浙大中控的DCS系统介绍.ppt

2019/11/6,WebField ECS-100,SUPCON WebField 系列 集散型控制系统,中控科技集团有限公司,2019/11/6,控制系统新理念,WebField ECS-100采用新型的WEB化体系结构，突破了传统控制系统的层次模型，实现了多种总线兼容和异构系统综合集成的“网络化现场智能控制系统”。 方便实现管控一体化 方便实现工业现场控制的远程化、区域化 使系统始终运行在最优状态 是全集成自动化（TIA）的基础，也是其核心,2019/11/6,系统结构图,我们关注产品的稳定性和开放性 提供强大扩展能力来符合用户的需求,3.机笼,4.I/O,2.控制站,7.操作站,1.机柜,5.总线网络,6.过程控制网络,2019/11/6,系统容量,每个控制站支持的信息点数如下表： 每个控制区域支持31个控制站，32个操作站 在高速以太网层，整个系统支持最多1024个控制区域,2019/11/6,企业对过程控制系统的需求,适应工业需求的 可靠性 开放性、集成性 用户友好、 操作简便,2019/11/6,核心技术,开发出一种全冗余且拥有自主版权SBUS现场总线 开发出具有故障诊断和负荷自适应能力的100M高速冗余工业以太网技术 开发出带电插拔功能的“即插即用”技术 达到工业级EMC国际标准要求 支持FF、Profibus、HART等现场总线 兼容现场总线和传统的I/O处理技术 开发嵌入式配方调度管理软件,使批量控制得心应手 光纤传输技术成功应用，极大提高抗干扰性能,2019/11/6,最新控制系统的性能比较,2019/11/6,部分典型业绩,缅甸第一工业部纸化局 200t/d竹浆项目制浆造纸全线 宜宾天原化工 12万吨本体法PVC聚合装置 宁夏大武口电厂 410T煤粉炉110MW汽机 宝钢集团 初轧均热炉、退火炉 秦山核电联营公司 停堆数采系统 宁国水泥厂 5kT/d水泥生产线 广西钦州石化 50万吨/年常减压装置,2019/11/6,应用情况,控制系统技术含量不断提高,市场竞争力日益增强，在与跨国公司产品同台竞争中不断胜出: 宝钢集团首次采用了国产大型控制系统 杭州电化集团,大型国家重点项目 南化集团、泸天化等项目复杂装置中成功应用 在缅甸日产200吨竹浆项目中投标成功 ，正逐步走向国际市场,2019/11/6,缅甸项目应用情况,2002年，浙江中控技术股份有限公司在缅甸第一工业部纸化局日产200吨项目中，将WebField ECS-100控制系统应用于全厂从原料制备、制浆、碱回收、ClO2制备、浆板机等整个制浆造纸过程，成为世界上首家具备提供涵盖造纸企业整体自动控制解决方案的供应商。 近万点的I/O信息量， 10个工段的控制站、操作站联网方案成功实施，证明了ECS-100的综合集成能力。,2019/11/6,2019/11/6,某热电项目结构图,彩色打印机,黑白打印机,MIS网,工程师站（1台）,操作站*6台,继电器柜,电源柜,DCS网络总线,#2机 控制站,#3炉 控制站1,#2炉 控制站1,#1炉 控制站1,#1机 控制站,公用系统 控制站,黑白打印机,OPC驱动软件,FW244接口卡,与PLC等系统接口1,FW244接口卡,与PLC等系统接口2,黑白打印机,打印站（1台）,#1炉 控制站2,#2炉 控制站2,#3炉 控制站2,2019/11/6,典型应用-杭电化集团,项目名称： 杭州电化集团, 4万吨/年离子膜烧碱,国家经贸委重点 “双加” 项目（加大投资力度 加快改造步伐） 项目特点： 离子膜烧碱工艺复杂，安全连锁多,控制要求高 系统规模大，共有1500多I/O点 模拟量控制回路80多个，30多个复杂控制回路 有五个大规模复杂逻辑程序控制 有270个共模电压高达500V的电解槽直流电压输入,2019/11/6,典型应用-宝钢集团,上海宝钢初轧三电技术改造项目 2002年，项目采用国际公开招标形式，浙大中控与A-B、Honeywell、Yokogawa等国际著名自动化公司公开竞标，最终ECS-100中标 宝钢集团首次采用了国产大型自动化控制系统 WebField ECS-100系统成功替换了Honeywell的 TDC-2000控制系统，完全符合用户的要求,2019/11/6,高水平的生产 采购优质元器件 元器件降额使用 元器件老化筛选 良好的加工设备及工艺 高素质的生产技术工人 完整的质量控制体系,生产质量控制,2019/11/6,面向用户的全方位服务,培训服务,工程服务,工程师培训操作员培训,设计协调会 软件组态 验收与安装 联机调试 开车支持,专职的培训教师 电化教育的培训中心,2019/11/6,控制机柜,采取19吋国际标准的机械结构，满足各种应用环境； 控制站机柜依照通风散热、防湿、防腐蚀及安全保护等原则专门设计制造； 外壳采用铝合金材料，保证完善的电磁屏蔽； 系统采用“一点接地”原则，所有接地线连到GND汇流铜棒；,2019/11/6,系统基本单元电源,交直流电源采用双重化热冗余供电模式 电源箱采用热插拔结构，方便电源安装和维护,交流电源带功率因数校正和功率自动平衡 直流供电采用低阻抗汇流条，使系统供电噪声最小化 保证控制系统和生产过程的平稳运行。,2019/11/6,主控制卡,WebField ECS-100主控卡 基于ARM低功耗、 高性能、32位工业级的嵌入式微处理器，4M用户程序，RISC指令，3级流水线结构 适应各种工矿条件以及长时间无故障运行时间的系统设计 在线控制程序维护和下装,2019/11/6,FW 243 主控卡,FW 233 数据转发卡,FW 244 网关卡,FW 246 系统仿真模块,FW 235 光中继器,FW 236 电气中继器,系统基本单元 系统卡件,2019/11/6,系统基本单元 机笼,机笼分为I/O机笼和电源箱机笼； 机笼框架内部固定有20条导轨，用于固定卡件； 主控机笼与I/O卡件机笼； 本地机笼与远程机笼；,2019/11/6,I/O卡件,PhotoMos管技术：保证信号的抗干扰能力 和可靠性 -A/D技术：22位高精度模/数转换 热插拔技术：实施系统在线维护 现场标定技术：系统投运方便易行,2019/11/6,FW351 标准信号输入卡,FW352 热电偶信号输入卡,FW353 热电阻信号输入卡,FW372 模拟量输出卡,FW366 开关量输入卡,FW367 开关量输出卡,系统基本单元 I/O卡件,2019/11/6,事故顺序记录卡（SOE） 1毫秒，单卡可储存3000条SOE事件的数据库 位置调整卡（PAT） 代替伺服放大器 采集4路电流、电压 运算电流、电压有效值、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能、频率 应变信号卡,多功能智能卡件,2019/11/6,端子板种类 开入端子板 开出端子板 模入端子板 模出端子板 冗余用端子版 其它类型端子板 过流、过压、浪涌 抑制等安全保护原则,系统基本单元端子板,2019/11/6,全冗余的SBUS现场总线,多种现场总线并存，很难形成统一的国际标准 冗余现场总线，确保现场控制信息的安全传输，对标准现场总线的技术提升 将控制系统以I/O单元的形式分散到工业现场 自主知识产权，形成企业标准,主站1,主站2,从站1,从站2,从站3,从站4,从站5,SBUS总线,2019/11/6,先进性 SBUS现场总线,控制分散 规模可变 实现灵活 使用方便,2019/11/6,以SBUS技术为基础的分布式系统结构 全冗余的SBUS现场总线 传输技术 总线存取协议 远程分布I/O技术 超远距离传输 基于光纤的远程传输,先进性 SBUS现场总线,2019/11/6,SBUS与国外几种现场总线产品的比较,2019/11/6,高速冗余工业以太网,进行优化设计，使其具有很强的故障侦测、负荷控制和实时响应能力，满足工业控制要求 独特的冗余设计，提高系统网络的可靠性 根据情况，自适应选择双网模式或冗余模式工作,2019/11/6,过程控制网（SCnet ）,SCnet ，冗余Ethernet网，传输速率为10M-100Mbps， 符合IEEE802.3标准，TCP/IP协议。 SCnet 的延伸和扩展可根据项目的具体情况（网络节点的数量、通信距离、应用环境等等）增加粗缆收发器、光终端、匹配器、中继器等设备 TCP/IP传输协议 具有故障自诊断、故障定位、故障自修复、在线维修等功能 高可靠性、快速实时响应能力（10000点容量） 扩展和网络延伸方便系统安全性高,2019/11/6,标准工业以太网 - SCnet II,10M/100Mbps的标准工业以太网符合TCP/IP协议 工业以太网是在标准Ethernet基础上开发的双通道网络系统 增加特殊控制功能：冗余控制、实时故障同步诊测 多项指标优化设计，实时响应性 网络故障实时诊断信息显示在操作站上 工业以太网更适合中大规模控制系统选用,系统网络,2019/11/6,操作平台,硬件平台-工业PC 技术发展，最新硬件技术 配套软件和外设的功能和性能的不断提升 软件平台-Windows NT 多任务支持 多线程支持 即插即用 简化硬件安装、强大的网络支持 容错性好，可靠性高 基本设置：1024*768，22CRT/LCD,2019/11/6,控制站照片,2019/11/6,2019/11/6,ECS-100系统操作站,以高性能的工业控制计算机为核心，具有超大容量的存贮器 可根据用户的需要选择CRT/LCD显示器。 操作站可以是一机多屏，还可以配置工业键盘、鼠标、轨迹球和触摸屏等外部设备。,2019/11/6,系统冗余,I/O通道冗余,扩展总线 SBUS的冗余,1:1冗余控制单元的无扰切换,网络冗余： 自动诊断和切换 网络可靠性,什么是冗余？正常情况下多余，故障状态下必须！ 0.1%的概率与0.0001%的概率,2019/11/6,安全可靠 高水平设计,高水平硬件设计 恶劣环境下工作能力 故障隔离 热插拔技术 自诊断技术 容错设计 冗余技术 元器件选用 智能化卡件的软件设计 WDT技术 嵌入式软件设计规范,2019/11/6,无冲击带电插拔技术,工业控制不同于办公自动化，要求： 连续运行不间断（24小时，365天） 在线维修且对维修时间有严格限制 带电插拔是一个复杂的暂态过程，很容易造成卡件损坏、通信中断等。开发了一种特殊的带电插拔技术，能有效地实现了具有带电插拔功能的“即插即用”,2019/11/6,符合工业级的EMC国际标准设计技术,控制系统在工业现场使用，电磁干扰很大 抗干扰能力决定了控制系统能否正常工作 掌握了符合工业级的EMC国际标准设计技术,2019/11/6,开放性与兼容性,开放性融合各种标准化的软、硬件接口，能方便地接入最先进的现场总线设备和第三方集散控制系统、逻辑控制器等。 兼容性符合现场总线标准的数字信号和传统的模拟信号在系统中并存。充分考虑系统的先进性和保护用户原有的设备投资，使企业现行的工业自动化方案和现场总线技术的实施变得简单而可行，实现两者的平滑过渡。,2019/11/6,多种异构系统的综合集成,异构系统的多种接入 FW244协议转换器 I/O通讯驱动服务器 DDE动态数据连接 OPC实时访问,可扩展的解决方案,开放式 集成平台,通用数据接口,综合集成 能力,2019/11/6,开放式互操作集成环境,面向对象的可视化开发环境 数据管理、图形工具、事件调度、键盘宏编辑、VBA脚本、报警事件、趋势曲线、报表、安全 标准化公共数据接口 无缝连接第三方组件、零代码互操作,第三方软件组件,ActiveX控件,生产管理系统,VBA脚本,第三方驱动程序,WorkSpace 核心,设备管理系统,2019/11/6,强大易用的关系型数据库集成,ODBC API,标准关系型数据库,SQL,DAO/RDO 数据访问,VBA,实时数据库 SQL任务,标准开放式数据源,2019/11/6,多元化智能安全登录系统,基于用户的多级安全体系 集成Windows NT的安全体系 自动登录 键盘手工登录 磁卡机登录,2019/11/6,远程诊断和系统维护,远程系统故障信息采集、诊断和分析 综合智能诊断和系统维护 远程控制 远程文件传输 在线交流 安全的访问体制 多种网络连接方式 对慢速网络的解决方案,2019/11/6,Web服务和Internet访问,Web数据服务的三层结构 全面支持Internet/Intranet访问 标准网页方式实现工厂实时过程的浏览 流程图浏览 报警显示 历史趋势查看 故障诊断 Internet访问的安全控制,2019/11/6,WebField ECS智能设备管理系统,SAMSSUPCON Asset Management System 现场总线设备管理的解决方案 可以组态、查找故障、调试现场设备 可以方便快捷地标定现场设备 可以获取现场实时数据、监视设备运行 可以在线获取现场设备的状态、报警和诊断信息 保持现场设备组态、状态、维护记录数据库,2019/11/6,Supview软件组成,组态软件包： -硬件组态软件 SConfig -语言编程软件 SProgram -图形化编程软件 SControl 实时监控软件包： -实时监控软件 SView -I/O驱动服务器 SLink -回路调整软件 SLoop 维护软件包： -故障分析