是由摸仿原繼電器控制原

理發(fā)展起來的，70年代的PLC只有開關(guān)量邏輯控制，首先應(yīng)用的是

汽車制造行業(yè)。它以存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和運

算等操作的指令；并通過數(shù)字輸入和輸出操作，來控制各類機(jī)械或生

產(chǎn)過程。用戶編制的控制程序表達(dá)了生產(chǎn)過程的工藝要求，并事先存

入PLC的用戶程序存儲器中。運行時按存儲程序的內(nèi)容逐條執(zhí)行，以

完成工藝流程要求的操作。PLC的CPU內(nèi)有指示程序步存儲地址的程

序計數(shù)器，在程序運行過程中，每執(zhí)行一步該計數(shù)器自動加1,程序

從起始步（步序號為零）起依次執(zhí)行到最終步（通常為END指令），

然后再返回起始步循環(huán)運算。PLC每完成一次循環(huán)操作所需的時間稱

為一個掃描周期。不同型號的PLC,循環(huán)掃描周期在1微秒到兒十微

秒之間。程序計數(shù)器這樣的循環(huán)操作，這是DCS所沒有的。這也是使

PLC的冗余不如DCS的原因。DCS是在運算放大器的基礎(chǔ)上得以發(fā)展

的。把所有的函數(shù)、各過程變量之間的關(guān)系都作成功能塊（有的DCS

系統(tǒng)稱為膨化塊）。70年代中期的DCS只有模擬量控制。如TDC2000

系統(tǒng)，一個控制器一秒鐘內(nèi)能完成8個PID回路的運算。首先應(yīng)用的

是化工行業(yè)。DCS和PLC的表現(xiàn)的主要差別是在開關(guān)量的邏輯解算和

模擬量的運算上，即使后來兩者相互有些滲透，但是還是有區(qū)別。80

年代以后，PLC除邏輯運算外，也有一些控制回路用的算法，但要完

成一些復(fù)雜運算還是比較困難，PLC用梯形圖編程，模擬量的運算在

編程時不太直觀，編程比較麻煩。但在解算邏輯方面，表現(xiàn)出快速的

優(yōu)點，在微秒量級，解算1K邏輯程序不到1毫秒。它把所有的輸入

都當(dāng)成開關(guān)量來處理，16位（也有32位的）為一個模擬量。而DCS

把所有輸入都當(dāng)成模擬量，1位就是開關(guān)量。解算一個邏輯是在幾百

微秒至幾毫秒量級。對于PLC解算一個PID運算在幾十毫秒，這與

DCS的運算時間不相上下。大型PLC使用另外一個CPU來完成模擬量

的運算。把計算結(jié)果送給PLC的控制器。不同型號的DCS,解算PID

所需時間不同，但都在幾十毫秒的量級。如早期的TDC2000系統(tǒng)，1

秒鐘內(nèi)完成8個回路的控制運算。隨著芯片技術(shù)的發(fā)展，解算一個算

法的時簡在縮短。解算一個算法所需時間與功能塊的安排方式和組態(tài)

方式有關(guān)。

在接地電阻方面，對PLC也許要求不高，但對DCS一定要在幾歐

姆以下（通常在4歐姆以下）。模擬量隔離也是非常重要的。在有爆

炸危險的地方，應(yīng)配置本質(zhì)安全柵。

相同I/O點數(shù)的系統(tǒng)，用PLC比用DCS,其成本要低一些（大約

能省40%左右）。PLC沒有專用操作站，它用的軟件和硬件都是通用

的，所以維護(hù)成本比DCS要低很多。一個PLC的控制器，可以接收幾

千個I/O點（最多可達(dá)8000多個I/O）oDCS的控制器，只能兒百個

I/O點（不超過500個I/O）。如果被控對象主要是設(shè)備連鎖、回路

很少，采用PLC較為合適。如果主要是模擬量控制、并且函數(shù)運算很

多，最好采用DCS。DCS在控制器、I/O板、通訊網(wǎng)絡(luò)等的冗余方面,

一些高級運算、行業(yè)的特殊要求方面都要比PLC好的多。PLC由于采

用通用監(jiān)控軟件，在設(shè)計企業(yè)的管理信息系統(tǒng)方面，要容易一些。

特別要指出的是，DCS的專用操作站，不是天經(jīng)地義的。它是由

歷史原因形成的。DCS廠家如再不開放操作站，與工廠的管理信息系

統(tǒng)連網(wǎng)，個別DCS就有從市場中消失的危險。

隨著新技術(shù)的誕生，負(fù)面影響也跟著而來。新操作站的開放，病

毒和黑客容易侵入到系統(tǒng)。在作設(shè)計時，在操作站上設(shè)置密碼，系統(tǒng)

多加隔離和防火墻。把負(fù)面影響減到最小。DCS教程［第8講］——多

屏操作站、操作站的后門網(wǎng)絡(luò)和雙機(jī)雙網(wǎng)

一個DCS系統(tǒng)可以有好兒臺操作站，每一臺操作站可以顯示一樣的內(nèi)

容，稱為冗余運行。也可以是不一樣的內(nèi)容。對于電廠來說，一臺

300MV的發(fā)電機(jī)組，工藝過程比較集中，通常采用2臺操作站冗余運

行認(rèn)為是比較合適的。但對于大型機(jī)組，由于它的輸入、輸出點數(shù)較

多，一臺顯示器不夠用，最好有多臺顯示器。這時的監(jiān)控軟件應(yīng)該能

支持多屏幕。早期的DCS都采用在操作站的主機(jī)上多加顯示卡，如加

2塊顯示卡，3塊顯示卡等。分別可連接2臺CRT或3臺CRTo用這

種方法以增加人機(jī)界面。對于除電廠以外的生產(chǎn)工藝，如水泥廠，鋼

鐵廠，一個生產(chǎn)工藝很長，地域比較分散，并由一套DCS系統(tǒng)控制，

它的輸入、輸出點數(shù)較多，為了節(jié)省投資，一臺操作站往往和一部分

生產(chǎn)工藝相對應(yīng)。比如水泥廠的回轉(zhuǎn)窯和磨機(jī)相隔距離很遠(yuǎn)，操作站

可以安裝在兩個地方。這時一臺操作站配置一臺打印機(jī)。如果其中一

臺操作站的主機(jī)壞了，這臺操作站顯示的內(nèi)容就沒有了。為了系統(tǒng)的

安全運行，采用標(biāo)簽的重疊組態(tài)來實現(xiàn)安全運行。如該系統(tǒng)有兩臺操

作站，分別為A站和B站，該系統(tǒng)有2000個標(biāo)簽，A、B操作站要分

別組態(tài)1300個標(biāo)簽，其中300個標(biāo)簽是重疊的。即使A操作站發(fā)生

故障，只用B操作站進(jìn)行監(jiān)控，系統(tǒng)照常工作。因為重要的標(biāo)簽在B

操作站上都有了。值得注意的是，由于重疊組態(tài)也會帶來負(fù)面影響。

在運行發(fā)生故障時，會使得A、B操作站的管理人員責(zé)任不明確。

由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，人機(jī)界面的數(shù)量可以不限。操作站分

為主站和從站。主站連在DCS網(wǎng)絡(luò)上。通過DCS網(wǎng)絡(luò)接口，直接從

DCS網(wǎng)絡(luò)上讀取各個控制器數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。主站的數(shù)量是由接口的

數(shù)量決定的。從站則與主站相連。它沒有數(shù)據(jù)庫，在顯示流程圖畫面

時，由主站顯示完整的工藝畫面，而從站就顯示主站的工藝畫面。從

站的數(shù)量是不限的。不論是主站，還是從站，都用后門網(wǎng)絡(luò)連接起來。

有了后門網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)維護(hù)時，各操作站之間可作文本拷貝。系統(tǒng)運行

時;即使其中一臺主操作站發(fā)生故障，它的從站可作為另一臺主站的

從站。在網(wǎng)絡(luò)中，接進(jìn)打印服務(wù)器，服務(wù)器有許多通道，幾臺操作站

共用一臺或幾臺打印機(jī)。連接主站和從站的這個網(wǎng)絡(luò)與DCS網(wǎng)絡(luò)沒有

關(guān)系。所以就稱為后門網(wǎng)絡(luò)。早期的后門網(wǎng)絡(luò)采用ARCNET,后來由

于有的DCS系統(tǒng)的操作站主機(jī)采用DEC的小型機(jī)，后門網(wǎng)絡(luò)就采用

DECNET或以太網(wǎng)。在操作站作標(biāo)簽組態(tài)時，是否要把重要的I/O點

重疊組態(tài)要由用戶確定。

由于網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展，人機(jī)界面怎樣與DCS網(wǎng)絡(luò)連接又

有新的方式。把服務(wù)器連在DCS網(wǎng)絡(luò)上。服務(wù)器和人機(jī)界面組成服務(wù)

器/客戶機(jī)格式，服務(wù)器和人機(jī)界面之間用以太網(wǎng)連接，，以太網(wǎng)的

低廉，通常采用雙網(wǎng)。為提高服務(wù)器的安全性能，采用冗余的方式，

這就是雙機(jī)雙網(wǎng)?？梢宰龅竭h(yuǎn)程操作?？蛻魴C(jī)中有操作站、工程師站、

歷史趨勢站和MIS系統(tǒng)接口。服務(wù)器中的數(shù)據(jù)庫可以組態(tài)。

在局部的地域用網(wǎng)絡(luò)傳遞信息，會帶來很大的方便。

北京和利時的DCS系統(tǒng)，ABB的PROCONTROLP就是這樣的結(jié)構(gòu)。

見下圖。如果過程控制與INTERNET網(wǎng)絡(luò)相連，會受到病毒或黑客的

侵入。一定要加安全級別和加防火墻。從使用來看，國產(chǎn)DCS在結(jié)構(gòu)

和硬件制造都已經(jīng)達(dá)到較高的水平。在功能塊的開發(fā)方面還需進(jìn)一步

努力。

以太網(wǎng)之間的協(xié)議遵從OSI模型(OpenSystem

Interconnection)的七層協(xié)議。七層協(xié)議分別是物理層、數(shù)據(jù)鏈路

層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、表示層和應(yīng)用層。

物理層描述傳輸介質(zhì)、連接器和信號脈沖標(biāo)準(zhǔn)。中繼器或集線器

(hub)也是物理層的設(shè)備，它與傳輸?shù)男畔木唧w內(nèi)容無關(guān)。幀

是發(fā)送到介質(zhì)上的一組數(shù)字脈沖。用以傳輸信息。幀的大小為64-1518

字節(jié)。幀包括預(yù)同步信號，消息頭、數(shù)據(jù)信息和幀校驗序列。中繼器

或集線器(hub)僅僅放大導(dǎo)線中的電信號，并繼續(xù)向前傳送。

數(shù)據(jù)鏈路層描述本地系統(tǒng)之間的拓?fù)浜屯ㄐ艠?biāo)準(zhǔn)。以太網(wǎng)能與多

個物理層標(biāo)準(zhǔn)（雙絞線線纜、光纜）和多個網(wǎng)絡(luò)層標(biāo)準(zhǔn)一起工作。將

網(wǎng)絡(luò)的物理方面（線纜和數(shù)字脈沖）與軟件和數(shù)據(jù)流的抽象世界連接

起來。在網(wǎng)絡(luò)里傳的信息是以幀的格式傳輸?shù)摹Ｔ趲杏邢㈩^和尾,

數(shù)據(jù)報包到幀里。檢測錯誤，調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)流量。幀消息由源和目標(biāo)介質(zhì)

訪問控制（mediaaccesscontrol）MAC地址組成，并利用該信息

和數(shù)據(jù)區(qū)的內(nèi)容建立CRC尾。數(shù)據(jù)鏈路層根據(jù)網(wǎng)絡(luò)采用拓?fù)湟?guī)則，發(fā)

送幀，把幀發(fā)到物理層（網(wǎng)絡(luò)線纜）。網(wǎng)橋和交換器是數(shù)據(jù)鏈路層的

設(shè)備。因為它們是支持幀的。兩者都利用幀消息頭中的信息調(diào)節(jié)交通。

幀消息頭負(fù)責(zé)識別是誰發(fā)送的信息，信息發(fā)送到哪里。幀消息頭包含

兩個區(qū)域，用以識別傳輸?shù)脑春湍繕?biāo)，是源和目標(biāo)系統(tǒng)的節(jié)點地址。

幀消息頭的大小總是14字節(jié)。

網(wǎng)絡(luò)層描述在不同網(wǎng)段上的系統(tǒng)如何彼此尋找，也定義了網(wǎng)址。

網(wǎng)址是指定給一組物理連接的系統(tǒng)名字或號碼。是所有上層的基石，

單位是數(shù)據(jù)報（datagram）單位如網(wǎng)絡(luò)的IP數(shù)據(jù)報傳遞協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)

層功能的例子。網(wǎng)址這一術(shù)語，根據(jù)采用的協(xié)議不同，叫法也不同。

采用IP,叫做子網(wǎng)（subnet）o

傳輸層處理數(shù)據(jù)的實際操作，并準(zhǔn)備通過網(wǎng)絡(luò)傳送。如果數(shù)據(jù)太

大而不能作為一個幀，傳輸層將其分解為更小的部分，并編制序號，

序號允許其它系統(tǒng)上的傳輸層重新將數(shù)據(jù)組合為最初內(nèi)容。幀的CRC

校驗是在數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行的，傳輸層能夠起到備用效驗的作用。傳輸

層的功能如IP的傳輸協(xié)議（TCP）、單位是段（segment）。

會話層處理兩個或多個系統(tǒng)之間連接的建立和維護(hù)。它保證正確

完成具體的服務(wù)請求。

如果系統(tǒng)正在運行多個網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，會話層負(fù)責(zé)保持正確通信

順序，保證進(jìn)入的數(shù)據(jù)引到正確的應(yīng)用程序。

表示層保證數(shù)據(jù)可以用于應(yīng)用程序的形式接收。它的任務(wù)是編碼

和解碼。

應(yīng)用層的任務(wù)是確定何時要求訪問網(wǎng)絡(luò)資源。

DCS教程［第9講］——回路控制器和DCS系統(tǒng)

七十年代，因為在現(xiàn)場工作的儀表工程師們對數(shù)字控制不太熟悉,

希望數(shù)字控制的儀表面板作成與原來的模擬儀表的一樣，這樣就可以

不改變操作習(xí)慣，另外也是為了危險分散，因而就出現(xiàn)了回路控制器。

如HONEYWELL公司的KMM系列、FOXBORO公司的SPEC200和日本北

辰（后與橫河合并）的HOMAC系列表，在面板上有過程變量（PV）、設(shè)

定值和控制輸出（C0）的棒圖，指針式顯示的過程值，手/自動切換、

報警確認(rèn)等。這種能完成以PID為基礎(chǔ)的回路控制的數(shù)字儀表，只有

一個或兩個回路（兩個單回路）。當(dāng)時有人為了不與可編程序邏輯控

制器（PLC）混淆，稱這種儀表為可編程序調(diào)節(jié)器。到80年代出現(xiàn)了

雙回路（可作兩個串級回路）、四回路的控制器、32路數(shù)據(jù)采集器以

及無紙記錄儀等一系列數(shù)字儀表，在面板上仍保留棒圖和手/自動切

換,用數(shù)字顯示代替指針顯示，這些數(shù)字儀表統(tǒng)稱為回路控制器。到

目前為止，這種儀表種類很多。最有特點的是能與上位（即人機(jī)界面）

通訊組成一個系統(tǒng)，每一塊表可以與現(xiàn)場總線相連，I/O可以根據(jù)需

要擴(kuò)展，它內(nèi)部的算法預(yù)先用程序作成功能塊的形式，存在ROM中。

可以按照所要求的控制策略，進(jìn)行組態(tài)（不是編程）。如美國MOORE

公司的353產(chǎn)品有80多塊功能塊，通過組態(tài)路圖實現(xiàn)控制組態(tài)，用

MODBUS與人機(jī)界面相連，人機(jī)界面的監(jiān)控軟件既可以用IFIX、也可

以用INTOUCH。因為這兩種軟件都有這種可編程序調(diào)節(jié)器的驅(qū)動軟件。

國產(chǎn)監(jiān)控軟件只要有這種可編程序調(diào)節(jié)器的驅(qū)動軟件，同樣可以作為

這種系統(tǒng)的監(jiān)控軟件。否則連不上去。353本身只有4個AI,2個A0,

也就是能完成2個PID回路的控制。如果要增加控制回路，就要采用

現(xiàn)場總線，因為它有LONWORKS的接口，可以把LONWORKS的模塊連到

該總線上。在組成系統(tǒng)時，要進(jìn)行軟件捆綁。為了數(shù)據(jù)安全，在表和

總線之間加光電轉(zhuǎn)換器。這種系統(tǒng)見圖一。又如FOXBORO公司和SMAR

公司的回I路控制器，它有多回路的。并且還有與可編程控制器（PLC）

的接口，所以在我國應(yīng)用也比較多。

有兒個模擬量的輸出，就稱為兒回路的控制器。模擬量的輸入可

以多于模擬量的輸出。另外還可以有少量的開關(guān)量的輸入、輸出。

另一類是不能與現(xiàn)場總線相連，它的I/O點數(shù)不能擴(kuò)展，但它也

能與上位通訊組成一個系