近来,由于MIS系统需从DCS中读取生产实时数据。在网络中接进动态数据服务器,有的采用DDE方式,在读取数据较多情况下(如3000点),由于DDE消耗资源较多,网络堵塞现象就变得十分频繁,并使得各种人机界面的节点死机现象变得严重。
网络堵塞现象的严重程度与多种因素相关。从操作站取数据,采用DDE方式,如果取的数据在500点以下,问题还不算太大。如果取几千点数据,操作站死机几乎是必然的。如果把节点连到DCS的通信网络上,从网络接口取数据,情况要好一些。
控制器把数据送到接口,人机界面从网络接口读取数据应遵守网络通信协议。网络物理结构有环型和总线型两种,总线网络在逻辑上也是环型的。星型网络只用于小系统(100个I/O点内)。常用通信协议是广播式,网络上的节点只要把数据送到网络上,它就要不断广播数据,需要数据的节点就接收数据。广播式协议的网络除这种方式外,还有一种方式:一个节点向网上其他节点问询数据,如其他节点没有,它就反复进行问询直至读取到这个数据。如果网络上根本没有这个数据,就会造成网络堵塞。
为使运行人员熟练DCS操作站的操作,可采用仿真系统,了解DCS的键盘,以减少误操作引起死机;也可了解操作站死机情况。
在DCS运行时间较长的情况下,组态只加不减,有一部分组态实际上已没有与真正的I/O点相连,与控制无关。在工程师站的用户应用程序中有这样的I/O点。动态数据服务器接入时,欲将DCS上所有数据点都读上去,因其中有大量数据点无效而造成网络堵塞,所以人机界面就发生死机。这时可用逆向工程师站读取控制器中的组态,与正向工程师站的内容进行比较,删除无效点,就可避免网络堵塞。
另一个应注意问题是在接入动态数据服务器时,应检查所有接口的软件版本是否一致,否则会影响数据传递。
解决网络堵塞的第三种方法是:如果采用例外报告方式,可加大例外报告区域以减少网络通信量。例外报告是指现场某点只在发生变化时把数据送到网络上。为防止点已坏而人机界面未知的情况,即使点不变化,超过一段时间也要报告。为减少网络上的通信量,把例外报告的两个参数都适当加大,也能达到减少数据量的目的。
最近推出的通用操作站多采用WindowsNT/2000操作系统,监控软件也通用,如FIX、InTouch等。由于软件销售量大,存在问题较少,通用操作站开放性好,死机现象大大减少。如果驱动软件不太好,也会引起死机。重要的是,它无论维护成本、备件采购都不受DCS制造厂家的限制。但为防黑客、病毒侵入,防火墙不可缺少。
三、C/S结构的人机界面的死机现象
1、C/S结构
DCS人机界面采用普通PC、Windows操作系统以后,为增加人机界面数量,采用C/S结构,只要控制器上通过接口与服务器相连,服务器和客户机上使用网络接口适配器用电缆连接,就成为C/S结构。
客户机共享服务器的资源。服务器通常安装在安全场所,保存DCS控制器送来的最有价值的现场生产数据。
作为服务器的计算机可能同时为几台或十几台客户机服务,所以服务器须要具有比客户机更快的处理器、较大的内存和更大的存储空间。
客户机是标准的PC运行Windows操作系统,仅与服务器通信,不和其他客户机通信,有自备软件包。在作DCS操作站时,服务器和客户机可运行同一监控软件,以便共享服务器资源。两者所装软件的区别是服务器应有DCS控制器驱动软件而客户机不需要。
还有一种情况是,在服务器监控软件上安装OPC服务器,在客户机监控软件上安装OPCClient,客户机就可访问服务器。如在服务器上不需用图形方式观察现场设备运行情况,在服务器上也可不安监控软件,而只安OPC服务器,只是在查找故障时,才需要显示器。
采用C/S结构可节省DCS昂贵的网络专用接口。为系统可靠运行,采用双服务器冗余运行,这就是双机双网。一个系统最多用到两个专用接口。
最终用户反映,采用多个接口的多主站结构较好,原因是服务器和客户机安排不合适容易死机。如INFI90的ConductorNT和Honeywell的GUS在版本较低情况下都容易死机。
2、C/S结构死机现象的产生
C/S结构网络的两种硬件,通常称为客户PC和服务器。客户PC在中央控制室,而服务器放在安全的地方。DCS操作站死机的原因错综复杂。本文仅限于分析由于采用C/S结构引起的死机原因,有两种情况:
控制器、服务器和客户机三者之间的连接有两种情况:一是DCS控制器有以太网接口,三者用以太网交换机来连接。交换机有多种端口,每个端口数据传输速率可以不等。端口数量由连接的计算机台数决定。交换机主要指标是背板宽度和存储器大小。如果采用以太网电缆如10BASE、100BASE等的速率都可传输,如采用5类线只能是10BASE。以太网的连接是星型。使用离散的电缆将每台计算机连接到中央连接点,通常称为网络集线器。每台计算机使用独立电缆,连接失败只影响有关的单台计算机,其他计算机可继续运行。如果各台机器适配器速率相同,以太网星型连接通常使用10BaseT电缆。