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1  前言
    北京華能新銳控制技術有限公司和華能福州電廠（以下簡稱為福州電廠）技術人員合作研制開發的分布式控制系統PineControl在福州電廠一期＃1、2機組取得了成功的應用。在此，筆者根據自身參與PineControl系統開發的經歷以及與運行、熱工人員交流最常觸及的問題，對PineCAD軟件和數據引擎的工作機理作一介紹。

2  術語介紹

    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，是整套DCS的總稱。它由人機界面系統PineHMI、控制工程組態系統PineCAD、控制系統數據處理系統PineSVR、控制執行系統（或稱為控制站）PineDCS、控制網絡系統PineNET等五大系統組成。而其中PineCAD和數據引擎（在PineDCS中實現）則是其技術核心所在。
    PineCAD是一種工業過程自動化計算機輔助開發系統，它基于控制代碼數據結構模型，以圖形方式編寫控制邏輯，能夠實時監控控制系統的動態特性并進行在線調整。所有這些工作都與控制計算機硬件無關，應用這套軟件可以設計開發相當復雜的控制系統。

3  PineCAD控制組態軟件的工作機理

    PineCAD是根據數據驅動模式的組態原理而開發的過程控制系統組態軟件。其軟件功能由四個部份組成，即控制邏輯組態編輯器、控制過程實時監控器、P90離線傳送器和P90在線傳送器。在工程師站上，通過這四個功能模塊可以構造出相應的控制邏輯組態，并通過DCS的計算機網絡與控制站通訊，實現控制系統的控制邏輯組態。PineCAD的工作原理如圖1所示。

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

    在線或離線傳送過程是設計人員在修改邏輯后，將控制組態信息下載到特定控制站，實現控制邏輯關系數據轉化的一個過程。
離線傳送比較簡單，它不必考慮控制對象現在的狀況，直接將控制組態信息下載到特定控制站，可以認為是一個控制邏輯關系數據的填充過程。
    在線組態技術是所有控制組態軟件都必須面對的難題，所涉及到的技術問題比較復雜。因為這一處理過程是在控制系統在運行過程中進行，要求所更新的控制組態信息不能對正在運行中的設備產生任何干擾。需要指出，這首先要求邏輯設計必須正確。
在線組態技術涉及到兩個方面的問題：其一是在線組態過程所產生的組態數據與已經運行在控制站中的組態數據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問題；其二是控制站的要保留的控制元件原有的計算數據如何平穩地過渡到修改后的組態邏輯環境里。
    為了實現這一功能，設計人員采用了一種組態數據模型P90，成功解決了以上兩個問題。P90數據結構是一種表達控制組態元件屬性的數據形式。在計算機或PLC中，采用90個字的數據單元來表征一個元件基本特征（固有的信息）和相應的動態關系（如當前值、強制狀態等）。在線組態一般是對控制系統的局部組態邏輯的修改，大部份組態元件的狀態和關系并沒有改變。基于這樣的前提條件，在P90數據庫中采用元件輸出狀態地址固定和連接地址動態可調的處理方法，使得那些未被刪改的元件數據保持原有的輸出狀態地址，那么在線組態過程前的控制狀態就能夠得到平穩過渡。

4  數據引擎

    數據引擎是一種按照規范的數據結構解釋、驅動和重構數據關系的數據處理機制。它對控制站的實時數據庫表進行分析，按照預定義好的算法進行運算，可以運行在不同類型的數據支撐平臺中（已在PDP 11/73的RSX操作系統、DEC VAX的VMS操作系統、DEC 533AU2的UNIX操作系統、OMRON CS1 PLC、AB RSLOGIX5000 PLC得到應用）。對于控制組態工程師而言，他所關心的只是控制邏輯的組態。因此，在數據引擎技術的支持下，人們將不會擔心硬件平臺的淘汰或者升級所帶來的組態無效的問題，也不需要在不同廠家的控制站上為開發相同的控制組態而付出大量重復性的勞動。

5  結論

    PineCAD控制組態軟件和數據引擎技術目前已經在國內多家電廠的DCS和外圍輔控系統中應用并取得成功。該技術的開發成功解決了以PLC構建的自動控制系統在處理復雜過程時梯形圖軟件無法滿足要求的問題，為在不同硬件平臺上實現DCS控制站功能提供了一種行之有效的方法，給DCS用戶提供了一個新的選擇。