一、引 言
分散控制系统(DCS)是由过程控制级，过程管理级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了4C技术，即计算机(Computer)，通讯(CommuNIcation)，显示CRT和控制(Control)。其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、组态方便。
平圩电厂DCS采用的是Invensys的I/A Series 50智能自动化系列，I/A Series是公认的最成熟的真正的开放工业系统。
二、I/A Series系统网络拓扑
2.1 网络结构
I/A Series系统的通讯网络是建立在国际标准化组织(ISO)所定义的开放系统互连(OSI)标准基础上的，并符合IEEE的规范。
I/A Series系统的结构是按节点概念来构成的。节点独立运行，完成与自动控制相关的功能，并可通过兼容网络与其他 Foxboro或非Foxboro节点相连。物理上的节点一般由一组安装在工业机柜中的组件、操作台和现场设备组成。层次通讯网络中的一个“节点”是由节点总线将称之为站(Station)的处理机组件连在一起构成的。
平圩电厂的通讯网络结构分为三个层次，这些通讯标准的低层通讯(物理层和逻辑层)均与制造商自动化协议(MAP)兼容。 出于通讯的安全考虑， 节点总线是冗余的， 载波带可选冗余。图2-1是三层网络的示意图。
1) 载波带局域网 (CARRIERBAND LAN-CARRIERBAND LOCAL AREA NETWORK )
每个节点通过载波带局域网接口卡组件与载波带局域网相连接。载波带局域网为不同节点提供高速、可选冗余的通讯。
其通讯参数为：
通讯规程符合：IEEE802.4标准(MAP)。
结构形式：总线结构。
信号传送方式：TOKEN PASSING (令牌传送)。
数据传输速率：5 Mb/s
通讯传送介质：同轴电缆 1.2 km、光缆 10 km。
可下挂 64 个节点总线
2) 节点总线(NODE BUS)
节点总线为I/A Series系统中的各个站(控制处理机，工程师站等)之间，提供高速、 冗余、 点到点的通讯，冗余还延伸到每个站中的节点总线接口电路。 当发送报文时，站就在二个冗余总线之间作交替。如果一条总线发生故障，站的管理软件检测到故障，则在故障的总线修复前，所有要继续传送的信息由正常工作的总线执行。
除了冗余之外，节点总线接口还利用了完善的传输出错检测技术。 它使用一个32位错误检测码，该检测码附属在传送的信息中一起传送，用它来校验所有发送的报文，在检测到故障后，进行数据重发。这样，增强了系统的安全性和可靠性。
其通讯参数为：
通讯规程符合：IEEE802.3(Ethernet 以太网)。
结构形式：总线结构。
信号传送方式：带冲突检测的多路送取争用总线(Carrier Sense Multiple Access With Collision Detection)。
数据传输速率：10Mb/s
通讯传送介质：同轴电缆 30 m(不带扩展组件)。用扩展组件每次300m，可用现两次。
可下挂64个站组件
3) 现场总线(FIELD BUS)
现场总线向上连接处理机(CP)，向下连接现场总线组件(FBM，即 I/O卡件)。 FBM 是现场传感器/执行器与控制处理机的接口，它对现场设备使用的输入/输出信号进行适当地转换。FBM可与控制处理机CP或运行I/A Series 综合控制软件的计算机连接。各种 FBM 与工厂中现场各种信号相匹配。而且，由于这些组件是由软件组态的，所以它们的品种要比以前的系统少得多。例如，对各种类型的热电偶和毫伏信号只需要一种组件。
现场总线是一种串行数据通讯总线，使用同步通讯规范，现场总线完全防止了一位，二位和奇数位的出错，提供了高度的安全性。
现场总线按使用的 CP 不同，分为 CP40 、CP60和CP270三种
CP40的通讯参数为：
通讯规程符合：IEEE1118
结构形式：总线结构。
信号传送方式：带冲突检测的多路送取争用总线(Carrier Sense Multiple Access With Collision Detection)。
数据传输速率：268.75Kb/s。
通讯传送介质：双绞线 10 m(就地方式);或1200m(远程方式)要使用 FBI(现场总线隔离组件)作信号和电器隔离， FBI 可串接使用多次，总距离可达 1800 m。若采用光纤，每一对调制解调器 4000m，可串接 5 次，达 20km。在使用就地总线时每个 CP 最多可挂 24 个FBM。如使用远程现场总线，FBM 经过现场总线隔离器(FBI)挂在总线上，每一隔离器下最多可挂 24 个 FBM，每个 CP 最多可挂 64 个FBM。
CP60的通讯参数为：
通讯规程符合：IEEE802.3
结构形式：总线结构。
信号传送方式：Carrier Sense Multiple Access With Collision Detection
带冲突检测的多路送取争用总线。
数据传输速率：10M/s
通讯传送介质：同轴电缆 184 m， 光缆每一对 2km， 总距离最大为 20km。CP60 通过 FCM (Fieldbus Communication Modules) 接DINrail FBM， 每个CP 最多30 个FCM， 每个FCM 最多挂30个FBM，每个CP最多120个DIN rail FBM。
2.2 节点的构成
在节点上主要有四种处理机
a) 应用处理机 (Application Processor)：与大容量存储器相连，存储系统信息、过程控制方案、历史数据;以及可选地与信息网络相连， 提供双向的信息和图象的交换。
b) 工作站处理机 (Workstation Processor)：与 CRT，工程师键盘，操作键盘和其它操作站设备相连;以及可选地与信息网络相连，提供X-Window 显示画面。
c) 控制处理机 (Control Processor)：可与 I/A Series 现场总线组件相连，完成控制功能。
d) 通讯处理机(Communication Processor)：通过 RS-232-C 串行接口可连接打印机， VT-100 终端或调制解调器。
平圩电厂共有三个节点(如图2-2)，即：#1节点、公用节点、#2节点，三个节点通过光纤进行通讯，以实现数据共享。
#1、#2节点分别由节点总线、1个工程师站(AW)、5个操作员站(WP)、16对处理机(CP)以及节点总线上的其它设备组成。公用节点由节点总线、1个工程师站(AW)、1对处理机(CP)组成。
2.2.1 #1节点的构成
#1节点中，工程师站(AW)、操作员站(WP)通过接口卡DNBT(Dual Nodebus 10Base-T Interface)与节点总线相联接，处理机(CP)直接与节点总线相联接，图2-3是以工程师站AW5101、CP4001为例的联接。
#1节点的处理机(CP)采用的CP40系列，它通过现场总线与现场总线组件(FBM，即 I/O 卡件)联接，如图2-4和2-5。
#2节点的处理机(CP)采用的CP60系列，它通过现场总线与现场总线组件(FBM，即 I/O 卡件)联接，如图2-6。
三、I/A'S系统软件配置
3.1 操作系统软件
操作系统软件是控制和组织 I/A Series 系统活动的程序集合。它不需要用户的参与或监控，就可以指挥系统模块活动、管理多用户多任务环境， 以及管理系统文件。 操作系统软件包括操作系统和其它子系统，例如进程间通信， 目标管理程序(OM)和其它应用程序接口(API)。
I/A Series 50系列操作系统是 SunSoft Solaris 操作系统。 它是基于 UNIX 系统 V 版本4 (SVR4)， 是一种多任务操作系统 ，并支持多种工业标准通讯协议。 同时，Solaris 操作系统是一种工业标准的 X-WINDOW 系统，使用 Open Look 图形用户接口， 可以方便地在整个I/A Series 系统和所连接的信息网络上访问数据。
3.2 组态软件
I/A Series系统提供综合控制组态软件包，简化了复杂的控制策略和安全系统的结构，提供连续量、顺序量、梯形逻辑控制，它们可单独或混合使用从而满足生产的需要。组态软件提供一系列不同的组态程序。如系统组态程序能够为用户定义系统、网络、设备、软件和硬件的布置;环境组态可定义一些操作菜单如工程师环境、操作员环境等，主要是保护系统的安全，规定各个操作人员的工作范围;流程图显示组态是通过Display Build组态工具来画出各个热力系统流程图并与控制参数相联接，将静态显示画面转换成与过程有交互作用的动态显示画面。
3.3 编程语言
I/A Series 操作系统支持 C 和 FORTRAN 编程语言， 包括编译程序、 链接程序、 调试程序和语义检验程序。 C 语言完全支持所有的系统库， FORTRAN 和 C 语言都支持目标管理程序库。
3.4 历史数据库管理软件
历史数据库管理软件采集、存储、处理和归档来自控制系统的过程数据，为趋势显 示、统计过程控制 (SPC) 图表、记录、报表、电子表格和应用程序提供数据。 该软件为过程工程师和操作员提
