Ovation 中文版(艾默生OVATION系统最新资料).pdf

OVATION 艾默生过程控制公用事业部 PWS 网络 1 Ovation 网络 在今天的过程控制领域 对于任何技术的 投资必须考虑它与未来科技的发展的兼容 性 因此 控制系统需要一个开放的结构 Ovation 采用适用于实时过程控制的通讯 网络 具有最快的速度和最大的容量 采 用全冗余容错技术的 Ovation Control Network 严格遵循 IEEE 的标准 Ovation 网络与通讯介质无关 既可采用光 纤 也可采用 UTP 其采用的硬件极易在市 场上购得 而且取消了对特殊网关和接口 的要求 能够与企业内部 LAN WAN 和 Intranet 的完全连通 Ovation 的网络不使用常见的过程控制系 统中数据高速公路与厂区内 LAN 连接所需 的复杂网桥 用户可用 Ovation 的统一网 络 在确保过程安全的前提下 把过程控 制同企业信息系统结合起来 Ovation 的高速网络不同于其它 DCS 系统 它是一个完全确定的实时数据传输网络 即使在工况扰动的情况下也决不丢失 衰 减或延迟信号 网络标准 Ovation 能够把控制机制和信息整体结合 起来 是实现投资目标的有效途径 它能 允许最终用户使用最好的方法来组织他们 的信息集合 而不用考虑协议 网络管理 和操作系统等等 Ovation 网络软件使用 ISO OSI 可以在任何一个标准物理网络层 中通讯 具有所有网络的特性 冗余 同 步 确定和令牌传输 当在与以太网 快 速以太网 令牌环或其它拓扑结构相连时 它使用 TCP IP 协议 因为 Ovation 系统在 控制系统网络术上的突破 最终用户为了 在局域和广域范围内 LAN 和 WAN 构建信 息系统 可以合成多个网络系统 所有其 它分散控制系统厂商为了控制系统和厂区 局域网相连接所设计的各种网关和用户接 口在 Ovation 系统并不需要 Ovation 系统设计原则是将从上到下的所 有标准都合成一个完全开放的环境 所以 Ovation 允许最终用户在系统中集成其它 厂商的产品 基于开放式的通讯协议 Ovation 系统已经成功的将全厂区域自动 控制和信息组成一个整体 在今后所有的 版本中也会继续使用所有标准组合 PWS 知道今天的控制和信息系统必须做到 在安装 维护上更快 更灵活 成本更合 理 以及与工业标准网络产品兼容 如果 这样 那么您就应该选择 Ovation 特性 速度 100MB 每秒 容量 200 000 实时点每秒 长度 200 公里 站点 1 000 个 介质 光纤或者五类双绞线 通 讯 标准 IEEE 802 3 连 接 方式 每个节点引出两根网络线缆分 别接至不同的交换机 OVATION 艾默生过程控制公用事业部 PWS 控制器 2 O O O Ovationvationvationvation 控制器控制器控制器控制器 由于使用开放的工业标准 Ovation 控制器 在工厂过程控制中功能强大 采用 Intel 处理器增强了灵活性 并能够节省成本 控制器把快速发展的微处理器技术方便地 组织在系统中 提供在优先任务计划下的 实时多任务 PC 兼容操作系统等功能 使 用户在控制器软件上投资最经济 Ovation 控制器执行简单或复杂的调节 逻 辑控制 数据采集 提供与 Ovation 网络 和 I O 子系统的接口 控制器内部使用标 准 PC 结构并提供无源 PCI ISA 总线接口 可以和即插即用 plug and play 的标准 PC 产品相兼容 O O O Ovationvationvationvation 控制器特色控制器特色控制器特色控制器特色 安全可靠 适于执行关键控制任务 能 够完全无扰切换 高速处理器 更强大的处理能力 根据 I O 数据库的测点定义实现一步 式数据采集 控制器低功耗 无风扇运行 内置 Ovation 和 WDPF I O 接口 支持 本地和远程配置 支持 Ovation 现场总线 I O 模块 支持虚拟 I O 可通过以太网协议集成 第三方系统产品 应用软件 点数据库 配置信息和运行 控制参数存储于非易失性存储器 闪 存 无需后备电池 实时操作系统 支持多任务和抢占式调 度 完全符合 POSIX1003 1b 的开放系 统标准 集成 SOE 功能 达 1 毫秒分辨率 满足 IEC 61131 3 标准 操作系统 Ovation 控制器所使用的操作系统不同于 其它操作系统如 UNIX 它只使用于兼容 POSIX 的 RTOS 核心部分 该操作系统内嵌 于 Ovation 的控制器中 RTOS 的功能 Ovation 控制器采用商用多任务实时操作 系统 RTOS 来处理实时控制和通讯功能 它采用抢占式多任务调度来执行和协调多 个控制域 并能够与 Ovation 网络或者其 他系统通过 TCP IP 协议进行通讯 完成基 本的路由功能和控制器内的资源管理功 能 O O O Ovationvationvationvation 控制器控制器控制器控制器硬件硬件硬件硬件 Ovation控制器基于开发式工业标准Intel 处理器及 PCI 总线技术 这种设计的优势 在于易于集成新技术的发展 充分保护用 户投资 这种设计基础使得 Ovation 控制器软件能 够运行在其他的平台和操作系统上 应用 于 Ovation 仿真系统的 Ovation 虚拟控制 器就是运行于标准 Windows PC 平台 而不 需要任何 I O 硬件接口 OVATION 艾默生过程控制公用事业部 PWS 控制器 3 Ovation 控制器的硬件平台和操作系统以 工业标准为基础 提供以下优点 降低硬件和软件更新的成本和复杂度 提高跟踪技术发展的能力 控制器硬件规格 总线结构 PCI 总线 发生点 有 点名 最多到 32 000 具体容量与 处理器和内存有关 过 程 控 制 任务 最多 5 个具有不同回路执行 时间的任务 两个执行时间固 定 三个执行时间自定义 控 制 任 务 执行时间 以上 5 个控制任务的两个预 定义为 1 秒和 100 毫秒 其余 三个控制任务的执行时间由 用户自定义 10 毫秒到 30 秒 之间 以 10 毫秒为增量 处理器 Intel 内存 128MB Flash 和 128MB RAM 网络端口 4 个 10 100MB 以太网端口 电源 24VDC 40W 过 程 控 制 任 务 执 行 时间 10 毫秒到 30 秒 10 毫秒增量 尺寸 宽 20 英寸 高 8 英寸 深 7 英寸 CE 认证 符合 CE 认证 需安装在 CE 认 证的机柜中 Ovation 控制器根据所使用的模块可以同 时支持多种不同的 I O 系统 更多细节参 见控制器硬件手册 控制器 I O 能力 本地 Ovation I O 支持 2 组 每组最多 8 个独立 分支 每分支 8 个模块 因此 每对控制器最多 128 个模块 本地 Q Line I O 支持一个 48 块 Q 系列卡件节 点 和一个附加节点 支持 48 块卡件 远程 Ovation I O 最多 8 个节点 64 个模块 远程 Q Line I O 最多 8 个节点 48 个卡件 最 大 硬 接 线 I O 量 模拟量 1 024 点 数字量或者 SOE 2048 点 智 能 设 备 能力 Foundation fieldbus Profibus DeviceNet 虚拟I O能 力 通过以 太网 TCP IP 和 其 它 标 准 协议连接 Allen Bradley PLC DF 1 GE MarkV VI GSM Modbus TCP GE Genius I O Toshiba 汽轮机控制系统 MHI 汽轮机控制系统 外接 Ovation 网络 应用程序 Ovation 控制器为了满足用户的需求 提供 了大量的应用程序和功能 连续 PID 控制 布尔逻辑 先进控制策略 特殊逻辑和定时功能 数据采集 SOE 处理 冷端输入补偿 过程点传感器 限位检验 过程点报警处理 过程点工程单位转换 过程点数据库存储 就地和远程 I O 接口 过程点退出扫描 OVATION 艾默生过程控制公用事业部 PWS 控制器 4 标准控制器功能 控制 Ovation 控制器使用 Intel 处理器 具有同 时处理 5 个过程控制任务的能力 扫描频 率从 10 毫秒到 30 秒 每个控制任务由 I O 过程点扫描 算法执行和输出扫描组成 五个控制任务中 有一个 1 秒的任务和 100 毫秒的任务 其余三个任务的扫描频率由 用户自定义 以适应具体的控制需求 控制策略 Ovation 控制器所执行的控制策略 由带有 一组算法的控制组态页文件定义 这些算 法模块专为发电过程 水 废水处理而开 发 控制组态页所应有的这些算法模块 是控制策略执行 归档 自动创建能够在 调试期间协助用户的控制策略画面和优化 控制策略的基础 平均意义上看 每个控 制器可以运行多达 1 000 幅控制组态页文 件 Ovation 控制器也集成支持了高级控制应 用 比如模糊控制 智能吹灰 软件建模 和可编程程序块等 Ovation 的内置高级算 法和工业专用的控制策略确保了效率 产 量和利润最大化的优化运营 历史事件顺序 SOE 整体的 SOE 处理能力由 Ovation 和 Q Line I O 子系统和标准软件提供 SOE 记录下用 户设定的数字量输入变化状态序列的分辨 率为 1 毫秒 除了高分辨率的时标外 SOE 点还能够用于控制策略中 与其他的 I O 点相同 可以执行限制检查和报警 报警处理 基于每个过程点的定义 Ovation 控制器会 执行与数据采集系统相关的所有限值和报 警处理功能 在与控制逻辑相关联的输入 扫描和缺省的 1 秒 DAS 扫描期间 任何一 个点状态 包括报警状态 将会在 Ovation 网络上不断的更新和广播 状态信息广播包含有扩展信息 例如 一 个点的状态会被标明 超出传感器量程 超出用户定义的限值 状态改变 超过一个增幅的限制 如果用户要求 报警的报告可以延迟一个 用户预定义的时间间隔 当控制器和用户 界面有接口时 Ovation 控制器具有报告 6 种独立的报警能力 4 个高限 用户定义高限 最高的增幅限制 4 个低限 用户定义低限 最低的增幅限制 用户界面能够按照用户选择报警的重要性 来报警排序 当报警显示在报警画面上 它可以标明报警描述为 报警 或 信息 操作人员接口 Ovation 控制器根据数据库中每个点的配 置信息来执行全部的限值检查和报警处理 功能 不过 控制器的操作人员接口能够 让这些功能根据过程状态或者操作员操作 的需要暂时挂起 当然 这些操作员操作 都会被记录 这些功能包括 停止扫描 报警切除 输 入阀门开度 报警和限值检查暂停等类似 功能 这些功能都处于 Ovation 安全管理 范围内 OVATION 艾默生过程控制公用事业部 PWS 控制器 5 控制器类型 Ovation 控制器通过增加软件许可 可以成 为仿真控制器 先进控制器 或者两者兼 而有之 另外一种控制器类型是虚拟控制 器 主要用于 Ovation 仿真系统 仿真控制器能够直接使用仿真 I O 而不是 真实的硬件 I O 系统 这个功能允许控制 策略和过程模型或者仿真系统进行接口 这样 控制器就可以通过基本的工厂验收 试验模型所模拟的 I O 功能 如测点值和 变化方向进行测试 仿真控制器也可以使 其他的高精度模型 比如 Ovation 仿真系 统所采用的高保真模型 先进控制器需要额外的软件许可 来支持 运行先进控制算法 包括吹灰算法 神经 网络 模糊逻辑 MPC 多变量控制 DMX 和其他的可以在 Ovation 控制器环境下冗 余执行的先进控制算法 Ovation 虚拟控制器是一种软件 能够在 Windows PC 平台上重现基于 RTOS 操作系统 的 Ovation 硬件控制器 它主要用于 Ovation 仿真系统 非冗余 虚拟控制器具 备标准控制器 仿真控制器和先进控制器 的多数接口功能 除了不支持硬件 I O 冗余 Ovation 控制器的设计是能够满足关键设 备多种层次的冗余要求 包括 网络接口 功能处理器 内存和网络控制器 处理器电源 I O 接口 输入电源 I O 电源 输助电源 远程 I O 通讯介质 标准的硬件配置是一块无源底板上安装主 控制器和后备控制器 冗余的 24V 电源分别 为两个控制器供电 每个控制器包含两个模 块 一个模块上有处理器 内存和网络端口 另一个模块提供本地和远方的 Ovation 和 Q Line I O 接口和内部供电 全冗余的控制器能配备 双 Intel 的功能处理器 双网络接口 双处理器电源 双 I O 电源 双辅助电源 双输入电源 双 I O 接口 每个冗余功能处理器都执行同样的应用程 序 但只有一个能与 I O 通讯并且运行在 控制模式下 备份处理器必定运行在后备 组态或离线模式 这两种模式被称为 控 制模式 和 后备模式 控制模式 在控制模式下 主处理器类似一个非冗余 的处理器 它直接对 I O 进行读取 写入 和执行数据采集 控制功能 此外 主处 理器监视着 后备 处理器和网络的状态 后备模式 在后备模式下 后备处理器诊断和监视主 处理器的状态 后备处理器维持控制所需 的最新数据 并且通过 Ovation 网络获取 所有控制处理器发出的信息 包括过程点 数据 算法块的参数和变量点的属性 自动容错控制 Ovation 控制器的冗余功能是自动容错控 制 即 如果主控制器失败 看门狗 检 测电路关闭主控制器的 I O 接口并将错误 OVATION 艾默生过程控制公用事业部 PWS 控制器 6 通知后备控制器 后备控制器马上接管 I O 总线的控制并开始执行过程控制的应用程 序 并通过 Ovation 网络广播信息 Ovation 控制器持续地控制内存刷新 来保 持主控制器和后备控制器的同步 这个持 续更新过程可以使用 Ovation 网络或者是 一个专用的网络连接 用户可以根据控制 任务需要或者可用网络端口的情况进行选 择 这样 后备控制器中算法块一直跟踪 着输出值 通过收到信息的逆运算 在第 一次控制扫描期间即可提供输出数据 所 以发生错误甚至是发生一个严重的故障后 控制器间可以做到无扰动切换 触发自动的故障切换的事件可以包括 控制处理器故障 网络控制器故障 I O 接口故障 控制处理器电源切断 控制处理器复位 一旦控制权转移到后备处理器 故障的处 理器可以关闭电源 修理 重新接上电源 这些都对执行控制算法没有任何的影响 重新启动后 修理好的处理器去检测到它 的伙伴处理器处于控制模式下 它会充当 后备控制器 控制模式下的控制器检测到 后备处理器的出现会将功能调节到冗余操 作 数据传输 Ovation 控制器能够将现场智能设备的信 息传送到 Ovation 网络上的任何一台站 用户能够充分利用资产管理软件 如 艾 默生 AMS 软件包 来实现对智能现场设备 的远程管理 开放式架构 Ovation 控制器的开放式架构应用了运行 在 PCI 总线的 功能强大的实时操作系统 能够在保护软件投资的同时 非常便利地 集成最先进的技术 IEC 61131 3 兼容 国际标准化组织 ISO 的国际电工委员会创 建了一组标准 来实现不同供应商的控制 系统的配置与编程的统一 IEC61131 标准 的第 3 部分规范了标准化编程语言 这套标准的目的是定义统一编程语言的句 法和语义 包括软件模型和结构化语言 这套标准可以在两个主要方面进行总结和 描述 通用要素和编程语言 Ovation 系统 满足这一国际标准 具体参见 Ovation 兼 容文档 总结 Ovation 控制器具有最大的厂区过程处理 能力 诸如执行简单或复杂的调节 逻辑 控制 数据采集等功能 对关键的实时应 用能够实现完全无扰的冗余切换 Ovation 控制器提供对多种应用程序的支 持 具有强大的适应性 灵活性和价格优 势和控制能力 因为采用了工业标准的硬 件和软件平台 控制器的技术可以同步于 一个工厂的生命周期内所需要升级 从全面兼容的开放系统 RTOS 核心到 Intel 处理器 控制器的应用相当灵活 这些灵 活性将使技术永远移向更新和更好的平台 并且确保操作和维护成本更低 因此 Ovation 控制器是工业领域中最强有 力的控制器 OVATION 艾默生过程控制公用事业部 PWS I O 模件 7 模拟量输入 输出模件 模拟量输入和输出模件提供了一个介于厂 区操作与 I O 接口总线间的模拟量信号界 面 总的来说 所有模拟量输入输出模件 有如下的特性 IEEE 抗浪涌能力 直观的 LED 诊断 状态指示灯 自动归零 自动增益修正 符合 IEC801 2 至 5 标准 通道到通道与通道到逻辑的电气隔离 14 位分辨率 提供调节过的隔离电源 使用二维变压 器技术 在线初始认定 使用 EEPROM 存储整定 常数 低功耗 不需要日常维护与调整 模拟量输入模件 8 路隔离信号输入 不同输入等级组态 20mV 50mV 100mV 0 1V 0 5V 0 10V 4 20mA 1 5VDC 每个通道配备独立的 A D 转化器 每秒 10 次转换 热电偶开路检测 广泛使用低电耗的晶片 点的品质状态报告 模拟量输出模件 4 个输入通道 通道间和通道与地隔离 3 种输出量程 0 5V 0 10V 0 20mA 电源输出提供过流和低于额定电流指 示 故障模式下保持上一个状态或关闭 2 个电流输出模件可以冗余 只需将信 号线串接 输出通道短路保护 通讯超时可配置 范围从 62 毫秒到 16 秒 热电阻检测 RTD 模件 8 个输入通道 通道间和通道与地隔离 支持 2 3 线和 4 线制 RTD 每个通道提供开路电流检测 支持从 5 到 600 各种不同的热电阻 输入分刻度可由组态软件配置 每个通 道独立组态热电阻分刻度 不需要桥路或者其它电阻模块 高抗噪性 最快响应时间 2 毫秒 周期性自校准 每 8 秒执行一次自动增 益和自动零点调整 数字量输入 输出模件 数字量输入和输出模件提供了一个介于厂 区操作与 I O 接口总线间的数字量点信号 界面 总的来说 所有模拟量输入输出模 件有如下的特性 IEEE 抗浪涌能力 直观的 LED 诊断 状态指示灯 点到点与点到系统的对地 1000V 光绝 缘对 OVATION 艾默生过程控制公用事业部 PWS I O 模件 8 数字量输入模件 16 路微分或单边的数字量输入 每通道单独的 LED 状态指示 2 种输入等级组态 24VAC DC 或 48VDC 125VAC DC 符合 EN61000 4 2 和 61000 4 4 至 6 标准 过压熔断状态检测 现场输入光隔离 底板电源可更换 现场电缆允许最长达 1000 英尺 接点输入模件 16 路单边接点输入 每通道单独的 LED 状态指示 48V 带内部电压监视的卡件内电源 符合 IEC801 2 和 IEC801 4 至 6 标准 保险丝熔断检测 接地出错检测 现场输入光隔离 底板电源可更换 数字量输出模件 数字量输出模件可以直接与处理器 机械 式或固态继电器设备接口 16 路单边输出 输出电压 0 60VDC 每通道单独的 LED 状态指示 符合IEC801 4等级4和IEC801 5等级 3 标准 从 I O 总线到现场输出的光隔离对 支持继电器板 对接点的时间输出周期和动作 关或保 持 可用软件组态通讯 保险丝熔断检测 继电器板接口模件 尺寸小 双列直插式安装 支持多种继电器 可配置 每板 16 个单节点 Form C 继电器 每板 8 个双节点 Form C X 继电器 每板 16 个固态继电器 历史事件顺序模件 SOE SOE 模件是与 I O 接口总线兼容 用来测试 历史事件顺序的子系统 这种模件监视现 场点并标出点状态改变的时间标签 SOE 模 件是 SOE 子系统中的一个元素 它的功能 是收集一组用户组态的接点输入状态变化 的序列 控制器将扫描 SOE 事件并读入缓 冲区 同步比较 SOE 模件和数据高速公路 的时钟 然后将信息发至两个指定站中的 一个 特征 16 点输入 支持数字量 或者单边接 点和差分输入 2 种输入等级组态 24VAC DC 或 48VDC 125VAC DC 冗余电源 同一控制器内 1 8 毫秒的时间分辨率 控制器间 1 毫秒的时间分辨率 含高速 公路误差时间 符合 IEEE SWC IEC801 4 801 5 标准 脉冲累计模件 脉冲累计模件累计现场脉冲信号输入 脉 冲量输入信号可能来自位置编码器 转速 计和流速计 脉冲累计模件提供多电压类 型的 2 个通道 它还具有执行脉冲计数 脉冲宽度和频率的测量能力 OVATION 艾默生过程控制公用事业部 PWS I O 模件 9 LC 模件 LC 模件安装在控制器 I O 底板上 可以和 一个控制器相连 有 2 个串行端口 主要 为第三方设备或系统提供使用接口或者编 程接口 可以和 IBM 兼容计算机 COM1 或 COM2 串行端口相连 LC 模件支持 Ovation 标准协议包 也支持 用户 C 程序 标准的协议包有 Modbus RTU 主 或 从 Allen Bradley DF1 Woodward Governor ABB Turbine Reliance PLC Opto22 GE Speedtronic Mk IV Vilter compressor Kaye Netpac 等 16 位处理器 80C186 可以执行 IBM 兼容个人计算机代码 1M 字节静态随机访问存储器 64K 字 EPROM 用于个人机 BIOS 用户版 本 256K 非易失性存储器 用于存储操作 系统程序和应用程序 4K 字双端口 RAM 用于 I O 总线和 LC 之间的数据交换 RS232 422 485 电流隔离 COM1 支持冗余 具有热交换能力 可直接连 PC 的非隔离 RS232 编程端口 可执行标准 PC 代码 因此可以选择 PC 作为开发与测试平台 支持用户自定义的应用程序 计算 协 议等 双向通讯 每秒 250 点吞吐量 电子 ID 识别 I O 模块类型 组 系列 号和版本号 以太网接口模块 以太网接口模块可以直接安装在 I O 底板 上 提供一个 8 针的 RJ45 以太网端口 内 置 Modbus TCP DNP3 0 Allen Bradley IEC61850 等标准协议 特点 每个以太网接口模块可以支持多达 25 个 IP 地址 即通过交换机连接 24 台接 口设备 每对控制器支持 20 000 个以太网通讯 点 每个以太网接口模块可以同时支持多 种通讯协议 每对控制器可以支持多个以太网接口 模块 支持冗余配置 速度检测模件 速度检测模件分 16 位 32 位两种 速度检 测卡件由一个现场卡和一个逻辑卡组成 现场卡内有一个信号处理电路 用来读取 转速器送来的正弦或脉冲序列输入信号 在转速计和逻辑卡信号之间采用光学耦合 器连接使信号之间电子隔离 特点 接收转速器输出的正弦或脉冲序列输 入信号 5ms 更新率的超速检测 多种更新速率以适应速度控制规则 采用独立控制器进行速度检测 采用双 板载 Form C 型继电器以快速反应超速 状态 回路开路检测功能 冗余电源 现场信号与逻辑信号之间 1000V 电气 隔离 条形码辨别模块类型 具有热交换能力 16 位分辨率为 1Hz 32 位分辨率为 1 65535Hz 阀定位模件 阀定位模块可以设定阀的位置设定值 在 模块内部80C196微处理器提供实时阀位的 闭环 PI 控制 阀位设定值通过处理送出冗 余的输出控制信号 这些控制信号驱动电 液伺服执行器上的线圈和安装在阀杆上的 LVDT 而检测到的阀位信号一起构成闭环回 OVATION 艾默生过程控制公用事业部 PWS I O 模件 10 路 特点 PI 回路扫描时间 10ms PI 增益和积分时间常数可编程设定 可手动或正常模式控制 电隔离输入 输出种类有 3个备用伺服阀执行器线圈驱动输出 1 个 LVDT 初级绕组励磁输出 1 个 LVDT 次级绕组输入 1 个数字量输出 手动 Manual 1 个数字量输入 关闭 Shutdown 1 个阀位点反馈电压测试点 1 个 RS485 串口 SLIM 接口 一个用于本地调校与诊断的非隔离 RS232 串口 最多支持 3 个冗余伺服阀门执行器的 线圈驱动输出 支持冗余线圈和冗余 LVDT 功能 支持 LVDT 的初级励磁绕组和双次级反 馈绕组接口 独立于控制器的 用于紧急关断阀的 24V 48V DC 输入 16 位微控制器看门狗定时器监视伺服 阀执行器线圈驱动 用于 I O 总线通讯的计时器 监视器 CE 标记证明 冗余配置选项 具有热交换能力 就地调校功能 线圈开路 短路诊断 支持阀门操作的单一模式和顺序模式 耐 1000V 绝缘隔离 伺服驱动模件 伺服驱动模块连接 Ovation 控制器与两个 电液伺服阀执行器 每个汽轮机阀门接一 个电液伺服执行器或者伺服马达 这种伺 服马达利用一个稍小的导航阀来控制一个 高压液动活塞 导航阀上下移动活塞时 伺服阀将随之运动 通常汽轮机的主阀门 通过阀门上的伺服驱动模块来控制 特点 PI 回路扫描时间 10ms PI 增益和积分时间常数可编程设定 仅支持正常模式控制 两个伺服阀执行器线圈驱动输出 支持冗余线圈和冗余 LVDT 功能 两个直流 LVDT 或交流 LVT 输出 两个直流 LVDT 或交流 LVT 输入 16 位微控制器 伺服阀执行器线圈驱动输出的看门狗 定时器 I O 总线的看门狗定时器 交流 LVT 的冗余反馈 可选 一个用于本地调校与诊断的非隔离 RS232 串口 就地调校功能 线圈开路 短路诊断 具有热交换能力 HART 协议接口模件 HART Highway Addressable Remote Transducer 是工业过程仪表领域的标准 数字通讯协议 HART 输入 输出卡件能够实 现现场智能仪表与 Ovation 系统的连接 操作人员可以通过 AMS 智能设备管理软件 包来获取更多的仪表状态信息 HART 接口 模件包括 8 端口 HART 模拟量输入模件 8 端口 HART 模拟量输出模件 8 端口高性能 HART 模拟量输入模件 4 端口高性能 HART 模拟量输出模件 特点 直接连接 Ovation 专家系统和现场智 能设备 采用 AMS 智能设备管理软件包来收集 设备信息和维护 在标准的 4 20mA 回路上利用频移键控 正弦波传递信息 模块化 单独隔离通道 高性能模件 OVATION 艾默生过程控制公用事业部 PWS I O 模件 11 每通道都有独立的 HART Modem 高性能 模件 HART 输入模块特性 8 路 4 20mA 模拟量输入通道 每个通道配置 250 欧姆通道电阻 逻辑线路板通过光电隔离器实现隔离 16MHz 微控制器控制 A D 转换和 HART 提供 RS232 端口 以修改逻辑板上的闪 存 设有 2 线制变送器保险 FHI 现场电路和 Ovation I O 总线之间 1000V 电隔离 软件可定义 I O 总线的看门狗定时器 电子 ID 信息存储在 EEPROM 逻辑板上 HART 输出模块特性 8 路 4 20mA 模拟量输出通道 16MHz 微控制器控制 A D 和 D A 转换和 HART 接口控制 8 个通道共享的 14 位 A D 转换器 8 位 A D 转换器作为回路断线检查 通过设置开关将 4 20mA 的模拟量输出 HART 设备信息可以根据需要进行选择 两个 MODAC HART 调制解调器 ASICs 进 行调制和解调 HART 通讯的频移键控信 号 软件可定义 I O 总线的通讯超时周期 现场与逻辑电路间 1000VDC RMS 电气 隔离 电子 ID 信息存储在 EEPROM 逻辑板上 高性能 HART 输入模块特性 8 路 4 20mA 模拟量输入通道 每个通道与 I O 总线电气隔离 通道间 使用独立的 HART Modem 隔离 每个通道配置 250 欧姆通道电阻 逻辑线路板通过光电隔离器实现隔离 8MHz RISC 微控制器控制 A D 转换 16MHz 微控制器控制 HART 每通道独立的保险 FHI 现场电路和 Ovation I O 总线之间 1000V 电隔离 软件可定义 I O 总线的看门狗定时器 电子 ID 信息存储在 EEPROM 逻辑板上 高性能 HART 输出模块特性 4 路 4 20mA 模拟量输出通道 每个通道与 I O 总线电气隔离 通道间 使用独立的 HART Modem 隔离 软件可定义 I O 总线的通讯超时周期 现场与逻辑电路间 1000VDC RMS 电气 隔离 电子 ID 信息存储在 EEPROM 逻辑板上 远程 I O 远程 I O 是将 I O 模件和机柜放置在现场 设备附近 通过光缆接至控制器机柜 这 种布置可以大大节省现场信号线缆 降低 成本 远程 I O 和本地 I O 多个远程 I O 可以接至同一个控制器 远程 I O 非常易于组态配置 不需要修改 数据库内容 根据介质种类的不同 每个 远程 I O 接口最多可以支持 128 个 I O 模 块 远程 I O 支持冗余处理器 冗余通讯 周期性通讯诊断 故障修正等功能 以提 高可靠性 总之 对于电厂分散于多个地点的 I O 模 块需求 远程 I O 是扩展性强 性能价格 比高的方案 总结 Ovation I O 能够显著提高控制系统的性 能 速度和可靠性 由于采用最先进的电 子技术 能耗和散热量大为降低 流水线 设计实现了产品的标准化 降低了备品备 件的需求量 Ovation I O 系统快速 高效 即插即用的特点使Ovation能够时刻在线 可靠运行 OVATION 艾默生过程控制公用事业部 PWS 用户界面 12 Ovation 用户界面 Ovation 用户界面提供操作控制系统的安 全 高效和灵活性 因为使用了商业的实时操作系统 Ovation 用户界面提供了强大的操作和维护能力 Ovation 是工业领域中最可信赖和具交互 性的实时监视和控制网络 Ovation 提供按照您选择的标准平台提供 用户界面 PC UNIX 或 Java 浏览器工作 站版本 PC 版本使用 Microsoft Windows 操作系统 而工作站版本结合了 Sun 微处 理系统强有力的操作系统 任意一种平台 都能作为工程师或操作员界面来完成读取 和处理企业级的所有数据 操作员和工程师用户界面 Ovation 操作员站提供了一个高分辨率的 窗口 以处理控制画面 诊断 趋势 报 警和系统状态的显示 通过工作站 用户 可以获取动态点和历史点 通用信息 标 准功能显示 事件记录和一个复杂的报警 管理程序 Ovation 工程师站在操作员站功 能的基础上增加了创建 下载和编辑过程 图象 控制逻辑和过程点数据库等所需的 工具 操作员用户界面特征 三种标准平台可供选择 Solaris 操作系统的工作站 PC 基准的 Windows Java 浏览器远程工作站 单显示器或双显示器支持 全面多任务 操作 使用开放式 Windows 主题的环境 具有 兼容不同的第三方组件或软件的能力 Ovation 操作员站允许对 200 000 动态 点进行访问 具有快速直接访问信息能力 例如 通 过导向调节显示页的缩放 支持多种语言 字符集和文化背景转换 的能力 标准平台确保多用户支撑和对将来硬 件发展的兼容性 工程师用户界面特征 执行在线控制和图形编程双重功能 广泛的功能 重新使用图形源码 存储 时间和确保图表转换的连贯性 用系统参考工具库在线使用各种手册 多窗口功能允许用户同时对控制 数据 库和图形进行编程 顺应工业标准 ODBC SQL 允许兼容 其它数据库系统 通过一个面向厂区处理的窗口 Ovation 操 作员站提供了获取控制 诊断 趋势 报 警和厂区情况的实时图形接口 为了能够 处理快速变化的厂区处理数据 操作员站 的通讯是通过一个高速 确定的网络来完 成的 OVATION 艾默生过程控制公用事业部 PWS 用户界面 13 通过高速 高分辨率的实时显示画面来简 单回顾和分析历史 实时过程数据信息 报警面画和一套图形用户界面 GUI Ovation 操作员站还可提供自选格式报表 和执行性能计算等功能 标准操作员特征 用户可通过选择操作员站监视器上的图标 来访问标准操作员站 报警 组态显示 算法参数调节 浏览用户过程控制 当图标被激活 相应的标准控制功能会显 示在一个窗口内 它可以按照多窗口显示 的格式被任意调整尺寸和移动 最多可由 7 个不同功能的窗口同时显示 这些窗口可 以任意调用 定位和调节 操作员站可调 用存储在硬盘内的由工程师站用 CAD 类型 的图形建立器绘制的用户过程画面 过程 画面可定义为操作员站通用和特定站使用 两种方式 为了加快调试进度 控制回路和布尔逻辑 方案可以用工程师站绘制的精确的图形方 式在线激活和修改 Ovation 操作员站提供 了一个菜单系统 来表示标准的回路和显 示方式 图形显示 程序执行 逻辑子系统 通用信息显示 报警显示画面 拖 放点名功能 点信息 系统自诊断 测点的回顾 允许用户通过一系列特性 状态 质量码 来回顾点的生成 限位 数值限位 工程范围限位 报警 限位 合理限位 数值嵌位限制 传感 器限位以及限位检查移位 质量码 Bad Poor Fair Good SID 报警 报警检查移位 剪切块无效 报警剪切 工程范围检查关闭 合理检查关闭 数值嵌位关闭 输入数值 外部校验 扫描移位 标标签 测试模式 扫描清除 超时 点的信息 允许操作员浏览选中的过程点的完整数据 库记录 并可以调整扫描状态 报警状态 报警限位和数值 对每一幅过程画面 动 态点都自动给出点击区 通过它可以快速 移动过程点 点击区包含如下内容 过程信息 点名 说明 数值和质量码 广播频率 硬件信息 I O 地址和信号类型 扫描状态 开 关 报警状态信息 报警检查开 关 限位 OVATION 艾默生过程控制公用事业部 PWS 用户界面 14 检查开 关 和限位 低 高 增量和 死区 系统信息 如起始站名和系统指示 下拉菜单能实现如下数据采集功能 改变扫描状态 改变报警状态 改变数值 改变限位 操作员时间记录 每一个操作员的操作动作会引发 Ovation 操作员站给标明记录事件的站点发出一条 事件消息 这个站点马上生成一个有时间 标签的 ASCII 码消息 并通过 Ovation 网 络传给历史记录设备 随后可在历史记录 设备上显示或打印出来 每个操作员事件消息包含下列内容 事件子类型 日期 时间 最接近的秒 事件说明 根据事件的不同 每个消息还可能包括 下列内容 点 设备或站点名 点的描述 以前的数值 模式和新的数值 模式 回路号 算法名称和算法类型 Ovation 操作员站初始的事件信息类型如 下 在决定扫描状态 报警 限位检查状态 输入数值或改变报警限位时的数据采 集系统功能和失败 算法调整和失败 更新时间 强制键入数值 错误清除 确认 Ovation 控制器初始的信息类型 离散量控制消息 调节控制消息 各方面的其它消息 Ovation 控制器软件逻辑出错判断 报警管理 允许操作员按照梯级浏览和确认报警显 示 可以选用 4 种类型的报警显示 图形模块化报警 最多 200 个图形模 块可用来表示报警点集合 一旦发生报 警 相应的图块会改变颜色 提供快速 的视觉提示 图块可以直接送至特定的 过程画面 组态模块化报警时 也可使 用位图制作图块 报警组可用点的优先 级和特性作为框架 报警图块的位图可 由用户定义优先级和用未确认状态来 定义颜色码 用来定义图块的过程图形 可以是任意类型 例如过程概貌 手操 站或点的集合等等 报警清单 按照时序来显示现存记录 的报警 点的报警状态改变将标明登录 列表的更新情况 报警点的恢复也可标 明 在对点进行组态时要说明 历史报警清单 按照时序显示最近发 生的 5 000 条报警包括发生和恢复 未确认报警清单 按照反时序序列显 示未确认的报警 最近发生的报警将增 加到清单的底部 当一个报警发生后 操作员必须按窗口上的报警确认按钮 以确保提供一个内部的反应 说明 历史报警清单 5 000 个 报警优先级 8 级 图形模块位图报警 200 个 报警清单的颜色 16 种 OVATION 艾默生过程控制公用事业部 PWS 用户界面 15 报警目的地 操作员站可以通过特定厂区范围的过滤功 能将报警送至特定站或整个系统 点名的 第一个字母可以标明点所在的控制处理区 域 通过这个方式 每个报警可以特定的 表示它所在的控制区域 报警优先级 为了区分报警的重要性 过程点定义为 1 8 档优先级 8 级最低 1 级最高 模拟量报 警的高低限可以安排各自的优先级 传感 器 标识一个输入点的失败 使用两个数 值中较大者 恢复时标识一个报警点恢复 正常 使用两个数值中的较小者 声响报警 当报警发生时 声响报警将产生声音提醒 操作员注意 一个或数个报警发生 声响 报警可以连续也可以不连续 连续声响可 以设为响一段时间间隔或响到报警确认为 止 每个报警优先级可以定义不同的音调 如果收到报警 音调将按照报警中的最高 优先级 这个功能将帮助操作员辨别报警 的重要性 连续声响系统可以在一台或一 组操作员站中运行 不连续的声响 一个 用户定义的声音文件 在点报警时仅响一 次 声音文件可以在两种模式运行 优先 级或目的地 不同的音调可以定义给特定 的目的地或优先级 同样的音调也可也定 义给不同的目的地或优先级 报警确认 操作员可以使用基本报警端口上的报警确 认按钮来确认报警 报警确认标明 操作员知道一个报警的情况 然后完成确认的行为 报警复位 在完成确认后 报警必须重新复位以便于 从报警清单清除 报警复位功能标明所有 系统中可重新恢复的报警 允许它们复位 过程画面 用高分辨率的图像和增强功能如窗口缩放 来组织和显示过程信息 附加功能有 图像可通过图形模块访问 用户可以自定义图形元素和文本的颜 色 类型和大小 以便标识报警和操作 条件的状态 图像可以包括连接或点击区来显示其 它图像 窗口或点的信息 不属于系统内网络上的设置点可以定 义并插入过程图像中 提供一个标准图形元素库 单幅图像可以链接多个组的点 说明 过程图像 超过 25 000 过程图像窗口 通常 8 幅 仅取决与 工作站的处理性能 每幅图像的动态 区域 不限 一般每幅图像 25 到 250 个点 每幅图像的颜色 256 个 图像更新速率 1 秒 班组日志 班组日志允许操作员填入每个班组的信息 操作摘要和数据观测值 日志内容可以广 播到其它操作员站或存储在历史站内 典 型的内容可以包括如 厂区情况 流程偏差 过程检测 OVATION 艾默生过程控制公用事业部 PWS 用户界面 16 趋势 趋势图用图象或表格形式并按照选择的时 间周期来显示采集自系统网络上的实时或 者历史点 趋势显示窗口可以从 Ovation 应用文件夹 点菜单或者过程画面中启动 操作员站可以建立特定的趋势组 以便于 快速的访问一组预先设定点 一个趋势组 可以包含 8 个不同测点 具有相同的组参 数和各自不同的点参数 其它趋势显示功 能包括 水平 垂直 X Y 或表格形式可选 十字型光标显示当前趋势数值 本地内存可以存储 1 000 点 全局定义的趋势组 可以自定义颜色 标识 图表类型 比 例尺和字体 可以对选定的趋势区域缩放 可打印式趋势图表 趋势采样周期 1 秒 3 秒 10 秒 30 秒 1 分钟 5 分钟和 1 个小时 说明 同步显示趋势窗口 不限 仅取决于工作 站处理器性能 每个趋势窗口包含 的点数 不限 仅取决于工作 站处理器性能 趋势组数量 可通过组合点建立 器建立最大 1000 个 就地趋势组和 1000 个全域趋势组 每个趋势点的采样 数 600 查看 保存 打印原 始数据 支持 Ovation 工程师站 Ovation工程师使用Windows环境和高分辨 率的显示面画来执行编程 操作和维护功 能 并包含了 Ovation 操作员站的所有功 能 工程师站提供了创建 编辑和下载过 程图像 控制逻辑和过程点数据库的必要 工作 为了组态和维护 Ovation 系统 Ovation 工 程师站包含了称为工程工具的一整套工 具 这些工具用来创建和编辑过程图象 控制逻辑 键入过程点数据库和站点组态 文件 并将新建或改变后的数据文件存入 系统软件服务器 工程师站提供一套带安全系统的 简单易 用的图形用户界面重要数据库 Ovation 数 据库是分布式数据库 每个站点处理它相 关部分的数据 再通过网络连接在一起 所 以 主体数据库具有一致和精确的可维护 性 全域的数据库一直在更新报告当前的数 值 工程工具可把数个来自不同硬件平台 的应用程序单独或同时展开 并执行 Ovation 工程师站执行系统管理功能并存 储所有的系统软件 系统目标码和应用源 程序代码也存储在工程师站中 因为具有 工程和操作双重功能 工程师站提供了多 样的功能库 处于工程模式时 可以开发 下载和维护所有站点的应用软件 新的组 态程序将通过 Ovation 网络传递到目标站 点 特殊工程功能包括 数据库和控制组态 组态厂区各种显示图象和操作画面 报表和历史点组态 组态与其它网络的数据链接 下载所有工作站和站点组态程序 所有设计的文本文件 OVATION 艾默生过程控制公用事业部 PWS 历史 记录服务器 17 Ovation 历史站 Ovation历史站为整个Ovation过程控制系 统的过程数据 报警 SOE 和操作员记录 提供大容量的存储和检索 Ovation 历史站 具有高速 高效和高度灵活的特点 它能 组织巨大数量 20 000 的实时过程数据 和有意义的信息 并将之提供给操作员站 工程师站和系统维护人员 所有过程数据可以以 0 1 秒或 1 秒的时间 间隔扫描和存储 以备今后恢复和分析 收 集的数据可在工程师 操作员站上显示 打 印 传输给其它文件或归档 历史站特征 高速扫描数据并处理 0 1 秒和 1 秒 高速 高效 灵活的组织 20 000 实时 过程数据点 通过模拟量数据压缩模块 优化存储内 存 数据恢复连续无缝的用户界面 提供便利的自动数据文件目录帮助恢 复过程信息 全冗余操作自动数据和文件恢复 可选择标准硬件设计适合特殊要求 客户 服务器结构 Ovation 历史站功能在客户 服务器结构下 操作运行 服务器部分 所有软件都运行在历史站内 服务器通过 Ovation 通讯网络接收实时数 据 处理数据 再将收集到的数据传递给 内部存储器归档存储 并应答所有对收集 数据的访问 客户用户界面 UI 运行在操作员 工程师 站上 UI 提供对历史站服务器收集到的数 据进行显示 打印或按预定格式存储报表 的工具 操作员站接口不用考虑数据的来 源 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