本實用新型涉及自動化控制技術領域，特別涉及一種DCS(distributed control system，分布式控制系統(tǒng))系統(tǒng)結構。

背景技術：

在目前生產制造中，通常采用DCS系統(tǒng)實現(xiàn)生產線的自動控制。DCS系統(tǒng)主要包括工程師站、服務器、操作站、現(xiàn)場控制器等。操作員通過布置于中央控制室的操作站即可實現(xiàn)現(xiàn)場設備的開停、設備運行狀態(tài)的監(jiān)控和運行參數(shù)的調整，無需人工現(xiàn)場操作。DCS系統(tǒng)常用的結構為服務器冗余結構，服務器冗余結構DCS系統(tǒng)主要由工程師站、現(xiàn)場控制器、兩臺互為冗余的服務器和操作站構成。

服務器冗余結構DCS系統(tǒng)在運行時，操作員在操作站發(fā)出的指令首先要經過服務器處理，然后再由服務器傳輸?shù)浆F(xiàn)場控制器執(zhí)行，而現(xiàn)場控制器采集到的信號需要先經過服務器處理，再由服務器提供給操作站作為監(jiān)控。服務器在操作站與現(xiàn)場控制器間起到橋梁紐帶的作用。服務器冗余結構的優(yōu)點是：兩臺冗余服務器功能相同，操作站可以讀取任何一臺服務器的數(shù)據(jù)，當一臺服務器發(fā)生故障時，讀取該服務器的操作站自動切換到另外一臺服務器，當服務器故障消除后，操作站自動切換回來，并且服務器還會自動從正常運行的服務器對故障期間丟失的運行數(shù)據(jù)進行拷貝，數(shù)據(jù)完整性好，不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的情況。服務器冗余結構在修改程序畫面時，只需對服務器進行修改下載，操作站自動讀取更新后的服務器數(shù)據(jù)，不需要對操作站下載，因此系統(tǒng)的日常維護工作量少。缺點是當兩臺冗余服務器同時出現(xiàn)故障時，操作站與現(xiàn)場控制器數(shù)據(jù)交換中斷，操作員在中央控制室無法監(jiān)控現(xiàn)場設備運行，生產線處于失控狀態(tài)，存在安全風險。由于無法調整生產線溫度、壓力等關鍵參數(shù)，還可能會造成產品生產質量事故。系統(tǒng)維護人員必須在短時間內完成服務器故障的判斷和處理，如兩臺冗余服務器長時間仍未能恢復正常運行，將會采用停生產線總電源的方式中斷現(xiàn)場設備運行，造成經濟損失。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺點與不足，提供一種安全性更高的DCS系統(tǒng)結構，能夠有效避免DCS系統(tǒng)中因冗余服務器同時發(fā)生故障導致生產線失控發(fā)生停機事故。

本實用新型的目的通過下述技術方案實現(xiàn)：一種DCS系統(tǒng)結構，包括工程師站、主服務器、從服務器、操作站和現(xiàn)場控制器，還包括功能與操作站相同的單站；

所述工程師站、主服務器、從服務器和單站均配置有兩張網卡，所述操作站和現(xiàn)場控制器均配置有一張網卡，所述工程師站、主服務器、從服務器和單站的一張網卡以及操作站的網卡分別連接第一交換機組成第一以太網；所述工程師站、主服務器、從服務器和單站的另一張網卡以及現(xiàn)場控制器的網卡分別連接第二交換機組成第二以太網。

優(yōu)選的，所述第一以太網中第一交換機的個數(shù)為一個或多個。

優(yōu)選的，所述第二以太網中第二交換機的個數(shù)為多個，各第二交換機連接后形成一個網絡結構。

更進一步的，所述各第二交換機連接后形成一個環(huán)形網絡結構。

更進一步的，每個第二交換機均帶光電轉換口，各第二交換機之間通過光纖連接。

更進一步的，第二交換機之間連接的光纖為多模四芯鎧裝。

優(yōu)選的，所述第一以太網中，所述工程師站、主服務器、從服務器和單站的一張網卡以及操作站的網卡與第一交換機之間為有線或無線連接。

優(yōu)選的，所述第二以太網中，所述工程師站、主服務器、從服務器和單站的另一張網卡以及現(xiàn)場控制器的網卡與第二交換機之間為有線或無線連接。

本實用新型相對于現(xiàn)有技術具有如下的優(yōu)點及效果：

(1)本實用新型在DCS系統(tǒng)中添加了一個和操作站功能相同的單站，單站通過以太網直接與現(xiàn)場控制器連接，單站不需要經過服務器即可讀取現(xiàn)場控制器的數(shù)據(jù)，發(fā)出的指令也是直接傳輸?shù)浆F(xiàn)場控制器執(zhí)行，因此當兩臺互為冗余的服務器同時出現(xiàn)故障時，在服務器故障時間段內，所有操作員可以通過單站對現(xiàn)場設備進行監(jiān)控，避免了互為冗余的服務器同時發(fā)生故障時生產線出現(xiàn)失控進而導致停機事故，同時系統(tǒng)維護人員能有充足的時間對服務器故障進行判斷和處理，單站起到了緊急應急的作用，本實用新型DCS系統(tǒng)結構中，服務器冗余結構與單站的結合大大提高了DCS系統(tǒng)的安全性。

(2)本實用新型DCS系統(tǒng)中增加單站后，DCS系統(tǒng)在日常維護時如程序或畫面修改，僅需要增加對單站的一次下載工作量而已，并不需要大幅增加系統(tǒng)維護工作量，因此本實用新型DCS系統(tǒng)結構不會大幅增加系統(tǒng)維護人員的日常工作量。

附圖說明

圖1是本實用新型DCS系統(tǒng)結構的結構框圖。

圖2是本實用新型DCS系統(tǒng)結構的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細的描述，但本實用新型的實施方式不限于此。

實施例

本實施例公開了一種DCS系統(tǒng)結構，如圖1和2所示，包括工程師站1、主服務器2、從服務器3、操作站4、現(xiàn)場控制器5和單站6；工程師站1、主服務器2、從服務器3和單站6均配置有兩張網卡，操作站4和現(xiàn)場控制器5均配置有一張網卡，工程師站1、主服務器2、從服務器3和單站6的一張網卡以及操作站4的網卡分別連接第一交換機9組成第一以太網；工程師站1、主服務器2、從服務器3和單站6的另一張網卡以及現(xiàn)場控制器5的網卡分別連接第二交換機7組成第二以太網。其中單站6和操作站4具有相同的操作界面，相同的功能，均能對現(xiàn)場設備進行監(jiān)控。如圖1中OS1至OS7均為操作站4。

在本實施例中第一以太網中第一交換機的個數(shù)為一個或多個。

本實施例中第二以太網中第二交換機的個數(shù)為多個，如圖2所示各第二交換機7連接后形成一個環(huán)形網絡結構。每個第二交換機均帶光電轉換口，各第二交換機7之間通過光纖8連接，其中本實施例中光纖為多模四芯鎧裝。

本實施例中第一以太網中，工程師站、主服務器、從服務器和單站的一張網卡以及操作站的網卡與第一交換機之間為有線連接，當然也可以是無線連接。

本實施例中第二以太網中，工程師站、主服務器、從服務器和單站的另一張網卡以及現(xiàn)場控制器的網卡與第二交換機之間為有線連接，當然也可以是無線連接。

本實施例中DCS系統(tǒng)結構中：

工程師站，用于編輯和修改DCS系統(tǒng)監(jiān)控畫面；用于通過第一以太網將監(jiān)控畫面下載到主服務器、從服務器和單站中；用于編寫運行于現(xiàn)場控制器的控制程序，并且通過第二以太網將控制程序下載到現(xiàn)場控制器中；

操作站，用于監(jiān)控現(xiàn)場設備、啟停設備以及調整運行參數(shù)。

主服務器和從服務器，用于接收操作站發(fā)出的控制指令，然后處理后發(fā)送給現(xiàn)場控制器；用于讀取現(xiàn)場控制器數(shù)據(jù)，并且將處理后的數(shù)據(jù)提供給操作站作為監(jiān)控；用于形成各種歷史參數(shù)、報警記錄和操作記錄。單站，通過第二以太網直接讀取現(xiàn)場控制器的數(shù)據(jù)，發(fā)出的控制指令直接通過第二以太網傳輸?shù)浆F(xiàn)場控制器執(zhí)行。

現(xiàn)場控制器，用于采集現(xiàn)場信號，并將采集的現(xiàn)場信號發(fā)送給主服務器、從服務器或單站；用于執(zhí)行主服務器、從服務器或單站發(fā)出的控制指令，實現(xiàn)對現(xiàn)場設備啟停和運行參數(shù)的調整。

本實施例中DCS系統(tǒng)結構工作原理具體如下：

當主服務器和從服務器均未發(fā)生故障時，主服務器通過第二以太網讀取現(xiàn)場控制器的數(shù)據(jù)，再通過第一以太網把經過處理的現(xiàn)場數(shù)據(jù)提供給操作站，操作站發(fā)出的指令經過第一以太網傳輸?shù)街鞣掌?，主服務器處理后通過第二以太網傳輸?shù)浆F(xiàn)場控制器執(zhí)行。

當主服務器發(fā)生故障，從服務器未發(fā)生故障時，從服務器通過第二以太網讀取現(xiàn)場控制器的數(shù)據(jù)，再通過第一以太網把經過處理的現(xiàn)場數(shù)據(jù)提供給操作站，操作站發(fā)出的指令經過第一以太網傳輸?shù)綇姆掌?，從服務器處理后通過第二以太網傳輸?shù)浆F(xiàn)場控制器執(zhí)行。

當主服務器和從服務器均發(fā)生故障時，單站通過第二以太網讀取現(xiàn)場控制器的數(shù)據(jù)，單站發(fā)出指令通過第二以太網傳輸?shù)浆F(xiàn)場控制器執(zhí)行。

本實施例中當互為冗余的服務器出現(xiàn)故障時，操作站將無法讀取現(xiàn)場控制器數(shù)據(jù)，由操作站發(fā)出的指令也無法傳輸?shù)浆F(xiàn)場控制器執(zhí)行，單站是直接連接現(xiàn)場控制器，不需要經過服務器，服務器故障不影響單站的運行，單站正常讀取現(xiàn)場控制器的數(shù)據(jù)，發(fā)出的指令仍然可以傳輸?shù)浆F(xiàn)場控制器中執(zhí)行。因此本實施例DCS系統(tǒng)結構能夠有效避免DCS系統(tǒng)中因冗余服務器同時發(fā)生故障導致生產線失控發(fā)生停機事故。

上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內。