作者：王龙南　

摘要：本文介绍数据引擎技术的原理和作用，和该技术在DCS中的运用问题。数据引擎是在实时数据库技术根蒂根基之上，采用进步前辈的算法驱动结构，实现复杂控制系统运算功能的一项新技术。数据引擎技术致使一种控制系统逻辑组态尺度的建立，进而实现了在分歧DCS控制站平台上运行不异控制组态数据流的技术成长方针。运用这项技术，可以有用地消除传统DCS的硬件瓶颈，拓展控制站技术平台的选择空间，实现DCS控制站的无扰在线组态功能，促进复杂工系统一体化控制系统解决方案的建立与工程运用。
要害词：数据引擎DCSPineControlPineCADPLC
1、引言
在信息系统中，数据引擎凡是是会见数据库的一种用技术。2000年，PineControl散布式控制系统[1]研究小组发现有可能哄骗数据库技术来开发DCS控制站的支持软件系统，这样可以更好地支持控制系统的在线组态技术的实现。为此，该研究小组对基于工进程自动控制平台的实时数据库技术和响应的数据引擎技术进行了深进的研究，推出了具有商运用价值的新型数据引擎技术。该技术的主要特点是能够凭据输进输出的数据发生驱动控制逻辑元件的状态变化，到达有用执行控制组态算法的目的。事实上，该数据引擎技术还引发了一种跨平台的控制组态尺度的建立，这对于推动DCS技术的成长长短常有益的。
在这里，我们将介绍有关数据引擎技术的基来源根基理，揭示该技术在转变传统DCS控制站性能方面的作用。经由过程解析数据引擎技术在DCS控制站中的运用，说明控制组态的技术尺度应若何建立，控制组态逻辑的在线编纂（编译）功能将若何实现。数据引擎技术已在一部门发电厂中获得运用，并都获得相当可喜的成功。
2、控制系统的组态与算法实现技术
控制逻辑的组态软件是DCS的焦点技术。可是，今朝DCS产物所设置装备摆设的控制组态软件还分歧水平地存在一系列的技术问题。首先，几近所有的DCS组态软件都是基于把控制逻辑流程图转化为特定控制指令序列的机理进行的，这就限制了控制逻辑在线修改、跨平台运行功能的实现。其次，DCS控制组态的自诊断能力，在线监控能力和计较进程实时能力也都存在很多问题。在控制站的冗余切换进程中，发生非稳定状态转移的现象还十分突出。所有这些问题都集中浮现在控制组态所对应的指令序列运行机理上。
在研究开发PineControl散布式控制系统进程中，研究人员提出了一种新的DCS组态软件情况：PineCAD。这类组态软件从概况上与传统的DCS组态软件没有什么差异，可是PineCAD的工作原理是把控制逻辑流程图映照到特定的实时数据库，而不形成针对某种特定DCS控制站的计较指令序列。更重要的问题是PineCAD设计理念是把控制逻辑的组态交由虚拟的DCS控制站来处置（也就是数据引擎），而不是传统的DCS控制站。这类设计思想是DCS技术成长的一项重年夜变化。假设数据引擎能够被安装在分歧平台的DCS控制站或PLC、PC等具有计较能力的装配中，那末PineCAD就能够整合响应的系统形成一体化的DCS，就能够形成DCS的组态尺度，进而对DCS的部件升级、更新换代、系统移植等进程发生积极的影响，给DCS用户带来极年夜的运用价值。
3、数据引擎技术原理
数据引擎是一种技术规范，它的工作机理就和汽车的发念头一样，分歧汽车厂家有分歧的发念头，可是这些发念头必需顺应尺度的汽油理化结构在燃烧进程中发生动力的技术要求。数据引擎是一系列软件的纠合，它倚赖于特定的DCS控制站计较指令情况，并嵌进特定的实时数据库中，模拟DCS组态图形所形成的计较流程，驱动整个控制站的控制元件序列的计较进程。
在DCS控制站中，我们需要安装一种非凡的实时数据库，其中数据引擎的技术功能就设置在数据库的相关属性中。当PineCAD的组态数据形成并下载到实时数据库时，每一个控制元件的状态就会在响应的数据引擎属性作用下发生特定的变化，从而实现控制的功能。我们注重到，这类控制元件的计较进程与对应控制站的计较指令系统是经由过程数据引擎来隔离的，是以PineCAD的组态数据能够在分歧的DCS控制站中运用。
数据引擎已取代了传统DCS控制站的计较进程与方式。其主要运行机理包括以下方面：控制元件拓扑计较流程治理、控制算法执行、控制元件的在线监视、控制元件内部参数的在线批改、在线组态处置、控制元件的计较冻结、控制元件计较周期的治理等。
DCS控制站控制逻辑的在线组态是一项很是复杂的技术，又是在工程实践中很是重要的需求。若何解决控制组态修改前后控制站中各个控制变的接连性是问题的焦点。传统DCS控制站的运行机理很难确保在这类修悔改程中所有控制元件状态的接连性，是以轻易发生发机电组的非正常停机问题。采用数据引擎技术的DCS控制站可以很好地解决这个问题。由于数据引擎技术很重要的特点是控制元件的计较流程建立在控制元件的拓扑空间结构根蒂根基上，与相关控制元件在数据库或控制站内存中的位置无关，也与控制元件状态的其它特征（如状态名称等）无关。
4、控制逻辑组态技术尺度
由于历史和商方面的缘由，分歧厂家之间的DCS及PLC之间组态数据没法直接兼容，这无疑给工控制系统的投资带来许多负面的影响。为此，1993年电工委员会(IEC)制定了IEC1131PLC的尺度。其中IEC1131-3尺度划定有5种形式的编程语言。1998年以后，该尺度改成IEC61131。虽然如斯，我们看到这也只是解决了一部门PLC组态的兼容性问题，而且PLC组态的兼容性仅停留在界面形态的相似层面上，DCS则基本没有统一尺度的组态形式。
与PLC一样，DCS也需要有响应的组态尺度[2]。这类尺度将可以极年夜地庇护DCS用户的投资，使得在今天控制站平台技术版今日新月异和DCS升级换代进程中，组态资本能够获得充实的哄骗；分歧DCS系统之间也能够有用地同享组态资本；在一体化的DCS系统中，能够采用统一的组态情况，提高DCS的靠得住性与可维护性。是以，在信息技术高速成长的今天，DCS组态的尺度化需求是相当重要，也是相当迫切的。
DCS组态尺度的技术坚苦相对PLC来说要年夜很多。今天，人们已习惯了数字与模拟控制旌旗灯号的夹杂处置。除实现跨平台的组态要求外，DCS组态的尺度不能像PLC那样使用五种分歧气概的语言情况。那末，经由过程什么技术方式可以促进DCS组态尺度的建立呢？我们认为，数据引擎技术是合适的建立DCS组态尺度的技术方式。数据引擎技术机理能够在PineCAD图形组态情况与分歧DCS控制站计较指令集之间建立一种直接的数据处置的映照关系，这使得不管是DCS控制站的制造商，仍是组态软件的制造商甚至DCS的用户，在推动DCS组态尺度化的进程中都没必要支出很年夜的技术投进。
数据引擎技术除具有DCS组态尺度的技术根蒂根基外，还能够消除持久以来DCS控制站与PLC是否存在功能差异的争议，促使PLC真正成为DCS控制站的一种选择。这在DCS技术和商两个方面都具有很高的价值。
5、新型DCS技术方案与工程运用
数据引擎技术的研究与运用工作在比来两年内已取得很年夜进展。北京华能新锐控制技术有限公司的研究人员充实哄骗数据引擎的技术势，前后研究开发了PineControl和HNA5000两款新型DCS系统。其中PineControl在2002年经由过程了国家电力公司的技术鉴定。这两种DCS划分以分歧的PLC作为控制站，充实体现了数据引擎跨平台运行和构建一体化DCS的能力。在这样的DCS中，所有控制站的内核都是一致的，不因控制对象的分歧而有所改变。控制站的部件种类是同类型产物中少的，其硬件的组合很是轻易。这类安装了数据引擎的PLC，其计较、治理与平安实时性能均能够到达今朝上DCS产物及技术的进步前辈水平，而作为PLC平台，该DCS控制站的情况顺应能力与靠得住性能均跨越传统的DCS。
到今朝为止，PineControl散布式控制系统已在四台燃煤发机电组和两套电站辅助系统中运行，HNA5000也将在发机电组中运用。这些DCS运用工程包括350MW进口发机电组的DCS系统改造[3]、新建引进型国产轮回硫化床汽锅供热发机电组的DCS项目、年夜型发机电组汽锅除灰渣控制系统的改造和发机电组电气控制系统DCS改造等。经过3年多的运行实践，数据引擎技术的设计思想和实现原理均获得了这些发机电组各类运行工况的考验，到达控制品和平安靠得住无故障的秀运用效果，获得DCS用户的高度评价。
总之，数据引擎是DCS的一项新技术，它给DCS未来的技术成长注进了新的活力，促进了DCS系统的尺度化，真正实现了DCS控制站的在线组态功能，完全消除DCS控制站与PLC的差异。从此，随着信息技术的快速成长，数据引擎技术将会阐扬越来越重要的作用。
参考文献
[1]华能信息工控股有限公司，“PineControl散布式智能控制系统简介”《热工自动化》，2003年11月
[2]SongZheng,WeidouNi，“TheDesignandApplicationofPLC-BasedDistributedControl
System”，The3rdInternationalConferenceonControlTheoryandApplicationsPretoria,SouthAfricaDecember12-14,2001
[3]王常力，“DCS技术成长进进第四代”，《中国计较机用户》2003年12月1日