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DCS的通讯网络堵塞

2013-8-10 16:40| 编辑:电工学习网| 查看: 25584| 评论: 0

dcs的通讯网络上连接有几种不同的结点,它通常分为两大类。一类是直接与生产过程通过I/O板连接起来的结点,我们称之为控制器。控制器根据功能不同又可以分为数据采集控制器和回路控制器,两者可以合为一个结点。另一类结点是与人机相连的,称为人机界面。它们通过通讯网络采集控制器中的数据。根据功能又分为操作站,这是工厂运营的主要设备,它既要从控制器中读取数据,又要将运营人员的意图送给控制器,所以数据传输是双向的。人机界面的另外几种结点分别是工程师工作站、历史趋势站和动态数据服务器。工程师工作站通常只在系统投运前,把存储在控制器中的各种算法按照生产要求连接起来,并填进参数最后下装给控制器,它是组态用的工具,系统投运以后可以离线。工程师站的工作区别于用算法语言编程,称之为组态。 
     控制器的存储器中存有各种控制算法,如:PID、加、减、乘、除、三角函数、矩阵运算、先进算法史密斯预估器,与BASIC、C语言接口等。如果操作站中的监控软件作图功能不能满足要求,也可由工程师站做动态流程图,然后装载给操作站。 
    为了DCS的控制器和操作站的升级,不改变组态,由逆向工程师站读取控制器组态。然后下装给升级后的控制器。逆向工程师站的另外一个功能是为了查找故障,读取控制器组态供分析使用。 
    人机界面的另一个重要结点是动态数据服务器,它是DCS和MIS系统的接口,是DCS和Web的隔离设备。它的特点是数据只能上行,不能下行,而且存储的数据量是海量的。历史趋势站和动态数据服务器类似,它的功能可以合并到动态数据服务器上,也可以单独成为一个结点。 
    在系统刚投入运行时,由于系统组态不完善,经常发生网络堵塞。但投运一段时间后,就很少发生网络堵塞。 
    近来,由于MIS系统需要从DCS中读取生产实时数据。在网络中接进动态数据服务器,网络堵塞现象就变得十分频繁,并使得各种人机界面的结点死机现象很严重。网络堵塞现象的严重程度与多种因素相关。 
    当结点连到DCS的通讯网络上时,通常有一个网络接口,控制器把数据送到接口。人机界面从网络接口读取数据,读取数据应遵守网络通讯协议。网络物理结构有环形和总线两种,总线网络在逻辑上也是环形的。星形网络只用于小系统(100个I/O点内)。常用的通讯协议是广播式的,在网络上的结点,只要把数据送到网络上,它就要不断广播数据,需要数据的结点就接收数据。广播式协议的网络除了这种方式以外,还有一种方式:一个结点向网上的其他结点问询数据,但如果其他结点没有这个数据,它就反复进行问询工作,直至读取到这个数据。那么如果网络上根本没有这个数据,就会造成网络堵塞。 
    操作站死机现象,不管何种DCS系统,在DCS七十年代问世以来,都不同程度的存在死机现象。操作站主要软件是操作系统、监控软件和控制器的驱动软件。早期的DCS系统,所有这三个软件都是由DCS厂家自行开发的,或者说是专用的。这三个软件可能有不相配的地方,所以在运行时产生死机,特别是键盘操作时几个特殊键按下时,就会产生死机。另外一种情况是:有的DCS系统、监控软件从其它系统移植过来,DCS制造厂家只开发一个驱动软件。这种情况下,由于DCS销售量小,软件之间配合问题没有得到充分暴露,死机就更为频繁。 
  动态数据服务器不是系统刚投运时就存在的,许多DCS用户是最近几年根据需要才添加的。DCS运行时间比较长的情况下,工厂的维护人员不断更替,控制器的组态也不断变化,但有一个现象是:组态只加不减,有一部分组态实际上已没有与真正的I/O点相连。而动态数据服务器接入时,欲将DCS上所有数据点都读上去,而其中有很大数量的数据点是无效的,因而造成网络堵塞,所以人机界面就发生死机现象。这时可以用逆向工程师站读取控制器中的组态,与正向工程师站的内容进行比较,删除无效点,就可以避免网络堵塞和死机现象。 
  另一个应注意的问题是在接入动态数据服务器时,应检查所有接口的软件版本是否一致。否则也会影响数据的传递。 
  解决网络堵塞的第三种方法是:如果采用例外报告的方式,可将例外报告的区域加大一些,以减少网络的通讯量。例外报告的意思是现场的某点只在发生变化时把数据送到网络上,如果不发生变化就不会传送。但为了防止点已经坏而人机界面不知道的情况。所以,即使点不变化,超过一段时间也要报告。为了减少网络上的数量,把例外报告的二个参数都适当加大,也能达到减少数据量的目的。 
  最近几年推出的通用操作站,大多采用NT操作系统,监控软件也采用通用的,如:FIX、INTOUCH等。由于软件的销售量大,软件存在的问题较少。通用操作站的开放性能好,死机现象会大大减少。无论维护成本、备件采购都不受DCS制造厂家的限制。这是DCS的一大进步。

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