在以后的近30年間,DCS先與成套設備配套,而后逐步擴大到工藝裝置改造上,與此同時,也分成大型DCS和中小型DCS兩類產(chǎn)品,使其性能價格比更具有競爭力。DCS產(chǎn)品雖然在原理上并沒有多少突破,但由于技術的進步、外界環(huán)境變化和需求的改變,共出現(xiàn)了三代DCS產(chǎn)品。1975年至80年代前期為代產(chǎn)品,80年代中期至90年代前期為第二代產(chǎn)品,90年代中期至21世紀初為第三代產(chǎn)品。
DCS系統(tǒng)中,控制站作為一個完整的計算機,它的主要I/O設備為現(xiàn)場的輸入、輸出處理設備,以及過程輸入/輸出(PI/O),包括信號變換與信號調理,A/D、D/A轉換??刂普臼钦麄€DCS的基礎,它的可靠性和安全性為重要,死機和控制失靈的現(xiàn)象是不允許的,而且冗余、掉電保護、抗干擾、構成防爆系統(tǒng)等方面都應很有效而可靠,才能滿足用戶要求。
關于DCS控制站的系統(tǒng)軟件,包括實時操作系統(tǒng)、編程語言及編譯系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、自診斷系統(tǒng)等,只是完善程度不同而已。第二代DCS控制站開始有面向過程語言和語言;第三代DCS控制站的系統(tǒng)軟件可以完成離線組態(tài)及在線修改控制策略。為了完成控制策略,對于順序控制和批量控制組態(tài)編程,各種DCS控制站采用不同的方法。
DCS操作站具有操作員功能、工程師功能、通信功能和語言功能等,其中工程師功能中包括系統(tǒng)組態(tài)、系統(tǒng)維護、系統(tǒng)通用(Utility)功能,還有系統(tǒng)配置、操作標記、趨勢記錄、歷史數(shù)據(jù)管理、總貌畫面組態(tài)、控制站組態(tài)、工藝單元或區(qū)域組態(tài)等。
實際的DCS操作站是典型的計算機,它與控制站不同,有著豐富的外圍設備和人機界面。
自動測試設備(ATE):模塊可用于構建高度靈活和可擴展的自動測試設備。它提供了多個通道的數(shù)字輸入和輸出功能,可以與其他測試儀器集成,實現(xiàn)復雜的測試和測量任務。
數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng):該模塊適用于數(shù)據(jù)采集和實時控制應用。
硬件層、中間層、系統(tǒng)軟件層和應用軟件層(1) 硬件層: 嵌入式微處理器、存儲器、通用設備接口和I/O接口。嵌入式核心模塊 = 微處理器 + 電源電路 + 時鐘電路 + 存儲器Cache:位于主存和嵌入式微外理器內(nèi)核之間,存放的是近一段時間微外理器使用多的程序代碼和數(shù)據(jù)。它的主要目標是減小存儲器給微處理器內(nèi)核造成的存儲器訪問瓶頸,使處理速度。(2) 中間層 (也稱為硬件抽象層HAL或者板級支持包BSP)它將系統(tǒng)上層軟件和底層硬件分離開來,使系統(tǒng)上層軟件開發(fā)人員無需關系底層硬件的具體情況,根據(jù)BSP層提供的接口開發(fā)即可。
BSP有兩個特點: 硬件相關性和操作系統(tǒng)相關性。設計一個完整的BSP需要完成兩部分工作:嵌入式系統(tǒng)的硬件初始化和BSP功能.片級初始化:純硬件的初始化過程,把嵌入式微處理器從上電的默認狀態(tài)逐步設置成系統(tǒng)所要求的工作狀態(tài)。板級初始化:包合軟硬件兩部分在內(nèi)的初始化過程,為隨后的系統(tǒng)初始化和應用程序建立硬件和軟件的運行環(huán)境。
系統(tǒng)級初始化: 以軟件為主的初始化過程,進行操作系統(tǒng)的初始化。