二次高级计算功能——优化您的运算体验

高级计算功能是用于对数据进行综合分析、统计和性能优化的高级计算，计算的结果一般以数据库记录格式保存在数据库中，提供给外部应用程序（如显示、报表等）使用。如何利用计算机系统采集的数据，进一步提炼出有利于高层管理人员使用的信息，这是高级计算设计人员的任务，也是不同DCS应用设计的差别所在。

二次高级计算设计人员，必须对生产工艺非常了解，一个没有经验的DCS应用设计者设计的系统可能除了外部采集的信号外，不能提供任何进一步的信息。而一个经验丰富的应用设计人员，除了外部采集信息外，还能够设计出很多有价值的高级计算信息。传统的DCS应用一般由专业设计院来设计，有些有经验的用户也会设计自己的高级应用。近年来，不少DCS厂家为了更好地推广自己的产品，开始注重引进各个行业的专家，另外，随着工程经验的不断积累，也有些厂家具备了相当的设计专业化高级计算的能力。

二次计算的设计分为通用计算和专业化计算两种情况。通用计算一般利用系统提供的常规计算公式即可完成。一般DCS都会提供常规的基本运算符元素，如＋、-、*、／等算术运算符，与、或、非、异或等布尔运算符，＞、＜、≥、≤、＝、≠等关系运算符，以及通用的数学函数运算符等。

设计人员在算法组态工具支持下利用这些算法元素设计计算公式。此外，系统还会定制一些常用公式，如求多个变量实时值的最大值、最小值、平均值、累计值及加权平均值等，求单个变量的历史最大值、最小值、平均值、累计值及变化率等，开关变量的3取1、3取2、4取2及状态延迟等逻辑运算等，这就是专业化计算。

数据和信息是DCS监督控制的基础。数据和信息不仅来源于DCS现场控制层，还可来源于第三方设备和软件。一个好的DCS监控应用软件应能提供广泛的应用接口或标准接口，方便地实现将DCS控制器、第三方PLC、智能仪表和其他工控设备的数据接入系统中。一般监控软件将数据源看作外部设备，驱动程序与外部设备交换数据，包括采集数据和发送数据／指令。流行的组态软件一般都提供一组现成的基于工业标准协议的驱动程序，如MODB⁃US、PROFIBUSDP等，并提供一套用户编写的新的协议驱动程序的方法和接口，每个驱动程序以DLL的形式连接到I／O服务器进程中。(www.xing528.com)

I／O服务器还有另外一种实现形式，即每一个驱动程序都是一个组件对象模型（Compo⁃nent Object Moudel，COM），实际上是把I／O服务器的职能分散到各个驱动程序中。这种方式的典型应用是设备厂商或第三方提供OPC服务器，DCS监控软件作为OPC客户通过OPC协议获取数据和信息。

OPC即OLE for Process Control，是用于过程控制的（Object Linking and Embedding，OLE）技术。它是世界上多个自动化公司、软硬件供应商与微软公司合作开发的一套工业标准，是专为在现场设备、自控应用、企业管理应用软件之间实现系统无缝集成而设计的接口规范。这个标准使得COM技术适用于过程控制和制造自动化等应用领域。OPC以OLE、组件对象模型COM及分布式组件对象模型DCOM（Distributed COM）技术为基础，定义了一套适于过程控制应用，支持过程数据访问、报警、事件与历史数据访问等功能的接口，便于不同供应商的软硬件实现“即插即用（Plug and Play）”的连接与系统集成。当各现场设备、应用软件都具有标准OPC接口时，便可集成不同数据源的数据，使运行在不同平台上、用不同语言编写的各种应用软件顺利集成。还可跨越网络将不同网络节点上的组件模块连接成应用系统，成为整合计算机控制应用系统和软件的有效工具。

目前，世界上已经有150多个设备厂商提供了OPC Server，用于连接他们的PLC、现场总线设备及HMI／SCADA系统。由此可见，一个控制系统软件产品如果不能支持OPC协议，将不具备挂接第三方设备的能力。反之，用于控制系统的硬件产品，如果不支持OPC协议，也就很难被DCS集成商选用。

与DCS控制层软件相比，监督控制层软件虽然也有实时数据的采集、处理、存储等功能，但由于控制层软件是直接针对现场控制的，而监督控制层软件则是面向操作员和面向人机界面的。因此在实时数据的采集、处理、存储、数据库组织和使用等方面有很大的区别。例如，报警，由于现场控制站执行的是直接控制功能，到报警限度时执行相应控制动作，并不需要人工干预，因此不设置报警的处理。而在操作员站上，报警就是必需的，而且要非常详细，便于人工检查，因此两者对现场数据的处理和存储要求就有很大的区别。应该说，DCS监督控制层软件所需的数据来自直接控制层，但对数据的要求不同，因此要对直接控制层提供的数据进行进一步的加工与处理。