分布式系统结构(DSA)在第三采气厂Experion系统中的应用

摘 要：通过简述分布式结构（DSA）的原理，分析分布式系统结构在第三采气厂Experion系统解决的问题，总结的分布式系统结构技术优势。

关键词：分布式系统结构 Experion系统

概述

在当今所有集散型控制系统中，霍尼韦尔的Experion 系统提供了最灵活、最高性能的系统结构。采用分布式系统结构技术，不需要额外的工程组态工作，即可使得在全厂范围内甚至全球范围内的多个Experion系统运行起来如同一个控制系统一样。

一、分布式系统结构的原理及架构

分布式系统结构分为两类，一种是地理上分散的系统；另一种通常的情况是多个工厂之间的Experion 系统的集成。

1.地理分散的系统

地理上分散的系统从广泛的区域采集数据，并能在本地或远程进行显示和控制。例如，多段油气管线、油田和气田、可由海洋平台或陆地上的中控室进行控制的井口等构成了这种结构的典型例子。

图1表示一个地理上分散的系统的例子，在这个例子中，分布式的服务器通过广域网连接起来。主控制中心通过每一个远程系统的服务器存取数据。而主控制中心的系统可以有自己本地的控制器与之连接，或者不带有任何控制器。在远程服务器之间同样可以互相交换信息。服务器可以是连接像PLC或RTU之类的控制器的Experion SCADA系统服务器，或者是连接过程控制器的Experion系统服务器。

图1 地理上分散的系统

2.全厂范围的系统

全厂范围的系统是指在全厂范围内的，基于工艺而相对分散的、座落在工厂不同地点的多个Experion系统之间互相交换数据。

图2表示一个全厂系统的例子，由一个高速的全厂网络把诸服务器连接在一起，每个服务器可以从其他一个或多个服务器存取信息。同样，这里所说的服务器可以是连接过程控制器的Experion系统服务器，或者是连接像PLC或RTU之类控制器的Experion SCADA系统服务器。

图2 全厂范围的系统

二、第三采气厂Experion系统的分布式系统结构

1. 第三采气厂DSA架构

第三采气厂Experion系统的分布式系统结构是一个典型的地理分散的系统，由2座作业区中心管理站、5座天然气处理厂及信息中心的Experion系统构成。信息中心Experion系统通过自控内部网络对作业区中心站、天然气处理厂的Experion系统存取数据，且作业区中心站、天然气处理厂的Experion系统之间互相不交换数据。

图3 第三采气厂分布式系统结构

DSA允许工作站和操作员做以下工作：

1.1.能够设置远程区域以便监视

1.2.查看和控制远程的点

1.3.查看和确认远程的报警

1.4.可以混合观察远程和本地的图和趋势图

2. 全局数据库

利用 Experion系统的分布式系统结构，对任何过程信息的组态只需进行一次。即在第三采气厂的分布式系统结构中，任何有关于过程点、报警、或用户显示画面等信息的改变只需在作业区中心管理站Experion系统或天然气处理厂Experion系统上进行一次，信息中心Experion系统就都可以直接读写信息，只要安全设置允许就可以，完全不需要额外的组态工作。

分布式系统结构通过区域检索数据。当信息中心本地服务器需要对作业区、天然气处理厂的远程服务器的进行操作访问时，只需在这些服务器上定义相关的远程区域即可。每个Experion系统DSA服务器可与其他9个Experion系统服务器相连。

所有已定义了的远程区域内的点、报警和画面可以跨越整个分布式系统范围被信息中心的用户访问，就如同它们都在一个系统中一样。组态就如此简便。如果用户选择了Experion系统提供的控制级别的附加安全限制时，操作员的控制级别将自动传送到远程服务器上以保证操作员只能控制其权限许可的点。

2.1报警访问

对许多系统来说，在同一系统内部的多个节点上进行全局范围的报警是个困难的挑战。而Experion系统不仅在单个系统内部实现全局报警，而且在分布式系统结构中跨越多个子系统实现全局报警。

对于所预订的控制区域的报警和信息，无论是信息中心的或作业区、天然气处理厂的，均同步集成到全局报警和信息显示汇总画面予以显示。

2.2 画面访问

在分布式系统结构中，信息中心Experion系统的用户画面可以访问整个体系结构中的所有系统数据，同一用户画面则可以透明地在整个体系结构的任一系统中予以显示。同样，点明细显示画面可以从系统中任何地方直接读取数据。

从操作者的角度来看，在信息中心系统上对画面的操作与在中心管理站、处理厂的操作是一样的。

2.3历史记录访问

在信息中心Experion系统上，查看远程Experion系统服务器上的历史数据非常简单。只需在系统标准显示或用户显示的趋势画面中，从列表框中选择所要查看的位号和参数，余下的事均由系统自动执行，它会自动检索远程系统的历史数据，进行在线显示。

3.第三方应用软件

第三方应用软件如同Experion系统的核心子系统一样可以进行全局数据访问。

目前，第三采气厂《苏里格气田数字化生产管理平台》及《第三采气厂作业区数字化生产管理平台》均需要通过OPC（OLE for Process Control）客户应用软件对全厂的Experion系统进行数据读取。

图4 数据读取拓扑图

信息中心Experion系统上的OPC客户应用软件（PI Interface Configuration Utility）不仅需要读写本系统的所有数据，还需要读写作业一、三、四区中心管理站及作业二区中心管理站的数据。在分布式系统结构中，作业区数字化生产管理平台服务器不需要通过2种不同的OPC连接，分别连到各中心管理站系统中，也不须要考虑数据源在什么地方，便可以简单地读写所有的数据，就好象这些数据都在信息中心Experion系统上一样。

三、结语

第三采气厂应用霍尼韦尔的分布式系统结构 （DSA） 使多重 Experion.系统在一个单独的设备、单位作为一个独立的整体来运行，通过系统群支持完美的针对点、报警、交互性操作人员控制信息访问。削弱了昂贵的、易出错操作和功能。