开放系统世界中的硬件

在奥兰多举行的第20届ARC年度工业论坛上，埃克森美孚的代表们提出了一种更加开放的过程控制体系结构，将其描述为一个“系统中的系统”，采用一种开放的方法在现有控制系统、新控制系统和监控系统之间进行通信。除此之外，演讲者几乎没有提供任何细节，这是故意的。

开放系统的目标

显然，埃克森美孚的主要动机是成本。尽管该公司承认较新的系统确实提供价值，但它认为，将其知识产权从现有系统转移到这些较新的系统的成本掩盖了所获得的潜在利益。因此，我们的目标之一是建立一个允许保留IP的系统，而不管硬件是什么。

该公司还希望解决整合第三方解决方案的成本问题。埃克森美孚认为，通过说服业界采用更广泛接受的开放标准，整合成本将会下降。其想法是将那些具有高IP内容的应用程序与安装的控制系统的细节分离开来。

埃克森美孚还希望利用混合和匹配来自不同供应商的最佳组件，而不是妥协于一家供应商的全包功能。

最好的硬件怎么样?

除了能够承载各种功能之外，该公告几乎没有提到硬件。它着重于集成控制应用程序和硬件独立性。这里的思路是IP很难从一个系统移动到另一个系统，但连接也是如此。

埃克森美孚公司设想中的分布式控制节点(DCN)是一种具有通用I/O能力的单回路控制器，能够在高速确定性网络上与对等节点和监控节点进行通信。

积木已经存在了几十年，市场上仍有许多单回路控制器。这些都可以通过领先的分布式控制系统(dcs)中可用的相同I/O技术来增强，以支持通用性和智能现场通信。大多数提供某种协议允许远程用户配置和/或查看设备信息。这个协议很容易改变。

许多混合dccs和可编程自动化控制器(pac)的供应商通过强调易于添加监督逻辑、冗余、HMI集成以及易于工程和维护来推广它们相对于单回路控制器的优势。但这些差异是当今现有技术无法克服的吗?埃克森美孚的方案让人想起了20世纪70年代老式DCS与中央小型计算机相连的年代，当时的DCS是安装在面板上的模拟控制器，在整个装置中进行大量的高级计算协调。

在目前的大多数系统中，大多数I/ o具有类似的规格:环境、D/A转换、电气等。大多数主要的DCS制造商都提供某种形式的后期绑定I/O。少数制造商也销售通用的I/O，可以用于多种不同的控制器，甚至是托管在其他地方的基于软件的控制器。

然而，在过程控制系统中，第三方I/O的使用并不多。为什么?集成的I/O提供更好的功能。还是它?根据ExxonMobil的理想架构，单独指示I/O甚至多变量控制也可以添加到实时服务总线中。通过适当指定的标准，可以很容易地集成来自多个供应商的I/O，以满足给定的需求。

技术已经可用

硬件供应商寻求满足通过埃克森美孚计划表达的需求有很多选择。很多技术现在都被搁置在货架上。最大的挑战是在开放系统环境中找到“秘方”，即独特的价值主张。在提议的架构中，前线控制似乎没有什么价值。该配置被设想为易于移植和通信通用;商品的缩影。

当我们考虑今天的DCS体系结构时，趋势是走向合并。今天的控制器可以容纳比以往更多的I/ o。DCN的概念实际上会扭转这一趋势。当今设备的实际情况可能会继续采用集中方式，将控制硬件放置在一个房间里，因为布线成本太高，而且即使是硬化的电子设备在受控环境下也能存活更长时间。新建的设施将允许更大的分销。现在可以支持分布式I/O，但只占安装的一小部分。

一些可用的技术可以进一步开放该架构。当前的无线技术将允许服务总线扩展到现场设备本身，DCN功能托管在现场设备电子设备中(类似于现场基金会现场总线控制)。还有一种方案可以通过现场设备的硬连线网络解决方案扩展到服务总线，但它需要支持当前的布线基础设施，以便对现有设施有用。

尽管现在几乎所有所需的技术都已经存在，但供应商可以采取几种方法来满足这一愿景。最终用户真正需要回答的问题是:“我试图解决什么问题?和“我到底会买什么?”市场已经证明，如果对新系统的升级没有带来明显的短期利益和回报，那么体系结构和长期生命周期成本不会对购买决策产生影响。

马克•森古普塔> >msengupta@arcweb.com的高级顾问ARC咨询集团．他在过程控制、SCADA和IT应用方面拥有超过25年的专业知识，公司包括Mobay、霍尼韦尔、工厂自动化服务(PAS)、CygNet Software和英维思。他拥有佐治亚理工学院电气工程学士和硕士学位。