【導讀：過去10年是經曆技術爆炸的10年nian，技ji術shu的de進jin步bu大da大da改gai變bian了le過guo程cheng控kong製zhi行xing業ye。由you台tai式shi計ji算suan機ji推tui動dong的de商shang業ye可ke行xing技ji術shu的de采cai用yong
，使shi供gong應ying商shang可ke以yi致zhi力li於yu應ying用yong軟ruan件jian的de開kai發fa，以yi此ci加jia快kuai進jin程cheng並bing為wei用yong戶hu傳chuan遞di越yue來lai越yue多duo的de價jia值zhi。】

　　在1998年召開的ISA電力工業部門專業研討會上，與會者展示的數篇文章評論了當時最新水平的分散控製係統（DCS）技術的發展，就包括將更大量的商用現貨（COTS）技術與傳統上高度專有的供應商特定構架相結合的新興趨勢。可以在台式計算機行業找到的這些COTS構件，包括了支持控製器和工作站的個人電腦（PCs）
，以及如Ethemet和光纖分布式數據接口（FDDI）這樣的商業可行聯網技術。

　　新設計的興起

　　DCS平台隨著台式計算機行業的發展


，在應用先進完備應用軟件能力方麵有了重大發展。這些應用軟件可利用DCS平台，提供前所未有的速度

、功能以及靈活性。

　　同(tong)時(shi)，我(wo)們(men)也(ye)目(mu)睹(du)了(le)廣(guang)泛(fan)融(rong)合(he)常(chang)規(gui)台(tai)式(shi)計(ji)算(suan)機(ji)技(ji)術(shu)元(yuan)件(jian)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)技(ji)術(shu)的(de)興(xing)起(qi)。從(cong)操(cao)作(zuo)員(yuan)工(gong)作(zuo)站(zhan)到(dao)過(guo)程(cheng)控(kong)製(zhi)器(qi)，再(zai)到(dao)網(wang)絡(luo)及(ji)各(ge)種(zhong)操(cao)作(zuo)係(xi)統(tong)元(yuan)件(jian)，過(guo)程(cheng)控(kong)製(zhi)行(xing)業(ye)已(yi)經(jing)接(jie)受(shou)了(le)標(biao)準(zhun)台(tai)式(shi)計(ji)算(suan)機(ji)，並(bing)使(shi)其(qi)適(shi)應(ying)工(gong)業(ye)控(kong)製(zhi)應(ying)用(yong)軟(ruan)件(jian)的(de)個(ge)性(xing)需(xu)求(qiu)。DCS將通過融合“開放係統”技術，不斷提高其性能。

　　這一趨勢最初是從20世紀90年代初期對UNIX工作站，以及更小程度的支持人機界麵（HMI）功能的PCs逐漸融合開始的。盡管某些人起初對在關鍵任務控製應用軟件中應用這些COTS技術有些敏感，但這些應用軟件依然逐漸獲得了認可（圖l）。

圖1 在過去20年裏
，人機界麵處理速度增加了425倍

，內存增加了l000多倍

　　20世紀90年代，UNIX及PC的計算速度和可靠性呈幾何速率增長，越來越多的用戶接受了用支持HMI功能的COTS台式設備替代專有供應商特定的HMIs。而10年前
，UNIX工作站是最常見的選擇，主要是認為它擁有更強健的操作係統，而現在絕大多數用戶選擇更熟悉的支持HMI應用軟件的Windows PC。

　　同時，台式計算機處理能力和速度的快速增長引發了控製技術的合理發展。控製係統供應商采用這些新技術的同時，放棄了高度專有的“獨特”控製器和構架
，即使這種構架適合冗餘，且使用了能滿足故障安全運行和嚴格環境要求的工業控製應用軟件。他們開始引入應用PC構架的控製器。

　　盡管對控製器沒有嚴格使用COTS板，但是DCS供應商的確在專門設計的板中使用了標準商業可行構件和構架，來滿足對工業控製環境的要求。自20世紀90年代後期發布後，這些“基於PC”的控製器能夠無縫追蹤速度增長超過10倍的處理器，並為係統設計者和用戶提供比以往更多的選擇。

　　DCS網絡或數據高速公路，是商業可行技術已經永遠改變過程控製行業的第三領域。10年前，DCS數據高速公路是特定供應商僅為方便DCS構gou件jian間jian的de通tong信xin而er設she計ji的de高gao度du專zhuan有you構gou架jia。那na時shi沒mei有you標biao準zhun的de構gou架jia，一yi些xie數shu據ju高gao速su公gong路lu由you供gong應ying商shang負fu責ze全quan部bu設she計ji
，而er其qi他ta則ze大da體ti根gen據ju標biao準zhun設she計ji
，但dan這zhe些xie標biao準zhun是shi特te定ding係xi統tong所suo獨du有you的de。進jin行xing信xin息xi高gao速su公gong路lu之zhi外wai的de通tong信xin很hen困kun難nan
，而er且qie需xu要yao開kai發fa自zi定ding義yi數shu據ju源yuan文wen件jian
，這zhe通tong常chang需xu要yao很hen多duo費fei用yong。

圖2 自1988年以來，邏輯控製器的處理速度已經增加了50倍

　　台式計算機行業產生了兩個非官方通信標準：FDDI和快速Ethernet。它們均以100Mbps運行，比當前專有的DCS網絡快了10~50倍。盡管他們都不提供多數DCS網絡所提供的確定功能，但是其速度和總體可靠性使其更適合工業控製應用軟件（圖2），同時更容易打開係統，並可以與第三方設備和比專有DCS網絡體係更加實用的企業信息網進行互聯。在過去10年中，快速Ethernet構架已經取得了市場優勢
，並融合了更大的且在多網絡DCS構架中具有極大適應性的Gigabit Ethernet標準。

　　眾多可能性

　　當前的DCS技術不僅執行主要的常規控製功能
，比其專有的前身更為可靠，而且通過融合商業可行技術，具有極大的靈活性。

　　youguanlinghuoxingdelizitixianzaifangzhenjishushang。guoqu，ruguoyonghuxiangyaoyigemoniqizuoweicaozuoyuandexunliangongju
，weiyidezuofashishiyongyugaixitongxiangtongdekongzhiqihegongzuozhan。suizheshijiandetuiyi
，zaiyingjianshengjihuoxitongkuochongdeqingkuangxia，keyibaozhengmoniqieshikexingdefangfashiduizhichimoniqidefuzhiyingjianjinxingtouzi。erDCS控製器采用PC構架之後
，現在可以製造虛擬模擬器，實際的DCS應用軟件可以用在台式PC中，同時一台PC可以模擬20多個DCS控製器。這樣，模擬器就可以更容易及以更低的價格進行維護，從而產生更大的靈活性並節省投資。

　　新式DCS平ping台tai除chu了le其qi固gu有you的de靈ling活huo性xing外wai，還hai大da大da提ti高gao了le現xian有you計ji算suan機ji的de計ji算suan能neng力li。現xian有you的de計ji算suan機ji技ji術shu提ti供gong了le大da量liang改gai變bian電dian廠chang運yun行xing性xing能neng和he預yu期qi的de增zeng強qiang功gong能neng。如ru流liu程cheng趨qu勢shi分fen析xi、警報


、日誌以及曆史數據收集這些傳統功能，不僅變得更容易完成，同時也更方便與控製室外進行分享，使DCS成為企業整體IT構架的一部分。憑借強大平台所固有的數據收集、管理和分析增強能力

，部門
、電廠，甚至機群內部的過程改進機會變得更容易鑒定和實施（圖3）。

圖3 DCS的發展

　　智能電腦

　　過去10年nian，低di成cheng本ben且qie功gong能neng強qiang大da的de微wei芯xin片pian已yi經jing成cheng為wei現xian場chang設she備bei中zhong全quan集ji成cheng式shi組zu件jian，如ru發fa送song器qi和he執zhi行xing器qi。在zai其qi他ta特te征zheng中zhong
，比bi起qi使shi用yong常chang規gui的de現xian場chang設she備bei
，這zhe些xie“智能”設(she)備(bei)可(ke)以(yi)測(ce)量(liang)並(bing)報(bao)告(gao)多(duo)個(ge)來(lai)自(zi)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)變(bian)量(liang)而(er)同(tong)時(shi)又(you)可(ke)提(ti)供(gong)更(geng)高(gao)分(fen)辨(bian)率(lv)的(de)數(shu)據(ju)。另(ling)外(wai)，這(zhe)些(xie)設(she)備(bei)不(bu)斷(duan)對(dui)其(qi)健(jian)康(kang)執(zhi)行(xing)自(zi)我(wo)診(zhen)斷(duan)和(he)報(bao)告(gao)，在(zai)其(qi)影(ying)響(xiang)進(jin)程(cheng)之(zhi)前(qian)，可(ke)提(ti)醒(xing)操(cao)作(zuo)人(ren)員(yuan)對(dui)新(xin)發(fa)現(xian)問(wen)題(ti)提(ti)高(gao)警(jing)惕(ti)。

　　與以往的本壘打概念“一個設備，一次布線”不同，這些智能設備可使用常規4～20mA雙絞線
，或者允許多設備使用單一數字通信總線的Fieldbus網絡。比起傳統的較高設備配線成本
，Fieldbus構架大大降低了新電廠或新控製區的布線成本。

　　zhinengshebeiyekeyiwuxiancaozuo。guoquduonianzhong
，wuxianxianchangshebeiyijingzaiyixilieyingyongzhongzhengshileziji，zhexieshebeiwuxubuxianjiunenggouzhijiecongyuanduanchangsuocaijiguochengceliangshuju。

　　曾zeng經jing隻zhi用yong於yu主zhu要yao資zi產chan設she備bei的de故gu障zhang診zhen斷duan技ji術shu也ye發fa生sheng了le相xiang同tong的de變bian革ge。當dang前qian，如ru熱re量liang或huo振zhen動dong監jian控kong儀yi之zhi類lei的de診zhen斷duan和he檢jian測ce設she備bei，成cheng本ben已yi大da大da降jiang低di。安an裝zhuang這zhe些xie設she備bei比bi較jiao劃hua算suan，並bing可ke密mi切qie監jian測ce關guan鍵jian電dian廠chang設she備bei的de性xing能neng和he健jian康kang，在zai負fu麵mian趨qu勢shi影ying響xiang電dian廠chang運yun行xing前qian發fa現xian問wen題ti。

　　圖4 為回應技術革新，DCS技術將不斷發展，如一體化仿真、高性能數字總線構架、無線應用軟件
、網絡安全關注及多功能軟件應用程序

　　來自現場傳感器、執行器和診斷設備的數據附加價值，引發了另一個重大發展：全廠資產管理係統成為DCS構架的有機組成部分。這一全廠資產管理概念超越了傳統DCS工況報警概念
，並允許對電廠資產，以及對電廠狀況做出積極而非被動回應的操作進行詳細協調的分析（圖4）。

　　過去10年出現的智能過程優化趨勢的重要性
，將因大量數據流的可用性而提高。使用如模糊邏輯這樣的高級數學技術，這些“智能”應ying用yong軟ruan件jian可ke嚐chang試shi不bu斷duan跟gen蹤zong現xian實shi電dian廠chang的de運yun行xing條tiao件jian。一yi邊bian積ji累lei經jing驗yan，一yi邊bian獲huo取qu信xin息xi
，然ran後hou在zai明ming確que目mu標biao的de指zhi導dao下xia，通tong過guo調tiao整zheng過guo程cheng設she置zhi點dian來lai優you化hua生sheng產chan。如ruNOx優(you)化(hua)這(zhe)樣(yang)的(de)高(gao)級(ji)技(ji)術(shu)在(zai)很(hen)多(duo)領(ling)域(yu)已(yi)經(jing)被(bei)成(cheng)功(gong)使(shi)用(yong)，在(zai)這(zhe)些(xie)領(ling)域(yu)中(zhong)
，該(gai)技(ji)術(shu)幫(bang)助(zhu)公(gong)用(yong)事(shi)業(ye)公(gong)司(si)平(ping)衡(heng)排(pai)放(fang)與(yu)當(dang)前(qian)限(xian)製(zhi)或(huo)信(xin)用(yong)的(de)關(guan)係(xi)。如(ru)今(jin)，更(geng)高(gao)級(ji)的(de)數(shu)學(xue)模(mo)型(xing)正(zheng)在(zai)應(ying)用(yong)當(dang)中(zhong)
，這(zhe)將(jiang)帶(dai)來(lai)更(geng)進(jin)一(yi)步(bu)的(de)優(you)化(hua)，其(qi)中(zhong)包(bao)括(kuo)模(mo)仿(fang)生(sheng)物(wu)反(fan)應(ying)模(mo)型(xing)
，如(ru)免(mian)疫(yi)係(xi)統(tong)反(fan)應(ying)等(deng)。

　　renshidaokaifangxitongjishusuoyoudeyoudianjiqixingnengbuduanzengqiangdetongshi
，yexuyaoduizhexiexitongjinxingguanli。qizhong，zuizhongyaodeyaoqiushitigaoduixitonganquandeguanzhu。jinguanbeimeidianlikekaoxinggongsideguanjianjichujianshebaohubiaozhunweixitonganquangongzuotigongleyigekuangjia，danyonghuhegongyingshanggongtongguancheanquanfangan，shixitongwanzhengxingmianyuyouyishihewuyishideweixieyiranfeichangzhongyao。