维护人员软件组态培训教材(工程师).ppt
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1、下图目前DCS的组成简图:,过程控制单元是以微处理器微基础的微机结构,具有几十种或上百种运算功能,可以独立地对回路进行各种复杂控制。各控制单元通过通讯系统集中到中央操作站,进行全系统地综合管理。,dcs,层次化已经成为目前DCS的体系特点。DCS充分体现了分散控制,集中管理的思想。DCS的功能一般可以分为以下的4级:,二、DCS的功能分层体系:,市场和用户分析 定货和销售统计,销售计划 产品制造协调,合同事宜 期限监测等,规划产品结构和规模 产品监视,产品报告 工厂生产监视,过程操作测试 装置间协调,优化过程控制 自适应控制,错误检测 数据存档,过程数据采集及检查,开环和闭环控制,设备监测和系
2、统测试及诊断,实施安全性、冗余化措施,现场设备,工厂经营管理级,生产管理级,过程管理级,直接控制级,1,直接控制级:这一级是DCS的基础。在这一级里,过程控制计算机直接与现场各类装置,如变送器、执行器、电动机等相连,对所连接的装置实施检测、控制,同时它还与上一级的计算机相连,接收上层的管理信息,转化为命令发给现场装置,并向上一级传递装置的特性数据和采集到的实时数据。这一级的计算机是过程控制单元,简称DPU。DPU的工作是独立的,即当上层计算机与之失去通讯时也能维持对现场装置的控制。,2,过程管理级:这一级的计算机主要有操作员站、工程师站、服务器等。它综合监视各DPU传递的所有信息,集中显示操作
3、,控制回路组态和参数修改,优化过程处理等等。操作员一般使用操作员站来监控现场参数和设备,工程师站由维护人员使用来对组态进行修改。这一级计算机与DPU进行通讯,操作人员对现场设备的操作命令是发给DPU的,只有DPU才能直接控制现场的设备。,3,生产管理级:该级计算机协调各单元的参数设定,是生产的总协调员。,4,工厂经营管理级:这一级居于中央计算机,并与办公自动化连接起来,担任全厂的总体协调管理,包括各类经营活动、人事管理等等。,三、DCS的发展:,DCS出现于20世纪70年代中期,发展至今已有近30年。,经历了两代历程,现正向更新的第三代发展。,1,第一代DCS:20世纪70年代中期至后期推出的
4、DCS称为第一代DCS。,监控计算机,CRT操作中心,高 速 数 据 通 道,过程控制单元,数据采集装置,第一代DCS的结构简图,2,第二代DCS:进入20世纪80年代,由于微机技术的成熟和局部网络技术的进入,使DCS进入 的第二代。第二代DCS是以局域网(LAN)为主干来领导全系统进行工作。系统中各单元都可以看作网络接点。不同的局域网可通过网桥进行通讯。,操作员站,工程师站,DPU,DPU,网桥,其它工业网络,3,第三代DCS:随着网络技术的进步,特别是局域网络技术的飞速发展,DCS进入了第三代。它的主要变化是局部网络采用了MAP等工厂系统通用的总线型通讯协议,可直接与智能仪表进行通讯,软硬
5、件的变化很大,但总体结构变化不大。,节点站,节点站,网桥,主计算机,智能变送器,智能仪表,操作站,四、DCS的特点:,与其它计算机控制系统,特别是集中型计算机控制系统相比,集散控制系统有以下特点:1,自主性 系统中各工作站独立自主地完成分配给自己的规定任务,并通过网络 接口涟接起来。系统地控制功能分散,负荷分散,从而危险分散。,2,协调性 各工作站通过通信网络传递各种信息,协调工作,以完成控制系统的 总体功能。,3,友好性 DCS采用实用而简洁的人机会话系统,丰富的画面显示,具有实时的菜 单功能,方便的操作器,如键盘、鼠标等。,4,适应性 DCS的硬件和软件均采用开放式、标准化和模块化设计,系
6、统为积木式 结构,配置灵活,可以适应不同用户的需要。可以根据生产的要求,改变 系统的大小。在工厂改变生产工艺和生产流程时,只需改变某些配置和控 制方案。,5,在线性 通过通讯接口和I/O接口,可对过程对象进行实时采集、分析、记录、监视和操作,以及对系统结构和组态回路的在线修改、局部故障的在线维 护等等,提高了系统的可用性。,6,可靠性 DCS广泛采用了冗余技术、容错技术。各单元都具备自诊断、自检查、自修理功能,故障出现时还可自动报警。由于采用了种种有效措施,使得 DCS的可靠性和安全性大大提高。,7,可扩展性 DCS中的控制单元,既可独立工作、自成系统,独立地控制某些对象,又可在需要的时候方便
7、地连入通信子网,这是第一重可扩展性;当许多设备通过通信子网连成集散系统后,若需要可方便地删除其 中的设备,也可增加设备,这是第二重可扩展性;通信子网本身也可以扩展延伸,这是第三重可扩展性。,科远控制工程有限公司采用英国欧陆公司的NW-6000,以及世界排名第一的工控软件Intellution的FIX,在火电厂的自动控制方面取得了良好的业绩。,五、DCS实例:,OS 1,OS 2,NETWORK-6000分散控制系统不冗余小容量配置,Engineer WS,100Mbps,#2 OS,#1 OS,2500,2500,SOE,Profibus,2500,12Mbps/1200m,分散处理单元DPU
8、,2500,2500,2500,2500,586/133,Pentium/633/128M/10G/CDROM,可联结1024点I/O2000个Block,可进行算术、逻辑和PID运算,32Bit CPU,每块模件最多8点,2.5Mbps,#4 OS,#5 OS,NETWORK-6000分散控制系统2000点配置整体性能指标,Redundant Control Net,20Mbps,RedundantAI-FR/TB5,制粉甲,制粉乙,FSS,BCS,蒸汽,除氧器,给水系统甲,高加低加控制,发变组,发变组,厂用电,通讯接口,给水系统乙,润滑油和真空系统,循环水,脱硫,定排吹灰DAS,给水泵DA
9、S,汽机DAS,燃料上中,燃料下层,风烟甲,风烟乙,厂用电,Engineer WS,MIS Ethernet TCP/IP,100 Mbps,#1 OS,Switch,实时数据服务器,厂部监视终端,#2 OS,NETWORK-6000分散控制系统4000点以上容量配置,风门,#3 OS,#4 OS,#5 OS,接口机,蒸汽旁路,循泵房,燃油泵房,DEH,DEH,ETS,蒸汽旁路,GPS,人机接口MMI,通讯网络 Net,监控记录、计算,操作系统、组态软件、硬件平台,NW-6000可分为以下几部分,分散处理单元DPU、PCU、RPU,控制策略和逻辑,在线下载、组态方式、运算能力、用户开发,DPU
10、和MMI的通讯,速率、协议、介质、网络结构,NW-6000的系统结构,I/O网络,I/O模件,DPU和I/O模件的通讯,数据采样、标度变换、诊断、非线性校正,简单运算,速率、协议、介质、是否标准化,环境适应性,人机接口MMI,T103过程控制单元,分散处理单元基本上有T103、T303和T940。,CPU,I/O Modules,T103 System Diagnostic Tools,Dedicated Watch Dog Relay Output for T103 CPU Rich LIN Diagnostic Blocks for Trouble Shooting&Maintenance
11、(Total 39 Blocks)e.g Communications,CPU,Battery,Software,I/O Hardware,System Performance,Database,etc,T103过程控制单元,性 能 指 标,外形尺寸:440W205H141D mm重量:7.7kg(含16 I/O模件和2 CPU/PSUs)存储温度:-25C-85C运行温度:0-50C相对湿度:5-95%不结露 抗辐射规范:EN50081-2 抗干扰规范:EN50082-2设备安全规范:EN61010(1993)隔离规范:BS4743 抗震动规范:符合IEC1131-2抗冲击规范:符合IEC1
12、131-2电源冗余控制器冗余网络冗余可接16个I/O模件具有ALIN网络、RS422、RS285、RS232通讯接口具有电源、通讯、看门狗、运行、后备指示,T103过程控制单元,性 能 指 标,RAM:512Kbytes EPROM:2Mbytes 策略存储于EEPROM 复位、同步按钮带电插拔/更换电源:24VDC,范围:18-36 VDC 功耗:15W 看门狗继电器:接点容量:24VAC/DC,0.5A,接点隔离:30VAC或60VDC CPU保险:6.3A,20 5mm RS422/RS485:线路阻抗:120-240双绞线线路长度:1220m/9600bits/sec 连接设备数量:1
13、6 个,T103过程控制单元,功 能,每个T921控制器的处理能力为0.1秒周期内,满负荷可完成256个PID模块运算,其它模块的计算量要比PID模块小得多。T921为冗余控制单元,可插装各种规格的I/O模件,各种I/O件的插入位置不受任何限制。各种模件均可带电插拔,每台控制器可配置一定数量的I/O和控制回路。T921控制器可以完成数据采集(DAS)、模拟量控制(MCS)和顺序控制(SCS)。通过LIN网与操作站和其它控制器之间实现点对点通讯,执行复杂的分散控制策略,采用EEPROM存储监控策略。省去了更换电池带来的麻烦,保证了即使在失电的情况下控制策略也不会丢失。T921在ALIN网上运行,
14、由T221网络接口与LIN网连接,ALIN网传送速率2.5Mb/s。LIN网传输速率为1-1000Mb/s。控制器的网络冗余,根据用户需求可配置I/O点冗余,使控制部分更可靠。冗余控制单元可接受两路电源的输入,自动切换并有报警功能。T921模件CPU为主频为25MHZ的80C386处理芯片。其处理能力非常强大,一只(对)T103只联128点I/O。,T103过程控制单元,设 置,T103底板设置,设 置,T103过程控制单元,ALIN网地址,T103过程控制单元,设 置,看门狗输出,T103过程控制单元,设 置,ALIN网功能,T103过程控制单元,设 置,保险丝,CMOS Reset,看门狗
15、功能,T921功能,T103过程控制单元,设 置,T921功能设置,T103过程控制单元,设 置,通讯接口,T103过程控制单元,状 态 指 示 灯,状态指示,I/0模件,T112八通道热电偶输入模件,T113六通道热电阻输入模件,T113六通道热电阻输入模件,T122八通道模拟量输入模件,TA122八通道模拟量输入前置模件,T130单通道频率量输入模件,T130单通道频率量输入模件(电流),T130单通道频率量输入模件(电压),T130单通道频率量输入模件,T130单通道频率量输入模件,T140 八通道数字量输入模件,T140 八通道数字量输入模件,T140 八通道数字量输入模件,T151
16、八通道模拟量输出模件,T151 八通道模拟量输出模件,T180 八通道开关量输出模件,T180八通道开关量输出模件,T180八通道开关量输出模件,T180八通道开关量输出模件,一、什么是LINtools组态?,LINtools是一种将控制策略转化为实际的组态程序的工具,它所形成的组态文件将下载到T103、T940等控制器中运行,通过控制器的计算和判断去控制现场设备动作。因此,LINtools组态又称下位机组态。,Lintools组态分成I/O组态、设备级组态、逻辑组态和SFC组态。,现场操作人员要对现场的设备以及参数进行操作设置,我们必须进行LINtools组态。,下位机I/O组态,LIN,二
17、、启动Lintools:,在“开始”中选“程序Eurotherm LINtoolsLINtools 2000”,出现LINtools的组态界面:,点击界面上的“新建”按纽或在“File”菜单中选“New”,会出现以下对话框:,其中,选择“Action File”是写自定义模块的;选“Database”是进行数据库组态的;选“Generic Sequence File”是自定义顺控模块的;选择“Sequence File”则进行顺控的SFC文件组态。,三、LINtools组态的基本界面:,Contents,Object Properties,组态区,模块选择区,说明:1、Contents区:即目
18、录区,以树状结构显示当前组态文件的层次。通过用鼠标点 击其中的某一个目录,可在LINtools的组态区中显示该目录下的 组态内容。2、组态区:是主要的组态工作区域。在此区域中,可以进行组态的各种工作,如 添加、删除各种模块和联线,标注说明,调用SFC文件等等。3、模块选择区:即“Function Block Template Palette”,该区显示了当前组态可以 使用的各种功能模块,组态时只需将所要用的模块“拖放”到组态 区中。在模块选择区下部会显示所选模块的说明。4、Object Properties区:即对象属性区。该区显示了组态区中所选中的模块的属性,包括参数设置、联线属性和文档说明
19、等信息。,四、LINtools的菜单:,LINtools 软件的菜单共有File、Edit、Make、View、Online、Window和Help七项。,1、File 菜单:,(1)New:新建一个LINtools组态文件。选择此项会弹出对话框来选择组态文件的类型,即Action File、Database、Generic Sequence File和Sequence File四种。,(2)Open:打开一个LINtools组态文件。可打开的文件类型与新建文件的类型一致。,(3)Save:保存当前组态的文件。,(4)Save As:将当前组态的文件另存为其它文件名。,(5)Page Setu
20、p:页面设置。选择此项会弹出一个设置对话框,用于设置打印组态文件时的标题及图标。,(6)Print Setup:打印设置。选择此项会弹出一个设置对话框,用于设置打印机、纸张等。,(7)Print Preview:打印预览。,(8)Print:打印组态文档。(以图形格式打印),(9)File Properties:文件属性。显示当前组态文件的组态资源使用情况,包括使用的模块数、模板数、联线数、远程模块数、数据库名等。,(10)Exit:退出组态。,2、Edit 菜单:,(1)Undo:撤消上次操作。具体的操作名称因上次操作而异。,(2)Redo:重复上次操作。,(3)Cut:剪切当前选择对象。如
21、果当前选择的对象有联线,则剪切后联线被切断。,(4)Copy:拷贝当前选择对象。如果当前选择的是多个对象,则所选对象之间的联线一同被拷贝,但所选对象与其它对象之间的联线不被拷贝。,(5)Paste:将所剪切或拷贝的对象粘贴到当前窗口中。,(6)Delete:删除当前所选对象。与所选对象有关的联线也一同被删除掉。,(7)Select All:选中所有对象。,(8)Copy to File:将当前选中的模块拷贝到另一个文件中,且该文件中的头模块自动是“PROGRAM”。,(9)Paste from File:将另一个文件中的模块拷到当前组态文件中。,(10)Re-Route Wires:将所有对象
22、的联线由系统重新进行联结。,(11)Creat Compound:将所选的对象复合成一个对象包,以利于组态界面的分布和美观。,(12)Rename:将所选的对象重新命名。,(13)Database:将所选的模块重新定义数据库,即其所属的控制器。,(14)Update Rate:将所选的远程模块重新定义刷新速度。,(15)Task:用于T600系列仪表。,3、Make 菜单:,(1)Block:当需要放置一个功能模块时,点击可打开模块选择区,然后从该区选择所要的模块拖放到工作区中。,(2)Wire:联线功能。,(3)Compound:放置一个复合对象。,(4)Comment Text:放置一个文
23、本注释对象。,当进行顺控组态时,Make 菜单有所不同:,(1)Action:新建一个结构化文本Action。,(2)Step:新建一个步序模块。,(3)Wire:联结两个步序。,(4)Transition:新建一个过渡段。,(5)Comment Text:放置一个文本注释对象。,4、View 菜单:,(1)Toolbar:前面打钩则显示工具条;前面没钩则隐藏工具条。,(2)Status:前面打钩则显示状态条;前面没钩则隐藏状态条。,(3)Contents:前面打钩则显示目录区;前面没钩则隐藏目录区。,(4)Function Block Template Palette:前面打钩则显示模块选择
24、区;前面没钩则隐藏模块选择区。,(5)Object Properties:前面打钩则显示对象属性区;前面没钩则隐藏对象属性区。,(6)Find:查找特定信息的模块。,输入要查找模块的名称或前面的字母,要查找模块的类型,要查找模块属于哪个控制器,查找按纽,模块列表,(7)Zoom In:放大显示区域。,(8)Zoom Out:缩小显示区域。,该菜单提供了在线监视(Monitor)状态下的一些设置功能。,5、Online菜单:,(1)Sequence:在Monitor顺控策略时,用来复位、停止、保持、运行顺控。,(2)Watch:在Monitor控制策略时,用来打开Watch区的数据定义文件、保存
25、文件等等。,(3)Timeouts:在Monitor顺控策略时,用来定义与模块通讯的超时时间。,6、Window菜单:,(1)Tile Vertical:垂直平铺窗口。,(2)Tile Horizontal:水平平铺窗口。,(3)Cascade:层叠窗口。,7、Help菜单:,LINtools的帮助系统。,五、T103的I/O组态:,前面已经介绍过,下位机组态可分为I/O组态、设备级组态、逻辑组态和SFC组态。其中,I/O组态是最基本的,它是将该控制器所带的I/O硬件卡件映射到组态文件中,因此,I/O组态是与控制器的I/O卡件相对应的。,I/O组态的步骤:,1、启动LINtools组态软件:在
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