三冗余DCS主卡及其組態(tài)軟件設(shè)計.pdf

1、隨著社會發(fā)展的日益進步，工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的日益擴大，使得工廠在工業(yè)生產(chǎn)中對自動化設(shè)備的依賴不斷增加，并且對設(shè)備的安全性和穩(wěn)定性的要求也在不斷提高。集散控制系統(tǒng)(DCS)，廣泛應(yīng)用于過程控制領(lǐng)域。從1975年第一臺DCS問世以來，集散控制系統(tǒng)已經(jīng)有了長足的進步，并且正在逐漸引入現(xiàn)場總線的概念，然而DCS的總體結(jié)構(gòu)仍然沒有發(fā)生太大變化。
　　 由于核電、航空等行業(yè)對整個系統(tǒng)的安全性要求非常高，而集散系統(tǒng)的冗余機制對其安全性的影響十分重要

2、，傳統(tǒng)的雙冗余DCS往往已經(jīng)無法滿足這些高危險性行業(yè)的要求，所以本文在這種背景下設(shè)計了三重冗余結(jié)構(gòu)的DCS，它可以使得整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性得到提高。
　　 在研究了國外的DCS冗余技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，論文中首先對三重冗余化DCS的整體結(jié)構(gòu)進行了設(shè)計。三重冗余化的DCS結(jié)構(gòu)是由三套同樣的裝置并行連接組成，同時工作，三路輸出將結(jié)果發(fā)送到表決系統(tǒng)，由表決系統(tǒng)決定最后的輸出結(jié)果，通信協(xié)議采用Modbus協(xié)議，用RS-485雙絞線電纜傳

3、輸信號。然后，論文對三冗余DCS主卡進行了詳細設(shè)計，給出了主卡的整體結(jié)構(gòu)圖和各個部分的硬件電路圖，并由軟件實現(xiàn)主卡的三重化冗余。再后進行了主卡測試，測試表明設(shè)計的主卡可以達到預(yù)期的三冗余效果。并且根據(jù)系統(tǒng)的可利用率和風(fēng)險性以及可靠性模型，從理論角度解釋了與雙冗余DCS相比，三冗余DCS可以提高系統(tǒng)安全性和可靠性的原因。最后，論文中設(shè)計了一款應(yīng)用于三冗余DCS的組態(tài)軟件。設(shè)計的組態(tài)軟件主要分開發(fā)環(huán)境，運行環(huán)境和報表軟件三大部分，并且將三部