芻議dcs自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件體系的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、<p>　　芻議DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件體系的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)</p><p>　　摘要；在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng)之下，DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)已經(jīng)變成了當(dāng)前社會(huì)工業(yè)產(chǎn)業(yè)的主要信息化控制體系，在工廠的發(fā)展過(guò)程之中具有相當(dāng)重要的作用，可以降低企業(yè)生產(chǎn)成本，并且確保產(chǎn)品的質(zhì)量。為了提升企業(yè)的管理水平，本文簡(jiǎn)要論述了DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件體系的設(shè)計(jì)以及具體實(shí)踐。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：DCS自動(dòng)

2、控制；軟件；設(shè)計(jì)； </p><p>　　中圖分類(lèi)號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　進(jìn)入新時(shí)期以來(lái)，我國(guó)的社會(huì)發(fā)生了諸多變化，而簡(jiǎn)單憑借人力來(lái)進(jìn)行企業(yè)管理以及生產(chǎn)，已經(jīng)沒(méi)有辦法滿(mǎn)足企業(yè)發(fā)展的需要。同時(shí)在第三次科技革命的推動(dòng)之下，計(jì)算機(jī)技術(shù)出現(xiàn)較快的發(fā)展，為企業(yè)使用計(jì)算機(jī)信息化系統(tǒng)來(lái)進(jìn)

3、行生產(chǎn)和管理打下了良好的基礎(chǔ)。所以，當(dāng)前現(xiàn)在企業(yè)在日常管理以及生產(chǎn)之中所使用的軟件系統(tǒng)逐漸增多，DCS 自動(dòng)控制系統(tǒng)則是其中一個(gè)。使用DCS 控制系統(tǒng)可以有效降低工人的勞動(dòng)力，并且提升企業(yè)生產(chǎn)效率以及智能化自動(dòng)化水平。企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者則可以通過(guò)使用DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)掌握自己企業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)程序，每日生產(chǎn)的情況以及參數(shù)變化。并且，DCS 自動(dòng)控制系統(tǒng)還可以?xún)?yōu)化企業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)程序，使得企業(yè)生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品所耗費(fèi)的成本較低，質(zhì)量較好，在減少企業(yè)生產(chǎn)成本

4、的之時(shí)，也可以給企業(yè)樹(shù)立起較好的形象。 </p><p>　　1、DCS系統(tǒng)概述 </p><p>　　1.1、DCS系統(tǒng)的概念 </p><p>　　DCS又稱(chēng)為分散控制系統(tǒng)，DCS是通過(guò)多臺(tái)計(jì)算機(jī)來(lái)控制生產(chǎn)過(guò)程中的多個(gè)控制回路，并可以集中地獲取"管理相關(guān)數(shù)據(jù)的一種自動(dòng)控制系統(tǒng)。這種系統(tǒng)主要是通過(guò)微處理機(jī)來(lái)控制各個(gè)回路，各個(gè)回路之間以及上下級(jí)之間通過(guò)高速

5、數(shù)據(jù)通道來(lái)交換信息。這樣就實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)系統(tǒng)之間的信息傳遞及溝通的網(wǎng)絡(luò)。只要在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候?qū)⑾嚓P(guān)的生產(chǎn)流程包含到系統(tǒng)控制的范圍之內(nèi)，就可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程的自動(dòng)化控制。并且這個(gè)系統(tǒng)還具有相關(guān)數(shù)據(jù)的獲取"監(jiān)控"管理及人機(jī)互換等方面的功能。由此可以看出DCS是一個(gè)具有很強(qiáng)的可靠性，并具有獨(dú)立控制能力的一個(gè)系統(tǒng)。如果子系統(tǒng)出現(xiàn)故障的話(huà)，其網(wǎng)絡(luò)式設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，可以為數(shù)據(jù)的獲取"傳遞及提取，選擇新的通道。換句話(huà)說(shuō)，DC

6、S的子系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，幾乎不會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作產(chǎn)生什么影響。而且這種系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)的多級(jí)控制系統(tǒng)比較，也具有比較突出的優(yōu)勢(shì)，DCS在結(jié)構(gòu)上更加靈活，布局也更加合理，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及運(yùn)用成本也不是很高，這也是DCS近年來(lái)得到廣泛運(yùn)用的主要原因之一。 </p><p>　　1.2、 DCS系統(tǒng)的特點(diǎn) </p><p>　　DCS相對(duì)于集中式控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)。首先，DCS具有非常高的

7、可靠性，DCS將整個(gè)的系統(tǒng)分成多個(gè)分系統(tǒng)，而且系統(tǒng)的控制功能也被分植到這些分系統(tǒng)之內(nèi)，也就是說(shuō)系統(tǒng)的控制是由多臺(tái)計(jì)算共同實(shí)現(xiàn)的。所以，每臺(tái)計(jì)算機(jī)所承擔(dān)的任務(wù)相對(duì)來(lái)說(shuō)就比較單一，出現(xiàn)錯(cuò)誤的概率不大，這在一定程度上提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性及可靠性。其次，DCS 具有開(kāi)放性。DCS 在設(shè)計(jì)之初，采用的就是開(kāi)放式、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、系列化的設(shè)計(jì)方式，系統(tǒng)中不同的計(jì)算機(jī)采用局域網(wǎng)的方式進(jìn)行信息的交換與傳遞，這樣系統(tǒng)內(nèi)的計(jì)算機(jī)就在不影響整個(gè)系統(tǒng)功能的前提下

8、，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的增加及減少。再次，DCS功能比較齊全，各部分之間的協(xié)調(diào)性也比較強(qiáng)。整個(gè)系統(tǒng)的控制算法豐富，可以有效地實(shí)現(xiàn)串級(jí)、前饋、解耦、自適應(yīng)和預(yù)測(cè)控制等先進(jìn)控制，而且各個(gè)工作站之間可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送相關(guān)的數(shù)據(jù)。這樣系統(tǒng)可以通過(guò)信息共享，協(xié)調(diào)工作完成控制系統(tǒng)的總體功能和優(yōu)化處理。 </p><p>　　2、自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件體系的設(shè)計(jì) </p><p>　　2.1、自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件體系之中實(shí)時(shí)

9、數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì) </p><p>　　實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)這是DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件體系之中全部數(shù)據(jù)庫(kù)建立的基礎(chǔ)，然而實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)則是在操作站的軟硬件環(huán)境基礎(chǔ)之上進(jìn)行創(chuàng)建的，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)之中，全部數(shù)據(jù)以及事件都應(yīng)該定時(shí)顯示。所以在對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行設(shè)計(jì)之時(shí)，應(yīng)該在充分掌握其性質(zhì)以及特點(diǎn)的基礎(chǔ)之上來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 </p><p>　　實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)功能的主要特點(diǎn):可以通過(guò)I/O設(shè)備以及I/O驅(qū)動(dòng)軟件來(lái)給現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集

10、提供接口。人們則可以通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)直接對(duì)原始數(shù)據(jù)作出處理。而任何一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的空間則是限的，所以數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)該進(jìn)行定期的清理，把以前的數(shù)據(jù)刪除，接著在輸入進(jìn)新的數(shù)據(jù)。當(dāng)數(shù)據(jù)進(jìn)行更新之時(shí)，則應(yīng)該第一時(shí)間通知客戶(hù)端。提供可以讓種種數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)先控制、計(jì)算以及處理的觸發(fā)和定時(shí)機(jī)制。在把數(shù)據(jù)輸入到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的之時(shí)，則應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行備份，避免數(shù)據(jù)丟失。應(yīng)該實(shí)時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)里的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索。可以把報(bào)警狀況以及操作事件的信息進(jìn)行匯總的功能。將對(duì)時(shí)間有著

11、較為嚴(yán)格要求的客戶(hù)進(jìn)程進(jìn)行統(tǒng)一的管理以及調(diào)度。 </p><p>　　2.2、DCS 自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件體系之中歷史數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì) </p><p>　　歷史數(shù)據(jù)庫(kù)這是存儲(chǔ)一些會(huì)時(shí)間的發(fā)展而產(chǎn)生變化的信息，則是對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)之中數(shù)據(jù)值、記錄時(shí)間、報(bào)警時(shí)間來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)，那么則就可以形成數(shù)據(jù)表的一種軟件。歷史數(shù)據(jù)庫(kù)的功能:可以把信息記錄保存在穩(wěn)定性良好的光碟和硬盤(pán)之上; 用戶(hù)通過(guò)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)可以把信息變

12、成各種報(bào)表會(huì)議及曲線(xiàn)圖，使得用戶(hù)可以有所了解; 歷史數(shù)據(jù)庫(kù)所能儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)總量則是通過(guò)存儲(chǔ)介質(zhì)的空間大小來(lái)決定的; 用戶(hù)在歷史數(shù)據(jù)庫(kù)之中進(jìn)行數(shù)據(jù)登錄策略則是接受到事件時(shí)間的限制;在將數(shù)據(jù)表輸入進(jìn)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)之時(shí)，則應(yīng)該嚴(yán)格標(biāo)注時(shí)間;歷史數(shù)據(jù)庫(kù)管理對(duì)象的特點(diǎn)是持久型、共享性、大量性以及可靠性。 </p><p>　　3、DCS 系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù) </p><p>　　DCS控制系統(tǒng)的操作站是系統(tǒng)管

13、理的人機(jī)接口。在使用過(guò)程中嚴(yán)格按照微機(jī)管理的 要求，防止病毒入侵，導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。系統(tǒng)安裝調(diào)試正常后，把系統(tǒng)組態(tài)文件備份到計(jì)算機(jī)硬盤(pán)上，操作人員不得自行修改或安裝硬盤(pán)上的文件，不得自行修改安裝系統(tǒng)部件和配置，盡量避免電磁場(chǎng)對(duì)系統(tǒng)的干擾，任何人不得將帶有永久磁場(chǎng)的東西帶入控制室。應(yīng)避免使用過(guò)程中移動(dòng)微機(jī)及顯示器，避免拉動(dòng)電纜和網(wǎng)線(xiàn)。 </p><p>　　3.1 日常檢查、 </p><p>

14、　　加強(qiáng)系統(tǒng)維護(hù)人員的培訓(xùn)，每天對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行日常點(diǎn)檢，并做好記錄以便發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障的規(guī)律性，進(jìn)而有針對(duì)性的維護(hù)。每天檢查系統(tǒng)溫度濕度變化情況應(yīng)符合系統(tǒng)工作要求，檢查系統(tǒng)供電電壓后備電源和直流電源運(yùn)行情況，檢查輸入、輸出卡件指示燈顯示的運(yùn)行狀態(tài)，檢查通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)，檢查冗余狀態(tài)是否正常，檢查報(bào)警連鎖記錄是否存在異常記錄等。 </p><p>　　3.2 系統(tǒng)維護(hù)注意的問(wèn)題 </p><p

15、>　　在系統(tǒng)維護(hù)時(shí)，如果接觸到系統(tǒng)組成部件上的集成電路元器件焊點(diǎn)，極有可能造成靜電損壞。靜電損壞包括卡件損害，性能變差和使用壽命縮短。為避免維護(hù)過(guò)程中由于靜電引入造成損害應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：在拔卡件之前，要采取防靜電措施。如帶上接地良好防靜電手腕或進(jìn)行人體放電。換下的或備用的卡件要裝在防靜電套內(nèi)，不要人為的觸摸焊點(diǎn)，更不要搬弄卡件上的元器件?？鼡Q后應(yīng)確認(rèn)其屬性設(shè)置和原來(lái)保持一致。利用設(shè)備大修的機(jī)會(huì)有計(jì)劃的進(jìn)行系統(tǒng)全面維護(hù)。全面系統(tǒng)

16、維護(hù)時(shí)要停電進(jìn)行。 </p><p><b>　　4、結(jié)語(yǔ) </b></p><p>　　進(jìn)行 DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件體系的設(shè)計(jì)以及實(shí)現(xiàn)則是當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，我們則可以通過(guò)對(duì)軟件體系之中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)來(lái)使得DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件體系之中的操作系統(tǒng)軟件、網(wǎng)絡(luò)通信軟件、DCS系統(tǒng)組態(tài)軟件以及 DCS系統(tǒng)監(jiān)控軟件可以有效實(shí)現(xiàn)，使得DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件在企

17、業(yè)發(fā)展做出貢獻(xiàn)，創(chuàng)造出較多的社會(huì)財(cái)富。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]汪洋,魏峻,王振宇.基于體系結(jié)構(gòu)模型檢查分布式控制系統(tǒng)[J].軟件學(xué)報(bào),2004,06:823-833. </p><p>　　[2]高素萍.DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件體系的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì),2004,07:119