外文资料翻译---工业控制系统与协同控制系统

外文资料翻译

工业控制系统与协同控制系统

当今的控制系统被广泛运用于许多领域。从单纯的工业控制系统到协同控制系统（CCS），控制系统不停变化，不断升级，现在则趋向于家庭控制系统，而它则是这两者的变种。被应用的控制系统的种类取决于技术要求。而且，实践表明，经济和社会因素也对此很重要。任何决定都有它的优缺点。工业控制要求可靠性，完整的文献记载和技术支持。经济因素使决定趋向于协同工具。能够亲自接触源码并可以更快速地解决问题是家庭控制系统的要求。多年的操作经验表明哪个解决方法是最主要的不重要，重要的是哪个可行。由于异类系统的存在，针对不同协议的支持也是至关重要的。本文介绍工业控制系统，PlC controlled turn key 系统，和CCS工具，以及它们之间的操作。

引言：

80年代早期，随着为HERA(Hadron-Elektron-Ring-Anlage)加速器安装低温控制系统，德国电子同步加速器研究所普遍开始研究过程控制。这项新技术是必需的，因为但是现有的硬件没有能力来处理标准过程控制信号，如4至20毫安的电流输入和输出信号。而且软件无法在0.1秒的稳定重复率下运行PID控制回路。此外，在实现对复杂的低温冷藏系统的开闭过程中，频率项目显得尤为重要。

有必要增加接口解决总线问题并增加运算能力，以便于低温控制。因为已安装的D / 3系统[1] 只提供了与多总线板串行连接，以实现DMA与VME的连接并用其模拟多总线板的功能。温度转换器的计算功能来自一个摩托罗拉MVME 167 CPU和总线适配器，以及一个MVME 162 CPU。其操作系统是VxWorks，而应用程序是EPICS。

由于对它的应用相当成功，其还被运用于正在寻找一个通用的解决方案以监督他们的分布式PLC的公共事业管理。

德国电子同步加速器研究所对过程管理系统的筛选

集散控制系统（D/ 3）：

市场调查表明：来自GSE的D / 3系统被HERA低温冷藏工厂选中。因为集散控制系统（D/ 3）的特性，所以这决定很不错。在展示端和I / O端扩展此系统的可能将有助于解决日益增加的

HERA试验控制的要求。制约系统的大小的因素不是I / O的总数，通信网络的畅通与否。而通信网络的畅通与否取决于不存档的数据总量，不取决于报警系统中配置的数据。

拥有DCS特点（Cube）的SCADA系统：

相对于Y2K问题促使我们寻找一个升级版或者代替版来代替现有的系统而言，以上提到的D / 3系统有一些硬编码的限制。由于急需给Orsi公司提供他们的产品，Cube开始起作用了[2]。该项目包括安装功能的完全更换。这包括D / 3，以及德国电子同步加速器研究所的集成总线SEDAC和VME的温度转换器。该项目很有前景。但是因为HERA试验原定时间是有限制的，所以技术问题和组织问题也迫使计划提前。在供应商网站上的最后验收测试又出现了戏剧性的性能问题。有两个因素引起了这些问题。第一个跟低估在1赫兹运行的6级温度转换器

的CPU负荷有关。第二个由现有D / 3系统复杂的功能造成的额外负荷引起的。每个数字和模拟输入和输出通道在D / 3系统里的自身报警限值也被低估了。所有的附加功能都必须添加进去。最后，所有网络负载的报警限值，尤其是SCADA 系统，也促使网络生成了限制。

最后，与Orsi公司的合同被取消了。升级的D / 3系统是唯一可能的解决办法。在2003年3月，此系统最后被付诸实践。

现在，相比“纯粹”SCADA系统的异质环境，Cube有同质配置环境的优势。SCADA（PVSS -Ⅱ）：

在HERA加速器上的H1实验中，实验人员为升级他们的低速控制系统，决定使用PVSS -Ⅱ。现有的系统是由H1合作组的几名成员开发的，而现在却难以维持了。在CERN由联合控制项目[4]进行的广泛调查促使他们做出使用PVSS作为代替品的决定。PVSS是一个“纯粹”的监控和数据采集系统（SCADA系统）。其核心元素叫做事件管理器。它收集的数据主要是由I/ O设备提供。它还提供附加的管理服务，如：控制经理，数据库管理，用户界面，API经理以及在建的HTTP 服务器。该PVSS脚本库允许执行复杂的序列以及复杂的图形。相比其他SCADA 系统PVSS带有一个基本特点：它提供了API给设备的数据。

SCADA系统的一个主要缺点是其中的两个数据库，一个为PLC’s服务，另一个为SCADA系统服务，这两个数据库必须维持。集成环境将努力克服这个限制。EPICS：

在德国电子同步加速器研究所，EPICS从问题解决系统演化成了全集成控制系统。从成为低温控制系统的数据收集器和数量控制器，EPICS成为了德国电子同步加速器研究所公用事业集团使用的核心系统。此外，通过 Industry Pack （IP）模块的手段，它还能运用于通过VME板卡的任何数据。EPICS通过其完整的功能，运用于没有由D / 3系统控制的低温冷藏系统。所有大约50个输入输出控制器运作大约25000业务处理记录。

作为一个SCADA系统的EPICS：

该公共事业组（水，电，压缩空气，加热和调温）使用各种散布在整个德国电子同步加速器研究所网站上的PLC。IOC向客户提供接口并采集数据。此外，如通道归档和图形显示（dm2k）会被使用。默认名决议和目录服务器（域名服务器）用于连接在TCP客户端和服务器应用程序。所有这些都是基本的SCADA 功能。所有的配置文件（图形工具，报警处理程序和归档）提供了一种灵活的配置方案。德国电子同步加速器研究所公用事业集团已制定了一套工具来创建IOC 数据库和配置文件。这样，控制组提供的服务保持EPICS工具，而用户可以精力集中在被控制的设备上了。

作为一个DCS系统的EPICS：

作为SCADA系统的基本组成部分，EPICS还提供完整的输入输出控制器（IOC）。IOC提供所有功能DCS系统要求，如：实施每个记录的标准的属性；执行每个记录时的报警检查过程；控制记录，如PID。灵活的命名方案，默认的显示和每个记录的报警属性缓和了运作工具和IOC之间的连接。灵活的数据采集模式，支持调查模式以及发布订阅模式。后者大大降低了信息拥堵的情况。PLC’s：

PLC’s同样提供丰富的功能，因为以前它是独一无二的控制系统。此外，定期执行一个确定功能的基本特征也让他们通过以太网通信，包括内置的HTTP服务器和不同集合的通讯方案。除了通信处理器，显示器能和PLC’s连接。