Honeywell霍尼韦尔C300-DCS系统学习.ppt

Experion PKS R300培训,目录,1，PKS系统架构 2，C300控制器及C系列卡件介绍 3，服务器及操作员站的组成和特点 4，基本功能模块的使用 5，网络架构及监视 6，监控操作部分介绍,Experion PKS 架构,全局数据& 历史数据库 Experion 服务器,TPS/TDC投资保护 Experion on LCN,高级控制平台 ACE,常规,逻辑 顺序 & 基于模型控制 C300/C200 & Profit Loop,HPM,BC Controller,工厂资产管理 Asset Manager,工厂数据库系统 PHD,远程操作 Experion 操作站,数字视频管理器 Digital Video Manager,安全只读访问过程画面的Web 服务器,工厂业务客户端 Web 浏览器,基于Web的人机界面 Experion 操作站 含ASM 操作工效率方案,多变量优化控制 Profit Suite,现场移动操作站 Mobile PKS,无线访问,冗余 I/O,高级应用网络,工厂信息网络,现场巡检自动化 IntelaTrac PKS,Local Control Network,Video Ethernet,企业级高级应用 Business FLEX POMS, OptiVISION,防火墙,过程控制网络,无线变送器,SIL 3 安全系统 Safety Manager,仿真系统 UniSim,Experion PKS,C300,摆脱传统局限，提高控制品质，便于安装维护和节省空间。,硬件重要特点,“垂直设计” 更有利于散热管理 减少“热点 -hot spots” 更有效现场接线 顶 / 底 进线 更自然接线端子 无大的线缆弯曲 更加紧凑的空间设计 比任何其他厂商更加有效空间，节省大量的占地空间。 便于维护 可去除端子块 带屏蔽端子,硬件垂直设计，有利接线与散热,Heat,单点进线,两次90度 接线,Heat,多点进线,一次90度 自然接线,硬件垂直设计，有效利用空间,Experion R300 特点及好处,过程控制的不断提高,C200 控制器 冗余模件 电源模件 FTE 接口 I/O Link接口 电源系统 底板,C300 全部包括,执行相同的 CEE,CEEControl Execution environment,过程控制的不断提高,PMIO IOP 冗余 FTA 电缆 FTA 备板,Series C I/O 全部包括,C300 控制器模件,在EPKS 300 版本，C300 是下一步的基于CEE 执行环境的控制器 C300 有几部分组成: 控制器硬件 控制软件CEE (Control Execution Environment) 相应机电部份 柜内电源 控制网络接口 - Fault Tolerant Ethernet (FTE) 2 本地 I/O Link 接口,FTE 接口,Series C C300,GPS Connection (Future),冗余控制器 接口,FTE 接口,IOL 接口,C300 控制器所支持的 I/O,灵活的 I/O 支持: 可混合使用不同的 I/O 接口 支持 2 个 IOLINK 接口 每个C300 最多支持 64个冗余 I/O 卡件包括C和A系列卡件 （C系列卡件地址为1-40） 每个 IOL 可以支持 40 冗余模件 可混合使用 IOLink 通过FTEB支持 A系列 I/O,IOL 连接,C300 控制器,运行 CEE (控制操作系统) 主要完成5个功能 上位通讯 Peer to Peer 点对点通讯 IOLINK 1 IO 通讯 IOLINK 2 IO 通讯 确定性执行控制环境 地址设定： 主控制器的地址设定为奇数， 备控制器的地址设定为主控 制器的地址+1,上位通讯,Peer to Peer 点对点通讯,IOLINK 2 IO 通讯,IOLINK 1 IO 通讯,确定性执行控制环境,C300 强大控制功能,强大的控制功能 每个C300可控制约1000多个回路； 丰富的控制库函数，并可扩展和加入其它库函数，无须系统升级； 控制回路灵活组态，可在线修改控制回路； 混合控制，连续、逻辑、顺序控制； 支持 S88模块化批量自动化( Modular Batch Automation) 灵活的控制时序调度 可组态的执行周期和执行顺序 可选择的控制回路执行周期: 50ms, 100ms, 200ms, 500ms, 1 sec, 2 sec Peer-to-Peer 更新率: 100ms, 200ms, 500ms, 1 sec 灵活的组态监控环境 功能强大的组态监控软件 Control Builder 图形模块化组态生成与实时监控调试环境 层次分类管理,在线更改功能,在生产运行期间，DCS可在线进行改动： 在线回路修改 控制器投入正常使用后，可在线修改个别控制回路，而不影响其它控制回路的正常运行。 在线硬件更改 控制系统在正常运行期间，可在线增加或减少I/O卡件、增加控制回路，而不影响控制器及其它回路的正常运行。 在线硬件及回路维护 在个别控制回路出错或修改时，该回路的AO输出卡具有输出保持功能。保证修改回路期间的输出正常。,C 系列“控制防火墙” (FTE 交换机),支持“C系列” 产品 使用C系列 24VDC 电源 8+1 口( FTE 交换机) L1 层控制环境的最安全选择 2 个“Firewalls” 支持 FTE功能 支持冗余 支持开电和运行自诊断，带故障指示； 上连(Uplink)信息控制，保证柜内通讯的最高优先级； 广播信息风暴抑制 控制器不受上层IP网络通讯量的影响； 可选光纤接口 光纤(FO)用于上层设备连接 单模光纤 (15 km) 多模光纤 (2 km),FTE 连接,可选光纤连接口,C 系列I/O卡件的类型,模拟量输入卡(支持HART协议)CC-PAIH01 模拟量输入卡(不支持HART协议)- CC-PAIX01 模拟量输出卡(支持HART协议)- CC-PAOH01 模拟量输出卡(不支持HART协议)- CC-PAOX01 数字量输入卡(24VDC)- CC-PDIL01 数字量输入卡(支持SOE)- CC-PDIS01 数字量输入卡(高电压)- CC-PDIH01 数字量输出卡(24VDC)- CC-PDOB01 数字量输出卡(带有继电器板)- CC-PDOB01 多路低电平模拟量输入卡- CC-PAIM01(主要用于热电阻和热电偶),Experion 服务器,操作站,控制防火墙,C300 控制器,FF接口,R300 C系列现场总线FF架构,C300 IO,FF H1 总线,容错以太网FTE,容错以太网FTE,Experion PKS系统服务器的心脏部分是实时数据库RTDB（Real Time DataBase）。 实时数据库主要存储： 1 过程数据 2 历史数据 3 组态数据 4 用户数据 5 报警和事件 6 系统状态,Experion 服务器,组态信息数据库 连续历史及事件杂志数据库 报表服务 支持基于服务器的微软脚本Basic语言-VBScript SCADA 子系统集成 支持分布式系统 DSA 功能 OPC DA 和 A&E 服务器及客户端 ，支持外部子系统。,C300,Experion服务器,操作站,OPC 服务器/ 客户,DSA,PLC/RTU,长历史数据存储,长期灵活的历史数据采集处理系统 1 秒或 5 秒、1 分钟、1 小时和1 天的瞬时值 6分钟、1小时、8小时和1天的平均值 对任何参数采集历史 (如PV, SP, PVHIHI) 在线自动归档 将数据直接存储到硬盘或通过网络存储到其它介质(如 ZIP, JAZZ, Optical, etc.) 历史数据可以无限存储,EPKS 操作站,强大的界面易于使用操作简单,操作站的类型： FLEX 操作站（ES-F）. 硬件组成通常是一台操作站PC， 只要与系统网络之间存在一条网 络链路，就可以应用到任何地方。 Console（ES-C）和Console Extension (ES-CE)操作站. ES-C是一种专用式操作站，除具有F站的全 部功能外还可以直接与CEE通讯； ES-CE能与ES-C相连接，用来扩展ES-C的 高效可用性功能，每个主ES-C可以连接3个 ES-CE,组成一个Console.,操作站中数据的来源： 1， Server中的过程数据及相关的报警和事件，直接来自 于控制器。 2， ES-F中的过程数据及相关的报警和事件，还有其他数据信息，直接来自于服务器。 3， ES-C中的过程数据及相关的报警和事件，直接来自于控制器；其他数据信息直接来自于服务器。 4， ES-CE中的过程数据及相关的报警和事件，还有其他数据信息，直接来自于ES-C。,Server,ES-F,ES-C,ES-CE,控制器,FTE网络状态监视,容错以太网-FTE (Fault Tolerant Ethernet),网络物理设备冗余配置 冗余以太网交换机；双以太网接口卡，冗余接线； 主干交换机用跨接线连接在一起。 逻辑上为一条网络 逻辑上不在区分A网与B网 不存在网络切换 FTE节点具有路径选择能力 Honeywell 专用FTE软件； 不断检测网络状态； 自动选择最优路径通讯。 安全架构，容许单点故障和一些多点故障。,Switches,A tree,B tree,C300,C300,C300,ACE,Server,Switches,Station,A to A,B to B,Crossover,C300,Switches,基本功能块的使用,Control Builder 提供了数量众多的控制功能模块，工程 人员可以利用这些模块采用“搭积木”形式来构建复杂的控制策略。所有控制功能块都来自于“Library”库 。 1 DATAACQ（数据获取模块） 该模块位于DATAACQ子目下。 该模块用来对过程输入进行滤波或非滤波处理。 主要功能为：获取输入数据及其状态；对输入进行线 性化以及均方根转换；对信号进行“小信号截除”；对信号进行滤波以及嵌位。可以产生信号的报警标志；可以实现信号源的自动以及手动设定。 在组态过程中，所有模拟量信号都需要用该模块进行 数据的相关处理。,基本功能块的使用,2 DEVCTL (设备控制模块) 该模块位于Device Control (DEVCTL) 子目下。 该模块是一个多输入、多输出功能块，它提供了与马达、水泵以及电动阀等离散设备的接口，它提供了内置结构来处理联锁。 其主要功能如下：允许操作几组数字输出并且能够解释通过状态参数PV表示的数字输入反馈；其工作包括传送由状态参数OP（命令输出状态）所表示的OP，监视PV，以及依据组态产生各种报警 最多4个输入，3种状态和3个输出 PV源选择，PV具有3种基本状态和中间及错误状态 锁存以及脉冲输出 坏的PV、命令不符、未经命令的变化和 命令失败等报警 联锁触发报警 以定义的安全状态进行安全联锁 可见，DEVCTL模块是相当重要的一个模块。,基本功能块的使用,3 PID模块 PID模块位于Regulatory Control Blocks子目下。 该模块是最基本的调节控制功能块，它是作为比例积分微分控制器来工作的。PID模块具有2个模拟输入：过程变量PV以及设定值SP，通过计算这两者的偏差，利用PID调节，使控制输出OP向使偏差变为零的方向变化。 PID功能块支持如下计算公式： 比例、积分和微分作用于偏差 比例、积分作用于偏差，而微分作用于PV 积分作用于偏差，而比例微分作用于PV 只有积分作用 只有比例作用 PID功能块可用于单控制回路，也可以将多个PID模块组合起来构成串级控制回路。 在具体应用该模块时，需要设置的主要参数为： 设定值SP：可以双击SP的输入端，调出参数设置窗口；或者该值来自其它模块。 PID参数：双击该模块，调出模块配置页面，在Algorithm选项卡上分别配置K (增益系数) ，T1（积分时间），T2（微分时间）； 选择控制公式：默认为EQA，同样可以在Algorithm选项卡中选择。,基本功能块的使用,FLAG（标志模块） 该模块位于Utility Blocks子目下。 该模块提供了存贮2值逻辑的功能，并且可以通过PVFL参数以简单的布尔值（OFF或ON）的形式访问；或者通过PV参数以用户定义的状态值（比如，RUNNING或STOPPED）的形式访问。 在组态过程中，该模块主要用来定义状态位，通过检查PVFL的状态，决定是否执行程序或者产生报警等。 5 AUXCALC（辅助计算模块） 该模块位于Auxiliary Blocks子目下。 该模块可以编写多达8个计算PV值的表达式，每个表达式都可以执行算术或逻辑操作，检测条件等。通过配置，你可以将表达式的结果，状态或者一个输入指定给PV以及PVSTS参数。该模块可以接受6个可选输入，可以提供最多8个输出。 在组态过程中，该模块可以方便的执行各种数学计算，比如复杂的温压补偿公式等。,基本功能块的使用,6 TOTALIZER (累积计算模块) 该模块位于Auxiliary Blocks子目下。 该模块可以周期性的将一个输入值（P1）加到一个累积值（PV）上，实现对参数的累积计算。 用户可以为该模块指定一个累积目标值，当累计量达到该值时，模块会提供一个状态位来表明该值已接近目标值，在没有外部操作或命令的干预下，该值会一直累积，直到用户的外部操作发生。 该模块最典型的应用是对流量进行累积计算。实际应用中，当流量变送器在接近零流量时，若没有较精确的校准，可以利用零流量切除特征（a zero-flow）使低于该信号的值嵌位到零。 。,基本功能块的使用,7 LOGIC（逻辑模块） LOGIC是一组模块的名称，该组模块提供了大量单独逻辑模块，由于使用比较简单，这里只是择要说明： 逻辑操作模块 主要包括AND（与），OR（或），NOT（非）等 比较模块 主要包括EQ（相等），GE（大于或等于），GT（大于），LE，LT等 触发模块 主要包括FTRIG（下降沿触发）、RTRIG（上升沿触发）等 延时模块 主要包括DELAY，ONDELAY或者OFFDELAY等 脉冲模块 主要包括 PULSE模块，MAXPLUSE模块或MINPLUSE等 移位模块 主要包括 ROL（循环输出左移），ROR等,基本功能块的使用,8 单级PID回路的创建 建立一个单级PID控制回路： 建立一个CM模块，然后从“Library”中“PMIO”下选择需要参与控制的AI信号，可以是一个压力、或者温度信号。配置输入信号的量程、工程单位、控制域等基本参数。 从“Library”中“DATAACQ”下选择“DATAACQ”模块拖放到CM中。配置参数的量程、上下限、控制域等参数。 从“Library”中“REGCTL”子目下选择PID模块拖放到CM中，设置模块设定值，PID参数，以及控制公式等内容。 从“Library”中“PMIO”下选择控制调节机构的AO信号。并配置参数量程、控制域等参数。 按照如下图所示，用“软接线”连接起来，就构成一个基本的PID单级回路。 下装并且激活该模块。,基本功能块的使用,基本功能块的使用,基本SCM的组态 SCM (Sequential Control Modules) 极大的简化了批量逻辑的处理。 主要的特点是异常处理能力，当用户规定的异常条件发生时，程序转去执行一个替换的处理序列。异常处理支持重启动能力，从中断点或任意需要的步骤重新启动顺控程序的执行。标准的异常处理器包括检查，中断，重启动，保持，停止，中止等。 每个SCM包含多个Handler模块、Transition 模块和Step模块组成。 Handler模块在SCM图中充当“跳格符”的作用。每个SCM都可以包含多个Handler模块，每个Handler都是包含Step以及Transition的执行模块。根据作用的不同，handle可以有多种类型：如Main，Check，Interrupt 等 Transition模块用于为Handler模块定义明确的输入条件。每个Handler模块最多可以组态10个条件，这些条件可以用3个一级逻辑门以及一个二级门组成不同的逻辑关系。 Step模块是输出模块，通常用来给设备发出一定的请求，比如打开一个阀门或者启动一台水泵等。 典型的SCM图如下：,基本功能块的使用,温压补偿功能块,与门联锁,基本功能块的使用,基本SCM的组态 SCM (Sequential Control Modules) 极大的简化了批量逻辑的处理。 主要的特点是异常处理能力，当用户规定的异常条件发生时，程序转去执行一个替换的处理序列。异常处理支持重启动能力，从中断点或任意需要的步骤重新启动顺控程序的执行。标准的异常处理器包括检查，中断，重启动，保持，停止，中止等。 每个SCM包含多个Handler模块、Transition 模块和Step模块组成。 Handler模块在SCM图中充当“跳格符”的作用。每个SCM都可以包含多个Handler模块，每个Handler都是包含Step以及Transition的执行模块。根据作用的不同，handle可以有多种类型：如Main，Check，Interrupt 等 Transition模块用于为Handler模块定义明确的输入条件。每个Handler模块最多可以组态10个条件，这些条件可以用3个一级逻辑门以及一个二级门组成不同的逻辑关系。 Step模块是输出模块，通常用来给设备发出一定的请求，比如打开一个阀门或者启动一台水泵等。 典型的SCM图如下：,监控操作部分,一 系统状态查询 系统状态主要包含站、通道、控制器、打印机状态、系统冗余、分布式系统等内容.本系统主要涉及到对站、打印机和系统冗余三方面的状态查询. 1 站状态的监视 打开的方法为, View System Status Stations Flex Stations 从该界面可以查询到登录站的名称、操作用户以及相应操作站的网络地址.图中“Status”显示为“OK”的表明，该站已经打开，未打开的站显示“failed”.,监控操作部分,2 打印机状态的监视 打开的方法为，View System Status Printers,监控操作部分,3 系统冗余状态的监视 打开的方法为，View System Status Server Redundancy 在该界面可以查询到主服务器的名称、同步状态、同步序列的可靠性以及数据传输率等内容，还可以对服务器进行同步操作、改变检查点的