奧地利貝加萊公司（B&R）最新推出了APROL R3.6 Process Control System，它基于B&R的自動(dòng)化和控制平臺(tái)硬件，并采用了重新設(shè)計(jì)的創(chuàng)新軟件技術(shù)，是特點(diǎn)鮮明、技術(shù)領(lǐng)先的新一代DCS系統(tǒng)。

　　APROL R3.6 DCS系統(tǒng)（如下圖）由三個(gè)核心部件組成：

　　1. 工程服務(wù)器

　　工程服務(wù)器包含系統(tǒng)全局工程數(shù)據(jù)庫(kù)，即所有的對(duì)象都是在工程工具“CaeManager”中創(chuàng)建和配置的。所有的過程系統(tǒng)對(duì)象都是從全局工程數(shù)據(jù)庫(kù)下載到指定目標(biāo)區(qū)域（如DPU站、OS站、運(yùn)行服務(wù)器等）。

　　2. 運(yùn)行服務(wù)器

　　運(yùn)行服務(wù)器就是過程控制系統(tǒng)中的一個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)了所有的過程值、系統(tǒng)值、消息和報(bào)警等信息，并對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的過程值和事件等信息進(jìn)行歸檔。

　　APROL DCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意

　　3. 操作站

　　操作站具有人機(jī)交互功能，通過它可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)過程的在線監(jiān)控，并顯示所有的存檔數(shù)據(jù)。

　　新一代DCS系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)大致可分為四層：現(xiàn)場(chǎng)儀表層、控制裝置單元層、工廠（車間）層和企業(yè)管理層。B&R APROL DCS產(chǎn)品覆蓋控制裝置單元層和工廠（車間）層；與此同時(shí)，向上提供企業(yè)管理信息系統(tǒng)接口；向下以硬接線、通訊等方式接入現(xiàn)場(chǎng)儀表的信號(hào)。

　　B&R APROL DCS的主要特色如下：

　　上位計(jì)算機(jī)采用NOVELL Suse Linux操作系統(tǒng)；

　　下位控制器采用B&R RUNTIME定性、分時(shí)、多任務(wù)操作系統(tǒng)；

　　上下位及過程層的通訊采用POWERLINK實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)；

　　提供全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)，版本管理，支持多人并行開發(fā)；

　　提供各個(gè)層面的開放性及連接性；

　　一個(gè)組態(tài)工具支持所有的工程開發(fā)；

　　內(nèi)嵌WEB SERVER功能，提供方便的遠(yuǎn)程診斷及維護(hù)功能；

　　豐富的通訊功能及海量的就地?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)能力。

　　系統(tǒng)的顯著優(yōu)勢(shì)包括：

　　集流程控制、離散控制、運(yùn)動(dòng)控制于一體，提供唯一的工程應(yīng)用及管理平臺(tái)，包含C、C++等高級(jí)語(yǔ)言編程環(huán)境及Matlab/Simulink模型仿真接口；

　　極高的系統(tǒng)安全性，防止控制器網(wǎng)絡(luò)發(fā)生消息泛濫及拒絕服務(wù)攻擊；

　　新的X20系列控制器及IO提供超強(qiáng)處理能力，使布線和遠(yuǎn)程診斷及維護(hù)更加簡(jiǎn)便，節(jié)能環(huán)保，在最小安裝空間實(shí)現(xiàn)最大可能；

　　可以無縫集成B&R 2005系統(tǒng)，接入HART、FF、Profibus、CAN、DeviceNet、PowerLink及ModbusTCP設(shè)備，并精密集成B&R SafeDesigner，提供經(jīng)過TüV SIL3認(rèn)證的一體化安全系統(tǒng)；

　　集成審計(jì)追蹤功能，符合FDA 21CFR PART11及GAMP4規(guī)定。

　　以一個(gè)典型的污水處理系統(tǒng)案例，來闡明APROL DCS的實(shí)際應(yīng)用效果：

　　對(duì)于污水處理系統(tǒng)，改造過程要滿足很多嚴(yán)格的要求，在PCS系統(tǒng)組件相互遠(yuǎn)離的情況下，系統(tǒng)必須保持正常不間斷運(yùn)行。在現(xiàn)有設(shè)施的改造過程中，原有的Contronic P/S5組合被貝加萊APROL R3.0取代，APROL是一個(gè)分布式、基于Ethernet POWERLINK和Linux的過程控制系統(tǒng)。

　　對(duì)系統(tǒng)操作員來說，最大的挑戰(zhàn)是在無明顯中斷的情況下確保工廠的正常有序運(yùn)作，在某些極端情況下，系統(tǒng)中斷和不穩(wěn)定性會(huì)造成化工廠的生產(chǎn)設(shè)備的停機(jī)，因?yàn)樵谌魏吻闆r下都不能超出操作許可的過程值范圍。

　　公司認(rèn)為新的過程控制系統(tǒng)必須滿足以下的條件：控制器及I/O遠(yuǎn)程方案；總部客戶服務(wù)；使用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)組件；不同地點(diǎn)同步操作；統(tǒng)一的過程控制系統(tǒng)，無SCADA方案。采用制造商自己的I/O遠(yuǎn)程方案，并且具備一個(gè)清晰的價(jià)格政策，成為選擇貝加萊ARPOL R3.0方案的決定性因素。

　　最終的選擇是基于Linux的過程控制系統(tǒng)APROL R3.0，在演示過程中，系統(tǒng)的外觀和觸感非常受操作員的歡迎，特別是寬泛的診斷和文本幫助功能使得系統(tǒng)非常透明，例如，控制系統(tǒng)中的互鎖功能塊會(huì)確切告訴操作員在某些情況下，為什么電機(jī)會(huì)不能啟動(dòng)。除了技術(shù)方面，用戶對(duì)這個(gè)方案的透明度青睞有加，APROL R3.0獲得了用戶的高度認(rèn)可。

　　毋庸置疑，經(jīng)過近20年的發(fā)展，國(guó)產(chǎn)DCS系統(tǒng)在速度、可靠性、功能和通訊等方面取得了巨大的進(jìn)步，市場(chǎng)份額逐年提升，在某些行業(yè)甚至取得了領(lǐng)導(dǎo)地位。但是我們應(yīng)該清醒地認(rèn)識(shí)到與國(guó)外DCS相比，我們還存在不小的差距。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

　　質(zhì)量波動(dòng)較大，這直接導(dǎo)致國(guó)產(chǎn)DCS的主體業(yè)務(wù)在中低端市場(chǎng)；

　　標(biāo)準(zhǔn)化程度不夠，國(guó)產(chǎn)DCS廠商慣常貼近客戶提供定制化的服務(wù)，這在另一方面限制了其產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化，不利于客戶對(duì)系統(tǒng)的維護(hù)。

　　DCS系統(tǒng)技術(shù)含量較高，貝加萊APROL研發(fā)團(tuán)隊(duì)10多年來一直致力于系統(tǒng)的維護(hù)升級(jí)，以保持系統(tǒng)的生命力。常常令我們感到困惑的是新老系統(tǒng)的兼容，硬件和軟件方面都會(huì)面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。另外，行業(yè)KNOW-HOW（專用算法）也是制約DCS發(fā)展的瓶頸。盡管從理論上講DCS提供的是一個(gè)通用平臺(tái)，可以適合各行各業(yè)應(yīng)用；但對(duì)用戶行業(yè)的理解及相應(yīng)的控制策略直接決定了DCS方案的適用性。這也是我們今天看到DCS市場(chǎng)供應(yīng)商幾乎都是老面孔的原因——進(jìn)入行業(yè)的技術(shù)壁壘很高。

　　有人預(yù)測(cè)DCS將被FCS所取代，在我看來，F(xiàn)CS作為后來者，其與DCS不是相互對(duì)立的關(guān)系，而是很好的補(bǔ)充。我個(gè)人認(rèn)為，從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，DCS將包容FCS。原因有兩個(gè)：其一，F(xiàn)CS和DCS的用戶和供應(yīng)商的重合性很高，兩者針對(duì)的市場(chǎng)幾乎相同，而真正推動(dòng)FCS進(jìn)步的仍是世界上幾家主要DCS廠家；其二，隨著技術(shù)的進(jìn)步，新一代的DCS系統(tǒng)在性能和功能上都遠(yuǎn)非30年前的系統(tǒng)可比，其在開放性、互聯(lián)性、分布性以及現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用等方面取得了巨大的進(jìn)步。很多在以前DCS系統(tǒng)中不可想象的功能現(xiàn)在已經(jīng)司空見慣，如DCS對(duì)多種現(xiàn)場(chǎng)總線的支持以及對(duì)分布式遠(yuǎn)程IO的支持等。

　　B&R非常重視APROL DCS系統(tǒng)的研發(fā)，近兩年更是加大投入，目前奧地利總部APROL研發(fā)團(tuán)隊(duì)人員接近30人，軟件升級(jí)周期基本控制在3個(gè)月（最新版本為APROL R3.6-05，2011年7月20日發(fā)布）。一直以來，B&R力圖平衡DCS系統(tǒng)的通用性和定制性，打造一款適合多個(gè)行業(yè)方便使用的DCS產(chǎn)品。APROL R3.6正體現(xiàn)了這一特點(diǎn)，在遵守國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，又不失對(duì)行業(yè)工程慣例的適應(yīng)。這使得APROL系統(tǒng)在電力、化工、冶金、礦山、造紙、水泥、食品飲料、油氣、市政、樓宇以及新能源等行業(yè)取得了越來越廣泛的應(yīng)用。

　　隨著技術(shù)的發(fā)展，目前市場(chǎng)上DCS、PLC、RTU以及FCS等系統(tǒng)的界限越來越不明顯，這就使得客戶對(duì)DCS產(chǎn)品的開放性和互聯(lián)性提出了更高的要求。DCS不再局限于控制層，而是增加了更多的管理功能，向上提供與企業(yè)管理系統(tǒng)的接口；與此同時(shí)，DCS向下不再限于主要工藝裝置流程的控制，而是將更多千差萬別的輔助系統(tǒng)納入到整個(gè)DCS系統(tǒng)。

　　另外，無線通信技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)區(qū)域組網(wǎng)也將是一個(gè)趨勢(shì)。根據(jù)市場(chǎng)需求，B&R APROL DCS系統(tǒng)在靈活性、開放性和易連接性上進(jìn)行了創(chuàng)新研發(fā)，目前其DCS系統(tǒng)可以連接市場(chǎng)上所有主流的現(xiàn)場(chǎng)總線產(chǎn)品。另外，B&R還嘗試將其符合SIL3認(rèn)證的安全產(chǎn)品融入其APROL DCS系統(tǒng)，進(jìn)而形成一體化的集成安全系統(tǒng)。

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