DCS的发展趋势

摘自: 《火电厂热工自动化》2000年第一期 2001年6月20日

摘要：面向21世纪的新一代DCS主要特征应是全面采用Windows NT操作系统并采用客户机/服务器体系结构的新一代DCS系统。

关键词：2l世纪 DCS 基础 发展

什么是当代DCS的最新发展?要弄清这个问题首先必须弄清\"当代\"是什么时代?——即将来临的21世纪是全面信息化的伟大时代。

当前世界各国展开科技竞争的焦点就集中在信息技术上。投入力量之巨,发展速度之快,令人难以想象。而在信息集成技术领域中,由于DCS可以直接采集到现场第一手的实时数据并加以分析处理集成,所以一跃而成为主要的信息集成工具。

在过去,分散控制系统(DCS)仅仅用于过程控制;在今天,在发达国家, 对DCS有了重大深刻的新认识:DCS应该在信息领域大展宏图,所以许多世界著名的DCS供应商纷纷宣称,自己的DCS是集商业应用和实时控制于一体的信息集成工具。

DCS之所以能扮演如此重要的角色,还得从当今DCS的基础,计算机技术和计算机网络通信技术的飞跃发展谈起。

1.0 计算机技术在90年代的高速发展

1.1 计算机硬件技术在90年代有了飞跃的发展

操作系统：从DOS到NT，功能越来越，系统越来越开放；

Windows NT:微软公司着眼于未来的“战略平台”，真正全32位的网络软件；

专家们预测：Windows NT可能是今后5年内发展最快的软件平台；并将在下世纪初以非凡的速度发展。

1.2.1 什么是Windows NT(New Technology)?什么是Windows NT4.0?

Windows NT是一个专门用于网络互连的网络操作系统。它分为两大部分:

A.应用于客户机(工作站)的操作系统。其人机界面和Windows95相似,所以有些DCS制造商说自己的DCS也是Windows NT的,实际上仅仅是人机界面用了Windows95或Windows NT的客户机软件。

B.应用于服务器的操作系统。这才是Windows NT4.0版本推出后的精华所在。衡量一个DCS是否真正全面采用Windows NT4.0版本的操作系统, 主要就是看是否采用了Windows NT的服务器软件。因为大量高级软件是装在服务器中,取消网关后的网际互连功能也主要是通过服务器软件来实现的。

Windows NT的发展简史是:1988年,比尔·盖茨委托David Culter负责

开发一个可以和Novell公司的网络操作系统NetWare匹敌的新一代网络操作系统。

微软公司投入大量人力物力历时5年终于在1993年推出Windows NT的早期版本Windows NT3.1。后来相继推出Windows NT3.5和Windows NT3.51版本。

之所以不断更新版本是因为计算机网络通信技术这时也在迅速发展— 一种崭新的网络体系结构随着Client/Server计算技术的被普遍采用而诞生了:这就是客户机/服务器体系结构。

终于在1996年夏天,微软公司庄严宣布造出全面满足客户机/服务器体系结构的网络操作系统Windows NT4.0版本推出,意味首当时的计算机网络操作系统有可能从UNIX、Netware和Windows NT三雄鼎立时代逐步进入Windows NT称霸的年代。近年来无数事实证明网络操作系统确实正在进入Windows NT独霸的时代。

目前，上千家世界著名的软件公司都在Windows NT4.0平台上开发应用软件,从而导致:各DCS厂商有可能直接采用现成的商品化软件而不必再自行开发:

一图形处理软件

一电子报表软件

一网络通信软件

一数据库软件

一多媒体软件等等

可以方便地实现:

(l)网络动态数据交换DDF功能

(2)网络应用程序接口API功能

(3)对象连接与嵌入功能(OLE)

(4)结构化查询语言SQL功能

(5)开放数据库访问ODBC功能t

(6)动态画面显示Active -X功能

(7)三维立体图象显示功能

(8〉多媒体环境下的视频图象显示功能

(9)丰富的用户开发环境(C/C+ +和Visual Basic等)

(10)采用Safe Browse浏览技术存取Internet或Intranet网络上的数据或远程通讯

由此而迎来了面向21世纪的新一代DCS重大发展的新时代。其主要

特征是:

(1)DCS核心的操作系统全面采Windows NT4.0平台;不再自行开发图形处理软件、电子报表软件、网络通信软件、数据库软件和多媒体软件等。而是直接利用Windows NT4.0平台所提供的DDE软件、SQL软件、OLE 软件、Active -X软件、API软件、Safe Browse等软件来实现动态的、多媒体的图象显示和报表功能。

(2)DCS的网络体系结构开始全面采用客户机/服务器体系结构

1996年以前推出的传统的DCS没有任何一家是采用基于Windows NT的客户机/服务器体系结构的。传统的DCS网络平台上所有的监应地都是对等的,各有各的数据库,没有客户机,更没有带着全局数据库的服务器。监控站都是专用的,造价很高,通用性差。由于没有服务器,网络互连不得不采用价格极高的网关来连接。

l996年以后推出的面向21世纪信息时代的新一代DCS纷纷采用基于 Windows NT的客户机/服务器体系结构。这是因为:

(A)微软公司开发的Windows NT4.0本身就是一个用于客户机/服务器体系结构的操作系统，DCS要全面要用Windows NT，就必须是客户机/服务器体系结构。

目前,许多DCS并没有采用客户机/服务器体系结构,仅仅借用 Windows NT客户机的人机界面,却一再宣称自己已经全面采用Windows

NT4.0操作系统,这带有一定的欺骗性。许多第一次选用DCS的用户一定要注意这个问题。

(B)采用客户机/服务器体结构的DCS，其监控站可以采用低档次的工业级PC机来作为客户机,成本可以大大下降,投资大为节省。

(C)采用客户机/服务器体系结构的DCS,其全局数据库可以采用高档次的工业PC机或小型机,从而投资增加不多,但功能大大加强。特别是网际互连时可以不必增加投资很大又很复杂的网关设备而直接通过服务器与服务器互连。

（D）服务器结构开始流行,l996年年末美国Honeywell公司率先推出全面采用Windows NT的新一代DCS——PlantScape System和 PlantScape SCADA系统。此后,世界各国著名的DCS制造商也纷纷推出全面采用Windows NT操作系统的新一代DCS。它们的共同特征就是:

全面采用了基于Windows NT操作系统的客户机/服务器体系结构(顺便指出:在DCS领域，常把客户机称为工作站)。

客户机/服务器(Client/Server)体系结构全面实现了网络资源的共享。特别是数据库信息的共享。 DCS采用客户机/服务器结构后,各个节点不再需要各自独立的分散的数据库。DCS可以在服务器中设置实时的全局数据库,整个DCS系统的实时数据全部储存在服务器(可以冗余)中,任何一个节点或任何一台客户机都可共享实时数据库中的实时信息。调用十分方便,数据

高速公路十分畅通。更为重要的是:

由于各DCS制造商提供的新一代DCS均全面采用Windows NT,所以可以方便地实现两个不同的DCS之间服务器数据库的互连或互访;或是DCS的服务器数据库和管理信息网中的服务器数据库互连或互访。它们的互连由软件实现不再需要网关而直接通过软件互连。

2.0 什么是面向21世纪的新一代DCS?

综上所述,全面采用Windows NT操作系统并采用客户机/服务器体系结构的新-代DCS由于可以直接采集到现场第一手的实时数据并加以分析处理集成到全局数据库中,又可以方便地和管理信息网互连而不需要网关(因为两个网络均采用相同的操作系统——Windows NT),所以可以方便地集成商业管理与控制于一体,这就是面向21世纪的新-代DCS的主要特征。