集散控制系統(tǒng)簡(jiǎn)稱DCS吏夯，也可直譯為“分散控制系統(tǒng)”或“分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)”。它采用控制分散、操作和管理集中的基本設(shè)計(jì)思想魄蔗，采用多層分級(jí)、合作自治的結(jié)構(gòu)形式刹讹。其主要特征是它的集中管理和分散控制肆洽。目前DCS在電力易麻、冶金、石化等各行各業(yè)都獲得了極其廣泛的應(yīng)用社咒。

DCS通常采用分級(jí)遞階結(jié)構(gòu)秽祷，如圖1所示，每一級(jí)由若干子系統(tǒng)組成位俩，每一個(gè)子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)若干特定的有限目標(biāo)矗寂，形成金字塔結(jié)構(gòu)。

可靠性是DCS發(fā)展的生命勇蝙，要保證DCS的高可靠性主要有三種措施：一是廣泛應(yīng)用高可靠性的硬件設(shè)備和生產(chǎn)工藝沫勿；二是廣泛采用冗余技術(shù)；三是在軟件設(shè)計(jì)上廣泛實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的容錯(cuò)技術(shù)味混、故障自診斷和自動(dòng)處理技術(shù)等瘩朋。當(dāng)今大多數(shù)集散控制系統(tǒng)的MTBF可達(dá)幾萬甚至幾十萬小時(shí)荸跃。

1佩番、集散控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

近年來附帽，在DCS關(guān)聯(lián)領(lǐng)域有許多新進(jìn)展，主要表現(xiàn)在如下一些方面馆衔。

(1)系統(tǒng)功能向開放式方向發(fā)展傳統(tǒng)DCS的結(jié)構(gòu)是封閉式的瘟判，不同制造商的DCS之間難以兼容。而開放式的DCS將可以賦予用戶更大的系統(tǒng)集成自主權(quán)角溃，用戶可根據(jù)實(shí)際需要選擇不同廠商的設(shè)備連同軟件資源連入控制系統(tǒng)拷获，達(dá)到最佳的系統(tǒng)集成。這里不僅包括DCS與DCS的集成开镣，更包括DCS與PLC刀诬、FCS及各種控制設(shè)備和軟件資源的廣義集成。

(2)儀表技術(shù)向數(shù)字化常籍、智能化健吃、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展工業(yè)控制設(shè)備的智能化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展锨圣，可以促使過程控制的功能進(jìn)一步分散下移陕绢，實(shí)現(xiàn)真正意義上的“全數(shù)字”、“全分散”控制骗采。另外闯揪，由于這些智能儀表具有的精度高、重復(fù)性好词趾、可靠性高避某，并具備雙向通信和自診斷功能等特點(diǎn)，致使系統(tǒng)的安裝、使用和維護(hù)工作更為方便蚯垫。

(3)工控軟件正向先進(jìn)控制方向發(fā)展廣泛應(yīng)用各種先進(jìn)控制與優(yōu)化技術(shù)是挖掘并提升DCS綜合性能最有效闲涕、最直接、也是最具價(jià)值的發(fā)展方向咳碰，主要包括先進(jìn)控制剖毯、過程優(yōu)化、信息集成教馆、系統(tǒng)集成等軟件的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用逊谋。在未來，工業(yè)控制軟件也將繼續(xù)向標(biāo)準(zhǔn)化土铺、網(wǎng)絡(luò)化胶滋、智能化和開放性發(fā)展方向。

(4)系統(tǒng)架構(gòu)向FCS方向發(fā)展單純從技術(shù)而言舒憾，現(xiàn)階段現(xiàn)場(chǎng)總線集成于DCS可以有三種方式：①現(xiàn)場(chǎng)總線于DCS系統(tǒng)I/O總線上的集成――通過一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線接口卡掛在DCS的I/O總線上镀钓，使得在DCS控制器所看到的現(xiàn)場(chǎng)總線來的信息就如同來自一個(gè)傳統(tǒng)的DCS設(shè)備卡一樣。例如Fisher-Rosemount公司推出的DeltaV系統(tǒng)采用的就是此種集成方案镀迂。②現(xiàn)場(chǎng)總線于DCS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)層的集成――就是在DCS更高一層網(wǎng)絡(luò)上集成現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)，這種集成方式不需要對(duì)DCS控制站進(jìn)行改動(dòng)唤蔗，對(duì)原有系統(tǒng)影響較小探遵。如Smar公司的302系列現(xiàn)場(chǎng)總線產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)在DCS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)層集成其現(xiàn)場(chǎng)總線功能。③現(xiàn)場(chǎng)總線通過網(wǎng)關(guān)與DCS系統(tǒng)并行集成――現(xiàn)場(chǎng)總線和DCS還可以通過網(wǎng)關(guān)橋接實(shí)現(xiàn)并行集成妓柜。如SUPCON的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)箱季，利用HART協(xié)議網(wǎng)橋連接系統(tǒng)操作站和現(xiàn)場(chǎng)儀表，從而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備管理系統(tǒng)操作站與HART協(xié)議現(xiàn)場(chǎng)儀表之間的通信功能寸纠。

一直以來DCS的重點(diǎn)在于控制雳雄，它以“分散”作為關(guān)鍵字。但現(xiàn)代發(fā)展更著重于全系統(tǒng)信息綜合管理帮课，今后“綜合”又將成為其關(guān)鍵字匙久，向?qū)崿F(xiàn)控制體系、運(yùn)行體系八泡、計(jì)劃體系趾马、管理體系的綜合自動(dòng)化方向發(fā)展，實(shí)施從最底層的實(shí)時(shí)控制锚揍、優(yōu)化控制上升到生產(chǎn)調(diào)度毁察、經(jīng)營(yíng)管理，以至最高層的戰(zhàn)略決策防养，形成一個(gè)具有柔性尚染、高度自動(dòng)化的管控一體化系統(tǒng)。

2、DCS的硬件體系結(jié)構(gòu)

考察DCS的層次結(jié)構(gòu)逗柴，DCS級(jí)和控制管理級(jí)是組成DCS的兩個(gè)最基本的環(huán)節(jié)蛹头。

過程控制級(jí)具體實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的輸入、變換嚎于、運(yùn)算和輸出等分散控制功能掘而。在不同的DCS中，過程控制級(jí)的控制裝置各不相同于购，如過程控制單元袍睡、現(xiàn)場(chǎng)控制站、過程接口單元等等肋僧，但它們的結(jié)構(gòu)形式大致相同斑胜，可以統(tǒng)稱為現(xiàn)場(chǎng)控制單元FCU。過程管理級(jí)由工程師站嫌吠、操作員站止潘、管理計(jì)算機(jī)等組成，完成對(duì)過程控制級(jí)的集中監(jiān)視和管理辫诅，通常稱為操作站凭戴。DCS的硬件和軟件，都是按模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的炕矮，所以DCS的開發(fā)實(shí)際上就是將系統(tǒng)提供的各種基本模塊按實(shí)際的需要組合成為一個(gè)系統(tǒng)逆酣，這個(gè)過程稱為系統(tǒng)的組態(tài)。

(1)現(xiàn)場(chǎng)控制單元

現(xiàn)場(chǎng)控制單元一般遠(yuǎn)離控制中心堡它，安裝在靠近現(xiàn)場(chǎng)的地方殖锹，其高度模塊化結(jié)構(gòu)可以根據(jù)過程監(jiān)測(cè)和控制的需要配置成由幾個(gè)監(jiān)控點(diǎn)到數(shù)百個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的規(guī)模不等的過程控制單元。

現(xiàn)場(chǎng)控制單元的結(jié)構(gòu)是由許多功能分散的插板（或稱卡件）按照一定的邏輯或物理順序安裝在插板箱中衍醒，各現(xiàn)場(chǎng)控制單元及其與控制管理級(jí)之間采用總線連接席磕，以實(shí)現(xiàn)信息交互。

現(xiàn)場(chǎng)控制單元的硬件配置需要完成以下內(nèi)容：

插件的配置根據(jù)系統(tǒng)的要求和控制規(guī)模配置主機(jī)插件（CPU插件）父驮、電源插件照窥、I/O插件、通信插件等硬件設(shè)備切拳；

硬件冗余配置對(duì)關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行冗余配置是提高DCS可靠性的一個(gè)重要手段茁臀，DCS通常可以對(duì)主機(jī)插件孽倒、電源插件堆因、通信插件和網(wǎng)絡(luò)、關(guān)鍵I/O插件都可以實(shí)現(xiàn)冗余配置救鲤。

硬件安裝不同的DCS久窟，對(duì)于各種插件在插件箱中的安裝秩冈，會(huì)在邏輯順序或物理順序上有相應(yīng)的規(guī)定。另外斥扛，現(xiàn)場(chǎng)控制單元通常分為基本型和擴(kuò)展型兩種入问，所謂基本型就是各種插件安裝在一個(gè)插件箱中，但更多的時(shí)候時(shí)需要可擴(kuò)展的結(jié)構(gòu)形式稀颁，即一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制單元還包括若干數(shù)字輸入/輸出擴(kuò)展單元芬失，相互間采用總線連成一體。

就本質(zhì)而言匾灶，現(xiàn)場(chǎng)控制單元的結(jié)構(gòu)形式和配置要求與模塊化PLC的硬件配置是一致的棱烂。

操作站以來顯示并記錄來自各控制單元的過程數(shù)據(jù)，是人與生產(chǎn)過程信息交互的操作接口阶女。典型的操作站包括主機(jī)系統(tǒng)颊糜、顯示設(shè)備、鍵盤輸入設(shè)備秃踩、信息存儲(chǔ)設(shè)備和打印輸出設(shè)備等衬鱼，主要實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的顯示功能（如模擬參數(shù)顯示、系統(tǒng)狀態(tài)顯示酿萄、多種畫面顯示等等）序机、報(bào)警功能、操作功能争峭、報(bào)表打印功能圃星、組態(tài)和編程功能等等。

另外烤眉，DCS操作站還分為操作員站和工程師站。從系統(tǒng)功能上看项请，前者主要實(shí)現(xiàn)一般的生產(chǎn)操作和監(jiān)控任務(wù)烦盛，具有數(shù)據(jù)采集和處理、監(jiān)控畫面顯示肚轴、故障診斷和報(bào)警等功能紧邑。后者除了具有操作員站的一般功能以外，還應(yīng)具備系統(tǒng)的組態(tài)稠还、控制目標(biāo)的修改等功能伞缺。從硬件設(shè)備上看，多數(shù)系統(tǒng)的工程師站和操作員站合在一起叁丧，僅用一個(gè)工程師鍵盤加以區(qū)分啤誊。

3、DCS的軟件系統(tǒng)

DCS的軟件體系如圖2所示拥娄，通澄们拢可以為用戶提供相當(dāng)豐富的功能軟件模塊和功能軟件包瞳筏，控制工程師利用DCS提供的組態(tài)軟件，將各種功能軟件進(jìn)行適當(dāng)?shù)摹敖M裝連接”（即組態(tài)）牡昆，生成滿足控制系統(tǒng)的要求各種應(yīng)用軟件姚炕。

(1)現(xiàn)場(chǎng)控制單元的軟件系統(tǒng)

如圖3，現(xiàn)場(chǎng)控制單元的軟件主要包括以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫為中心的數(shù)據(jù)巡檢丢烘、控制算法柱宦、控制輸出和網(wǎng)絡(luò)通信等軟件模塊組成。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫

起到了中心環(huán)節(jié)的作用播瞳，在這里進(jìn)行數(shù)據(jù)共享掸刊，各執(zhí)行代碼都與它交換數(shù)據(jù)，用來存儲(chǔ)現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)狐史、控制輸出以及某些計(jì)算的中間結(jié)果和控制算法結(jié)構(gòu)等方面的信息痒给。數(shù)據(jù)巡檢模塊用以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)、故障信號(hào)的采集近振，并實(shí)現(xiàn)必要的數(shù)字濾波红狗、單位變換、補(bǔ)償運(yùn)算等輔助功能暴遂。DCS的控制功能通過組態(tài)生成暂呈，不同的系統(tǒng)，需要的控制算法模塊各不相同粘伊，通常會(huì)涉及以下一些模塊：算術(shù)運(yùn)算模塊辜辰、邏輯運(yùn)算模塊、PID控制模塊惠翼、變型PID模塊束敦、手自動(dòng)切換模塊、非線性處理模塊支摹、執(zhí)行器控制模塊等等匾瓣。控制輸出模塊主要實(shí)現(xiàn)控制信號(hào)以故障處理的輸出代郊。

(2)操作站的軟件系統(tǒng)

DCS中的操作站用以完成系統(tǒng)的開發(fā)袱耽、生成、測(cè)試和運(yùn)行等任務(wù)干发，這就需要相應(yīng)的系統(tǒng)軟件支持朱巨，這些軟件包括操作系統(tǒng)、編程語言及各種工具軟件等枉长。一套完善的DCS冀续，在操作站上運(yùn)行的應(yīng)用軟件應(yīng)能實(shí)現(xiàn)如下功能：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)管理搀暑、歷史數(shù)據(jù)庫管理沥阳、圖形管理跨琳、歷史數(shù)據(jù)趨勢(shì)管理、數(shù)據(jù)庫詳細(xì)顯示與修改桐罕、記錄報(bào)表生成與打印脉让、人機(jī)接口控制、控制回路調(diào)節(jié)功炮、參數(shù)列表溅潜、串行通信和各種組態(tài)等。

4薪伏、DCS的組態(tài)（開發(fā)與生成）

DCS的開發(fā)過程主要是采用系統(tǒng)組態(tài)軟件依據(jù)控制系統(tǒng)的實(shí)際需要生成各類應(yīng)用軟件的過程墅瑟。組態(tài)軟件功能包括基本配置組態(tài)和應(yīng)用軟件組態(tài)》栊睿基本配置組態(tài)是給系統(tǒng)一個(gè)配置信息枪素，如系統(tǒng)的各種站的個(gè)數(shù)、它們的索引標(biāo)志猩镰、每個(gè)控制站的最大點(diǎn)數(shù)芹倔、最短執(zhí)行周期和內(nèi)存容量等。應(yīng)用軟件的組態(tài)則包括比較豐富的內(nèi)容氨鹤，主要包括以下幾個(gè)方面威脯。

(1)控制回路的組態(tài)

控制回路的組態(tài)在本質(zhì)上就是利用系統(tǒng)提供的各種基本的功能模塊，來構(gòu)成各種各樣的實(shí)際控制系統(tǒng)何煞。目前各種不同的DCS提供的組態(tài)方法各不相同跨略，歸納起來有指定運(yùn)算模塊連接方式、判定表方式柿患、步驟記錄方式等等烁犀。

指定運(yùn)算模塊連接方式是通過調(diào)用各種獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算模塊，用線條連接成多種多樣的控制回路森枪，最終自動(dòng)生成控制軟件周蹭，這是一種信息流和控制功能都很直觀的組態(tài)方法。判定表方式是一種純粹的填表形式疲恢，只要按照組態(tài)表格的要求，逐項(xiàng)填入內(nèi)容或回答問題即可瓷胧，這種方式很利于用戶的組態(tài)操作显拳。步驟記入方式是一種基于語言指令的編寫方式，編程自由度大搓萧，各種復(fù)雜功能都可通過一些技巧實(shí)現(xiàn)杂数，但組態(tài)效率較低。另外瘸洛，由于這種組態(tài)方法不夠直觀揍移，往往對(duì)組態(tài)工程師在技術(shù)水平和組態(tài)經(jīng)驗(yàn)有較高的要求次和。

(2)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫生成

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫是DCS最基本的信息資源，這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)由實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)和管理那伐。在DCS中踏施，建立和修改實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫記錄的方法有多種，常用的方法是用通用數(shù)據(jù)庫工具軟件生成數(shù)據(jù)庫文件披滑，系統(tǒng)直接利用這種數(shù)據(jù)格式進(jìn)行管理或采用某種方法將生成的數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換為DCS所要求的格式徒锄。

(3)工業(yè)流程畫面的生成

DCS是一種綜合控制系統(tǒng)，它必須具有豐富的控制系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)畫面顯示功能羹卷。顯然安芋，不同的控制系統(tǒng)，需要顯示的畫面是不一樣的淀胞。總的來說两军，結(jié)合總貌肿犁、分組、控制回路喉隙、流程圖叶皿、報(bào)警等畫面，以字符畏帖、棒圖拢掷、曲線等適當(dāng)?shù)男问奖硎境龈鞣N測(cè)控參數(shù)、系統(tǒng)狀態(tài)曹动，是DCS組態(tài)的一項(xiàng)基本要求斋日。此外，根據(jù)需要還可顯示各類變量目錄畫面墓陈、操作指導(dǎo)畫面恶守、故障診斷畫面、工程師維護(hù)畫面和系統(tǒng)組態(tài)畫面贡必。

(4)歷史數(shù)據(jù)庫的生成

所有DCS都支持歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和趨勢(shì)顯示功能兔港，歷史數(shù)據(jù)庫通常由用戶在不需要編程的條件下，通過屏幕編輯編譯技術(shù)生成一個(gè)數(shù)據(jù)文件仔拟，該文件定義了各歷史數(shù)據(jù)記錄的結(jié)構(gòu)和范圍衫樊。歷史數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)一般按組劃分，每組內(nèi)數(shù)據(jù)類型利花、采樣時(shí)間一樣科侈。在生成時(shí)對(duì)各數(shù)據(jù)點(diǎn)的有關(guān)信息進(jìn)行定義。

(5)報(bào)表生成

DCS的操作員站的報(bào)表打印功能也是通過組態(tài)軟件中的報(bào)表生成部分進(jìn)行組態(tài)炒事，不同的DCS在報(bào)表打印功能方面存在較大的差異臀栈。一般來說蔫慧，DCS支持如下兩類報(bào)表打印功能：一是周期性報(bào)表打印，二是觸發(fā)性報(bào)表打印岭蚜，用戶根據(jù)需要和喜好生成不同的報(bào)表形式脯阔。

5、DCS中的先進(jìn)控制技術(shù)

DCS在控制上的最大特點(diǎn)是依靠各種控制纸靠、運(yùn)算模塊的靈活組態(tài)游推，可實(shí)現(xiàn)多樣化的控制策略以滿足不同情況下的需要，使得在單元組合儀表實(shí)現(xiàn)起來相當(dāng)繁瑣與復(fù)雜的命題變得簡(jiǎn)單誓读。隨著企業(yè)提出的高柔性胳雁、高效益的要求，以經(jīng)典控制理論為基礎(chǔ)的控制方案已經(jīng)不能適應(yīng)伞让，以多變量預(yù)測(cè)控制為代表的先進(jìn)控制策略的提出和成功應(yīng)用之后康逝，先進(jìn)過程控制受到了過程工業(yè)界的普遍關(guān)注。需要強(qiáng)調(diào)的是停濒，廣泛應(yīng)用各種先進(jìn)控制與優(yōu)化技術(shù)是挖掘并提升DCS綜合性能最有效菲恢、最直接、也是最具價(jià)值的發(fā)展方向衣右。

在實(shí)際過程控制系統(tǒng)中锁孟，基于PID控制技術(shù)的系統(tǒng)占80%以上，PID回路運(yùn)用優(yōu)劣在實(shí)現(xiàn)裝置平穩(wěn)茁瘦、高效品抽、優(yōu)質(zhì)運(yùn)行中起到舉足輕重的作用，各DCS廠商都以此作為搶占市場(chǎng)的有力競(jìng)爭(zhēng)砝碼甜熔，開發(fā)出各自的PID自整定軟件圆恤。另外，根據(jù)DCS的控制功能腔稀，在基本的PID算法基礎(chǔ)上盆昙，可以開發(fā)各種改進(jìn)算法，以滿足實(shí)際工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)的各種需要焊虏，諸如帶死區(qū)的PID控制淡喜、積分分離的PID控制、微分先行的PID控制诵闭、不完全微分的PID控制拆火、具有邏輯選擇功能的PID控制等等。

與傳統(tǒng)的PID控制不同涂圆，基于非參數(shù)模型的預(yù)測(cè)控制算法是通過預(yù)測(cè)模型預(yù)估系統(tǒng)的未來輸出的狀態(tài)，采用滾動(dòng)優(yōu)化策略計(jì)算當(dāng)前控制器的輸出湃儒。根據(jù)實(shí)施方案的不同还纤，有各種算法尸惭，例如，內(nèi)牟毫冢控制男磅、模型算法控制、動(dòng)態(tài)矩陣控制等苞惰。目前蜂澄，實(shí)用預(yù)測(cè)控制算法已引入DCS，例如IDCOM控制算法軟件包已廣泛應(yīng)用于加氫裂化咕诊、催化裂化墨攻、常壓蒸餾、石腦油催化重整等實(shí)際工業(yè)過程焚卖。此外汹魁，還有霍尼韋爾公司的HPC，橫河公司的PREDICTROL晰绎，山武霍尼韋爾公司在TDC-3000LCN系統(tǒng)中開發(fā)的基于卡爾曼濾波器的預(yù)測(cè)控制器等等寓落。這類預(yù)測(cè)控制器不是單純把卡爾曼濾波器置于以往預(yù)測(cè)控制之前進(jìn)行噪聲濾波，而是把卡爾曼濾波器作為最優(yōu)狀態(tài)推測(cè)器荞下，同時(shí)進(jìn)行最優(yōu)狀態(tài)推測(cè)和噪聲濾波伶选。

先進(jìn)控制算法還有很多。目前尖昏，國(guó)內(nèi)仰税、外許多控制軟件公司和DCS廠商都在競(jìng)相開發(fā)先進(jìn)控制和優(yōu)化控制的工程軟件包，希望在組態(tài)軟件中嵌入先進(jìn)控制和優(yōu)化控制策略会宪。

6肖卧、OPC技術(shù)及其應(yīng)用簡(jiǎn)介

當(dāng)大量現(xiàn)場(chǎng)信息由智能儀表或通過現(xiàn)場(chǎng)總線直接進(jìn)入計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)后，存在著計(jì)算機(jī)內(nèi)部應(yīng)用程序?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)信息的共享與交互問題掸鹅。由于缺乏統(tǒng)一的連接標(biāo)準(zhǔn)塞帐，工控軟件往往需要為硬件設(shè)備開發(fā)專用的驅(qū)動(dòng)程序。這樣一旦硬件設(shè)備升級(jí)換代巍沙，就需要對(duì)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行更改葵姥，增加了系統(tǒng)的維護(hù)成本。即使計(jì)算機(jī)中的SCADA有獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)程序句携，但一般也不允許同時(shí)訪問相同的設(shè)備献舍，否則很容易造成系統(tǒng)崩潰⊙缫啵可見苟及，現(xiàn)場(chǎng)控制層作為企業(yè)整個(gè)信息系統(tǒng)的底層部分，必然需要與過程管理層和經(jīng)營(yíng)決策層進(jìn)行集成，這樣也存在著監(jiān)控計(jì)算機(jī)如何與其它計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息溝通和傳遞的問題夷钥。由于控制系統(tǒng)往往是不同廠商開發(fā)的專用系統(tǒng)锚蛀，相互之間兼容性差，與高層的商業(yè)管理軟件之間又缺乏有效的通信接口婿残，因此通信規(guī)范問題成為了制約控制系統(tǒng)突破“信息孤島”的瓶頸核宿。

OPC（OLEforProcessControl）的出現(xiàn)，建立了一套符合工業(yè)控制要求的通信接口規(guī)范襟腹，使控制軟件可以高效顾篡、穩(wěn)定地對(duì)硬件設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)存取操作，應(yīng)用軟件之間也可以靈活地進(jìn)行信息交互摊哟，極大提高了控制系統(tǒng)的互操作性和適應(yīng)性

從軟件的角度來說在竹，OPC可以看成是一個(gè)“軟件總線”的標(biāo)準(zhǔn)。首先限寞，它提供了不同應(yīng)用程序間（甚至可以是通過網(wǎng)絡(luò)連接起來的不同工作站上的應(yīng)用程序之間）實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ罉?biāo)準(zhǔn)忍啸；其次，它還針對(duì)過程控制的需要定義了在通道中進(jìn)行傳輸和交換的格式履植。OPC標(biāo)準(zhǔn)的體系結(jié)構(gòu)為客戶/服務(wù)器模式计雌，即將軟件分為OPC服務(wù)器和OPC客戶。OPC服務(wù)器提供必要的OPC數(shù)據(jù)訪問標(biāo)準(zhǔn)接口玫霎；OPC客戶通過該標(biāo)準(zhǔn)接口來訪問OPC數(shù)據(jù)凿滤。

運(yùn)用OPC標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的軟件由于都基于共同的數(shù)據(jù)及接口標(biāo)準(zhǔn)，因此相互之間具有很強(qiáng)的通用性庶近。這在工業(yè)控制領(lǐng)域中翁脆，具有十分現(xiàn)實(shí)的意義。OPC服務(wù)器可由不同供應(yīng)商提供鼻种，其代碼決定了服務(wù)器訪問物理設(shè)備的方式反番、數(shù)據(jù)處理等細(xì)節(jié)。但這些對(duì)OPC客戶程序來說都是透明的叉钥，只需要遵循相同的規(guī)范或方法就能讀取服務(wù)器中的數(shù)據(jù)罢缸。同樣，軟件供應(yīng)商則只需將自己的軟件加上OPC接口码累，即能從OPC服務(wù)器中取得數(shù)據(jù)譬椰，而不需關(guān)心底層的細(xì)節(jié)。通過OPC接口激撮，OPC客戶程序可以和一個(gè)或多個(gè)不同的OPC服務(wù)器連接姚不。如圖4，同時(shí)一個(gè)OPC服務(wù)器也可以與多個(gè)客戶程序相連泉惋，形成多對(duì)多的關(guān)系衷玩。任何支持OPC的產(chǎn)品都可以實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)的無縫集成。由于OPC技術(shù)基于DCOM，所以客戶程序和服務(wù)器可以分布在不同的主機(jī)上盾倍，形成網(wǎng)絡(luò)化的監(jiān)控系統(tǒng)孕序。

DCS

OPC技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，無論供應(yīng)商還是最終用戶都可以從中得到巨大的益處炸诚。首先，OPC技術(shù)把硬件和應(yīng)用軟件有效地分離開为稽，硬件廠商只需要提供一套軟件組件碗屏，所有OPC客戶程序都可以使用這些組件，無需重復(fù)開發(fā)驅(qū)動(dòng)程序疑苔。一旦硬件升級(jí)甫匹，只需修改OPC服務(wù)器端I/O接口部分，無需改動(dòng)客戶端程序惦费。其次兵迅，工控軟件只要開發(fā)一套OPC接口就可采用統(tǒng)一的方式對(duì)不同硬件廠商的設(shè)備進(jìn)行存取操作。這樣薪贫，軟硬件廠商可以專注于各自的核心部分恍箭，而不是兼容問題。

對(duì)于最終用戶而言瞧省，由于無需擔(dān)心互操作性扯夭，在選擇和更換軟硬件時(shí)有了更多的余地，使異構(gòu)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成將變得很簡(jiǎn)單鞍匾。用戶可以將重點(diǎn)放在整個(gè)系統(tǒng)的功能及應(yīng)用上交洗，這也意味著成本的降低。此外橡淑，OPC組件的使用也十分方便构拳，用戶只需進(jìn)行簡(jiǎn)單的組態(tài)即可。

OPC服務(wù)器在底層控制系統(tǒng)中采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)祥喳，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用程序與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的有效連接耀奠，發(fā)揮著重要的橋梁作用，同時(shí)也促進(jìn)了企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制層和生產(chǎn)過程管理層二搀、經(jīng)營(yíng)決策層的集成先兆。

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