集散控制系统构成.ppt

集散控制系统构成,系统构成,集散控制系统构成,TPS的特点 TPS是一个统一的平台:它将用户的商业信息和工厂控制系统无缝地集成在一起。TPS是开放的:它基于MS WindowsNT工作站，它拥有NT的更多功能，且灵活易使用。TPS核心技术:TPS将各种技术集成在一起。包括:Windows NT操作系统，OLE公共软件，ODBC公共数据库技术。TPS结构开放并且安全：TPS系统采用了安全的工业网络。,集散控制系统构成,1.通信系统TPS系统的通信网络包括工厂信息网(PIN)、就地控制网(LCN)、万能控制网(UCN)、高速数据公路(DH)和现场总线。DH是Honeywel公司的专利网络，总线形结构，传输速率250kbps.LCN网-局域控制网 LCN网是TPS系统的主干网，在LCN网上可挂上具有不同功能的LCN网络模件如US，HM，AM，NIM，GUS等则可实现对现场控制过程的监控，文件管理，历史数据采集，检测存档，同时也可实现与其他计算机网络的通讯，是开放性系统。基本技术数据 通讯协议，符合IEEE制定的IEEE802.4开放互连模型.标 准总线拓扑结构，广播式的通讯方式，令牌存取通信控 制。,集散控制系统构成,串行传输信号5Mbitsec通讯电缆为75欧姆同轴电缆，冗余设置一段LCN同轴电缆的最大长度为300米，其上可挂40个节点用光缆和LCNE卡扩展，一段光缆最大长度为 2km，一条LCN网络。最长可扩展到4.9km，最多可挂64个节点,集散控制系统构成,节点类型US：UniversalStation 万能工作站UxS：UniversalStationX 高级万能工作站GUS：Globel User Station 全方位用户工作站UWS：Universal WorkStation 工程师站MH:History Modulel 历史模件AM：Application Module 应用模件NIM：Network Interface Module 网络接口模件CG：Computer Gateway 计算机摸件PINM：Plant Network Module 工厂网络接口模件NG：Network Gateway Module LCN网络接口模件HG：Hiway Gateway 数据大道接口模件PICG：PLC Gateway PLC接口AxM；Application ModuleX X型应用模件,集散控制系统构成,UCN网 万能控制网络 UCN网络是面对过程控制的网络。在UCN网上可挂HPM，APM，PM，LM等过程控制装置，可实现对压力，温度，流量等控制进行数据采集和先进控制。基本技术数据与MAP和IEEE802.4及ISO标准通信协议相皆容的令牌传送，载带总线网络串行通讯信号5Mbit/Sec侍输速率通讯电缆75欧姆同轴电缆，75欧姆终端电阻，冗余设置可带32对冗余装置支持Peer To Peer通讯一条LCN可挂20条UCN网络,集散控制系统构成,UCN网络节点HPM:HighPerfermence Process Manager高性能过程管理器APM:Advanced Process Manager先进过程管理器PM:Process Manager过程管理器LM:Logic Manager逻辑管理器SM:Safety Manager安全管理器工厂信息网络(PIN)是信息管理系统的一个重要组成部分。通过TPS节点(GUS、PHD、APP)，PIN可以直接与LCN相连，实现信息管理系统与过程控制系统的集成。,集散控制系统构成,2分散过程控制装置(1)PM系列分散过程管理器 PM系列分散过程管理器包括过程管理器(PM)、先进过程管理器(APM)和高性能过程管理器(HPM)。PM是高柔性的数据采集和控制设备。它由过程管理器模件(PMM)和Io子系统组成。PMM由通信处理器和调制解调器、Io链路接口处理器及控制处理器三部分组成。Io子系统由双重冗余的Io链路和最多40个可选的智能Io处理器组成。,集散控制系统构成,过程管理器能对五种类型的控制点进行处理它们是数字复合(Digcomp)、逻辑（Logic)、过程模块(ProcMod)、常规PV(RegPV)和常规控制(RegCtl)。数字复合点(Digcomp)指数字量输入和数字量输出点它为两位或三位式的装置(如电机、泵、电磁阀等)提供接口，并且与逻辑点、数字复合点共同提供处理联锁功能等。逻辑点提供可组态的混合逻辑能力，它与数字复合点组合，用于提高整体的逻辑功能。逻辑点(Logic)由逻辑块、标志、数值、输入输出连接组成。,集散控制系统构成,数值点(Numberic)是存放实数的，用于批量和配方控制中有关数据和中间数据的存放。计时点(Timer)用于事件处理，它由操作人员或顺序程序来设置，共有64个计时点。,集散控制系统构成,过程模块(Process Module)的数据点是由用户建立的。用户采用而向过程工程师的控制语言(CLPM：Control language)编写。它可以与PM的数据库进行通信，能用操作站(US或GUS)方便地进行程序的下载和修改，而不影响其他用户程序、常规控制或逻辑块 的执行。通过UCN，它也能把程序传送到其他的控制器和模件。,集散控制系统构成,集散控制系统构成,过程模块点是为常规、批量或混合控制的应用而设置的。其顺序程序用于监视和访问温度、流量、压力等数值或两位式设备的状态。顺序程序包括数据说明和执行部分。数据说明执行部分由正常程序、子程序和异常状态处理程序三部分组成。正常程序是正常条件下的执行程序，它出段(Phase)、步(step)及语句(statement)组成。子程序可以执行某一特定工作，它可被正常程序或异常状态处理程序多次调用。,集散控制系统构成,异常状态处理程序是检测到有部分或顺序或紧急停车的状态时执行的程序，它具有最高的优先级。常规PV点(Regulatory Pv)是为实现过程变量PV的计算和补偿功能，提供一种易于使用的可组态方法。它支持下列过程变量的算法：,集散控制系统构成,数据采集(DATAACQ：Data Acquistion)流量补偿(FLOWCOMP：Flow Compensation)三者取中值(MIDOF3：Middle of Three Selector)高选、低选和取均值(HILOAVG；High Selector，Low Selector，Average)求和(SUMMER：Summer)具有超前滞后补偿的可变纯滞后(VDTLDLG：Variable Deadlime with IeadIag Compensation)累积(TOTALIZR：Totalizer)通用线性化(GENLIN：GeneralLinearization)计算(CALCULTR：Calculator),集散控制系统构成,常规控制点(Regulatory Control)用于进行标推的控制算法。通过菜单来选择算法中有关项的参数，从而实施相应的控制算法。常规控制点有四种操作方式可选择，即手动(MAN)、自动(AUTO)、串级(CAS)和后备串级(BCAS)。控制算法有PID、PIDFF、PIDERFB、OSPROP、RATIOCTL、RAMPSOAK、AUTOMAX、INCRSUM、ORSEI,集散控制系统构成,先进过程管理器APM具有与PM相似的结构形式，但在功能和能力上有较大的改善。它增加了设备控制点和数组点，并把离散控制集成在控制策略中，它也增加了串行Io处理器。高性能过程管理器HPM是性能价格比最佳的过程管理器。它采用两个68040处理器作 为通信处理器和控制处理器，用80c32作为Io链路处理器，可连接的旧P也有增加。图,集散控制系统构成,(2)LM逻辑管理器 逻辑管理器(LM)主要用于逻辑控制，它具有可编程序控制器的优点。由于它直接挂在UCN网络上，因此它与网络上挂接的其他模件，例如PM、APM或HPM，都能方便地进行数据通信。逻辑管理器(LM)由逻辑管理模件(LMM)、控制处理器、IO链路处理器及IO模件等组成。,集散控制系统构成,LM的继电梯形逻辑程序可由程序装载器、操作终端、操作管理站或PC机加载到LM中。它也可保存在历史模件(HM)中，通过UCN下装。(3)故障安全控制管理器(FSC：Fail Safe Control Safety Manager)故障安全控制管理器是一种采用独特高级自诊断的先进生产过程保护系统。它是以微处理器为基础的容错安全停车系统，用于保护操作人员的安全，保护生产设备和装置，保持最佳生产状态，保护操作环境。,集散控制系统构成,FSC由FSC安全管理模件(FSCSMM)、FSC控制处理器和Io模件组成。它是UCN网的节点，因此，可以分别地与UCN网上的PM系列管理器通信，也可以与历史模件HM进行程序的存取。,集散控制系统构成,FSC系统采用了FSCad的菜单式组态软件进行应用组态。已有的现场位号可直接从数 据库调用。使用功能逻辑图(FunctionaI Logic Diagram)的设计方法利用标准符号库，组态工程师可以生成用户的应用逻辑图。Fscad能自动把逻辑图翻译成相应代码后下装到 FSC系统中。FSCad允许用户自定义功能块，完成所需功能。在设计组态时，用户通过PC 机来模拟FSC硬件，对所组态的功能进行完整的调试，这对于保证工程应用的质量十分有用。,集散控制系统构成,FSC系统允许在线维护.维护切换开关的使用使得整个应用程序不必离线执行，对现场仪表的维护变得十分方便。也不用担心会造成误跳闸等事故。3集中操作和管理站(1)操作站 万能操作站(US)是TPS系统中主要的人机界面。它由电子模块模板和一个48cm(19in)分辨率12801024的彩色监视器和键盘等组成。电子模块包括做处理器存储器板、显示发生器板、外围接口板等。,集散控制系统构成,根据使用者的要求，US为操作员、过程组态工程师、维修工程师提供不同的画而。用于操作员的画面有：TPS系统显示、系统功能显示、连续过程操作丛示、顺序操作显示、趋势显示、报警显示及请求提示显示等。用于过程组态工程师的画面有：组态显示、数据点建立显示、图形建立显示、CL编程显示、记录和报表格式化显示、文件编辑显示、实用程序显示及系统功能显示等。用于维修工程师的画面有：维修建议显示、显示存储器显水、系统维修记录及维修援助显示等。从安全性角度出发，US对不同级别的使用者提供硬件密钥；对错误的操作提供声音和文字的警告。,集散控制系统构成,UXS是带有工业标难协处理器的万能操作站。有48cm(19in)和53cm(2lin)显示屏两种形式，有台式和落地式两种类型。它除了具有人机界面的功能外还具有基于UNIX操作系统的在用户工厂网上外部设备通信界面的功能。X windows技术是工作站的窗口技术。它允许在不同的计算机平台的用户通过窗口技术获得信息。它的图形用户界面十分友好，因此，用户能通过它把第三方的计算机，例如，DEC VAX计算机与Honeywell的TPS系统连接起来,集散控制系统构成,GUS与其他现有的开放系统界面不同，它具有windows NT环境的所有优点：真正的32位windows标准设计，具有与其他应用软件的互操作性；清晰的三维画面；直观的显示和简便的操作；对象链接和嵌入(OLE)功能使显示画面与应用软件直接连接，支持“拖 拽功能，能方便地重复调用现有图形、程序等生成新的显示图形；国际化语言支持能力。GUS可与过程控制网、工厂信息网及Internet网连接，为企业提供集成的管理环境。,集散控制系统构成,(2)应用模件和应用处理平台 应用模件(AM：Appliation Module)是TPS系统为用户提供的：高级控制和计算算法的挂在LCN上的模件。它能用于常规控制、顺序控制和批量控制系统中。它有两类控制处理：PV算法和控制算法。PV的算法主要有：数据采集、流量补偿、三者取中位、高选低选取均值、加法、乘法除法、乘积的和、具有超的滞后的可变纯滞后、累加、统计计算、通用线性化和CL PV算法等。控制算法主要有：常规PID、带积分外反馈的PID、增量加法器b超前滞后、自动手动、加法器、乘法，除法、比值、选择超驰、开关、斜坡保持和CL控制算法。,集散控制系统构成,(3)历史模件 历史模件(HM：History Module)是为TPS系统提供大容量存储器的模件。所有存储在HM中的信息是组态时确定其格式的。存储在HM中的信息主要有：过程报警、操作员改变、操作员信息、系统状态改变、系统错误信息、系统维修建议的历史数据，也包括相应的记录和趋势的历史数据；,集散控制系统构成,所有类型的系统文件、装载的图像、任何时间所需的模件需要的加载数据或模件参数，被改变的数据。为了在设备不运行的事件中保持最新的设备设置所使用的校验点数据；过程运行时的维修信息和分析数据。,