典型系统Symphonyxdps

1、计算机控制系统 第二章 过程通道沈阳工程学院动力系 崔长春分散控制系统的组成分散控制系统的组成一、过程控制站机柜电源模件通信模件控制模件IO 模件端子板二、操作员站三、工程师站四、通信网络操作员站工程师站过程控制站AIDIAODO1001101111001010545 C545 C通信模件电源模件计算机控制系统 第二章 过程通道沈阳工程学院动力系 崔长春第二节 典型分散控制系统简介Ovation系统1997年西屋过程控制公司(现为Emerson过程控制有限公司公用事业部)Symphony系统1998年ABB贝利控制公司IA Series系统1987年美国Foxboro公司Teleperm-XP

2、系统1992年德国西门子(SIEMENS)公司XDPS-400系统1994年上海新华控制工程公司计算机控制系统 第二章 过程通道沈阳工程学院动力系 崔长春 一、Symphony系统1 1、发展、发展概况概况ABBABB贝利控制公司贝利控制公司第一代（第一代（8080年）年）DCSDCS系统：系统：Network-90 Network-90 第二代（第二代（8787年）年）DCSDCS系统：系统：Infi-90 Infi-90 第三代（第三代（9494年）年）DCSDCS系统：系统：Infi-90 Open Infi-90 Open 第四代（第四代（9898年）年）DCSDCS系统：系统：Sym

3、phony Symphony 计算机控制系统 第二章 过程通道沈阳工程学院动力系 崔长春2 2、SymphonySymphony的系统组成的系统组成现场控制单元（HCU）-控制站人系统接口（HIS）-操作员站 系统组态、维护工具Composer -工程师站 计算机接入网络的接口 （ICI） 通信网络Communication Network图图6-66-6实例：实例：P P210210计算机控制系统 第二章 过程通道沈阳工程学院动力系 崔长春3 3、SymphonySymphony系统的通信网络系统的通信网络Communication NetworkCommunication Network企

4、业数据管理层操作网络Onet总线网络TCPIP协议管理层数据交换过程数据管理层控制网络Cnet环型结构存储转发协议主要用于进行现场IO状态采集、过程控制操作、过程及系统报警等管理数据交换的工作（最多250个） 过程控制数据层控制总线C.W总线结构自由竞争协议负责同一个HCU内的MFP（最多32个）之间的通信，冗余布置 过程I/O数据层扩展总线EB(XB)并行结构主从通主从通信方式信方式主要承担MFP与它所配置的IO子模件（最多64个）间的通信计算机控制系统 第二章 过程通道沈阳工程学院动力系 崔长春存储转发通信方式示意图：存储转发通信方式示意图： B C A D Control Network

5、 源节点源节点 目的节点目的节点中途节点中途节点 中途节点中途节点 计算机控制系统 第二章 过程通道沈阳工程学院动力系 崔长春自由竟争通信方式示意图自由竟争通信方式示意图先听后讲、边讲边听、冲突后退、随机再讲总线上各站地位平等，没有主从之分。使用总线的各站，在发送数据之前必须先监听，看看总线是否空闲，确认总线空闲后再向总线发送数据。发送数据的站，一边发送，一边监听，若发现冲突，立即停止发送，并发出阻塞音，通知网上其它站发生了冲突，然后冲突双方采用取随机数代入指数函数的退避算法来决定重新上网时间，解决冲突。 MFP MFP NPM MFP C.W 计算机控制系统 第二章 过程通道沈阳工程学院动力

6、系 崔长春主从通信方式示意图主从通信方式示意图 主从总线通信方式采用集中式存取控制技术分配总线使用权，通常采用轮询表法，所谓轮询表是一张从机号排列顺序表，该表配置在主站中，主站按照轮询表的排列顺序对从站进行询问，看它是否使用总线，从而达到分配总线使用权的目的。 I/O I/O MFPI/O X.B 计算机控制系统 第二章 过程通道沈阳工程学院动力系 崔长春4 4SymphonySymphony系统的通信系统的通信技术技术例外报告技术信息压缩技术确认重发技术 HSIICIHCUIILIIRIPLComposerControl NetworkSubringControl NetworkSubrin

7、gPlant Loop Subring500 KB63 NodesRemote Ring10MB 250NodesControl NetworkCentral Ring10 MB250 NodesControl Network Subring10 MB 250 Nodes计算机控制系统 第二章 过程通道沈阳工程学院动力系 崔长春1 1）例外报告技术）例外报告技术所谓例外报告，是指当过程变量的变化率超过了预先规定的范围时，该变量的信息才通过网络通信到有关的结点，否则有关的结点认为该信息没有变化，仍使用前一次的值。 例外报告三要素：例外报告死区（RD或DB）最小例外报告时间（tmin）最大例外报告

8、时间（tmax）产生例外报告的必要条件：当信息距上一次产生例外报告的时间已超过tmin，且变化量超过例外报告死区DB时；当信息距上一次产生例外报告的时间已达到tmax，即使变化量没有超过例外报告死区DB当信息到达报警限或从报警限返回正常值时。计算机控制系统 第二章 过程通道沈阳工程学院动力系 崔长春2)2)信息压缩技术信息压缩技术 就是把去同一个地址（或一些相关地址）的所有信息（数据）压缩在一起，使用一个标题帧把信息发送出去的专门技术 3)3)确认重发技术确认重发技术在环型网络中，所有传输的信息包均应得到目的结点的确认，才算传输成功。 目的结点受到信息包并校验正确后会发出确认信息返回源节点，如

9、果源结点没有收到目的结点的确认信息，就会启动重发逻辑，进行该信息的重发，确保数据的完整性。计算机控制系统 第二章 过程通道沈阳工程学院动力系 崔长春5 5、SymphonySymphony系统的现场控制单元系统的现场控制单元HCU HCU 1) 1) 功能功能：数据采集与处理；闭环控制；顺序逻辑控制；数据通信：数据采集与处理；闭环控制；顺序逻辑控制；数据通信; ;2) 组成：所有部件都安装在装有标准19英寸机架的机柜中 多功能处理器MFP（最多32个）：主要完成过程控制、运算、IO管理、过程接口和组态调整等任务 IO子模件（最多32*64个）：用来实现对现场过程参数的检测和发出控制指令驱动现场

10、设备等功能。 通信模件对电源模件端子板计算机控制系统 第二章 过程通道沈阳工程学院动力系 崔长春3)现场控制单元HCU的安装结构4 4）CnetCnet及及HCUHCU结构结构计算机控制系统 第二章 过程通道沈阳工程学院动力系 崔长春6 6、SymphonySymphony系统的人系统接口系统的人系统接口ConductorConductor硬件平台：32位的Pentium工作站 操作系统：Windows NT功能： 过程监视和控制报警管理趋势和调整系统诊断 数据采集和报表 开放系统连接计算机控制系统 第二章 过程通道沈阳工程学院动力系 崔长春 过程监视和控制过程监视和控制计算机控制系统 第二章

11、 过程通道沈阳工程学院动力系 崔长春过程监视和控制过程监视和控制BACK 计算机控制系统 第二章 过程通道沈阳工程学院动力系 崔长春报警汇总画面 ( 按ALARM SUMM 键)BACK 计算机控制系统 第二章 过程通道沈阳工程学院动力系 崔长春趋势和调整画面调整画面允许调整一个控制回路，并查看PV、SP、CO调整后的影响。调整画面可用于调整用于回路控制的功能码的可调参数。计算机控制系统 第二章 过程通道沈阳工程学院动力系 崔长春7 7、系统组态、维护工具系统组态、维护工具ComposerComposer进行系统设计、组态、调试、监视和维护的管理系统主要功能：控制系统组态管理人机接口组态管理系

12、统诊断系统调试管理 系统组态设计软件在Windows NT环境下，可以通过图形方式开发控制系统方案计算机控制系统 第二章 过程通道沈阳工程学院动力系 崔长春图6-24计算机控制系统 第二章 过程通道沈阳工程学院动力系 崔长春1）功能块：由分散控制系统厂家提供的系统应用程序用矩形框表达一个功能块；矩形框内的符号表示功能块所实现的功能；功能块的输入、输出信号用有向线段表示；2)功能块的三要素：功能码：完成不同基本功能的软件模块的唯一代码（见附录一）块号（块地址）：功能码（程序）运行产生的输出的数据存储区每次使用必须指定不同的块号；功能码有多个输出时，必须依次连续地编写块号； 规格参数地址类规格参数

13、从上游功能块的块地址输入的规格参数内部规格参数影响功能块内部运算的规格参数PID计算机控制系统 第二章 过程通道沈阳工程学院动力系 崔长春3)功能块的组态一个控制方案是由若干个功能块组合而成的；所谓功能码的组态就是根据控制方案选择相应的功能码，为其分配块地址，将其互相连接，对其参数进行在线调整，并将产生的有关数据存放到存储区的过程；控制模件执行控制方案时，是根据控制系统组态中功能块的块号大小按从低到高的顺序进行运算处理的；因此，要按照信息的流向安排功能块的执行顺序（a）不正确的执行顺序（b）正确的执行顺序计算机控制系统 第二章 过程通道沈阳工程学院动力系 崔长春二、二、XDPS-400XDPS

14、-400系统系统 1、发展概述XDPS是新华分散处理系统（Xin Hua Distributed Processing System）的缩写，代表了新华的产品系列。19941994年，年，XDPS-400 XDPS-400 20042004年，年，XDPS-600XDPS-600上海新华控制工程公司（GE新华）300Mw机组DCS价格2000年2001年2002年2003-2004年2005年3月2007年-国外某公司5600万3650万1650万国内（新华）3600万2600万1000万300MW以下机组占国内80%市场份额，开始试点600MW机组被GE公司收购DEH、DCS国内多家产品投入

15、600MW机组（EDPF-NT、LN2000、 TCS3000、MACS）计算机控制系统 第二章 过程通道沈阳工程学院动力系 崔长春2 2、XDPS-400XDPS-400系统结构系统结构高速数据网 MMl人机接口站-操作员站DPU分布式处理单元-控制站IO站 计算机控制系统 第二章 过程通道沈阳工程学院动力系 崔长春3 3、 XDPS-400XDPS-400的通信网络结构的通信网络结构 信息数据网总线型点-点方式连接所有MMI站，支持文件与打印共享的通用网络，通过路由器可连接厂级MIS网（最多40个节点）实时数据网总线型（冗余） 广播方式或点-点方式(全双工)DPU与MMI的通信网络，用于完

16、成实时信息的传递（最多250个节点）远程I/O网络总线型（冗余） 命令/响应方式（主从结构）远程I/O站与分布处理单元DPU的通信网络，传递实时数据及控制操作指令（最多250个节点）计算机控制系统 第二章 过程通道沈阳工程学院动力系 崔长春4 4、DPUDPU分布式处理单元分布式处理单元功能：数据采集、模拟调节、顺序控制、高级控制、专家系统等组成：主处理机、I/O子系统、电源1）主处理机主机卡 完成I/O输入输出、PID运算、网络通信、逻辑运算等功能。网卡 承担着实时数据网中实时数据的交换工作双机切换卡 实现主处理机与I/O站的通信ISA总线（ PC总线） 地址线数据线控制线电源线地线组计算机

17、控制系统 第二章 过程通道沈阳工程学院动力系 崔长春2 2）I IO站站输入输出卡件箱 符合国际标准(19英寸)；一个机箱可安装14块输入输出卡件（I/O站通信卡二块，I/O卡件12块）； 智能型I/O站通信卡（控制卡）BC-NET 监控站内的所有IO模件承担IO模件与DPU之间的通信IO卡件 用于输入输出信号的转换与处理面板上设置六个信号灯和一个复位按钮总线板 位于卡件箱后背完成卡件的电源和通信I/O卡件插入机箱计算机控制系统 第二章 过程通道沈阳工程学院动力系 崔长春3）控制柜与端子柜控制柜用于安装主处理机与48个输入输出卡件箱(I IO站) ；输入输出端子柜用于安装输入输出端子板，它与控

18、制柜配套使用；对于规模较小的系统，几个输入输出卡件箱可与主处理机、输入输出端子板安装在一个机柜中。4）端子板现场一次元件或变送器来的信号首先进入输入输出端子板，经转换和处理后，用专用电缆与输入卡件连接；由输出卡件输出的信号也需采用专用电缆连接到输出端子板，并经转换和处理后送到现场执行机构。5）电源系统电源安装在控制柜中，由电源配电箱与提供不同电压等级的四种类型的电源模块组成，为DPU主处理机、输入输出卡件及端子板提供工作电源。计算机控制系统 第二章 过程通道沈阳工程学院动力系 崔长春5 5、MMlMMl人机接口站人机接口站 可被用作工程师站(ENG)、操作站(OPU)、历史记录站(HSU)、计算站（CAC），所有功能可在一个MMI上实现。 以流程图、棒状图、曲线、表格、按钮、对话框等方式提供数据、控制生产过程 计算机控制系统 第二章 过程通道沈阳工程学院动力系 崔长春第二节 重点及难点1 1、了解、了解SymphonySymphony系统、系统、XDPS-400XDPS-400系统的发展历史及系统组成系统的发展历史及系统组成2 2、掌握、掌握SymphonySymphony系统、系统、XDPS-400XDPS-400系统的通信网络及通信技术系统的通信网络及通信技术3 3、掌握、掌握SymphonySymphony系统的控制系统组态方法系统的控制系统组态方法计算机控