如何有效提高DCS通讯系统可靠性？

随着电厂自动化水平的进一步提高，DCS系统在整个生产过程系统中越来越发挥关键作用，因此对其稳定性和可靠性的要求越来越高，现在对整个DCS系统的可靠性已经要求达到99.9%以上，而通讯系统作为DCS系统的关键子系统，其可靠性和实时性直接影响整个DCS系统。因此，为了有效提高DCS通讯系统的可靠性，DCS厂商常常采用了以下措施：

1)冗余配置。现在所有电厂DCS系统骨干通讯网络一般都采取了冗余配置，有些还实现了多重冗余，这样通讯网络可以保持高可用性。

2)使用光纤作为传输媒介。众所周知，光纤不仅具有传输距离远、通讯带宽大和耐腐蚀等显著优点，而且还具有抗电磁干扰能力强和传输误码率低等突出优势，而这些是铜缆和双绞线等常规传输媒介所无法比拟的，因此近年来在通讯系统、自动化系统的骨干通讯网络中逐渐得到了广泛使用。可以预言，随着光纤产品价格的进一步下降和DCS系统物理分散发展需要，光纤的使用将继续扩大。

3)网络的解藕配置。该措施不仅有效隔离了各层数据流量，提高通讯实时性，而且也隔离通讯故障，将故障的影响尽可能地限制在最小范围内，从而提高整个通讯系统的可靠性。

4)网络故障下的自动无扰切换。所有DCS通讯系统都具有在线监测功能，一旦工作通讯网络发生故障，系统将自动切换到处于热备状态的冗余网络上，保证整个系统的连续无扰运行，在有些系统中，冗余网络之间周期性地切换，以防止热备网络出现错误时未被及时发现，从而失去热备作用。

5)数据完整性校验和自动重发功能。在大多数系统中，在所有数据报文的发送前和接收后都进行数据完整性(如CRC方式)，一旦发生错误，将自动引发数据重发功能。

6)故障站的自动脱离和旁路。任何一个节点的故障都不会影响整个网络的通讯畅通，该故障节点应该自动脱离和旁路。一旦故障排除，该节点能够自动恢复整个网络的数据通讯。

7)通讯处理器和控制处理器分离。在一些系统中，控制处理器和通讯处理器是完全两个独立的处理器，二者各司其职，不存在相互影响，这样即可以确保控制单兀的控制算法的响应速度，同时又可以保证网络通讯的实时性和安全性，避免因网络通讯故障导至控制响应速度变慢或者因控制算法复杂而影响网络的有效传输。

除此之外，采用开放性的网络拓扑结构和通讯协议也是提高整个系统可靠性的重要措施。在早期DCS系统中，由于普通网络系统和通讯协议很难满足要求，许多厂商都开发了专有通讯系统和专用通讯协议，但其最大缺点就是其专用性，厂商之间相互封闭，其可靠性需要厂商自己不断完善和发展，因此导致开发成本很高。随着计算机网络技术的迅猛发展，IEC8802.x，((与人们熟悉的IEEE802.x标准相对应)系列标准相继推出，通用计算机网络的性能和可靠性不断提高，而价格迅速下降。在这种趋势下，主要DCS厂商都纷纷放弃发展自己独有网络产品的做法，转而采用通用计算机网络结构和相关软硬件产品。在这方面最为典型的例子就是FDDI网络在控制网络中的使用，由于FDDI被设计用于骨干高速网络，与生俱来的双环拓扑结构使其不仅具有冗余特性，而且具有容错特点，即使在双环同时断开时仍然能够维持整个系统的正常通讯，这些FDDI标准特性使得厂商不需要自己单独设计冗余控制网络之间的无扰切换系统。与此同时，由于FDDI网络被设计用于骨干网，因此具有大量标准硬件与常规的以太网和令牌网等互连，从而具有很好的开放性和很高的可靠性。

开放型网络给DCS厂商带来的最大好处就是系统的开放性和可靠性得到显著增强，这是因为通讯领域专业领导厂商的技术力量雄厚，其通讯系统软硬件产品的可靠性和开放性在长期使用中得到了充分验证。通过采用开放型通讯系统，DCS系统提供了不同厂商软硬件产品互操作的可能性，有利于用户在更大范围内自由选择相关产品从而达到更优的性能价格比。最为成功的例子就是现场总线技术的出现和以太网技术在工业控制中的应用。可以说，DCS系统的开放性也逐渐成为一个越来越重要的指标。采用开放型系统还有一个附加好处，那就是有效降低了厂商的研发成本，加速了产品的更新换代。