如何有效提高DCS通訊系統(tǒng)可靠性？

隨著電廠自動化水平的進一步提高，DCS系統(tǒng)在整個生產(chǎn)過程系統(tǒng)中越來越發(fā)揮關(guān)鍵作用，因此對其穩(wěn)定性和可靠性的要求越來越高，現(xiàn)在對整個DCS系統(tǒng)的可靠性已經(jīng)要求達到99.9%以上，而通訊系統(tǒng)作為DCS系統(tǒng)的關(guān)鍵子系統(tǒng)，其可靠性和實時性直接影響整個DCS系統(tǒng)。因此，為了有效提高DCS通訊系統(tǒng)的可靠性，DCS廠商常常采用了以下措施：

1)冗余配置�，F(xiàn)在所有電廠DCS系統(tǒng)骨干通訊網(wǎng)絡(luò)一般都采取了冗余配置，有些還實現(xiàn)了多重冗余，這樣通訊網(wǎng)絡(luò)可以保持高可用性。

2)使用光纖作為傳輸媒介。眾所周知，光纖不僅具有傳輸距離遠、通訊帶寬大和耐腐蝕等顯著優(yōu)點，而且還具有抗電磁干擾能力強和傳輸誤碼率低等突出優(yōu)勢，而這些是銅纜和雙絞線等常規(guī)傳輸媒介所無法比擬的，因此近年來在通訊系統(tǒng)、自動化系統(tǒng)的骨干通訊網(wǎng)絡(luò)中逐漸得到了廣泛使用�？梢灶A(yù)言，隨著光纖產(chǎn)品價格的進一步下降和DCS系統(tǒng)物理分散發(fā)展需要，光纖的使用將繼續(xù)擴大。

3)網(wǎng)絡(luò)的解藕配置。該措施不僅有效隔離了各層數(shù)據(jù)流量，提高通訊實時性，而且也隔離通訊故障，將故障的影響盡可能地限制在最小范圍內(nèi)，從而提高整個通訊系統(tǒng)的可靠性。

4)網(wǎng)絡(luò)故障下的自動無擾切換。所有DCS通訊系統(tǒng)都具有在線監(jiān)測功能，一旦工作通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障，系統(tǒng)將自動切換到處于熱備狀態(tài)的冗余網(wǎng)絡(luò)上，保證整個系統(tǒng)的連續(xù)無擾運行，在有些系統(tǒng)中，冗余網(wǎng)絡(luò)之間周期性地切換，以防止熱備網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)錯誤時未被及時發(fā)現(xiàn)，從而失去熱備作用。

5)數(shù)據(jù)完整性校驗和自動重發(fā)功能。在大多數(shù)系統(tǒng)中，在所有數(shù)據(jù)報文的發(fā)送前和接收后都進行數(shù)據(jù)完整性(如CRC方式)，一旦發(fā)生錯誤，將自動引發(fā)數(shù)據(jù)重發(fā)功能。

6)故障站的自動脫離和旁路。任何一個節(jié)點的故障都不會影響整個網(wǎng)絡(luò)的通訊暢通，該故障節(jié)點應(yīng)該自動脫離和旁路。一旦故障排除，該節(jié)點能夠自動恢復(fù)整個網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通訊。

7)通訊處理器和控制處理器分離。在一些系統(tǒng)中，控制處理器和通訊處理器是完全兩個獨立的處理器，二者各司其職，不存在相互影響，這樣即可以確�？刂茊呜５目刂扑惴ǖ捻憫�(yīng)速度，同時又可以保證網(wǎng)絡(luò)通訊的實時性和安全性，避免因網(wǎng)絡(luò)通訊故障導(dǎo)至控制響應(yīng)速度變慢或者因控制算法復(fù)雜而影響網(wǎng)絡(luò)的有效傳輸。

除此之外，采用開放性的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)和通訊協(xié)議也是提高整個系統(tǒng)可靠性的重要措施。在早期DCS系統(tǒng)中，由于普通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和通訊協(xié)議很難滿足要求，許多廠商都開發(fā)了專有通訊系統(tǒng)和專用通訊協(xié)議，但其最大缺點就是其專用性，廠商之間相互封閉，其可靠性需要廠商自己不斷完善和發(fā)展，因此導(dǎo)致開發(fā)成本很高。隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，IEC8802.x，((與人們熟悉的IEEE802.x標(biāo)準(zhǔn)相對應(yīng))系列標(biāo)準(zhǔn)相繼推出，通用計算機網(wǎng)絡(luò)的性能和可靠性不斷提高，而價格迅速下降。在這種趨勢下，主要DCS廠商都紛紛放棄發(fā)展自己獨有網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的做法，轉(zhuǎn)而采用通用計算機網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和相關(guān)軟硬件產(chǎn)品。在這方面最為典型的例子就是FDDI網(wǎng)絡(luò)在控制網(wǎng)絡(luò)中的使用，由于FDDI被設(shè)計用于骨干高速網(wǎng)絡(luò)，與生俱來的雙環(huán)拓撲結(jié)構(gòu)使其不僅具有冗余特性，而且具有容錯特點，即使在雙環(huán)同時斷開時仍然能夠維持整個系統(tǒng)的正常通訊，這些FDDI標(biāo)準(zhǔn)特性使得廠商不需要自己單獨設(shè)計冗余控制網(wǎng)絡(luò)之間的無擾切換系統(tǒng)。與此同時，由于FDDI網(wǎng)絡(luò)被設(shè)計用于骨干網(wǎng)，因此具有大量標(biāo)準(zhǔn)硬件與常規(guī)的以太網(wǎng)和令牌網(wǎng)等互連，從而具有很好的開放性和很高的可靠性。

開放型網(wǎng)絡(luò)給DCS廠商帶來的最大好處就是系統(tǒng)的開放性和可靠性得到顯著增強，這是因為通訊領(lǐng)域?qū)�業(yè)領(lǐng)導(dǎo)廠商的技術(shù)力量雄厚，其通訊系統(tǒng)軟硬件產(chǎn)品的可靠性和開放性在長期使用中得到了充分驗證。通過采用開放型通訊系統(tǒng)，DCS系統(tǒng)提供了不同廠商軟硬件產(chǎn)品互操作的可能性，有利于用戶在更大范圍內(nèi)自由選擇相關(guān)產(chǎn)品從而達到更優(yōu)的性能價格比。最為成功的例子就是現(xiàn)場總線技術(shù)的出現(xiàn)和以太網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)控制中的應(yīng)用�？梢哉f，DCS系統(tǒng)的開放性也逐漸成為一個越來越重要的指標(biāo)。采用開放型系統(tǒng)還有一個附加好處，那就是有效降低了廠商的研發(fā)成本，加速了產(chǎn)品的更新?lián)Q代。