ia series自动化开放工业控制系统

I/ASeriesInvensysProcessSystemsFoxboro品牌下的开放式过程1987年，全球第一套I/A系统在投入运行，迄今仍在现场运行。1988年底，第一套I/ASeries系统正式工业现场安装并投入使用。截止到2006底为止，1000I/ASeries系统。多年的实际运行实践证明，I/ASeries系统是一般DCS的新一代工业控制系统——I/ASeries系统。Series跟随着市场软硬件技术的进步不断得到发展。随着时间的推移，这种全新的系统设计为达到系统开放的目的，I/ASeries在硬件、软件和通讯网络等方面均全面采用国际公采用WindowsXPUNIXSVR4完全兼容的SolarisEthernetTCP/IP支持OPC、Modbus采用标准C编程语言，以便于软件资源的共享。与UNIX/WindowsXP兼容的第 件或用户开发的应用软件，可以不作或稍作修改即可移植应用于I/ASeries中它是新一放式工业控制系统的标志，具有广阔的发展前景。I/ASeriesI/ASeriesCISCRISCIn处理机到UltraSPARC处理机，系统硬件与软件互相独立发展，实现了“长结构”的设计思想。分地保护了用户的投资，彻底消除了传统的DCS早买早淘汰的弊病。WindowsXPUNIX(Solaris)C，FORTRAN等广泛应用的高级编程语言；SQL关系型数据库和Informix等软件；并提供OPC和DDE等接口，以及与SAP等企业管理系统的接口。产管理信息网、生产控制网到现场测量的管理。用高可靠性的表面安装SMT技术的输入/输出组件，保证了系统连续正常运行。I/ASeries硬件具有多层面的环境防护能力。所有的电子元器件都封装在组件中，无暴ISAS71.04G3IEC664-12的环境中。组件的工作环境温度可高达70℃。I/O组件不但提高了信号传输中的能力，I/ASeries系统全部采用先进的电路设计，降低了组件功耗和发热，提高了可靠性。金属传导散热和SMT技术减小了电路的尺寸，显著地提高了设备的可靠性。件状态(红)灯显示。的操作软件还可以分析故障位置到每个I/O通道，并对故障进行，无需人工判断。各种组件可以快速更换并自启动，无需人工干预。信号I/OA/DD/A转换器，并且全部为单通道变压器耦合和光电双重，采用限流电路以防止现场短路故障，无需丝，提高系统运行时间。I/ASeries系统供I/ASeries系Series可以修改控制组态和应用软件，修改不会对系统产生任何扰动。I/ASeries还可以增加FBM卡件，无需系统停车。理能力高达10,000功能块/秒，最快功能块处理周期为50ms。目标管理程序是控制被称之为目标(Object)的资料单元的子系统，它在应用程序与其所需目标信息之间充当接口。I/ASeries系统采用面向对象的数据集合方式，目标名 表组态等）可直接到I/ASeries系统上，无需进行编译或转换。这就为用户的系统调试和运行提供了最大的方便，节省了工程成本。I/ASeriesI/O组件都可以远方安装。所有的组件都是智能的，具有自诊断问I/ASeries系统的能力。它允许人员对系统进行诊断，并快速过程 的双向传输，流程画面调用；可以和企业的ERP系统（如SAP）实时共享控制信Connoisseur先进过程控制软件是Foxboro集成解决方案的重要组成部分，通过Connoisseur是用于工业过程分析、控制和管理，并具有约束控制/实时优化功能的基于模型的预测控制软件系统。Connoisseur由离线工厂分析系统和工厂实时优化控制测试工具、LP实时优化器、GUI用户接口、ARE常规与APC安全、无扰动切换装在上位机上与其它DCS系统进行通讯。I/ASeries2004I/ASeriesV8.xI/ASeries系统一贯的开放式网络通讯结构中采用了Mesh控制网络。Mesh控制网络(MeshControlNetwork)是InvensysProcessSystems根据近年来网络（千兆网）技术，由一组以太网交换机以各种网状拓扑方式连接而成。Mesh控制网络至多点故障的影响，极大地提高了通讯的冗余性能。Mesh网络的可利用性非常高，网络结构简单明了，便于。Mesh网络的全光纤通讯线缆的布置极大地提高了系统通Mesh100Mb/1Gb的交换Mesh控制网络连接在一起，挂树等网络技术连接各个I/ASeries系统站1920I/ASeriesIEEE802.3Ethernet100Mbps)Ethernet口的话，也可以应用于较大的系统。2-22-3环形结构中的交换机数量最多只能有7台，这是因为为了保证网络通讯的快速响应，网络使用的RSTP（RapidSpanningTreeProtocol）中规定了任何二台设备通讯之间的交换机数量过这一数字。失效不影响整个网络的工作性能。如果交换机之间使用1Gb速率的话，边际交换机的数量最多可达38台。2-4顶层。由于RSTP协议的限制，倒挂树结构中的层数最多只有四层。任何一台交换机2-5I/ASeries系统与工厂信息管理网络(ntInformationNetwork)的通讯采用以太网连接方式——I/ASeries系统可通过标准Ethernet接口及各种通讯协议（OPC）直接与工厂I/ASeries工作站及其外设工作站是实现系统功能的设计、管理和操作平台。它支持控制处理机:控制处理机(Contro1Processor简称CP):I/ASeries现场总线组件和设备相连，完应用处理机和其他系统站(WPCP)协调工作，提供了数据库输入/输出和工程师接口的主要。一个较小的I/ASeries系列可以使用单个应用处理机，而一个较大的应用处理机实现系统管理功能，包括收集系统性能统计；实现系统站资料的重新；过程操作信息、实时数据、历史数据；提供报文广播；处理所有站的与报文应用处理机还支持系统组态功能(系统组态、控制组态、显示组态、组态、历史组态等)，为需要资源和更高性能的应用功能的开发和执行提供应用环境。应用处理应用处理机可通过控制处理机提供过程输入/输出能力，一起实现控制功能。所有输入输出都是应用处理机与其它系统站之间可连续的参数。应用处理机可协调装置控制功这里所指的组态是输入或选择参数以定义一个软件包做些什么或定义软件包环境的过功支持软件包括操作员“帮助”和电子文件资科。操作员帮助(Help)Foxboro设备和软件包的信息,电子文件资料提供阅读，类似于传统的使用说明书中信息各个功能部件按顺序进试并报告可能发生的错误。工作站目前主要有两个系列产品：P92WindowsXP专业版操作系统P81(Unix/Solaris操作系统)。P92工作站主要性能指标采用DELLPC工作站，为 ®Core™2Duo 250GB提供USB、并行和串行接口，可联结、键盘等设3-1P92P81工作站主要性能指标SUN工作站，UltraSPARCllliRISC64位CPU80GB提供USB、并行和串行接口，可联结、键盘等设支持X-WindowOpenLook3-2P81局布置的字符数字键、全部标点符号键和特殊记号键，以及一个数字输入小键盘

LED相关的聚酯薄膜键开关可被用于调用预先组态好的专门画面或者系统功能。3-4(带光标控制)Enter(键入)LED状态灯的数字LOCK(闭锁)键。

3-5告示/操作站显示器有两种规格：21英寸CRT19LCD21英寸CRT是支持分辨率应用的模拟阴极射线管彩色监视器。该监视器适于安装在操作站或桌面上。它支持鼠标/球标，工程师键盘和组合键盘。它还有一个喇叭19英寸LCD是需要分辨率应用的支持多窗口显示的彩色监视器。LCD与传统的CRT21CRT相应的屏幕显示尺寸。LCD可提供广宽的视角，并且没有弯曲度造成反光。它还有一个喇叭和一个可俯

被选择，并在CRT/LCD

3-73-83-9适应控制整定算法)EXACTMV(EXACT多变量控制)算法。这些算法包含在功能控制块0.501,0.015，100，0输出、控制、信号处理、计算和转换、以及和限幅等五大类。实现梯型逻辑16PPFCP270的CPU采用具有程序功能的基于AMDElanSC520组(运行FCP27016MBSDRAM内存，32MBFCP2700.05,0.1,0.2,0.5,0.6,1,2,5,6,10,30秒，1、10603-10ZCP270的CPU采用具有程序功能的基于AMDElanSC520组(运行ZCP27016MBSDRAM内存，32MBZCP2700.05,0.1,0.2,0.5,0.6,12,5,610,30秒，1、10603-11ZI/ASeries现场总线组件(FBM)，可连接到运行I/ASeries综合控制软件的控制处理机或FBM与工业现场中通常遇到的各种现场信号相匹配。然而，由于这些组件是由软件组FBM816，均为通道隔FBM发生故障时，所有的输出都支持可选择的状态。所有现场信号与控制电子线路，对模拟量I/O信号采用变压器耦合与光电双重，且每路A/D和D/A转换独立，保证故障对系统影响最小。对数字量I/O信号采用成对的方式，每一点与其它所有点是的。FBM可与I/A用的电气I/O信号进行适当地转换，使得通过现场总线能与这些装置通讯。FBM单独与现场总线(Fieldbus)I/O通道所需的信号转换和其3-12Foundation现场总线H1通讯接口模块(FBM228)为符合Foundation现场总线标准的现场仪表与I/ASeries系统之间提供通讯接口。FBM228提供4路的H1现场总线段的Foundation现场总线设计成针对过程测量与控制仪表集成的全数字双向通讯方式，高速冗余的Ethernet现场总线，可将所有块的参数传递到I/A控制站之中。遵守ANSI/ISA,IEC61158、CENELECENFBM228及其接线端子适于安装在Class1Division2Zone2PROFIBUS-DP通讯接口组件(FBM223)为PROFIBUS-DP从站设备(例如PLC、I/O组件和现场I/O设备)与I/ASeries系统之间提供通讯接口。PROFIBUS是一个广泛应用于过程自动化和制造业领域的独立于供货商的开放式的现场总线标准。PROFIBUSEN50170规定了串行传输总线的功能、电气和机械特征。PROFIBUS-DP的物理接线符合EIARS-485标准遵守PROFIBUS-DP将PROFIBUS-DP从站数据集成到I/ASeriesFBM223组件与PROFIBUS-DPI/O设备以主站/从站方式进行通讯。FBM223初始化每数据传输速率3-15FBM223FBM214，8路HARTFBM215，8路HARTFBM216，8路HARTFBM218，8路HARTHART通讯接口组件的每一路通道既可接收4~20mA输入信号，又可接收搭载在4~20mAHART移频键控(FSK)信号。每一路通道为现场设备提供双向的数字4~20mA模拟输入/输出信号进行模/数转换。每一路通道有各自专门FSKModem。HART4~20mA模拟设备和HART设备混合使HART通讯接口组件支持HART通用命令利用I/ASeries系统数据库与现场仪表进行必要的连接，并充当HARTI/ASeries系统每秒种从现场仪表中2HART通用的惯例以及设备特性如果一个组件到一次故障，它的输出将降为0mA，而同时好的组件中的相应通道的微处理器执行模拟I/O应用程序，并通过安全路径证实FBM的健康状态。掉了一个冗余输出通道(例如组件接收了不当输出读数，或没有通过FBM微处理器的测试等)。模拟输出故障/安全恢复数据选项设定为0mA也使“高故障”的可能性降至最低。3-16FBM218FDSI通讯组件有四种类型：FBM230，4通道串口通讯单卡FBM231，4通道串口通讯冗余组件2000个DCI模块的数据集成能力。DCI可以是模拟量模块，也可以是数字量模块。对于现场设备，FDSI既有标准的数据通讯驱动程序（Modbus，ModbusTCP/IP，OPC等），也可以按客户需要对特定通讯协议进行开发装载。FDSI及其接线端子适于安装在Class1Division2和Zone2级环境。以下是各种FDSII/ASeriesI/ASeries系统为用户提供了一套具有完善的最优化过程控制和管理能力的软件。I/AI/ASeries提供了有关智能信息管理和过程自动化的广泛功能，根据所需要的局部功能I/ASeries系统中的通讯。应用软件的移植，只要是可运行在UNIX/WindowsXP的个人计算机和其它计算机系统中智能化功能适用与UNIX或WindowsXP兼容的第软件I/ASeriesIn系列工作站采用WindowsXP32位的多任 公司系列CPU产WindowsXP支持 技术，可以方便地整个I/ASeries系统实时数据和信息网络数据。它还支持ODBC接口(开放数据库)，可以I/ASeries系统的历史口，可以方便地在整个I/ASeries系统和所联接的信息网络问数据。Solaris操作系统提供三种命令外壳：Boume壳、CKorn壳，还具有高级编程语言结构(IF-THEN，DOWHILE等)令解释程序。用户可以创建命令文件来执行冗长的或重复令顺序。ODBC(开放数据库OPC(用于过程控制的目标管理程序是控制被称为目标(object)数据单元的子系统，目标管理程序在应用标名字(ObjectName)来数据的应用程序，而不必知体系统配置或网络位置。(任务(字符串I/ASeries操作系统支持FORTRAN和C编程语言，包括编译程序、程序、调试程序和语义检验程序。C语言完全支持所有的系统库，FORTRAN和C语言都支持目标管理程I/ASeries系统(可选地)支持高性能的C和FORTRAN语言编译器。语言共个公共运算是用于严格遵循ANSI/IEEE浮点标准的高精度运算。I/ASeries系统提供的综合控制组态软件包，简化了复杂控制策略和安全系统的结构。I/ASeries综合控制软件提供了连续量、顺序量、梯形逻辑和批量处理等方面的控制策略，它们可以单独或混合使用从而满足应用的需要。除了综合控制软件外，I/ASeries同时将综进行。执行各种控制算法的基本单元是功能块(Block)。Block完成控制功能，它可组织和组综合控制组态软件可在Compound内综合连续量、梯形逻辑、顺序和批量功能，从而设计出 顺序块 PID调节块 EXACT 分散PID控制功能块 测量 (从属块 todo repeatuntilwhiledo stoptimer或经过PLB块的输出端送往其它模块。在FBM中运行的梯形逻辑控制功能在2~5ms周期内平均可以处理300个梯形逻辑元素。梯形逻辑中可以组态的现场输入/FBM32个触点输16点触点输出。经过PLB3232个逻辑信号。有107个中间状态寄存器，16个定时器和计数器。 与图像显示和组态工作有关的活动。由于该软件在所有的操作站(WPAW)之间的差异，工作站支持多个I/ASeries实时显示管理程序窗口。该窗口可在就地操作站和终端I/ASeries系统向各类使用人员提供单一的人机操作界面。系统提供不同的操作环境让统提供丰富的图形库和CAD式的绘图工具，可以方便地绘制符合用户要求的操作和显示画4-2FoxView画面示例4-3FoxView画面示例4-4FoxView中文画面示例4-5FoxView中文画面示例4-6时检查与那些活动有关的情况。批量工厂管理软件完全符合ANSI/ISA88.011995标准，在电子记录和电子签名方面符合FDA21CFRPart11要求。,4-74-8IACC

图4-9IACC调I/ASeries系统的控制模块中具有多种功能。例如：测量值