吴胜华，王丹麟

(国电南京自动化股份有限公司研究院，江苏南京210003)

1 问题的提出

在分散控制系统(DCS)中往往涉及大量设备状态的监测与控制，这些设备状态可能是模拟量信号输入、模拟量信号输出、开关量输入、开关量输出、脉冲量输入等。在DCS中要设置多个过程控制站，用以分担整个系统的现场I/O模件和控制功能。每个(或1对冗余)过程控制站需要在200ms内完成所有的工作任务，包括自身的各种运算、控制，与冗余控制站之间的数据同步，与数据采集和监视控制系统(SCADA)/人机界面系统(HMI)之间的通信以及与现场800到1000点实时数据的交换。

由于I/O层通信网络对于整个DCS的实时性、可靠性和扩充性起着决定性作用，因此，各厂家在这方面进行了精心设计。对于DCS的I/O层通信网络来说，它必须满足实时性的要求，即在确定的时间内完成信息传送。“确定的时间”是指无论在何种情况下信息传送都能在该时间内完成，而该时间是根据被控制过程的实时性要求确定的。对于实用的大中型分散式控制系统来说，要求每个(或1对冗余)过程控制站完成1个运算周期及数据交换的时间在200ms以内。因此，衡量系统网络性能的指标并不是网络的速率，而是系统网络的实时性，即能在多长时间内确保所需信息传输完成。系统网络必须可靠，无论在何种情况下，网络通信都不能中断。另外，为了满足系统扩充性的要求，系统网络上实际使用的节点数只应占可接入最大节点数的60%～80%。这样，一方面可以随时增加新的节点，另一方面也可以使系统网络运行处于较轻的通信负荷状态，以确保系统的实时性和可靠性。……