1  前言
    北京华能新锐控制技术有限公司和华能福州电厂（以下简称为福州电厂）技术人员合作研制开发的分布式控制系统PineControl在福州电厂一期＃1、2机组取得了成功的应用。在此，笔者根据自身参与PineControl系统开发的经历以及与运行、热工人员交流最常触及的问题，对PineCAD软件和数据引擎的工作机理作一介绍。

2  术语介绍

    PineControl是PLC Based Intelligence Network Environments for Control System的英文缩写，可译为基于PLC的智能分布式控制系统，是整套DCS的总称。它由人机界面系统PineHMI、控制工程组态系统PineCAD、控制系统数据处理系统PineSVR、控制执行系统（或称为控制站）PineDCS、控制网络系统PineNET等五大系统组成。而其中PineCAD和数据引擎（在PineDCS中实现）则是其技术核心所在。
    PineCAD是一种工业过程自动化计算机辅助开发系统，它基于控制代码数据结构模型，以图形方式编写控制逻辑，能够实时监控控制系统的动态特性并进行在线调整。所有这些工作都与控制计算机硬件无关，应用这套软件可以设计开发相当复杂的控制系统。

3  PineCAD控制组态软件的工作机理

    PineCAD是根据数据驱动模式的组态原理而开发的过程控制系统组态软件。其软件功能由四个部份组成，即控制逻辑组态编辑器、控制过程实时监控器、P90离线传送器和P90在线传送器。在工程师站上，通过这四个功能模块可以构造出相应的控制逻辑组态，并通过DCS的计算机网络与控制站通讯，实现控制系统的控制逻辑组态。PineCAD的工作原理如图1所示。

(1)  控制逻辑组态编辑器
    这是一种以固定控制元件图素为基础的图形编辑、分析、链接、转化工具。它由控制元件（如AND、OR、TPI）、

    在线或离线传送过程是设计人员在修改逻辑后，将控制组态信息下载到特定控制站，实现控制逻辑关系数据转化的一个过程。
离线传送比较简单，它不必考虑控制对象现在的状况，直接将控制组态信息下载到特定控制站，可以认为是一个控制逻辑关系数据的填充过程。
    在线组态技术是所有控制组态软件都必须面对的难题，所涉及到的技术问题比较复杂。因为这一处理过程是在控制系统在运行过程中进行，要求所更新的控制组态信息不能对正在运行中的设备产生任何干扰。需要指出，这首先要求逻辑设计必须正确。
在线组态技术涉及到两个方面的问题：其一是在线组态过程所产生的组态数据与已经运行在控制站中的组态数据之间是有明显差异的，要通过何种手段来消除这些差异所带来的扰动问题；其二是控制站的要保留的控制元件原有的计算数据如何平稳地过渡到修改后的组态逻辑环境里。
    为了实现这一功能，设计人员采用了一种组态数据模型P90，成功解决了以上两个问题。P90数据结构是一种表达控制组态元件属性的数据形式。在计算机或PLC中，采用90个字的数据单元来表征一个元件基本特征（固有的信息）和相应的动态关系（如当前值、强制状态等）。在线组态一般是对控制系统的局部组态逻辑的修改，大部份组态元件的状态和关系并没有改变。基于这样的前提条件，在P90数据库中采用元件输出状态地址固定和连接地址动态可调的处理方法，使得那些未被删改的元件数据保持原有的输出状态地址，那么在线组态过程前的控制状态就能够得到平稳过渡。

4  数据引擎

    数据引擎是一种按照规范的数据结构解释、驱动和重构数据关系的数据处理机制。它对控制站的实时数据库表进行分析，按照预定义好的算法进行运算，可以运行在不同类型的数据支撑平台中（已在PDP 11/73的RSX操作系统、DEC VAX的VMS操作系统、DEC 533AU2的UNIX操作系统、OMRON CS1 PLC、AB RSLOGIX5000 PLC得到应用）。对于控制组态工程师而言，他所关心的只是控制逻辑的组态。因此，在数据引擎技术的支持下，人们将不会担心硬件平台的淘汰或者升级所带来的组态无效的问题，也不需要在不同厂家的控制站上为开发相同的控制组态而付出大量重复性的劳动。

5  结论

    PineCAD控制组态软件和数据引擎技术目前已经在国内多家电厂的DCS和外围辅控系统中应用并取得成功。该技术的开发成功解决了以PLC构建的自动控制系统在处理复杂过程时梯形图软件无法满足要求的问题，为在不同硬件平台上实现DCS控制站功能提供了一种行之有效的方法，给DCS用户提供了一个新的选择。