从5月12日到9月15日，剑指工控联合靳涛老师开设了《PKS快速入门》的课程，反响强烈。近期，我们又开设了《PKS工程案例》的课程。众多PKS从业者受益匪浅，但也引起很多对PKS不熟悉的朋友们的更多疑问。

到底何为PKS？

到底用在哪里？

我会用到吗？

……

从今天开始，让我们通过文字再系统学习一下。

如果您感兴趣，可再选择实操的直播课程继续学习。

DCS是分散控制系统(Distributed Control System)的简称，也有叫集散控制系统的，它是一个集合了计算机，通讯，显示和控制的由过程控制和过程监控的计算机系统。DCS设计的理念是分散控制，集中管理，分级管理，配置灵活，组态方便。目前主要的厂家有：

国外：霍尼韦尔PKS，西门子PCS，艾默生Deltav和Ovation，横河CENTUM，ABB的AC800F等等；

国内：和利时，浙大中控，上海新华，南京科远，国电智深，杭州优稳等等。

据未经考证的传说，世界上第一套DCS（集散控制）系统是美国霍尼韦尔公司于1979年研发出来的，经过十多年的不断完善，最终成就了一代堪称经典的DCS系统—TPS（TotalPlant Solution）。

TPS系统被广泛地应用在很多大型的化工生产装置中，其优点是性能稳定、算法丰富、工具完善，但是因软件开发的比较早，人机界面不够友好，软件方面自成体系，开放性差。

到了上个世纪九十年代末期，随着其他厂家不断推出新的DCS系统，霍尼韦尔公司逐步意识到推陈出新的紧迫性。为了能尽快推出自己的新一代DCS系统，霍尼韦尔公司与罗克韦尔公司（原AB公司）建立了战略联盟，合作开发新系统。具体分工是，霍尼韦尔负责上层服务器和操作站的软件开发，罗克韦尔负责提供下层的控制器硬件和I/O卡硬件。新DCS系统命名为PlantScape，它就是PKS系统的前身。

可是罗克韦尔毕竟是做PLC出身，使用PlantScape系统的用户，怎么看它都不像DCS，还是像PLC，所以PlantScape在推向市场的前几年并没有得到太多的认可。

为了改变这种局面，霍尼韦尔公司将PlantScape系统重新包装，改头换面，命名为PKS（Process Knowledge System）系统，将罗克韦尔的控制器命名为C200控制器，I/O卡件命名为A系列卡件，并着手自行开发新型的C300控制器和C系列I/O卡硬件。

为了不流失原来的TPS老客户，PKS系统的C200和C300控制器兼容TPS系统上的PM I/O卡件，如果TPS用户想升级至PKS系统，可以只更换服务器、操作站和控制器，原有的PM I/O卡件、接线端子板和现场接线可以保持不动，原有的控制策略也可以通过工具移植到新的PKS系统里。2005年，C300控制器正式面世，从此PKS系统已进入了成熟期。

基于上述的历史原因，目前正在使用中的PKS系统可能有如下几种配置：

第一种：C300控制器+C系列I/O卡件（霍尼韦尔的全套新硬件）

第二种：C200控制器+A系列I/O卡件（罗克韦尔公司的全套硬件）

第三种：C300控制器（霍尼韦尔新硬件）+PM I/O卡件（TPS系统上的I/O卡件）

第四种：C200控制器（罗克韦尔公司的控制器硬件）+PM I/O卡件（TPS系统上的I/O卡件）

说起PKS系统（Process Knowledge System），可算得上是名门旺族了。

在推出之前，霍尼韦尔公司为其专门注册了商标：Experion。因此也有人把PKS系统叫做EPKS系统。

PKS家族可谓庞大，下面这个架构图就足以让你看得眼花缭乱。

但是家族内的常住人口却不多，下面我们就来认识一下PKS家族中的几位常住成员。

PKS系统中必不可少的设备包括有服务器、操作站、控制器和网络。他们在系统中各自扮演者不同的角色，起著不同的作用，分工协调，相互配合，形成一个完整的控制系统。

如果把PKS系统比作一个人体系统，服务器就像人的大脑，是数据通讯的中枢系统，负责设备之间的沟通和联络。服务器的硬件采用DELL公司的服务器产品，可实现冗余配置，在服务器里装有专用的组态软件，用户可在服务器上完成对整个系统的配置和控制策略的组态。所有的组态数据库也保存在服务器的硬盘中。另外服务器负责与控制器进行通讯，采集过程数据，然后把数据传送给操作站，操作人员在操作站上发出的指令也通过服务器传送到控制器上。大多数PKS系统配备一个（一对）服务器即可，如果点数较多，可考虑增加服务器的数量，从而保证服务器的正常工作负荷。

如上图所示，在服务器中有一个动态数据库，叫做RTDB，Real Time Database，实时数据库，它负责完成过程数据的采集、报警和事件的采集、历史数据的采集和保存。

操作站是PKS系统的人机接口，就像人体的躯干，与外界进行互动，感知到外界的信息，传递给大脑，并把大脑的指令传送出去。

在PKS系统中有3种类型的操作站，

一种是Flex Station，简称为F站，这种类型的操作站只能通过服务器与控制器进行通讯，而不能直接与控制器进行通讯，当服务器出现故障时，F站上无法读到过程数据，但F站的优点是价格较低。

另一种类型的操作站是Console Station，简称为C站，这种类型的操作站直接与控制器通讯，读取实时数据，这样可以保证在服务器异常的情况下，操作员还可以对过程进行监控和操作。但C站仍然要与服务器通讯，以获得历史趋势等数据。C站和F站的硬件是一模一样的，只是安装的软件不同，C站的软件价格较贵

在PKS系统中，可选择F站和C站混合使用，比如说6台操作站中有4台F站，2台C站，这样，既可以降低成本，又可以提高系统的安全性

还有一种类型的操作站，叫做Console Extension，简称为CE站，是C站的扩展站，CE操作站只与C站通讯，从C站处获取数据，而不是与服务器或者控制器通讯，一个C站可以最多带3个扩展站，一旦C站出现问题，CE站也无法正常工作，CE站的价格也相对比较低。

控制器连同I/O卡件，是PKS系统的心脏，负责所有现场设备信号的采集、控制算法的运算和执行，以及控制结果的输出，它们是PKS系统内最为关键的设备，所以控制器和重要的I/O卡件，一般都是冗余的配置，以提高系统的安全性。

所有设备都连接在网络上，依靠网络来传递数据和信息，网络就好像人体的神经系统，是信息上传和下达的通路。

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本文为剑指工控原创技术类文章，2020年10月20日首次发表于《剑指工控》公众号。

特别鸣谢本文作者

剑指工控—靳涛：

PKS专家

美女工控专家！22年DCS从业经验！曾任霍尼韦尔高级项目工程师以及PKS培训经理！丰富的DCS大型交钥匙工程实践经验！

本账号为《剑指工控》官方知乎账号。剑指工控由一群带有工控情结的技术青年组织在一起，他们都是在工控一线的技术达人，如果你是工控一线的工程师，如果你在日常工控工作当中会遇到种种的技术问题，如果你热爱工控技术和工控生活，欢迎加入我们，随手提出你的技术问题会有技术达人第一时间为你解答。可以分享你的工控喜怒哀乐，会有兄弟们跟你产生共鸣。可以获得最新的工控资讯，指明技术和行业路线，做到未雨绸缪。

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