外文资料翻译---工业控制系统与协同控制系统

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1、 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， P

2、lC 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

3、 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

4、/ 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

5、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

6、 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 - ）： 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 -。 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

7、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

8、（ 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，

9、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

10、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。 智能 I / O： I / O 设备上的新发展允许在更小的群体中集群 I / O 并把这些集群 I / O渠道链接到控制系统。 PLC s 对于分布式 I / O 已不再重要。 PLC s 和智能 I / O 子系统的差别正在消失。 功能 持续不断的问题，如为什么控制系统的加速器和其他高度专业化的设备联 合协同发展。但是

11、，在极少数情况下，只通过商业的立场时难以回答的。在这里，我们试图总结不同控制方法的基本功能。 前端控制器： 对控制系统的核心要素之一，是前端控制器。 PLC s 可用于实施控制功能的设备。它的缺点就是复杂，难以达到控制属性。例如确定通信协议和最后在显示、报警和归档方案，一个控件的所有属性像 P， I 和 D 参数，还有报警限制及其他附加的属性必须得到解决。另外，这些嵌入式属性修改是很难寻觅，因为其中涉及两个或两个以上轨道系统这可能是一个有力的论据是，为什么控制回路主要实施在 IOC 层面，而不是 PLC s 层 面。 I / O 和控制回路 复杂的控制算法和控制回路和域名 DCS 控制系统一样

12、。对显示和控件的属性的支持是必不可少的。 频率 /国家计划 在控制系统中，频率程序可以运行任何处理器。运行时环境取决于相关代码。控制系统程序直接履行运行前端处理器的监控。为复杂的启动和关闭处理程序设立的频率程序也可以运行工作站。国家机器的基本功能在 IEC 61131 中得到了落实。编码发电机可以产生 C 代码。 硬件支持 对现场总线和起源于 I / O 的 Ethernet 的支持是为 SCADA 系统服务的一个基本功能。所有 SCADA 系统在市场商业运 作中是可行的。配置特定驱动器和数据转换器的集成硬件在商业环境中是一个难点。开放 API 或脚本支持有时有助于整合用户的硬件。如果不向控制

13、系统提供这些工具，就很难整合客户硬件。 新的工业标准，如 OPC，和 OPC 设施联系，还和控制系统之间互相联系。这种功能的基本条件是强调操作系统。在这种情况下， OPC 更趋向于微软的 DCOM标准。基于控制系统的 UNIX 很难互相连接。只有支持多平台的控制系统可以在异构环境中发挥主要作用。 由于为客户或专业硬件的支持有限，所以新的控制系统有理由得到发展。 显示和操作 除了前后系统，操作 接口在控制系统的兼容过程中有重要的作用。因为个人呢工具由不同的团队开发，所以协作实现的工具包可能变动。 1 图形 天气显示是任何控制系统的广告招牌。商业天气显示也有着丰富的功能和许多特色。开始使用所有这些特征，所有这些功能的使用人会发现，所有个别