集散控制系统(DCS)与应用案例

《集散控制系统》课程简介《集散控制系统》是自动化专业的限选课程组课程之一，是面向工程应用的技术性课程。课程主要介绍集散控制系统（DCS）的技术现状、发展趋势，主流DCS的体系结构、技术特征和功能特点；详细介绍一种典型DCS的硬件组态、控制策略组态和HMI组态技术。通过本课程的理论教学、课内实验和上机，使学生掌握典型DCS的硬件组态、控制策略组态和HMI组态技术，培养学生利用DCS解决典型过程控制系统的实现和维护等复杂问题的能力。《集散控制系统》课程目标目标1：掌握DCS基本概念、体系结构、技术特征和功能特点，能根据控制需求选择合适的DCS品牌及其配置形式。目标2：掌握一种典型DCS系统的硬件配置、控制策略组态和HMI组态技术以及技术资源的获取方法，能使用一种典型DCS进行硬件组态、控制策略组态和HMI组态，实现自动化控制系统的采集、控制和监控。目标3：能使用一种典型DCS组态所需的平台软件搭建一种DCS仿真环境，能理解仿真环境与工程环境的区别，明确其局限性。教材及参考书考核评价课程目标考核内容成绩评定方式成绩占总评分比例目标成绩占当次考核比例学生当次考核平均得分目标达成情况计算公式目标1：掌握DCS基本概念、体系结构、技术特征和功能特点，能根据控制需求选择合适的DCS品牌及其配置形式。DCS的体系结构、技术特征、功能特点，主流DCS及其技术特点，DCS的硬件、DCS软件和DCS通信，DCS控制组态、HMI组态和工程设计等相关基础知识。平时作业(随堂测试）20%100%A目标2：掌握一种典型DCS系统的硬件配置、控制策略组态和HMI组态技术以及技术资源的获取方法，能使用一种典型DCS进行硬件组态、控制策略组态和HMI组态，实现自动化控制系统的采集、控制和监控。控制回路组态、人机界面组态、操作站应用、系统画面调用等操作熟练程度，回路组态、参数整定和HMI组态效果等相关内容上机2上机320%100%B1硬件组态、控制策略组态、流程图组态、HMI组态、子图组态控制回路组态、人机界面组态、操作站应用、系统画面调用等；控制效果和HMI整体效果期末考试35%70%C1目标3：能使用一种典型DCS组态所需的平台软件搭建一种DCS仿真环境，能理解仿真环境与工程环境的区别，明确其局限性。PKS组态环境、虚拟机的PKS环境、PKS仿真环境等的操作，PKS硬件组态、点组态及其下载、调试、运行和监控等相关内容上机110%100%B2PKS系统初始化、虚拟机IP配置、硬件组态；回路组态、HMI组态等各项操作的熟练程度（完成时间）等相关内容期末考试15%30%C2总评成绩（100%）=平时作业（20%）+上机（30%）+期末考试（50%）100.00%————集散控制系统

第01次课学习目标：①了解计算机控制系统的发展和推出DCS的意义；②理解DCS的体系结构，硬件结构，软件架构；③了解主流DCS品牌的产品系；④能针对需求情况选择DCS作为自动控制装置。重点：DCS的体系结构，网络结构，硬件结构，软件架构主流DCS品牌难点：

DCS的体系结构。课时：2一、计算机控制系统的发展二十世纪40年代出现计算机1946年美国生产出了世界上第一台电子计算机。50年代末计算机控制系统在工业生产中投入运行。1956年美国德克萨斯德一个炼油厂与美国航天工业公司TRW合作进行计算机控制系统的研究，到1959年用RW-300计算机控制聚合装置的系统研制成功。60年代是DDC技术大发展时期；计算机发展，出现小型机。1962年，美国帝国化学公司用计算机代替模拟控制，直接控制过程变量，此种控制称为直接数字控制，即DDC，DirectDigitalControl.一、计算机控制系统的发展70年代，出现微型机，控制方式由集中控制转向分散控制DCS，即DistributedControlSystem。1975年Honeywell推出全球第一台DCS，即TDC-200080年代，DCS系统大发展时期。90年代，现场总线技术出现与发展。Profibus、FF，Lonworks……21世纪初，出现了基于网络的控制系统技术，即网络化控制系统，NCS（NetworkedControlSystem）。有20种现场总线纳入国际标准（第4版），工业以太网纳入现场总线标准首台DCS发布于（）1946年1975年1959年1981年ABCD提交单选题20分一、计算机控制系统的发展DCS的发展历程第一阶段（初创期），1975~1980Honeywell：TDC2000，Bailey：Network90，Foxboro公司的Spectrum，Yokogawa：CENTUM……第二阶段（成熟期），1980~1985Honeywell：TDC3000，Yokogawa：CENTUMA/B，Westhouse：WDPF……第三阶段（扩展期），1985~2000Honeywell：TPS，Yokogawa：CENTUMXL/μXL，Foxboro：I/ASeries……第四阶段（推广期），2000~至今Honeywell：PKS，Yokogawa：CENTUM3000，Foxboro：A2，Emerson：PlantWeb，ABB：IndustrialIT……霍尼韦尔PKS属于其公司的（）DCS第一代第二代第三代第四代ABCD提交单选题20分一、计算机控制系统的发展主流DCS厂家（品牌）国外DCS品牌●Honeywell ●Yokogawa●Emerson ●Invensys●ABB ●Siemens……国内DCS品牌●北京和利时●浙江中控●上海新华（GE新华）●浙江威盛●南京科远……二、DCS及其体系结构DCS的概念及其特点DCS：DistributedControlSystem分散型控制系统分布式控制系统集散控制系统集中操作与管理分散控制提高可靠性分散控制→故障分散→可靠性↑二、DCS及其体系结构DCS的分级分层体系DCS体系结构特征纵向分层横向分散设备分级网络分层按功能，DCS分为四级现场控制级过程控制级过程管理级经营管理级对应的四层网络★现场网络控制网络监控网络管理网络现场网络控制网络监控网络管理网络二、DCS及其体系结构DCS的四层网络控制系统扁平化发展：网络级数↓DCS的四层网络分别为Fnet、Cnet、Snet和Mnet，其中Snet是（）现场网络管理网络监控网络控制网络ABCD提交单选题20分二、DCS及其体系结构DCS的现场控制级设备：典型的现场控制级设备各类传感器各类变送器各类执行器主要任务完成过程数据采集与处理。直接输出操作命令、实现分散控制。完成与上级设备的数据通信，从而实现网络数据库共享二、DCS及其体系结构DCS的过程控制级主要设备：过程控制站、数据采集站和现场总线服务器等。过程控制站：实现反馈控制、逻辑控制、顺序控制和批量控制数据采集站：接收大量的非控制过程信息；不直接完成控制功能。现场总线服务器：一台安装了现场总线接口卡与DCS监控网络接口卡的计算机。二、DCS及其体系结构DCS的过程管理级主要设备：操作站、工程师站和监控计算机等。操作站：操作人员与DCS的人机交互接口设备；DCS的核心显示、监视、操作和管理装置。工程师站：对DCS进行配置、组态、调试、维护监控计算机：实现对生产过程的监督控制；机组运行优化和性能计算，先进控制策略的实现等。二、DCS及其体系结构DCS的经营管理级设备：可能是厂级管理计算机，也可能是若干个生产装置的管理计算机。任务：厂级管理系统的主要功能是监视企业各部门的运行情况实时监控承担全厂性能监视、运行优化、全厂负荷分配和日常运行管理等任务；日常管理承担全厂的管理决策、计划管理、行政管理等任务。二、DCS及其体系结构DCS的控制站/操作站控制站包括现场控制站和数据采集站等。机柜电源控制计算机其他部件操作站一般分为操作员站和工程师站。操作台微处理机系统图形显示设备操作键盘和鼠标打印等设备冗余技术冗余方式：多重化自动备用和手动备用。冗余措施：通信网络、操作站余、现场控制站、电源、I/O模块等冗余二、DCS及其体系结构DCS的控制柜/机柜组二、DCS及其体系结构DCS的控制站机柜现场控制单元多层I/O卡件箱电源单元通信接口接线端子板机柜正面机柜背面现场控制站机柜二、DCS及其体系结构DCS的控制站部件的结构形式二、DCS及其体系结构DCS的控制站机柜接线端子板现场控制站机柜通用IO通用IOIO模块IO模块AI/AO/DI/DOCPUCPU防火墙防火墙电源电源二、DCS及其体系结构DCS的控制器Emerson-DeltaV控制器电源单元I/O卡件现场总线接口卡件导轨二、DCS及其体系结构DCS的控制器Honeywell-C300二、DCS及其体系结构DCS的操作站操作站操作站一般安装在（）现场云端现场或控制室控制室ABCD提交单选题20分二、DCS及其体系结构DCS的软件结构计算机控制系统软件通用结构二、DCS及其体系结构DCS的软件结构—实例：PKSConfigurationStudio二、DCS及其体系结构DCS的软件结构—实例：PKSConfigurationStudio二、DCS及其体系结构DCS的软件结构—实例：PKSConfigurationStudio三、主流DCS厂家及其DCS美国Honeywell/en-US/explore/products/control-monitoring-and-safety-systems/integrated-control-and-safety-systems/experion-pks/Pages/default.aspx三、主流DCS厂家及其DCS日本Yokogawa/cn/pcs/pcs-product-index-zh.htm?nid=megadlist三、主流DCS厂家及其DCS瑞士ABB/control-systems/zh/System-800xa-cn/800xa-dcs-cn三、主流DCS厂家及其DCS德国/automation/cn/zh/process-controlsystems/simatic-pcs7/Pages/distributed-control-system-simatic-pcs-7.aspx三、主流DCS厂家及其DCS美国Emerson/control-systems/zh/System-800xa-cn/800xa-dcs-cn三、主流DCS厂家及其DCS法国施耐德/en/product-range-selector/63680-foxboro-evo-process-automation-system/?parent-category-id=86798Foxboro↓Invensys↓Schneider三、主流DCS厂家及其DCS北京和利时

/templates/products/index.aspx?nodeid=68三、主流DCS厂家及其DCS浙江中控/inplant/list/16/107/0三、主流DCS厂家及其DCS上海新华/ProductList.asp?PID=1&CID=4&ID=15

三、主流DCS厂家及其DCS南京科远/products.aspx?CateId=32&Sys_id=37

下列各DCS厂家中，属于国内的DCS厂家有和利时横河霍尼韦尔中控ABCD提交科远E多选题20分集散控制系统

第01次课参观实验室，认识PKS集散控制系统

第02次课学习目标：①了解霍尼韦尔DCS的发展历程；②掌握PKS的硬件技术，包括PKS的组成、网络结构、C300控制器及其C系列I/O模块；③能在后续的组态中引用C300硬件。重点：PKS的冗余网络结构、C300控制器的功能特点、C300控制站的构成、PKS主要形式、C系列I/O模、难点：冗余概念；冗余网络结构、控制防火墙、CPU和I/O模块；C300控制站的搭建。课时：2一、霍尼韦尔DCS简介HoneywellDCS发展历程一、霍尼韦尔DCS简介ExperionPKS的主要特征提升操作效率（APC）系统满足超大规模过程需要。基础控制器摆脱传统局限，向提高控制品质，便于安装维护和节省空间发展。过程控制网络从传统的冗余网络，进化到可多路径优化选择的容错网络。功能扩展：从传统的过程控制，扩展到设备监视与维护。进一步走向开放，融合通讯网络技术，计算机,数字视频和无线等最新技术；与第三方设备集成更加容易。统一的Experion人机界面贯穿整个产品线ExperionC300ExperionC200BasicController

HiwayHPMTDC3000SafetyManagerSCADADevices(RTU,PLC)数字视频QCS先进应用:ProfitSuite,BMA,PHDExperionHMI安防MasterLogic一、霍尼韦尔DCS简介ExperionPKSPlatformExperionPKSApplications二、霍尼韦尔DCS的网络结构PKS的最新版本是（）PKSR500PKSR300PKSR400PKSR800ABCD提交单选题20分二、霍尼韦尔DCS的网络结构容错以太网

-FTE

(FaultTolerantEthernet)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。SwitchesAtreeBtreeC300C300C300ACEServerSwitchesStationCrossoverC300SwitchesCrossover容错以太网

-FTE

(FaultTolerantEthernet)SwitchesAtreeBtreeC300C300C300ACEServerSwitchesStationAtoBBtoBB

toAC300Switches二、霍尼韦尔DCS的网络结构A

toAA网-Y网-黄色B网-G网-绿色PKS的设备A通过FTE连接设备B的通路有（）条8421ABCD提交单选题20分控制防火墙ControlFirewallExperion

ServerFaultTolerantEthernet

SeriesCFIMControlFirewallC200C300二、霍尼韦尔DCS的网络结构双控制防火墙互为冗余接L1/L2交换机，即UpLink接C300、PGM和FIM等NetworkLevel1

NetworkLevel2

RedundantServers

Station

Station

Switches

RedundantServers

ControlFirewalls

Switches

ExperionPKS安全网络安全架构L2与控制器有关的通讯具有更高优先级L1只允许与控制器有关的通讯peertopeer通讯具有高优先级二、霍尼韦尔DCS的网络结构抑制广播类风暴通讯三、PKS硬件技术PKS的硬件组成服务器PKS服务器、APC服务器、PHD服务器、eServer服务器网络设备交换机、防火墙、路由器、第三方通信操作站Flex操作站、C操作站（工程师站）、CE操作站（工程师扩展站）控制站C200、C300、PMIORTU硬件重要特点“垂直设计”更有利于散热管理减少“热点”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；带屏蔽端子三、PKS硬件技术硬件垂直设计，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度自然接线三、PKS硬件技术控制防火墙冗余数字与模拟I/O电源系统C300控制器现场总线接口模件硬件垂直设计，有效利用空间三、PKS硬件技术C300控制器主要功能如图中所示上位通讯PeertoPeer点对点通讯IOLINK1IO通讯IOLINK2IO通讯确定性控制执行环境Peer通讯上位通讯.IOLINK2IO通讯.IOLINK1IO通讯.确定性控制执行环境三、PKS硬件技术C300强大控制功能强大的控制功能每个C300可控制1000个回路左右；丰富的控制库函数，并可扩展和加入其它库函数可同时实现连续回路控制,逻辑连锁控制和顺序控制

每个控制回路可分别运行不同的周期50ms,100ms,200ms,500ms,1s,2s灵活的组态监控环境功能强大的组态监控软件ControlBuilder控制回路灵活组态，可在线修改控制回路；图形模块化组态生成与实时监控调试环境支持模块化批量自动化三、PKS硬件技术运行CEE(控制操作系统)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模件每个IOL可以支持40冗余模件IOL1+IOL2=64支持PMIOC系列I/OA系列I/O三、PKS硬件技术C300控制器的一条IOLINK支持的I/O卡件数量最多为（）个32644080ABCD提交单选题20分三、PKS硬件技术PKS支持的IO（C系列、A系列和PMIO）功能CIOM-AIOM-CPMIORIOM-ARIOM-H数字输入24VDC有有有有有数字输入110VDC有有有有无数字输出24VDC有有有有有数字输出110VDC有有有有无数字输出220VDC有有有无无数字输出继电器无有有有有高电平模拟输入有有有有有模拟输出有有有有有低电平输入RTD/TC有有有有有脉冲输入有无无无无HART接口有有有无无FF现场总线集成有有无无无Profibus现场总线接口有有无无无霍尼韦尔智能仪表(DE)无无有无无串行接口有无无无无DeviceNet有有无无无环境级别G1.G3G1.G3G1.G3,GxG1G1.G3I/O冗余无有有无无现场仪表供电能力无有有无无三、PKS硬件技术PKS支持的IO系列模拟量输入卡（Hart/NonHartAnalogInput）

16路模拟量通道支持HART协议通讯有4路通道支持电压模式可以选择冗余配置

4-20毫安的输入，50毫秒的扫描速率有4个可以配置的调制解调器用来处理HART协议信号三、PKS硬件技术模拟量输出卡（HART/NonHartAnalogOutput）16路模拟量通道支持HART协议通讯可以选择冗余配置有4个可以配置的调制解调器用来

处理HART协议信号三、PKS硬件技术下列关于C系列模拟量输入模块的各项说法中，错误的是（）支持Hart协议的模拟量输入模块也可以4-20mA输入所有的模拟量输入模块都支持Hart协议模拟量输入模块的输入通道数一般为16支持冗余配置的模拟量输入模块也可以单独使用ABCD提交单选题20分数字量输入卡（DigitalInput）

32路数字量通道有2种IO模件类型24VDC输入100VAC/120VAC/125VDC/240VAC输入有3种IOTA类型24VDC100VAC/120VAC/125VDC240VAC

可以选择冗余配置三、PKS硬件技术数字量输入卡带有SOE（DISOE）

32路数字量通道

1毫秒的SOE时间标签可以选择冗余配置三、PKS硬件技术

32路数字量通道

24VDC触点输出继电器输出100VAC/120VAC/240VAC/125VDC/48VDC利用继电器扩展卡可以选择冗余配置三、PKS硬件技术数字量输出卡（DigitalOutput）下列各项说法中，正确的相有（）SOE模块也可以输入开关量信号SOE模块带有时间标签DI模块和DO模块都可以选择冗余配置DO模块支持继电器输出扩展卡ABCD提交多选题20分继电器扩展卡数字量输出的IOTA三、PKS硬件技术数字量输出卡（DigitalOutput）C系列－32通道通用IO通道功能任意组态AI,AO,DI,DO任意配置支持HART支持冗余安装设计更有弹性减少空间占用和卡件数量简便的仪表变更管理避免了常规的复杂的走线适于远程应用工作温度：-40℃

～+70℃更少的连接线,更少的工时=可观的成本节省三、PKS硬件技术PulseC系列脉冲卡8通道脉冲输入高精度脉冲计数和频率测量支持高达100kHz高速脉冲信号支持脉冲周期和宽度测量支持冗余

三、PKS硬件技术四、校内DCSSISAPC实验室四、校内DCS&APC实验室ACE

Server第三方通讯DCSServer2DCSServer1eServer四、校内DCS&APC实验室C300控制站1C300控制站2C300控制站3C300控制站4四、校内DCS&APC实验室SIS控制柜SIS端子柜PHDServerAPCServer四、校内DCS&APC实验室APCServer网络柜无线温度变送器无线网络接收器四、校内DCS&APC实验室DCS操作站、DCS工程师站、SIS工程师站、APC工程师站五、联系--VMWare基本操作VMWare基本操作集散控制系统

第03次课学习目标：①了解多平台下的ConfigurationStudio的启动；②掌握PKS组态软件ConfigurationStudio、ControlBuilder的功能与应用；③掌握操作站基本应用；④会用ConfigurationStudio基本功能；重点：ConfigurationStudio的功能与应用、ControlBuilder的功能与应用、操作站Station的基本应用。难点：无课时：2一、PKS组态软件PKS组态软件简介ConfigurationStudio，实验室当前版本：R4.31集成ControlBuilder、QuickBuilder、DisplayBuilder……本课程使用的PKS组态软件版本是（）R431R432R520R310ABCD提交单选题20分一、PKS组态软件PKS组态主要功能ControlBuilderCPM组态CPMConfiguration定义控制器模块及其位置DefineControlProcessor

ModuleLocation冗余组态RedundancyConfiguration定义冗余模块位置Defineredundancymodulelocation组态I/O模块IOMConfiguration定义I/O背板、轨道类I/O模块及其位置DefinerackandrailI/O

moduletypesandlocation

组态IOLinkIOLIMConfiguration定义I/O连接模块位置DefineIOLinkmodule

location组态PMIOPMIOConfiguration定义PMIO模块及其位置DefinePMI/Omoduletypesandlocation组态PCI卡PCICCard组态服务器和ACE中的PCIC卡ConfigurePCICcardinserverandACE

一、PKS组态软件PKS组态主要功能QuickBuilderChannels组建通道BuildChannelsControllers组建控制器BuildControllersPoints组建SCADA点BuildPoints一、PKS组态软件PKS组态主要功能HMIWebBuilder类似于一般的HMI组态软件，如WinCC、iFIX实现HMI的组态：流程图、趋势组、弹出菜单、多窗口界面的组态按网页格式形成组态文件，便于通过Web浏览实现HMI和过程点的连接提供常用HMI控件库……二、启动ConfigurationStudio方法1从工作站启动

直接从快捷菜单栏启动ConfigurationStudio二、启动ConfigurationStudio方法1从工作站启动或者先从AllProgram中寻找到HoneywellExperionPKS程序组二、启动ConfigurationStudio方法1从工作站启动再从HoneywellExperionPKS程序组启动ConfigurationStudio二、启动ConfigurationStudio方法2登录PKS服务器启动二、启动ConfigurationStudio服务器：cqustpksa或cqustpksbUserNmae：ExperionAdmin；Password：CQUST_Admin二、启动ConfigurationStudio此为已登录PKS服务器的桌面；同一时刻仅允许一台工作站登录到服务器，后续登录将导致前序登录自动退出二、启动ConfigurationStudio后续启动步骤类似于在操作站启动ConfigurationStudio二、启动ConfigurationStudio方法3：在虚拟机上启动①启动虚拟机二、启动ConfigurationStudio②运行在虚拟机上安装的WindowsServer2008。二、启动ConfigurationStudio③在虚拟机上安装的系统WindowsServer2008正在启动二、启动ConfigurationStudio④单击窗体空白处；按CTRL+ALT+DELETE登录WindowsServer2008二、启动ConfigurationStudio⑤随后窗口单击“取消”；此窗口单击“OK”二、启动ConfigurationStudio⑥输入用户名和密码UserName:Experionadmin;Password:CQ_Admin二、启动ConfigurationStudio⑦虚拟机桌面，后续启动步骤类似于从操作站启动ConfigurationStudio二、启动ConfigurationStudioConfigurationStudio正在启动登录虚拟机DemoPKS的用户名和密码是（）Experionadmin，CQ_AdminExperionadmin，CQUST_AdminExperionadmin，cq_AdminExperionAdmin，CQ_adminABCD提交单选题20分二、启动ConfigurationStudio链接到CQUSTPKS服务器二、启动ConfigurationStudio进入ConfigurationStudio常用ControlStrategy和Displays三、ControlBuilder单击ConfigureProcessControlStrategies进入ControlBuilder三、ControlBuilderControlBuilder启动过程中……三、ControlBuilder工程组态树形管理系统库工程监视树形管理控制模块组态编辑区域ControlBuilder主要用于（）组态人机界面组态人机界面和控制策略组态控制策略组态资产ABCD提交单选题20分三、ControlBuilder主从服务器同步标识主从服务器标识主从服务器名称操作级别mngr/supv/engr/oper操作级别的高低顺序是（）Supv，Mngr，Engr，OperEngr，Mngr，Supv，OperMngr，Supv，Engr，OperMngr，Engr，Supv，OperABCD提交单选题20分四、操作站Station从快捷启动栏或HoneywellExperionPKS程序组启动Station四、操作站Station单击各选项可进行相应操作单击；输入点名确认后调出点的详细画面输入画面名称确认后调出指定画面操作级别mngr/engr/supv/opermanager/engineer/supervisor/operator四、操作站Station输入U00-201调出的画面四、操作站StationCQUST_TE01的详细画面四、操作站StationCQUST_TE01的详细画面四、操作站StationCQUST_TE01的详细画面四、操作站StationCQUST_TE01的详细画面四、操作站StationCQUST_TE01的详细画面四、操作站StationCQUSTTIC40062的详细画面四、操作站StationCQUSTTIC40062的详细画面四、操作站StationCQUSTTIC40062的详细画面四、操作站StationCQUSTTIC40062的详细画面四、操作站StationCQUSTTIC40062的详细画面四、操作站StationCQUSTTIC40062的详细画面四、操作站StationCQUSTTIC40062的详细画面显示控制系统的工艺流程画面，需要启动的软件是（）StationControlBuilderConfigurationStudioHMIWebDisplayBuilderABCD提交单选题20分五、练习运行虚拟机并启动ConfigurationStudio启动VMWare启动虚拟WindowsServer2008通过VMWare，可以调整虚拟WinSVR2008的窗体大小或调整到全屏显示启动ConfigurationStudio启动ControlBuilder退出ControlBuilder退出ConfigurationStudio虚拟WindowsServer2008关机退出VMWare演示：运行ConfigurationStudiodemo集散控制系统

第04次课学习目标：①掌握C300硬件组态的基本步骤；②掌握C300硬件组态中的必需参数设置；③能下载和运行硬件组态，并仿真调试和判断其运行结果。重点：组态中的必需参数项、硬件组态过程、下载和运行、下载和仿真试验。难点：参数的内涵理解、组态中操作错误的解决方法课时：2一、C300硬件组态典型参数C300CPU组态中的必需参数TagName 名称

ItemName#*

别名AssociatedAsset 资产（分区）DeviceIndex IP最后一段（和硬件一致）RedundancyConfiguration 冗余配置SimulationNodeConfiguration 仿真其它参数暂取默认值一、C300硬件组态基础输入C300站的别名选择C300站的归属输入C300站的索引IP地址的最后一段(奇)C300站的冗余配置从站的IP地址为偶是C300还是仿真C300输入C300站的名称(所有Name必须唯一)配置C300仿真控制器时，下列参数中必须配置的有（）TagNameAssociatedAsset#LoadtosimulationEnvironmentCPUFreeLowAlarm（%）ABCD提交多选题20分一、C300硬件组态基础PKS服务器demopks针对本课程使用的虚拟机，如果FTE的基地址是0，C300控制器的DeviceIndex为1015ABCD提交单选题20分一、C300硬件组态基础选中不同标签显示不同配置内容Project窗口：静态显示Monitoring窗口：动态显示一、C300硬件组态基础例如：Monitoring窗口例如：Statistics页的显示内容一、C300硬件组态基础C300IO组态中的必需参数IOLink组态TagName 名称ItemName# 别名I/OLinkFamily I/O链路类型（重要）IO模块组态中的必需参数TagName 名称ItemName# 别名ModuleType 模块类型(AI、AO、DI、DO)AssociatedAsset# 资产归属IOMNumber 模块号（对应硬件）一、C300硬件组态基础输入I/O链路别名选择I/O链路类型，选SERIES_C_IO_TYPE输入I/O链路名称(所有Name必须唯一)一、C300硬件组态基础Project窗口对应的选单C300控制器的一条IOLINK最多可以挂（）个C系列I/O模块32644020ABCD提交单选题20分一、C300硬件组态基础Monitoring窗口对应的选单一、C300硬件组态基础一条I/O链路最多挂接40个C系列I/O模块一条I/O链路最多挂接40个C系列I/O模块一、C300硬件组态基础输入I/O模块的别名选定的I/O模块类型选择I/O模块的归属输入I/O模块编号对应硬件的编号帽输入I/O模块的名称(所有Name必须唯一)二、C300硬件组态步骤及演示启动ControlBuilder启动VMWare→启动DemoPKS启动ConfigurationStudio→启动ControlBuilder点击File→New→C300→Controller(2I/OLinks)TagName CQSUT_C300 ItemName#* CQUST_C300_ItemAssociatedAsset AQDeviceIndex 非0LoadtoSimulationEnvironment

HostName DemoPKS二、C300硬件组态步骤及演示展开CQUST_C300，双击打开其CEE窗口TagName： CQUST_C300CEEItemname#： CQUST_C300CEE_Item

双击第一个I/OLink，打开其属性窗口TagName： Series_C_IOLINK ItemName#： Series_C_IOLINK_ItemI/OFamily: SERIES_C_IO_TYPE下拉选择SERIES_C_IO_TYPE

二、C300硬件组态步骤及演示点击File→New→I/OModules→Series_C_IO→AI-HLHighLevelAnalogInputTagName： C_AI_1Itemname#： C_AI_1_ItemIOMNumber: 1（1，2，3均为AI）其它参数：

缺省值点击File→New→I/OModules→Series_C_IO→AnalogOutputTagName： C_AO_4Itemname#： C_AO_4_ItemIOMNumber: 4（4，5均为AO）其它参数：

缺省值二、C300硬件组态步骤及演示点击File→New→I/OModules→Series_C_IO→DI-HVHighVoltageInput，32ChannelTagName： C_DI_6Itemname#： C_DI_6_ItemIOMNumber: 6 其它参数：

缺省值点击File→New→I/OModules→Series_C_IO→DO24BBussedLowVoltageDigitalOutputTagName： C_DO_7Itemname#： C_DO_7_ItemIOMNumber: 7 其它参数：

缺省值二、C300硬件组态步骤及演示分配I/O模块到I/OLink方法1：展开Unassigned目录，将刚才组态的AI、AO、DI和DO拽到Series_C_IOLINK方法2：使用分配按钮下装CQUST_C300选中Project中的CQUST_C300，点击下载按钮弹出对话框，点击不勾选“Automatically…PostLoadState”点击↓=ContinueOK二、C300硬件组态步骤及演示选中Monitoring窗口，展开Root目录，CQUST_C300旁边出现“S”，表示仿真运行CQUST_C300右击CQUST_C300_CEE，从弹出菜单中选择ChangeState弹出窗口中，下拉选择WARMSTART选择YES下装C_AI_1、C_AO_4、C_DI_6和C_DO_8展开Series_C_IOLINK选中需要下装的I/O模块点击

；点击；不勾选“Automatically…PostLoadState”↓Continue下列参数中，属于C系列I/O模块组态时必须配置的有（）TagNameAssociatedAsset#IOMNumberDescription#ABCD提交多选题20分二、C300硬件组态步骤及演示激活I/O模块选中Monitoring窗口，展开到Sies_C_IOLINK目录，选中需激活的I/O模块；右击弹出菜单，选择Activate→SelectedItem(s)选Yes，I/O模块变为绿色至此，CQUST_C300组态结束ConfigurationDemo在Monitor窗口中，鼠标右击C300控制器的CEE，在弹出的选单中，选择ChangeState选单可以启动或停止C300运行只能停止C300运行只能启动C300运行启动I/O模块运行ABCD提交单选题20分集散控制系统

第05次课学习目标：①掌握CM组态及点的组态方法，数据点的组态步骤；②理解DACA块的参数及其含义；③能利用PKS组态软件完成点的组态和报警功能的组态；④完成点组态上机演练。重点：数据点的组态步骤及其用到的功能块，DACA块参数及其含义、基于DACA报警功能组态。难点：DACA块报警参数含义及报警功能组态，错误信息释义与排错课时：2一、数据采集用到的块AICHANNEL组态模模拟量输入通道后可以使用AICHANNEL注意模拟量通道的类型（和硬件组态一致）带Hart类型高电平类型低电平类型可以进行量程转换默认：0-100（百分数）关于从库容器（系统库）中插入AICHANNEL功能块的各项说法中，错误的是（）AICHANNEL在容器库的SERIES_C_IO节点下可以用鼠标直接拖拽AICHANNEL到点组态编辑区必须确保AICHANNEL和硬件组态的AI模块类型一致AI-HL和AI-HART下的AICHANNEL可以互换ABCD提交单选题20分一、数据采集用到的块DATAACQ（ACQ-acquisition）一、数据采集用到的块DATAACQ（ACQ-acquisition）Name：DACAPVCharacter-PV转换None：PVEUHi和PVEULo范围内，PV等于其输入值LINEAR：线性变换将输入视为0-100，Lo-Hi：0-100，等同NoneLo-Hi为其他值，则使用线性标度变换公式进行转换SQUAREROOT：对输入进行平方根根运算，其PV在Lo-Hi范围内如果DATAACQ的PV

Character选择为LINEAR，PVEURangeHi,为600，PVEURangeLo为0，当该功能块的输入为60时，则其输出为（）060060360ABCD提交单选题20分一、数据采集用到的块DATAACQ（ACQ-acquisition）先输入PVHigh才可以输入PVHighHigh先输入PVLow才可以输入PVLowLOw不能输入时，显示NaN正常→报警：可以延时报警→正常：可以延时可以设置死区，可以是百分数或工程量报警优先级：四种针对下图的报警设置，下列说法中错误的项是（）PV>500时，不会立即产生上上限报警PV>450时，不会立即产生上限报警PV<350时，立即产生下限报警PV>300时，不会立即解除下下限报警ABCD提交单选题20分二、数据采集点组态CM组态内容：名称、资产、系统显示硬件组态（沿用上次课成果，至少有AI组态）AICHANNEL组态内容：名称、量程变换DATAACQ组态内容：名称、量程、报警、显示连接、下装、运行……二、数据采集点组态二、数据采集点组态组态点“DemoTI01”时，下列各项说法中，错误的是（）需要使用AICHANNEL和DATAACQ功能块需要给AICHANNEL功能块分配通道PointDetailDisplay#的作用是通过Station显示DemoTI01的详细信息PointDetailDisplay#要求输入sysDtlDACA，其中字段DACA与DATAACQ的名称可以不一致ABCD提交单选题20分二、数据采集点组态二、数据采集点组态二、数据采集点组态二、数据采集点组态二、数据采集点组态集散控制系统

第05次课上机练习CM块（ControlModule）TagName：TI01；Asset：AQ；PointDetailDisplay#：sysDtlDACAAICHANNEL功能块TagName：AI_TI01;通道号：自选；PVHighRange：100，PVLowRange：0DATAACQ功能块TagName：DACA,PVCharacter：LINEARPVEUHighRange：600；PVEULowRange：0其它参数，同讲课或取默认值，报警参数如图依据上述上机练习要求，双击AI-TI01功能块的PV输出引脚，输入80，运行和监控TI01，下列现象中的正确项有（）DATA的PV输出为480DATA的上边框和左边框为红色DATA的边框为黑色AI-TI01和DACA功能块边的上边框和左边框均为红色ABCD提交多选题20分集散控制系统

第06次课（上机考核1）学习目标：①掌握组态项目的删除操作等；②掌握硬件组态、控制块组态的导入和导出方法；③掌握PKS运行数据的备份和恢复方法；④能按要求导入/导出已有资源、备份和恢复运行数据，完成上机考核1重点：硬件组态、控制块组态的导入和导出操作步骤，PKS运行数据的备份和恢复步骤；组态项目的删除操作等。难点：操作过程中各种误操作的避免及其解决方法课时：2一、组态项的删除删除步骤在Monitoring窗口停止所删除的项目在Monitoring窗口删除指定项在Project窗口删除指定项删除组态项的顺序是（）在Monitoring停止所删某项→在Monitoring删除某项→在Project删除某项在Monitoring删除某项→在Project删除某项→在Monitoring停止所删某项在Monitoring停止所删某项→在Project删除某项→在Monitoring删除某项ABC提交单选题20分一、组态项的删除全部在运行（绿色）从Monitor看到的组态项，其图标颜色与状态的关系是（）组态项图标是绿色表示其正在运行组态项图标是蓝色表示其已装载，但未运行组态项图标是红色表示其有故障或运行数据丢失ABC提交多选题20分一、组态项的删除拟删除11_FC01先停11_FC01一、组态项的删除停止11_FC01及其包含的所有项一、组态项的删除先在Monitoring窗口删除11_FC01一、组态项的删除确定删除11_FC01一、组态项的删除已删除11_FC01后的Monitoring窗口一、组态项的删除在Project窗口删除11_FC01一、组态项的删除确认在Project窗口删除11_FC01Demo二、组态项导入导出Files→Import二、组态项导入导出导入文件路径选择导入项按住Shift键可以选多项添加选择项选择所有项移除选择项移除所有项二、组态项导入导出选中导入的11_FC01正在导入二、组态项导入导出导出组态项Export二、组态项导入导出类似于Import可以指定存放导出文件路径Demo通过Import/Export可以导入/导出的内容包括（）组态的C300控制器及其参数组态的I/O模块组态的CM块、功能块及其参数在Monitor中修改的参数ABCD提交多选题20分三、CheckpointCheckpoint用途C300控制器运行数据的备份与恢复针对每个C300控制站进行备份与恢复Checkpoint基本操作ScheduleCheckpointTasks 定期建立CheckpointArchiveCheckpointFiles 对Checkpoint进行归档SaveCheckpointManually 手动建立CheckpointRestorefromCheckpoint 从Checkpoint恢复RebuildSelectedObjectsandContentsCheckpointformMonitoringTab重建Checkpoint信息三、Checkpoint定期建立Checkpoint三、Checkpoint归档的Checkpoint可以存在指定目录三、Checkpoint归档的Checkpoint文件关于Checkpoint的各项说法中，定期备份Checkpoint应该选（）ScheduleCheckpointTasksArchiveCheckpointFilesSaveCheckpointManuallyRestorefromCheckpointABCD提交单选题20分三、Checkpoint手动保存Checkpoint三、CheckpointC:\ProgramData\Honeywell\ExperionPKS\Checkpoint\SIM_C300\Manual三、CheckpointPKS服务器关机再启C300站程序和数据丢失使用服务器仿真C300三、Checkpoint使用Checkpoint恢复C300站的程序和数据三、Checkpoint可以在多个Checkpoint文件进行选择三、Checkpoint选择Continue恢复进行中完成恢复三、CheckpointC300的程序和数据恢复后Demo每次重新启动DemoPKS虚拟机后，从Monitor看到上次的组态项图标都变为了红色，下列说法中错误的项是（）组态项图标是红色，说明其运行数据丢失可以删除有红色图标的组态项后再重新下装可以恢复Checkpoint，使各组态项恢复原有的状态恢复Checkpoint后，有的项是绿色图标，有的项可能是蓝色图标ABCD提交单选题20分上机1考核上机1：数据采集点组态①硬件组态C300控制器②组态1块AI和1块AO③组态一个数据采集点数据块DACA：报警上上限280℃；报警上限260℃;报警下限220℃，报警下下限200℃，报警延迟5秒，报警回差1℃上机1考核checkpoint备份操作；关闭configurationstudio，并重新启动configurationstudio；checkpoint恢复操作；导出所有组态；删除组态的AI模块，组态的点；导入组态的AI模块和组态的点；下装、运行。上述每一步拍照上传到雨课堂上机报告1。注意：直接粘贴图片，不要粘贴图片文件或图片链接集散控制系统

第07次课学习目标：①掌握控制回路的组态步骤，PID控制块的主要参数及其含义;②PID控制块的基本应用;③能针对需求组态和应用PID控制策略。重点：控制回路的组态步骤，功能块或算法块之间的参数传递、PID控制算法块的主要参数与PID块的基本应用。难点：PID控制算法块的参数、含义、控制模式等。课时：2一、控制回路组态步骤创建CM块组态AICHANNEL块组态DATAACQ块组态PIDA块传送到AICHANNEL从PID的OP取值AI仿真组态AOCHANNEL块一、控制回路组态步骤AICHANNELPIDADATAACQAOCHANNEL组态PID控制回路需要用到的功能块包括（）AICHANNELAOCHANNELPIDDATAACQABCD提交多选题20分二、控制回路组态过程从SYSTEM拽ControlModule到控制器执行环境SIM_CEEC300（可根据前序组态自定）;Tag：DemoPID（可根据已组态情况自定）二、控制回路组态过程结合前面所讲内容，组态“DemoPID”时，PointDetailDisplays#的参数（）sysDtlDACAsysDtlPIDAsysDtlTI01sysDtlTCVABCD提交单选题20分二、控制回路组态过程从Series_C_IO拽AICHANNEL到DemoPID的编辑区；右击分配通道；I/O模块：C_AI_1；I/O通道：CH01二、控制回路组态过程二、控制回路组态过程双击AICHANNELMain：TagName：TI01BlockPins：加一个SIMVALUE输入引脚Configuration：量程0--600℃二、控制回路组态过程二、控制回路组态过程二、控制回路组态过程二、控制回路组态过程PID控制模式的相关参数设置如图所示，如果希望在Station站切换到Normal时，PID控制器为自动控制模式，参数设置为（）NormalMode为AUTO，Mode为MANNormalMode为AUTO，Mode为AUTONormalMode为AUTO，与Mode无关NormalMode为MAN，Mode为AUTOABCD提交单选题20分二、控制回路组态过程算法公式如果ControlEquationType选择为“EQB”，其对应的控制算式为（）。ABCD提交单选题20分二、控制回路组态过程二、控制回路组态过程二、控制回路组态过程二、控制回路组态过程二、控制回路组态过程双击引脚即可连线二、控制回路组态过程二、控制回路组态过程二、控制回路组态过程双击SIMMODE选SIMVALSUB如果运行时，AICHANNEL出现NaN，则先让CALC运行，删除DemoPID块连接，重新做块连接二、控制回路组态过程导入CALC二、控制回路组态过程CALC.Yk.PV二、控制回路组态过程二、控制回路组态过程DemoPID.pida.op二、控制回路组态过程对照如下所示的单回路控制方框图，CALC实现了其中的（）。D(s)A/DD/AG(s)ABCD提交单选题20分集散控制系统

第07次课DEMOPID回路组态附1：PID--EQA/EQB/EQC/EQD*EQA算式：EQB算式：EQC算式：EQD算式：参考文献：HoneywellExperionPKSControlBuilderComponentsTheoryR400，Section19.8.14；R500，Section19.9.14返回附2：PID算法块参数*ManualPVOption（PVMANOPT）：用来指明当PVSTS变为手动时功能块所采取的模式及输出，可供的选择为：NO_SHED：没有变化SHEDHOLD（缺省）：将模式置为手动，模式属性置为操作员，禁止外部模式切换（ESWPERM）并将输出保持在上一个好的值附2：PID算法块参数*SHEDLOW：将模式置为手动，模式属性置为操作员，禁止外部模式切换（ESWPERM）并将输出置为扩展下限值（OPEXLOLM）SHEDHIGH：将模式置为手动，模式属性置为操作员，禁止外部模式切换（ESWPERM）并将输出置为扩展上限值（OPEXHILM）SHEDSAFE：将模式置为手动，模式属性置为操作员，禁止外部模式切换（ESWPERM）并将输出置为组态的安全值（SAFEOP）附2：PID算法块参数*NormalMode（NORMMODE）：当在工作站显示画面中启动控制为（ControltoNormal）功能时，功能块将变换到的模式。可能的选择为：MANual（手动）、AUTOmatic（自动）、CAScade（串级）、BackupCAScade（备用串级）、NONE（无）和NORMAL（正常）。对于特定的功能块并非所有的选择均适用，缺省选择为NONE。附2：PID算法块参数*Mode（MODE）：用来指定功能块的当前模式。可能的选择为：MANual（手动）、AUTOmatic（自动）、CAScade（串级）、BackupCAScade（备用串级）、NONE（无）和NORMAL（正常）。并非所有的选择都适用于某个特定的功能，缺省选择为MANual。ModeAttribute（MODEATTR）：设置功能块的模式属性，可能的选择为NONE（无）、OPERATOR（操作员）ROGRAM（程序）和NORMAL（正常），缺省选择为OPERATOR。MODEATTR用来确定是操作员还是程序可以修改功能块中的参数。附2：PID算法块参数*PermitOperatorModeChanges（MODEPERM）：用来确定是否允许操作员改变模式，缺省为禁止（不选择），改变MODE不会影响NORMMOD.PermitExternalModeSwitch（ESWPERM）：用来确定是否允许通过用户组态的联锁来进行外部模式切换，需要至少具有工程师访问权限，缺省为禁止（不选择）。EnableExternalModeSwitching（ESWENB）：用来确定，如果选择ESWPERW（允许），是否只能利用用户组态的联锁来进行外部模式切换。附2：PID算法块参数*EnableSecondaryInitializationOption（SECINITOPT）：用来确定是否此功能块忽略来自次级的初始化和超驰请求，缺省选择为允许（选择，不忽略）。SafetyInterlockOption（SIOPT）：用来确定当出现安全联锁报警时，功能块将采取的模式及输出值OP，可能的选择为NO_SHED、SHEDHOLD、SHEDLOW、SHEDHIGH和SHEDSAFE，缺省选择为SHEDHOLD附2：PID算法块参数*BadControlOption（BADCTLOPT）：用来确定如果CV值变为坏值，功能快将采取的模式及输出值，可能的选择为NO_SHED、SHEDHOLD、SHEDLOW、SHEDHIGH和SHEDSAFE，缺省选择为NOSHEDControlEquationType--用来指定功能块所使用的控制公式，可供选择的为EQA、EQB、EQC、EQD和EQE，有关细节请见PID功能块的“PID公式”这一节，缺省选择为EQA。附2：PID算法块参数*控制作用--用来指定功能块是提供正向控制作用还是反向控制作用，缺省选择为REVERSE(反向)，表示当输入增加时输出则减少。T1（分钟）（T1）--用来指定在控制公式积分项中所使用的积分时间。TIHighLimit（分钟）（T1HILM）--用来指定积分时间的上限值，以分钟表示，缺省值为1440。TILowLimit（分钟）（T1LOLM）--用来指定积分时间的下限值，以分钟表示，缺省值为0。附2：PID算法块参数*T2（分钟）（T2）--用来指定在控制公式微分