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DCS控制系统是控制技术、计算机技术、通信技术和图形显示技术相结合的产物,其总体结构如图1所示。根据图1中DCS控制系统模型的框图,DPU是指分布式处理单元。DCS控制系统的体系结构分为三层:过程控制层、监控层和管理层。其中,过程控制层是DCS系统控制的基础,其设备的主要功能是控制界面、现场控制单元、检测仪表和执行机构;监控层主要由监控计算机、高级操作站和接口设备组成,主要负责运行监控、系统报警、趋势显示和系统诊断。管理层主要由管理计算机组成,负责整个系统的管理。
DCS控制系统的大部分冗余设置都与过程控制层和监控层有关,所以大部分冗余技术都与过程控制层有关。结合基于ARM控制器的新型分布式处理单元,讨论了DCS控制系统采用的冗余技术中的分布式处理单元冗余和网络冗余。
2基于ARM的分布式处理单元结构
基于ARM的分布式处理单元的结构框图如图2所示,与一般分布式处理单元的结构非常相似。处理单元主要分为六个部分:ARM控制器、上层网络模块、电源管理模块、存储模块、下层网络模块和时钟模块。