工程师站功能综述
集散控制系统得系统功能包括人机接口功能、现场控制站功能和组成这些功能的工程师功能。工程师功能分成系统生成功能（System Generation Fuction）和系统维护功能（System Maintenace Function）两个部分，下图显示了工程师功能与操作监视控制功能之间的关系：
工程师功能的性质
工程师站是以Windows NT 为操作系统，在通用PC机上运行的新一代开放型集散控制系统，其工程师功能的性能与以往的集散控制系统有相同之处，也有不同之处。
（1）运行于通用PC机上的工程师功能 工程师功能也是运行在PC机的Windows NT 平台上，无需特殊机器。当人机接口在操作监视功能状态时，也可以通过窗口的切换直接进入工程师功能状态。
（2）网络上共存的工程师功能 利用Windows NT磁盘共享功能，其它工程师也可同时通过网络在网上操作相同的工程数据。
（3）应用Windows NT 软件进行数据交换 利用Windows NT 典型应用软件，如MS-Excel 的剪贴功能，很容易进行工程数据交换。
（4）虚拟测试功能 工程师站的虚拟测试功能是在现场控制站不存在的情况下，通过人机接口对现场控制站控制功能进行仿真测试和调试。一旦组态程序完毕后，即可进入测试功能，因为程序和测试是不可分的，从而提高效率。
（5）工程数据的再使用 工程数据可以由其他站或项目调用，进行数据共享。
工程师功能的操作环境
工程师功能操作环境有两种类型，即目标系统下进行工程师功能和非目标系统下的工程师功能。
1． 目标下的工程师功能
利用人机接口的系统生成功能，通过对组态器的定义，直接进行在线，目标现场控制站（现场控制站）的组态。一旦更新工程项目，即增加另一现场控制站或对现有现场控制站的某些项目进行重新组态，组态完毕需要对现场控制站进行离线下载。
2． 非目标系统的工程师功能
（1） 通过VL net 并存的工程师功能 利用安装有系统生成的PC机进行工程师组态，然后再通过VL net 网与人机接口进行工程组态数据的交换，但人机接口只进行操作监视功能。
（2） 共存的工程师功能 直接利用Windows NT 文件共享特点，通过以太网络（Ethernet）来共同分享工程组态数据。
当然也可以通过未上网的计算机，由保存在该计算机内的工程师功能进行工程组台，再将组态好的工程组态数据存入磁盘，将磁盘内的数据拷入到人机接口。
工程师功能的工作流程
进行工程师功能时，首先必须完成整个工程项目的可行性报告、工程项目的计划署、框架设计以及详细设计等内容；其次在上述内容论证后进行集散控制系统的硬件配置、确定现场控制站数据库类型、根据I/O数据类型选择I/O模件、确定控制方案（常规控制，顺序控制和单元监视等）以及操作监视窗口；最后进行的工程师功能的组态。
整个工程师功能的流程大致分为10个阶段。
1． 生成工程项目
新建立的工程项目必须在缺省（Default）项目完成，如果系统里已存在一个项目，则新建项目的属性只能是用户自定义（ User-defined）项目，这时在新建的项目文件夹中自动生成一个现场控制站和人机接口文件夹(注意每生成一个项目，同时自动生成一个现场控制站和人机接口文件夹)。
2． 定义项目公共项
这里主要是指定义操作监视功能的权限（Security）以及操作标记（Operation Mark）。
３．定义现场控制站的控制功能（又称FCS的生成）
它主要包括现场控制站通用项目的定义、I/O模件定义、常规控制功能组台、顺序控制功能组态以及单元监视功能组态、顺序控制功能组态以及单元监视功能组态等内容。
４．定义人机接口站的操作监视功能（又称HIS的生成）
它主要有人机接口常数定义、打印机定义、趋势组态、用户自定义窗口组态、分级窗口组态、帮助对话框定义、时间分配定义以及功能键定义等内容。
５．虚拟测试功能（Virtual Test）
运行工程师站的虚拟测试功能，检查各项目的组态、现场控制站组态内容是否正错。虚拟测试功能利用人机接口站上仿真的现场控制站，而不是目标系统的真实现场控制站，这样在虚拟测试上进行的参数整定并不影响目标系统下现场控制的过程数据，同时通过历史信息报告窗口自动记录虚拟测试下的数据，以便在下载到真实的现场控制站时作为其参数整定的参考数据。
６．下载项目定义的内容到目标系统
该内容是在完成虚拟测试后进行，首先确定系统硬件上人机接口地址、现场控制站地址以及ＶＬnet连接状态，然后下载项目公用定义项、现场控制站组态项以及人机接口站组态项。
７．在人机接口站上设置操作监视功能
这里包括两方面内容，即设置人机接口站的维护窗口以及趋势参考方式。
８．目标测试功能（Target Test）
利用目标系统下的真实现场控制站对现场控制站进行目标测试，主要是参照虚拟测试的整定参数设置每个功能块的整定参数，对功能块分配操作标记，以及把设置的整定数据保存在具有系统生成功能的PC机的硬盘内。
９．设置和备份整定参数
这一步主要是对已下载到目标系统的整定数据进行设置以及分配操作标记，同时进行整定参数的备份。
１０．备份项目并打印
备份项目内容并保存在MO盘，打印所有项目的组态内容。
工程师站对网络的要求
系统网络是DCS的工程师站，它是对DCS进行离线的配置、组态工作和在线的系统监督、控制、维护的网络节点，其主要功能是提供对DCS进行组态，配置工作的工具软件（即组态软件），并在DCS在线运行时实时地监视DCS网络上各个节点的运行情况，使系统工程师可以通过工程师站及时调整系统配置及一些系统参数的设定，使DCS随时处在最佳的工作状态之下。DCS的骨架—系统网络，它是DCS的基础和核心。由于网络对于DCS整个系统的实时性、可靠性和扩充性，起着决定性的作用，因此各厂家都在这方面进行了精心的设计。对于DCS的系统网络来说，它必须满足实时性的要求，即在确定的时间限度内完成信息的传送。这里所说的“确定”的时间限度，是指在无论何种情况下，信息传送都能在这个时间限度内完成，而这个时间限度则是根据被控制过程的实时性要求确定的。因此，衡量系统网络性能的指标并不是网络的速率，即通常所说的每秒比特数（bps），而是系统网络的实时性，即能在多长的时间内确保所需信息的传输完成。系统网络还必须非常可靠，无论在任何情况下，网络通信都不能中断，因此多数厂家的DCS均采用双总线、环形或双重星形的网络拓扑结构。为了满足系统扩充性的要求，系统网络上可接入的最大节点数量应比实际使用的节点数量大若干倍。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于较轻的通信负荷状态，以确保系统的实时性和可靠性。在系统实际运行过程中，各个节点的上网和下网是随时可能发生的，特别是操作员站，这样，网络重构会经常进行，而这种操作绝对不能影响系统的正常运行，因此，系统网络应该具有很强在线网络重构功能。
工程师站与操作员站之间的区别
工程师站和操作员站都是属于DCS功能分层的控制管理级，它们的界面虽然很相似，但有着很大的区别：权限问题，也就是说工程师站可以实现操作员站的功能，但有些功能只能在工程师站完成，比如组态，开发画面,并且可以对画面的参数进行修改等等，它主要是根据流程结合生产工艺的要求对功能的生成或实现，其中涉及到流程图的绘制、动画的连接、数据的建立等等；而操作员站而没有这些权限,只能操作,运行,看数据。在系统的监控功能方面，工程师站必须对DCS本身的运行状态进行监视，包括各个现场I/O控制站的运行状态、各个操作员站的运行情况、网络通信情况等。一旦发生异常，系统工程师必须及时采取措施，进行维修或调整以使DCS能保证长时间连续运行，不会因为对生产过程的失控而找成损失。另外，有些工程师站对组态的在线修改功能如上下限设定值的改变、控制参数的调整、对某个测点或多个测点，甚至某个现场I/O站的离线直接操作等。
工程师站的组态功能
工程师站的软件环境：与集中式控制系统不同，所有的DCS都要求有系统组态功能，可以说，没有系统组态功能的系统就不能称其为DCS。系统组态的软件有：贝利控制公司的Symphony系统的系统工程工具Composer、日本横河电子公司的CENTUM系统的CS1000等. 而系统组态是由工程师站完成的，工程师站的最主要功能是对DCS进行离线的配置和组态工作。在DCS进行配置和组态之前，知识一个硬件、软件的集合体， 对于实际应用来讲毫无意义，只有在经过对应用过程进行了详细的分析、设计并按照设计要求正确地完成组态工作之后，DCS 才成为一个真正适用于某个生产过程使用的应用控制系统。在DCS工程师站中，一般而言包含如下一些功能：
① 硬件配置组态功能。其中包含定义各个现场I/O控制站的站号，网络节点号等网络参数；站内的I/O配置，如各个I/O信号性质，信号类型等。
② 数据库组态功能。定义系统中数据库的各种参数，系统的数据库包括实时数据库和历史数据库。实时数据库组态主要对各个数据库点逐点定义其名称、工程量转换系数、上下限值、线性化处理、报警特性、报警条件等；历史数据库组态需要定义各个进入历史库的点的保存周期。
③ 控制回路组态功能。该功能定义了各个控制贿赂的控制算法、调节周期及调节参数、某些参数等。进行控制回路的组态，最常用的为功能块图组态语言，它是用标准功能块（亦称算法块）互相级联，用上一块的输出作为下一块的输入，每一块完成一种特定的处理或计算，经过组合，形成一个完整的控制回路。
④ 逻辑控制及批控制组态。这种组态定义预先确定的处理过程。一般使用梯形图（LADDER）语言进行定义，该语言可以用图形表示各种处理条件及各个处理互相之间的联接关系。
⑤ 控制酸法语言的组态。在有些情况下，特别是一些较特殊的控制处理，使用若干程序语句来处理会更加简单明了，因此，工程师站应该具有控制算法处理程序，以便进行算法语言定义。算法语言的主要方法是用一些类似程序语言的语句组合来描述一个控制过程，以实现预定的控制功能。
⑥ 操作员站显示画面的组态。使用在CRT屏幕上以人机交互方式直接做图的方法生成显示画面，这种方式的优越性在于其工作效率极高，全部定义工作直观具体，实现了“所见即所得”的定义方法。与一般商用绘图软件不同，操作员站内的显示画面生成软件，除了具有标准的绘图功能之外，还应该具有实时动态点的定义功能。因此实时画面是由两部分组成的，一部分是静态画面，亦称背景图形；另一部分是动态点，包跨哦实时更新的状态和检测值、“热点”活动按扭、设定值使用的滑动杆和滚动条等。另外，还需要定义各种多窗体显示特性。
⑦ 报表组态。利用CRT屏幕以人机交互方式直接设计报表，包括表格形式及各个表项中所包含的实时数据和历史数据。利用CRT设计的报表基本上可以和实际打印出的报表格式一致，因此工作效率很高，而且具有极大的灵活性。
⑧ 组态数据的编译和下装。由于各种组态的定义是按照文本文件存储的，而实际运行中所需要的是二进制文件，如果在运行中随着使用的要求对定义好的组态文本文件解释执行，将会增加计算机的开销，使运行效率降低。尽管这种方法使修改扩充变得很容易，可以随时进行，但是由于实时系统是以实时性为主要目标，因此应该采用便宜的方法，将文本文件的定义预先通过一些专用的程序编译成二进制文件，在运行中只需要直接使用就可以了，这样将大大改进系统的实时响应性。特别是显示图形，预编译后进一步采取压缩措施，可以节省存储空间。所有定义数据编译完成之后，将被下装到对应的操作员站和现场I/O控制站中，以实现运行中使用。
⑨ 操作安全保护组态。对于操作员，最重要的任务是保证操作的正确性，防止误操作，特别在一些比较重要的、带有危险性的生产过程中，操作员的操作更家需要十分谨慎。除了误操作外，还要防止越权操作，即不在操作员权限范围内的操作应该闭锁，因此操作员站必须有口令保护，以保证操作安全性，并要对操作员的所有操作命令进行记录。对于一些重要的操作命令，还需要进行口令复核和操作复核，以防止发生意外，操作安全保护组态的功能就是定义每个操作员的口令，操作权限及操作范围，以便在运行时进行检查和记录。
参考文献
集散控制系统 化学工业出版社 作者 赵瑾
分散控制系统 华北电力大学 作者 刘延泉
