分散控制系統網絡的技術進步

　　隨著社會的發展和技術的進步，控制工程愈來愈復雜，人們對控制系統的可靠性要求也愈來愈高。分散控制系統以其控制風險分散、管理集中的優點已愈來愈多地應用到工程領域中，并且隨著辦公自動化的普及，分散控制系統與辦公自動化系統結合，形成了一個更加有利于管理和決策的網絡系統。因此，網絡的性能好壞直接影響著控制系統的安全及管理和決策的質量。
　　
　　發電廠作為分散控制系統和MIS系統的重要應用領域，其網絡的可靠性自然也被提到了極其重要的位置，下面以彭城發電廠MAXl000分散控制系統網絡結構為例，介紹其存在的問題以及技術改進的情況。
　　
　　一、存在問題
　　
　　改進之前，彭城發電廠MAXl000分散控制系統的上位機采用以太網總線連接。網絡結構如圖1所下。　　
　　在實際使用過程中，這種網絡結構的不可靠性逐漸暴露出來，具體表現如下:
　　
　　（1）細纜以太網上的每個接點通過T型連接器與網絡進行連接，其水平方向的2個插頭用于連接2段細纜，與之垂直的插口與某主機網絡接口適配器上的BNC連接器相連。這種連接方式接頭多，時間長了，接頭易出現虛接，故障點多。
　　
　　（2）對于總線結構的以太網，如果某一段斷開，將影響整個網絡的正常通訊，而且維護非常不便。端電阻接在以太網同軸電纜的兩端，是為了避免信號的反射，如果端電阻和細纜連接不好，也會使整個網絡癱瘓。
　　
　　（3）因為網絡上的1個節點發送數據越多，則越有可能發生碰撞，碰撞以指數增長，直到基本上沒有數據傳送。總線結構的以太網網絡的連接方式決定了數據碰撞數目較多，容易因網絡阻塞而引起死機，以及信號不能正常接收等故障的發生。
　　
　　（4）MIS網與MAXl000系統的A網相連，如栗MIS網與MAXl000系統的接口機接在交換機（HUB）上的接頭或者MAXl000系統接在HUB上的接頭出現連接故障，將會引起A網癱瘓，給MAXl000分散控制系統的安全帶來不可靠的因素，也影響MIS系統的正常通訊，影響管理和決策的質量。
　　
　　二、技術改進
　　
　　為解決上述問題，通過用以太網星形結構的網絡連接方式，將分散控制系統由總線形網絡拓撲結構改為星形網絡拓撲結構。星形網絡結構如圖2所示。
　　
　　這種星形網絡結構的優點主要表現如下：
　　
　　（1）以太網星形結構使用10BASE-T雙絞線以太網。10BASE-T系統在2對雙絞線上工作，1對接收數據信號，另1對傳送數據信號。第1、第2為1對線，第3、第6為1對線。在1對線的傳輸中，由于線路是雙絞的，會將渦流相互抵消，延緩數據信號的衰減。
　　
　　（2）星形結構的中央是1對冗余的交換機。一定數目載有信號的電纜從交換機出來接到該局域網的每個單獨的設備。該結構中的任何2個節點的距離總是2個節點分別到交換機距離的和，因此減小了通訊的距離。當網絡中的某一段出現故障時，不會影響其它段上的正常通訊，而且便于檢修。
　　
　　（3）具有交換功能的以太網減少了網絡中數據的碰撞數目，它使用交換機接收、存儲和發送數據，替代了總線結構中物理的主干網絡線。使用以太網交換設備可以減少數據碰撞的機會，因為它為網絡端口提供了多個專有的路徑，從而起到了減少網絡阻塞造成死機和不能正常接收信號等異常情況的發生。
　　
　　（4）通過采用星形網絡拓撲結構和交換機的使用，提高了網絡的可靠性。當分散控制系統的某一段網絡或者MIS系統網絡出現連接故障時，不會相互影響，從而改善了分散控制系統的網絡安全和MIS系統對于管理、決策的質量。
　　
　　三、結語
　　
　　通過上述改進，彭城發電廠的MAXl000分散控制系統網絡的安全性得到了提高，MIS系統網絡的可靠性也得到了改善，有效地解決了網絡不可靠的問題。