1  前言
    北京華能新銳控制技術(shù)有限公司和華能福州電廠（以下簡(jiǎn)稱為福州電廠）技術(shù)人員合作研制開發(fā)的分布式控制系統(tǒng)PineControl在福州電廠一期＃1、2機(jī)組取得了成功的應(yīng)用。在此，筆者根據(jù)自身參與PineControl系統(tǒng)開發(fā)的經(jīng)歷以及與運(yùn)行、熱工人員交流最常觸及的問題，對(duì)PineCAD軟件和數(shù)據(jù)引擎的工作機(jī)理作一介紹。

2  術(shù)語(yǔ)介紹

    PineControl是PLC Based Intelligence Network Environments for Control System的英文縮寫，可譯為基于PLC的智能分布式控制系統(tǒng)，是整套DCS的總稱。它由人機(jī)界面系統(tǒng)PineHMI、控制工程組態(tài)系統(tǒng)PineCAD、控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)PineSVR、控制執(zhí)行系統(tǒng)（或稱為控制站）PineDCS、控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)PineNET等五大系統(tǒng)組成。而其中PineCAD和數(shù)據(jù)引擎（在PineDCS中實(shí)現(xiàn)）則是其技術(shù)核心所在。
    PineCAD是一種工業(yè)過程自動(dòng)化計(jì)算機(jī)輔助開發(fā)系統(tǒng)，它基于控制代碼數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模型，以圖形方式編寫控制邏輯，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性并進(jìn)行在線調(diào)整。所有這些工作都與控制計(jì)算機(jī)硬件無關(guān)，應(yīng)用這套軟件可以設(shè)計(jì)開發(fā)相當(dāng)復(fù)雜的控制系統(tǒng)。

3  PineCAD控制組態(tài)軟件的工作機(jī)理

    PineCAD是根據(jù)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模式的組態(tài)原理而開發(fā)的過程控制系統(tǒng)組態(tài)軟件。其軟件功能由四個(gè)部份組成，即控制邏輯組態(tài)編輯器、控制過程實(shí)時(shí)監(jiān)控器、P90離線傳送器和P90在線傳送器。在工程師站上，通過這四個(gè)功能模塊可以構(gòu)造出相應(yīng)的控制邏輯組態(tài)，并通過DCS的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與控制站通訊，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的控制邏輯組態(tài)。PineCAD的工作原理如圖1所示。

(1)  控制邏輯組態(tài)編輯器
    這是一種以固定控制元件圖素為基礎(chǔ)的圖形編輯、分析、鏈接、轉(zhuǎn)化工具。它由控制元件（如AND、OR、TPI）、

    在線或離線傳送過程是設(shè)計(jì)人員在修改邏輯后，將控制組態(tài)信息下載到特定控制站，實(shí)現(xiàn)控制邏輯關(guān)系數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化的一個(gè)過程。
離線傳送比較簡(jiǎn)單，它不必考慮控制對(duì)象現(xiàn)在的狀況，直接將控制組態(tài)信息下載到特定控制站，可以認(rèn)為是一個(gè)控制邏輯關(guān)系數(shù)據(jù)的填充過程。
    在線組態(tài)技術(shù)是所有控制組態(tài)軟件都必須面對(duì)的難題，所涉及到的技術(shù)問題比較復(fù)雜。因?yàn)檫@一處理過程是在控制系統(tǒng)在運(yùn)行過程中進(jìn)行，要求所更新的控制組態(tài)信息不能對(duì)正在運(yùn)行中的設(shè)備產(chǎn)生任何干擾。需要指出，這首先要求邏輯設(shè)計(jì)必須正確。
在線組態(tài)技術(shù)涉及到兩個(gè)方面的問題：其一是在線組態(tài)過程所產(chǎn)生的組態(tài)數(shù)據(jù)與已經(jīng)運(yùn)行在控制站中的組態(tài)數(shù)據(jù)之間是有明顯差異的，要通過何種手段來消除這些差異所帶來的擾動(dòng)問題；其二是控制站的要保留的控制元件原有的計(jì)算數(shù)據(jù)如何平穩(wěn)地過渡到修改后的組態(tài)邏輯環(huán)境里。
    為了實(shí)現(xiàn)這一功能，設(shè)計(jì)人員采用了一種組態(tài)數(shù)據(jù)模型P90，成功解決了以上兩個(gè)問題。P90數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一種表達(dá)控制組態(tài)元件屬性的數(shù)據(jù)形式。在計(jì)算機(jī)或PLC中，采用90個(gè)字的數(shù)據(jù)單元來表征一個(gè)元件基本特征（固有的信息）和相應(yīng)的動(dòng)態(tài)關(guān)系（如當(dāng)前值、強(qiáng)制狀態(tài)等）。在線組態(tài)一般是對(duì)控制系統(tǒng)的局部組態(tài)邏輯的修改，大部份組態(tài)元件的狀態(tài)和關(guān)系并沒有改變。基于這樣的前提條件，在P90數(shù)據(jù)庫(kù)中采用元件輸出狀態(tài)地址固定和連接地址動(dòng)態(tài)可調(diào)的處理方法，使得那些未被刪改的元件數(shù)據(jù)保持原有的輸出狀態(tài)地址，那么在線組態(tài)過程前的控制狀態(tài)就能夠得到平穩(wěn)過渡。

4  數(shù)據(jù)引擎

    數(shù)據(jù)引擎是一種按照規(guī)范的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)解釋、驅(qū)動(dòng)和重構(gòu)數(shù)據(jù)關(guān)系的數(shù)據(jù)處理機(jī)制。它對(duì)控制站的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)表進(jìn)行分析，按照預(yù)定義好的算法進(jìn)行運(yùn)算，可以運(yùn)行在不同類型的數(shù)據(jù)支撐平臺(tái)中（已在PDP 11/73的RSX操作系統(tǒng)、DEC VAX的VMS操作系統(tǒng)、DEC 533AU2的UNIX操作系統(tǒng)、OMRON CS1 PLC、AB RSLOGIX5000 PLC得到應(yīng)用）。對(duì)于控制組態(tài)工程師而言，他所關(guān)心的只是控制邏輯的組態(tài)。因此，在數(shù)據(jù)引擎技術(shù)的支持下，人們將不會(huì)擔(dān)心硬件平臺(tái)的淘汰或者升級(jí)所帶來的組態(tài)無效的問題，也不需要在不同廠家的控制站上為開發(fā)相同的控制組態(tài)而付出大量重復(fù)性的勞動(dòng)。

5  結(jié)論

    PineCAD控制組態(tài)軟件和數(shù)據(jù)引擎技術(shù)目前已經(jīng)在國(guó)內(nèi)多家電廠的DCS和外圍輔控系統(tǒng)中應(yīng)用并取得成功。該技術(shù)的開發(fā)成功解決了以PLC構(gòu)建的自動(dòng)控制系統(tǒng)在處理復(fù)雜過程時(shí)梯形圖軟件無法滿足要求的問題，為在不同硬件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)DCS控制站功能提供了一種行之有效的方法，給DCS用戶提供了一個(gè)新的選擇。