DCS人机界面模块化接口设计

　　随着计算机技术的发展，计算机在工业领域的应用不断的普及，因此，人机界面在工业领域的应用不断加强，并越来越受到重视。

　　集散式控制系统(distrbuted control system )即DCS, 是集自动控制技术、计算机技术与通信技术为一体控制装置, 是用于设备控制和数据采集的新型控制系统。

　　人机界面指人机间相互施加影响的区域。一般凡参与人机信息交流的一切领域都属于人机界面。在现代工业企业集中化、巨大化的时代，设备的集中控制是必然的发展趋势，但控制的集中与巨大的企业在空间上的矛盾越来越突显出来。同时，随着低成本高性能中央处理芯片(如ARM系列CPU)的普及，将已集中数据处理重新分散到各点成为了更有效、更经济、更简单的测控模式。

　　1 现阶段DCS测控模式

　　现阶段DCS设备一般采用点对点的数据采集模式，即设备的一个数据对应DCS的一个点。例如：设备A具有电流I，电压U，开关状态IO三个属性;设备B具有电流I，电压U，转数M，开关状态IO四个属性。在现有DCS采集模式中，A-I、A-U、A-IO、B-I、B-U、B-M、B-IO将作为7个数据分别传至DCS。

　　2 现阶段DCS测控模式所存在的问题

　　由于数据的集中采集处理，在大型的企业中，往往只有主控中心才能观察到所有的数据，但由现代企业的厂区面积往往十分庞大，在处理设备故障、运行巡查等方面，却做不到在设备就地得到眼前设备或临近相关设备的数据;同时由于大型设备通常拥有十几甚至几十个数据，数据的单独上传，导致单一设备需要相应的几十条数据线路进行上传，因此导致试题数据线路复杂而且重复铺设率高。

　　3 DCS测控模块化

　　随着科技水平的发展，现今的大型设备往往具备一定的自控能力，数据自采集、逻辑自控都可以在设备本身完成，同时随着低成本高性能中央处理的大规模生产，设备自控功能越来越完善，设备自身的数据处理能力越来越强。因此，以往需要DCS处理的部分工作，现在可以分散给各设备自身完成。

　　在设备自身具有一定处理能力的前提下，只要将设备数据输出模块化管理，统一接口，即可简单有效的解决现今DCS系统所存在的问题。

　　以上文中A、B设备为例，将A设备的A-I、A-U、A-IO三个数据打包，B设备的B-I、B-U、B-M、B-IO的四个数据打包，采用以太网络传输模式，数据包统一使用标准的文件头，文件头对包内数据进行解释，变更数据传输模式如图2所示。

　　采用以太网传输数据，充分发挥了以太网络的成熟技术，在更有效的传输数据的基础上，降低了施工成本。同时，因以太网络具有网内多向传递数据的属性，使在企业厂区内任何可以接入网络的点都可以得到网络上所有数据。无论在任何设备就地，以及管理办公区域，只要有网络覆盖，均可即时得到任何所需数据，极大的方便了了企业的管理和运行。此外，利用数据传输的固有特性，除了模拟量可以转化为数字量传输之外，更可以添加大量的附加信息，例如设备编号、运行状态、检修信息、时标等。尤其是在数据包内添加时标信息(将数据发生的时间附加在数据包中)，可以避免因距离或设备固有延迟所产生的误差，对于人与设备之间的协调工作、故障处理具有重大的意义。

　　4 结论

　　在DCS人机界面的设计过程中，设计方法的选取决定了产品的质量与成本。采用模块化设计，有效的利用了现有的资源来优化系统组成，在不增加设备的基础上，对已有模式进行改进，使改进简单、有效，同时改进后的系统成本降低，更易施工。

　　参考文献：

　　[1]钱旭 李毅 李净.DCS人机界面窗口设计的研究[J]中国矿业大学学报，1999,(5):255-257.

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文章名称： DCS人机界面模块化接口设计

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