【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。

　　tongshi，womenyemuduleguangfanronghechangguitaishijisuanjijishuyuanjiankongzhixitongjishudexingqi。congcaozuoyuangongzuozhandaoguochengkongzhiqi，zaidaowangluojigezhongcaozuoxitongyuanjian，guochengkongzhixingyeyijingjieshoulebiaozhuntaishijisuanji，bingshiqishiyinggongyekongzhiyingyongruanjiandegexingxuqiu。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DCSgoujianjiandetongxinershejidegaoduzhuanyougoujia。nashimeiyoubiaozhundegoujia，yixieshujugaosugongluyougongyingshangfuzequanbusheji，erqitazedatigenjubiaozhunsheji
，danzhexiebiaozhunshitedingxitongsuoduyoude。jinxingxinxigaosugongluzhiwaidetongxinhenkunnan，erqiexuyaokaifazidingyishujuyuanwenjian，zhetongchangxuyaohenduofeiyong。

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。

　　有you關guan靈ling活huo性xing的de例li子zi體ti現xian在zai仿fang真zhen技ji術shu上shang。過guo去qu，如ru果guo用yong戶hu想xiang要yao一yi個ge模mo擬ni器qi作zuo為wei操cao作zuo員yuan的de訓xun練lian工gong具ju，惟wei一yi的de做zuo法fa是shi使shi用yong與yu該gai係xi統tong相xiang同tong的de控kong製zhi器qi和he工gong作zuo站zhan。隨sui著zhe時shi間jian的de推tui移yi，在zai硬ying件jian升sheng級ji或huo係xi統tong擴kuo充chong的de情qing況kuang下xia，可ke以yi保bao證zheng模mo擬ni切qie實shi可ke行xing的de方fang法fa是shi對dui支zhi持chi模mo擬ni器qi的de複fu製zhi硬ying件jian進jin行xing投tou資zi。而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10nian，dichengbenqiegongnengqiangdadeweixinpianyijingchengweixianchangshebeizhongquanjichengshizujian，rufasongqihezhixingqi。zaiqitatezhengzhong
，biqishiyongchangguidexianchangshebei
，zhexie“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。

　　智zhi能neng設she備bei也ye可ke以yi無wu線xian操cao作zuo。過guo去qu多duo年nian中zhong
，無wu線xian現xian場chang設she備bei已yi經jing在zai一yi係xi列lie應ying用yong中zhong證zheng實shi了le自zi己ji，這zhe些xie設she備bei無wu需xu布bu線xian就jiu能neng夠gou直zhi接jie從cong遠yuan端duan場chang所suo采cai集ji過guo程cheng測ce量liang數shu據ju。

　　zengjingzhiyongyuzhuyaozichanshebeideguzhangzhenduanjishuyefashenglexiangtongdebiange。dangqian，rurelianghuozhendongjiankongyizhileidezhenduanhejianceshebei
，chengbenyidadajiangdi。anzhuangzhexieshebeibijiaohuasuan，bingkemiqiejianceguanjiandianchangshebeidexingnenghejiankang，zaifumianqushiyingxiangdianchangyunxingqianfaxianwenti。

　　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(ru)NOxyouhuazheyangdegaojijishuzaihenduolingyuyijingbeichenggongshiyong，zaizhexielingyuzhong
，gaijishubangzhugongyongshiyegongsipinghengpaifangyudangqianxianzhihuoxinyongdeguanxi。rujin，genggaojideshuxuemoxingzhengzaiyingyongdangzhong，zhejiangdailaigengjinyibudeyouhua，qizhongbaokuomofangshengwufanyingmoxing，rumianyixitongfanyingdeng。

　　認ren識shi到dao開kai放fang係xi統tong技ji術shu所suo有you的de優you點dian及ji其qi性xing能neng不bu斷duan增zeng強qiang的de同tong時shi
，也ye需xu要yao對dui這zhe些xie係xi統tong進jin行xing管guan理li。其qi中zhong，最zui重zhong要yao的de要yao求qiu是shi提ti高gao對dui係xi統tong安an全quan的de關guan注zhu。盡jin管guan北bei美mei電dian力li可ke靠kao性xing公gong司si的de關guan鍵jian基ji礎chu建jian設she保bao護hu標biao準zhun為wei係xi統tong安an全quan工gong作zuo提ti供gong了le一yi個ge框kuang架jia，但dan用yong戶hu和he供gong應ying商shang共gong同tong貫guan徹che安an全quan方fang案an

，使shi係xi統tong完wan整zheng性xing免mian於yu有you意yi識shi和he無wu意yi識shi的de威wei脅xie依yi然ran非fei常chang重zhong要yao。