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大型分布式DCS系统的组成实现

DCS系统在发电、炼钢、石化等领域有着广泛的用途,极大的提高了生产的自动化程度。但随着DCS系统的规模越来越大,对其可靠性、实时响应速度、可扩展性及可维护性也提出了更高的要求。

1、系统整体结构

DCS系统采用三层网络结构,最上层的高层管理网和中间层的现场控制网均采用100M以太网。并通过使用光纤互连来提高通信距离和抗干扰能力;通过使用交换机来提高网络交换速度;通过使用工业级产品来提高系统可靠性。

2、高层管理网

最上层高层管理网由管理计算机、数据服务器、Internet、网关服务器等组成,是实现企业综合管理的信息通道。

3、中间层现场控制网

中间层现场控制网由网关服务器、工程师站、操作站、现场控制站及网桥等组成,用于高速、可靠传输过程实时数据、控制数据、组态信息等所有现场控制层数据。

4、底层现场控制站内部网

现场控制站内部网用于以太网通信卡、CAN通信卡、I/O卡件之间的数据通信以及现场控制站和机笼间的互连。

5、系统硬件部分介绍

整个硬件系统中只有现场控制站和网桥需要自主开发。现场控制站是整个系统中最底层部分,其性能好坏直接影响到整个DCS系统是否成功。

6、现场控制站

现场控制站由若干机笼组成,各机笼相互独立,通过中间层现场控制网或底层现场控制站内部网(冗余CAN网)互连,机笼内部由一系列插卡和一公用底板组成。

7、网桥

网桥由一块X86CPU板和若干块通讯子板组成,一边连接中间层现场控制网,另一边连接数字化仪表及第三方设备,起到通讯中介的作用。

8、系统软件设计

系统软件包括上位机的PC系统软件、下位机QNX系统中的软件和I/O卡件中的嵌入式软件。

文中介绍的系统结合通讯、计算机等方面的一些技术,采用基于CAN总线及QNX分布式实时操作系统的解决方法,实现了分布式实时DCS系统,满足了设计要求。

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