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和利时dcs介绍
氢到 HOLLYSYS DCS 户需求的不断提高和电了与信息技术的快速发展。用户的需求已经不再满足于应用 DCS代替常规的仪表控制和简单的数据检测,同时随着电子与信息技术的进步使得 DCS应用的构成元件(电子元器件、处理器、软件、网络等)性能大大提高且价格大幅度 下降,特别是各种板级OEM部件和HMI软件的发展进一步简化了DCS的开发难度并 降低了开发成本。 日前,一套使月户满意的DCS系统应该具备以下特点: 1系统具备开放的体系结构,可以提供多层的开放数据接口; 2系统应具备强人的处理功能,并提供方便的组态复杂控制系统的能力与用户自主开发 专用高级控制算法的支持能力; 3系统应支持多种现场总线标准以便适应未来的护充需要; 4.系统应高可靠、维修方便、工艺先进、价格合理。 三、和利时公司DCS系统 和利时公司DCS系统经历了HS-DCS-1000、HS2000到MACS的巨大转变,现在 常用的系统是 Smartpro系统和 MACSV系统, HS-DCS-100、HS2000已经退出历史舞 台。下面对 Smartpro系统和MACSⅤ系统分别进行介绍。 、 Smartpro系统 系统的体系结构 该系统是白以太网和使用现场总线技术的控制网络连接的各工程师站、操作员站、 现场控制站、通讯控制站、打印服务站、数据服务器(上述各中站是根据其在控制系统 中的担负的任务不同来命名,其实都是普通的计算机)组成的综合自动化系统,完成大 型、中聖分布式控制系统(DCS)、大型数据米集监控系统( SCADA)功能 该系统软件包括: ComAker控制器软件、 CouRts现场控制器运行软件、FacⅤiew 人杌界面软件、 Internet浏览软件、OPC工具包等。 阅氢到 HOLLYSYS DCS 工程 1操作员站 韋2操作员站 #3操作员站 2: 21 2? 21 打印机 打E机 1交换机 监控网络 2#交换机 129阿) ! 主控控控制网络 I/O /0 I/o I I/m I/0倍号,现 I 1/0 I/0站【1) I/Q站〔11#) I/0站【12# 陶城球]闯向 HOLLiAs一MACS系统网络结构 1/G(r 工程师站 工程师站一般釆用 Windows操作系统,运行相应的组态管理程序,对整个系统 进行集中控制和管理。工程师站主要有以下功能: 1)控制策略组态(包括系统硬件设备、数据库、控制算法)、人机界面组态(包括 图形、报表)和相关系统参数的设置。 2)现场控制站的下装和在线调试,操作员站人机界面的在线修改。 3)在工程师站上运行操作员站实时监控程序后,可以把工程师站作为操作员站使 用 ■操作员站 操作员站采用 windows的操作系统,运行相应的实时监控程序,对整个系统进 行监视和控制。操作员站主要完成以下功能: 1)各种监视信息的显示、査询和打印,主要有工艺流程图显示、趋势显示、参数列 表显示、报警监视、日志査询、系统设备监视等。 氢到 HOLLYSYS DCS 2)通过键盘、鼠标或触摸屏等人机设备,通过命令和参数的修改,实现对系统的人 工干预,如在线参数修改、控制调节等 通信站 通信站作为 SmartPro系统与其他系统的通信接口,可以连接企业的ERP系统 如:和利时的HS2000ERP)和实时信息系统 Real mis,或者接入 Internet/Intranet/extranet。工厂的各个部门可以掌握更多的生产信息,从而为最终用 户提供更多的产品和更好的服务。它不仅提供了对生产过程、人员、设备和资源的 管理,还可以帮助用户寻找出现问题的原因和生产过程的瓶颈。 ■现场控制 现场控制站由、主控单元智能IO单元、电源单元、现场总线和专用机柜等部 分组成,采用分布式结构设计,扩展性强。其中主控单元是一台特殊设计的专用控 制器,运行工程师站所下装的控制程序,进行工程单位变换、控制运算,并通过监 控网络与工程师站和操作员站进行通讯,完成数据交换;昝能IO单元完成现场内 的数据采集和控制输出:电源单元为主控单元、智能I单元提供稳定的工作的电 湶;现场总线为主控单元与智能IO单元之间进行数据交换提供通讯链路。 1)主控单元采用兀余配置,通过现场总线( Profibus-DP)与各个智能O单元 进行连接。在主控单元和智能IO单元上,分别固化了相应的板级程序。主控单元 的板级程序固化在半导体存储器中,而将实时数据存储在带掉电保护的SRAM中, 完全可以满足控制系统可靠性、安全性、实时性要求。而智能IO单元的板级程序 同样固化在半导体存储器中。 2现场控制站是MACS系统实现数据采集和过程控制的前端,主要完成数据采 集、工程单位变换、开闭环策略控制算法、过程量的采集和控制输岀、系统网络将 数据和诊断结果传送到系统监控网,并有完整的表征⑩O模件及MCU运行状态提 示灯 3)现场控制站由主控单元、智能IO单元、电源单元、现场总线和专用机柜等部 分组成,在主掉单元和智能IO单元上,分别固化了实时监控(MCU)软件和IO 阅氢到 HOLLYSYS DCS 单元运行软件。 4〕现场控制站内部釆用了分布式的结构,与控制网络相连接的是现场控制站的 主控单元,可冗余配置。主控单元通过现场总线( Profibus-DP)与各个智能IO单 元实现连接。 系统的网络 ■ HOLLIAS-MACS系统由上下两个网络层次组成:监控网络(SNET)和控制网 络(CNET)。上层监控网络主要用于工稈师站、操作员站和现场控制站的通讯迕 接;下层控制网络存在于各个现场控制站内部,主要用于主控单元和智能单 元的通讯连接。 、监控网络 上层监控网络为冗余高速以太网链路,使用五类屏蔽双绞线及光纤将各个通讯节 点连接到中心交换机上。该网络中主要的通讯节点有工程师站、操作员站、现场 控制站,采用TCP/P通讯协议,不仅可以提供100Mbps的数据连接,还可以连 接到 Intranet、 Internet,进行数据共享。 监控网络实现了工程师站、操作员站、现场控制站之间的数据通讯。通过监控网 络,工程师站可以把控制算法程序下装到现场控制站主控单元上,同吋工程师站 和操作员站也可以从主控单元上采集实时数据,用于人机界面上数据的显示 2、控制网络 控制网络位于现场控制站内部,主控单元和昝能IO单元都连接在 Profibus-DP 现场总线上,釆用带屏蔽的双绞饲线(串行总线)进行连接,具有很强的抗干扰 能力。该內络中的通讯节点主要有DP主站(主控单元中的FB121模件)和DP 从站(智能WO单元一一FM系列的输入喻输出模件)。利用总线技术实现主控单元 和过程IO单元间的通讯,以完成实时输入/输出数据和从站设备诊断信息的传 送,并且通过添加DP重复器模件,可以实现远距离通讯,或者连接更多的智能 TO单元。 各个节点用固定分配的I地址进行标识。为实现监控网络的冗余,网中每个节 点的主机都配有两块以太网卡,分别连接到128网段和129网段的交换机上。监 控网绺的前两位PP地址已作了规定,分别为1280和1290,现场控制站主控单 6 阅氢到 HOLLYSYS DCS 元地址的后两位已经由程序自动分配好,工程师站、操作员站P地址的后两 位则可以自行定义。 计算机0计算机1算机2|计算机n(0≤n<88) 128网段28.0.0.0120.051128.0052280050+n) 129网段卩290.0.501290.0.511290521290050+n) ■一般我们将一个现场控制站里相互冗余的两个主控单元分别成为A机、B机。 它们的P地址设置是通过一个拨码开关来实现的,具体设置如表1.1所示。对 于工程师站和操作员站的计算机,我们把它看作同一类计算机,进行统一编号 10站主控单11站主控单#12站士控单 站主控单元 128 128001012800112800.212800n A机B 129网 1290010|12900111290.0.1212900n 段 128网 128.0013812800.1391280.0.140|28.0.0128+n 段 B机 129网 1290.0.13812900.139129.00.140129.0.0.(128+n 段 现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的 通信网络,它的关键标志是能支持双向、多节点、总线式的仝数字通讯。随着计 算机技术、邇信技术、集成电路技术、智能传感技术的发展,在工业控制领域产 生現场总线技术是一场革命,代表了一种具有突破意义的控制思想,改变传统 DCS结构一→FCS结构,真正做到“危险分散,控制分散,集中监控”。和利公 司完全自主知识产权的 Profibus-DP技术,主站和从站物理层、链路层完全自主 开发,为国内第一家,其优点是:可以直接连接其它各大厂商的PLC,如 Siemens, ⅵIPA,GE等,目前已有数十个项目直接受益;可以通过耦合器或连接器方便接 入 Profibus-PA智能变送器或执行器;集中安装或分布安装,仍由用户选择,节 阅氢到 HOLLYSYS DCS 省电缆;MACS软件成功与ⅣO设备独立,添加硬件设备极为方便;ⅣO设备变 成了标准的可以集成的DCS部件。在 ProlBus-DP现场总线的应用开发中,和 利时公司于2001年任国际现场总线基金会常务委员会单位,自主开发给予 ProliBuS-DP技术的主控制器、各种类型ⅣO卡件等,是国内第一家自主开发主 站和从蛄物理层、链路层产品的系统供应商。采用给予 Profibus-DP现场总线技 术的产品后, HOLLiAS-MACS系统可以方便的和其他生产厂家的智能仪表通 讯和进行数据交換;Io模块可以随用户现场需要集中安装或分散安装,节省大 量的电缆费用;可以通过耦合器或连接器方便接入 Profibus-PA智能变送器或执 行器;MACS软件成功与O设备独立,添加硬件设备极为方便;O设备变成 了标准的可以集成的DCS部件。 硬件介绍(以FM系列为例) 机笼单元是主控单元HM801和电源模块FM910、FM920的安装机笼,实现主控单元 电源模块的冗余配置和电源模块间的均流。主从冗余的两个HM801和冗余联用的电源 模块FM910、HM920插在机笼单元的相应槽位中,形成一个完整的冗余控制结构。 一个IM301机笼中有8个槽位,何个槽位有一个64针插座,连接相应的模块。最左边 两个槽插入两块主从冗余主控单元模块FM801。剩下槽位插入电源模块,依次定义为 l#电源、2#电源、3#电源、4#电源、5#电源、姘#电源,其中1##电源是系统电源,提 供24ⅴDC,选用FMⅥ910;后面电源是现场电源,提供48ⅴDC/24VDC,根据不同的 电压要求,选月HM920或HM910 阅氢到 HOLLYSYS DCS 树私啦 430MU sNg 24Y FMe1D MY FMD 24V FN910 24Y 常用IO模块: FM801:主控单元(系统核心设备) HM910、92:系统电源(24V,48V) FM301:8槽主控机笼 FM131A:通用端子模块(底座) HM143:8路热电阻输入模块 FM147A:8路热电偶输入模块 FM148A:8路大信号输入模块 HM151A:8路模拟量输出模块 HMl61D;16路开入模块 FM171:16路开出模块 阅氢到 HOLLYSYS DCS L 圉 屏双统线 DP更复围 主挖A机!主挖B杌 组 源、DF2恨想晷 终端配恶1 终西配墨2

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