DSQC365
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工業(yè)現(xiàn)場的應(yīng)用環(huán)境要求PLC和工控機(jī)具有很高的可靠性，而可靠性是靠電磁兼容特性（EMC）和容錯(cuò)技術(shù)來保證的。PLC和工控機(jī)要經(jīng)過嚴(yán)格的電磁兼容檢測，如輻射敏感度檢測、諧波/電壓波動(dòng)/電壓驟降檢測、靜電/快速脈沖/雷擊檢測、電磁干擾檢測等。EMC保證了設(shè)備在本質(zhì)上的抗干擾特性。但是，要保證控制設(shè)備不出故障是不可能的。因此，采用容錯(cuò)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)對(duì)要求不能停機(jī)、不能失控的高可靠系統(tǒng)是十分重要的。目前重要的容錯(cuò)設(shè)計(jì)技術(shù)有Watchdog和雙機(jī)熱備（包括主機(jī)、模塊和通訊介質(zhì)的熱備）。熱備系統(tǒng)的工作對(duì)用戶來說是透明的：即當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，所有對(duì)故障點(diǎn)的切除和數(shù)據(jù)的備份都是在最短的控制周期內(nèi)自動(dòng)完成的。此項(xiàng)技術(shù)的完成包括了設(shè)備硬件和軟件二個(gè)方面。給出了PLC雙機(jī)冗余系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
PLC、工控機(jī)和現(xiàn)場總線為工業(yè)自動(dòng)化提供了很好的底層控制硬件基礎(chǔ)。隨著軟件技術(shù)的迅猛發(fā)展，控制軟件不再是單調(diào)的數(shù)字和菜單操作界面，而是圖形化的人機(jī)交互工具。好的工控軟件包括了從底層的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)庫、控制邏輯運(yùn)算到高層的人機(jī)圖形界面(MMI)。這里，我們從工控軟件體系結(jié)構(gòu)而不是個(gè)別軟件功能的角度介紹PLC和工控機(jī)的應(yīng)用軟件應(yīng)該具備的特性。微軟為制造業(yè)的分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)提出了一個(gè)功能強(qiáng)大的概念，它包括了企業(yè)資源規(guī)劃（ERP）和制造資源規(guī)劃（MRP）的主要功能、控制、人機(jī)界面與數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控（SCADA）、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、批量控制與設(shè)備界面等，但它們同時(shí)增加了用戶成本以及共享數(shù)據(jù)的難度。因此，在1998年，微軟公司引入了Windows分布式互連網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的概念，簡稱Windows DNA。它是在企業(yè)內(nèi)將各種商業(yè)應(yīng)用軟件進(jìn)行無縫連接的一種結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)可以使制造業(yè)的軟件開發(fā)商開發(fā)出強(qiáng)壯的、具有多種特性的產(chǎn)品，并使最終用戶將其各自獨(dú)立的制造和商業(yè)軟件應(yīng)用集成到一個(gè)數(shù)字神經(jīng)系統(tǒng)中去。各個(gè)控制設(shè)備生產(chǎn)廠家如羅克韋爾自動(dòng)化公司，通過其產(chǎn)品和與微軟的合作，正在將Windows DNA結(jié)構(gòu)引入制造業(yè)。這些公司在制造業(yè)軟件開發(fā)過程中具有自己的策略框架，如羅克韋爾互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用結(jié)構(gòu)，或稱RNA，就是與微軟提出的為企業(yè)定義的DNA結(jié)構(gòu)緊密平行的一種。
建立在微軟的Windows NT和Windows
9X操作系統(tǒng)和用戶接受的微軟Office套件、微軟BackOffice工具的基礎(chǔ)上，微軟公司于1998年引入了DNA結(jié)構(gòu)。Windows
DNA立刻被采納為連接在一個(gè)單獨(dú)的企業(yè)分布式大系統(tǒng)中多種產(chǎn)品的策略結(jié)構(gòu)。DNA包含了傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)并允許組成可變結(jié)構(gòu)的Client/Sever系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以提高技術(shù)等級(jí)以及進(jìn)行應(yīng)用革新。Windows
DNA的關(guān)鍵元素包括工具、集成存儲(chǔ)、商務(wù)過程、用戶界面和導(dǎo)航。正如微軟定義的那樣，制造業(yè)的Windows
DNA包含了企業(yè)資源規(guī)劃/制造資源規(guī)劃，控制(不論其為分布式、基于PC的或PLC)、人機(jī)接口和SCADA，制造執(zhí)行系統(tǒng)、批處理和設(shè)備接口。沒有制造業(yè)的DNA，那么在這些應(yīng)用功能之間的鴻溝只能由用戶界面和驅(qū)動(dòng)設(shè)備來填補(bǔ)。這將會(huì)使業(yè)主系統(tǒng)的成本增加，并且由于數(shù)據(jù)格式問題而很難共享數(shù)據(jù)。早在80年代中期，羅克韋爾自動(dòng)化在其CIM版本中首先確定了將工廠底層與上位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接的需求。但是，直到現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)以上概念的軟件和硬件的核心技術(shù)才成熟，它們包括商業(yè)方面的應(yīng)用如數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控、人機(jī)界面（HMI）、批量控制（Batch）、MES、ERP接口、基于PC總線的控制和通訊。
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