OVATION.ppt

1、2020/7/22,1,系 统 介 绍,东北电网有限公司大连培训中心 王晓滨主讲,2020/7/22,2,Ovation系统是集过程控制及企业管理信息技术为一体融合了当今世界最先进的计算机及通讯技术于一身的典范。其采用了高速度、高可靠性、高开放性的通讯网络，具有多任务、多数据采集及潜在的控制能力。Ovation系统利用当前最新的分布式、全局型的相关数据库完成对系统的组态。全局分布式数据库将功能分散到多个可并行运行的独立站点，而非集中到一个中央处理，不因其他事件的干扰而影响系统性能。,2020/7/22,3,一、Ovation系统概述,高速高容量的网络主干商业化的硬件。 基于开放式工业标准，Ov

2、ation系统能将第三方的产品很容易的集成在一起。 分布式全局数据库将功能分散到多个独立站点，而不是集中到一个中央处理器中。,系统特点：,2020/7/22,4,通过开放式计算机技术标准带来了高度的灵活性 为执行简单的和复杂的调节和顺序控制策略提供了功能强大和大容量的控制手段 高可靠性使过程和利用率达到最高 站点内每个测点的数值和状态以合适的频率传播,控制器特点,2020/7/22,5,标准平台有两种可选：采用Solaris操作系统的SUN工作站，或者以PC机为基础的Windows操作系统。 多任务的工作方式，可通过单CRT和双CRT来实现。,工作站特点,Ovation 关系数据库,完全嵌入于

3、核心及所有子系统 数据库自动捕捉操作人员 修改参数（如高低限、调整参数等），在任何站进行的任何修改系统将自动复制到相关的子系统中 维护所有系统和过程信息 并不断更新 在关系数据库上集成有 Ovation 高性能工具 - PowerTools 与外界数据库型式完全相同Oracle,Ovation . . . 关系数据库,控制器数据请求（点数据库）,操作员站数据请求(分散式数据库RAIMA),冗余光纤数据高速公路,服务器主数据库(Oracle),历史站数据请求 (分散式数据库RAIMA),工程师站数据请求(分散式数据库RAIMA),2020/7/22,8,Ovation 系统中数据库的类型及关系,

4、Oracle数据库：是构成系统数据库的核心， 存在于数据库服务器中。该数据库包含系统中的绝大部分信息，包括：组态、报表、记录、控制算法信息、I/O控制器原始信息和过程数据库。数据库中分成四类数据：动态数据、静态数据、闪存数据和MMI数据。 动态数据：包含实时改变的数据，有点的数值及一些状态信息。 静态数据：包含点的一些标定数据及报警数据。 闪存数据：包括点的组态数据，如：报警限制值、上下限等。 MMI数据：包括点的字符信息，如：点的描述、工程单位等。 数据库在组态中处于离线方式，数据库的修改及组态过程不影响运行的设备。,2020/7/22,9,Ovation 系统中数据库的类型及关系,RAIM

5、A数据库：存在于操作站、工程师站、历史站上。构成各站上的分数据库，该数据库包含了Oracle数据库中的MMI数据及画面信息。,控制器数据库：存在于控制器的闪存中。当组态站用下装工具对控制器下装以后，数据库中的闪存数据就送入闪存，其他数据会送到内存RAM中。,2020/7/22,10,作为Ovation系统心脏的相关数据库管理系统（RDBMS）是数据控制的重要手段。Ovation是第一个采用这种全嵌入式数据管理系统的过程控制和采集系统。除了实时的和历史的过程数值外，RDBMS还存储了Ovation的每一个信息，包括：系统组态、历史储存和重新建立数据、报表格式、控制算法信息、I/O控制器原始数据以

6、及过程数据库。,相关数据库Oracle管理系统,2020/7/22,11,Ovation的RDBMS有能力很方便的将大量原始数据加以综合的编排，所有编程工具和Ovation应用有关的数据都保存在这个集中管理的、定义明确的RDBMS结构中，然后将运行信息分配到控制系统，使控制系统能独立于Ovation相关数据库运行，且所有系统和过程信息被保存并不断更新。,2020/7/22,12,Ovation I/O,Westinghouse Q-Line I/O,Ovation 控制器,Ovation 人机接口PC机或工作站,连接网络化 I/O, PLCs 和 DCS,Allen-Bradley PLCs,

7、Westinghouse WDPF 系统,Ovation 企业网络,企业级 Intranet,The Internet,典型Ovation 控制系统总貌,PCI 设备,2020/7/22,13,编程中心（建立数据库， 控制逻辑） Power Tools 服务器 Oracle 数据库服务器,典型的OVATION系统结构,操作员站,监视和控制过程的 操作员借口,OVATIONTYP.CGM,历史站,CNTRL,1,51,2,52,历史/记录服务器,长期点数据的存储（周、月、年） 检索操作站/报警站的历史趋势,冗余控制器对,其它工作站,PROCESS,( Power plants, Blast Fu

8、rnaces, Waste Treatment plants, etc.),CNTRL,CNTRL,CNTRL,操作员站,工程师站,工程师站,冗余控制器对 实时控制器，扫描、刻度变换、 监测全部的过程输入，输出控制 信息给过程。在OVATION网或 乙太网上广播点信息。,switch,switch,交换机,交换机,2020/7/22,14,Ovation系统三大组成部分,网络部分：由图可看出Ovation分散控制系统网络又互为冗余网、数据交换站以及操作员站、工程师站、历史站、控制器等各节点构成。 工作站：根据站的使用功能不同分为几种不同功能站，包括：数据库服务器、工程师服务器、操作员站、历史报

9、表站以及其他功能站。 控制器：作为控制中心，控制器采用了冗余的方式达到最大的可靠性、安全性。控制器采用与PC兼容的实时操作系统（全32位优先级多任务系统），以及标准的PC结构和无源的PCI/ISA总线接口。,2020/7/22,15,Ovation系统诊断 内嵌的容错和诊断程序使Ovation系统的维护保持在最低水平，诊断出的问题以各种形式告知操作员：系统各部件上的指示灯、音响报警系统以及系统操作员迅速看到的系统状态图。 控制器和I/O部件上都装有状态指示灯，每个I/O接口卡上都有每条支线的状态指示灯及用数码管征收的控制器状态及出错代码，能方便的发现问题。直观的诊断方法通过采用出错代码及其他信

10、息进一步的提示。,2020/7/22,16,对系统的各种错误将显示不同的出错信息，可能发生的错误信息包括： 在控制器的I/O接口卡上用LED显示出错代码。 在操作员工作站上以画面形式显示。 同时将出错信息存储在控制器的闪存中。 出错信息发送到操作员站上的系统信息窗。 系统状态图是系统诊断最直观的画面图，状态图上提供整个系统的一般信息，同时也提供站点的特殊信息，图上的各种颜色区分了各个站点的不同工作状态，图形分为二种：系统状态和站点详细信息图。,2020/7/22,17,系统状态图上站点的状态颜色,2020/7/22,18,Ovation 网络特点,光纤快速局域网(LAN)Fast Ethern

11、et/Token Bus or Ring/Ovation network 标准 硬件ANSI X3T12全冗余光纤网络200Km,1000站点 协议OSI/TCP/IP,系统应用层标准化网络采用国际上通用的全冗余网络，严格遵循ANSI标准IEEE802.3。可以实现企业内部的局域网（LAN）和广域网（WAN）以及与Intranet网的联网。,Ovation Network 开放的技术最适合过程应用,100 M/S 通讯速率,光纤或铜质通讯介质,支持 1000 个网络节点,支持多种拓扑结构星型、环网、星形环网,10 万实时数据点每秒刷新,网络长达 200 公里,高带宽,多令牌存取方式,支持同步和

12、异步传输,Workstations - MMIs,Routers,Switch,Switch,HSR,DLS,2020/7/22,20,网络的结构形式,Ovation系统网络采用Fast Ethernet网，并采用冗余方式工作。网络硬件目前采用交换机作为网络的通讯设备，下图为网络的最小配置（单网单层星形拓扑结构）。,2020/7/22,21,一般情况下单网用于单台机组的网络方式，而多网常用于多台机组的互相监督和控制。 单网网络星形拓扑结构 作为单机组的网络结构方式，通常我们采用单网网络方式组态网络。下图为典型的单网双层星形拓扑结构组态方式。,网络组态有单网和多网方式：,2020/7/22,22

13、,2020/7/22,23,多网网络 作为多机组的网络结构方式，通常我们采用多网网络方式组态网络。下图为典型的多网组态方式。,2020/7/22,24,网络设备的类型,网络设备分为以下几种类型： 根（Root）交换机：型号及端口设置略，用于单网网络。 核心（Core）交换机：型号及端口设置略，用于多网网络。,2020/7/22,25,网络设备的功能,快速以太网的一般概念 以太网的工作方式是指数据从发送到到达目的地这一过程的运行规则。Ovation系统目前采用的以太网规则为当前普遍采用的IEEE802.3协议所采用的CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access wi

14、th Collision Detection，带冲突检测的载波监听多路访问）机制，从而避免可能发生的冲突。当一个工作站有数据要发送时，首先监听信道是否忙，如果忙则工作站将等待并继续监听，一旦信道有空则发送数据。如果有二台以上工作站要同时发送数据，则会导致冲突发生，当冲突发生时，发送方能通过检测回复信号判断冲突，系统将采取延迟工作方式，每个工作站都等待下一次的发送时间，重新发送数据。因而这样的网络通讯方式中信息的吞吐量是随着通讯流量的增长而降低。,2020/7/22,26,集线器的工作方式是按CSMA/CD算法，随机选出某一端口设备独占全部带宽与端口连接的设备进行通讯。这样的连接方式在网上不易有

15、过多的站，否则冲突会频繁发生。因而Ovation系统不建议使用此类设备。,集线器（Hub）,2020/7/22,27,交换机的作用是对数据进行转发，并减少冲突域。用集线器组成的网络称为共享式网络，而用交换机构成的网络称为交换式网络。集线器构成的网可以看成是一条总线网，而交换机构成的网可以看成是多条总线的互联网。因而Ovation系统采用此类方式进行网络连接，并采用全双工操作方式。,交换机（Switch）,2020/7/22,28,交换机的工作方式,存储转发式：从一个输入端口接受一个帧放入共享缓冲区，过滤掉不健全&有冲突的帧，并进行差错检验处理，最后将数据按目的地址转发到指定的端口。此方法交换质

16、量高但速度慢，适用于主干网连接。 直通方式：只对接收到的数据帧的目的地址信息进行检查，并立即按指定地址转发，不做差错和过滤处理。因而此方式速度快，但误码率较高，一般应用于交换式网络的外围设备连接。,2020/7/22,29,Ovation网络地址,在网络中每台TCP/IP主机都要有一个唯一的逻辑IP地址标识。在Internet中定义了5类地址。其中A类、B类、C类地址用于指派TCP/IP节点。A类地址为大型网络而提供，B类地址为大中型网络而提供，C类地址为小型网络而提供。C类地址由4个8位数组组成，其中第1、2、3个8位数组作为网络号，最后一个8位数组作为网络主机号。Ovation系统目前采用

17、网络的IP地址是C类地址。,2020/7/22,30,Ovation网络中的数据流,Ovation分散控制系统每条网络最多挂254个节点，传输速度为100Mb/s。其中各节点由各自的网络号（节点号），各自的网络接口，通过网络来接发数据，协调各自的工作来完成DCS的整体工作。其中控制对现场的监测信号（温度、压力、流量、水位、设备状态等）经由I/O模块转化为数字量传至控制器，放置于存储器，形成一个与现场的过程量一致且能一一对应，而且按实际运行情况改变的和更新的现场,2020/7/22,31,过程量的影相，还将实时数据通过网络传送到操作员站、工程师站，实现全系统范围的监督和控制，并接收操作员站、工程

18、师站下发的信息、指令，通过I/O模块进行输出至实现回路控制和逻辑控制，也可实现自动控制、回路控制。操作员站是与一切与运行操作功能的人机界面。便于运行人员实时了解现场运行状态、运行参数、当前值是否异常情况，输出指令进行调节和控制从而保证生产过程的安全、可靠。工程师站提供了DCS系统的组态、配置工作的软件，DCS系统的在线运行，监视各个节点的运行情况，并及时调整系统配置和系统参数配置（如自动调节的P、I、D的参数等），使系统长期运行在最佳工作状态。,2020/7/22,32,系统功能设计,2020/7/22,33,物理信息流,2020/7/22,34,Ovation 过程控制到企业管理信息技术平台

19、的飞跃,Ovation控制系统 骨干宽频光纤网 Unix or NT 平台 Intel PC 控制器 Oracle 关系数据库 基于 AutoCAD 的设计工具,2020/7/22,35,Ovation控制系统设计特点,分布式设计保证电厂可靠性 简化硬件软件设计 冗余组态确保控制系统最大可靠性 直观的系统诊断 直观的编程工具，易于组态 开放式设计提供最灵活的平台，保护用户的投资 部件设计积累了长期的经验，确保最小的维护量,2020/7/22,36,分布式功能设计,OVATION硬件被分离成独立的模块或站点。重要的应用项可以分到各个独立模块，以确保当一个站点出现故障时，其他站点不会受到影响。 例

20、如：一个应用任务可以下载到二个控制器中。一个故障，所承担的控制任务可以由备用的控制器运行。,2020/7/22,37,简化硬件和软件设计,由于严格按照工业标准，采用目前广泛认可的硬件、软件、网络和通信接口，如：开放性的网络、NT工作站和Intel奔腾处理器，从而简化了整个系统的组态和执行过程。另外在I/O模块的设计中模块即可作为模拟模块又可作为数字模块，驱除了特殊模块，简化了设计。在软件平台的设计中，系统软件均采用了第三方软件包，如：AUTOCAD、Applix、Oracle等。A/D、D/A转换器自我校准等。,2020/7/22,38,用冗余组态使可靠性达到最大,下列功能可以用冗余组态：,O

21、vation数据网络,以态网网络,Ovation控制器,SCADA系统,历史/记录服务器,操作人员工作站,网络服务器和集线器,由于采用冗余结构，如果发生故障，将会无扰地自动越过故障。,2020/7/22,39,自动越过故障功能包括：,控制处理器故障,网络控制器故障,I/O接口故障故障,控制处理器电源断开,控制处理器复位,2020/7/22,40,一旦控制功能转移到备用处理器，故障处理器要断电检修，修理后重加电时对正在执行的控制策略也不会造成有害影响。重启时，修理过的处理器会检测出另一控制器正在运行，这样它就成为备用角色。运行处理器检测出备用处理器的出现，即将其调整为冗余运行状态。生产线上的工作

22、站也可互为备用。,2020/7/22,41,直观的系统诊断方法,直观的系统诊断方法能很快地确定系统出现的问题。嵌入式的容错和诊断程序可减低维护量。诊断出的问题通过以下途径告知运行人员。,控制器和I/O模件上都装有状态指示灯。,在用户接口工作期间显示信息。,出错信息发送到操作人员工作站。,信息储存在控制器的闪存中。,系统工作记录信息贮存在工作站文件中。,系统诊断可通过三种重要的方法实施：状态信息图，控制器插卡诊断，各站点错误码。,2020/7/22,42,直观的编程工具,功能强大的组态工具集成了一组先进的软件程序，它用于：生成和保存Ovation 的控制策略过程画面，控制点数据报表的生成以及系统

23、的各种组态，该工具包括：,控制生成器：一个以CAD为基础的与用户直观的软件包随时将控制策略下载到控制器，该软件包自动生成执行码。所有组态为图形的，采用SAMA图和布尔逻辑算法。,图形生成器：能生成和编排图象轮廓鲜明、全色的系统显示画面。用标准的“点击和拖拉”方法画图。,测点生成器：使用户能增加、删除和修改过程的目标点。,组态生成器：允许用户指定和保存所有与Ovation系统设备有关的数据，包括建立报表。,报表生成器：为设计和修改用户报表格式提供了工具。,2020/7/22,43,二、系统控制器,Ovation控制器采用奔腾处理器内核使其具有最优的性能价格比，发展迅速的微处理器技术可以很容易地结

24、合进系统。而且控制器的操作系统也采用了商用的多任务的实时操作系统，完全遵从POSIX003.11开放系统标准。标准化的PC结构和相适应的PCI/ISA总线接口使控制器可以与其他标准PC产品连接和运行。,2020/7/22,44,控制器的硬件组成,Ovation控制器的硬件包括母板(CBO)、CPU卡、电源卡（PCPS）、网络卡（NIC）、I/O接口卡（PCI）。 控制器的内部卡件： 电源卡：为各控制器的内部卡件提供工作电源。 CPU中央处理器卡：为中央处理器 闪存：与CPU相连，内有逻辑算法、操作系统。其掉电不遗失数据。 网卡：为控制器与网络提供通讯接口。 I/O接口卡：为控制器与I/O模块的

25、接口，与CPU通过PCI总线相连（又称PCI卡）。,2020/7/22,45,ISP/PCI底板个人计算机结构 奔腾处理器 闪存采用 IDE 接口 Fast Ethernet高速公路接口 商业化操作系统,控制器外观结构,2020/7/22,46,基于工业标准的控制器,ISA/PCI 个人计算机背板 Off-the-shelf Pentium处理器 IDE 接口闪存 PCMCIA 接口闪存 Off-the-shelf Fast Ethernet 高速公路接口 商业操作系统,FLASH DISK,2020/7/22,47,控制器的高性能,133Mz 奔腾处理器 32 MB RAM 32 MB 闪存

26、 大于 2倍的(640KB)存储空间 5 个控制任务区，每个可调 梯形逻辑 100ms 可处理 1000 个 SAMA形式组态数字逻辑 串/并口I/O可选,2020/7/22,48,控制器I/O能力,本地I/O接口 高密度 每个控制器最多128个I/O模块 每个控制器最多 2个I/O接口 每个I/O接口 8 个支线 每个支线 8 个模块 高速度 每个支线 2Mb 通讯速度 31uSec. 总线运行速度 高可靠性 支线采用串口通讯 很少的单元挂在总线上 超强的冗错 总线故障隔离在一条支线上 (8 模块) 简单的重新组态,2020/7/22,49,控制器的特性,闪存减少了维护 非电压存储 逻辑 操

27、作系统 组态参数 标准的IDE接口 简化了算法组 改进了脉冲累积 合并了相似的算法 (245 to approx. 130) 算法中增加了跟踪选项 数字逻辑采用梯形逻辑的SAMA图方式,2020/7/22,50,CPU,RAM,I/O,Flash,Disk,输入设备,输出设备,OVATION 控制器,FT,RTD,LT,OVC.CGM,NIC,SWITCH,2020/7/22,51,CPU,RAM,I/O,Flash,Disk,输入设备,输出设备,OVATION 冗余控制器结构,FT,RTD,LT,OVRC.CGM,NIC,CPU,RAM,I/O,Flash,Disk,NIC,SWITCH,S

28、WITCH,2020/7/22,52,CPU,RAM,I/O,Flash,Disk,输入设备,输出设备,OVATION 冗余控制器,FT,RTD,LT,OVRC.CGM,NIC,CPU,RAM,I/O,Flash,Disk,NIC,SWITCH,SWITCH,2020/7/22,53,Front,Rear,Rear,控制器容量,2020/7/22,54,提升吊钩 每扇门都有风扇 三点式门栓 发泡沫塑料衬垫 NEMA 12 等级 可逆门,控制器底盘 安装板 I/O branch 1 8 Modules I/O branch 2 8 Modules,控制器 - “903” 机柜图,Front,Re

29、ar,冗余电源 电源分配转换板 I/O branch 3 8 Modules I/O branch 4 8 Modules 4 I/O 电缆通道提供顶或底部接入 每个摸块的I/O端子块,2020/7/22,55,Front,Rear,Expansion - “904” Cabinet layout,提升吊钩 每扇门都有风扇 三点式门栓 发泡沫塑料衬垫 NEMA 12 等级 可逆门,控制器底盘 安装板 I/O branch 5 8 Modules I/O branch 6 8 Modules,冗余电源 电源分配转换板 转换板 I/O branch 3 8 Modules I/O branch 4

30、 8 Modules 4 I/O 电缆通道提供顶或底部接入 每个摸块的I/O端子块,2020/7/22,56,控制器面板有最多16个LED的I/O分支状态指示灯，通过其颜色的不同来反映控制器的I/O分支状态是否正常（见图2.2.2-1）。 绿色：代表此I/O分支的各模块工作正常 红色：代表此I/O分支工作不正常 橙色：代表此I/O分支有个别模块工作状态不正常 无色：代表此I/O分支未使用,控制器面板指示,W,2020/7/22,57,2020/7/22,58,控制器面板有4位LED错误显示条码,2020/7/22,59,控制器的标准功能,控制：借助于它的奔腾处理器，Ovation控制器可以同时

31、处理最多5个控制任务，每个任务区一不同的速度执行控制任务。 报警处理：基于每个过程点的定义，Ovation控制器在输入扫描器完成基本的报警处理，每个点的报警状态被发往网上。工作站可以根据用户选择的报警定义对报警分类。,2020/7/22,60,历史事件顺序（SOE）:整体的SOE处理能力由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1/8毫秒。 冗余：Ovation控制器对关键部件设计了相应的冗余功能，包括：Ovation网络接口：奔腾处理器、处理器电源，辅助电源。I/O接口；远程I/O通讯介质,2020/7/22,61,报警处理:基于每个过程点的定义，O

32、vation控制器在输入量程的范围内执行基本报警处理功能。任何一个点报警的状态将会在Ovation网络上不断的更新和广泛传播。例如：一个点的状态会被标明超出传感器或用户定义的量程范围、改变了状态或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，它可以标明报警叙述为“警报”或“信息”。一个报警确认功能允许操作员输入报警确认，激活的报警将从报警

33、清单中消除。如果过程点从报警清单中清除后改变报警的状态，它将自动恢复到不能再次被释放的状态。,2020/7/22,62,全冗余的控制器能配备： 双奔腾基础的功能处理器 双网络接口 双处理器电源 双I/O电源 双输助电源 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，但只有一个能于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”,2020/7/22,63,控制模式 在控制模式下，主处理器的功能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

34、的状态和良好。 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。,2020/7/22,64,自动纠错控制 Ovation控制器的冗余功能包括自动纠错控制。意思是，如果主控制器失败，“看门狗”检测电路关闭主控制器的I/O接口并将错误通知后备控制器。后备控制器马上实现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。因为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数据，所以发生错误后控制器

35、间可以做到无扰动切换，甚至是发生一个严重的故障。,2020/7/22,65,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。,2020/7/22,66,摘要 Ovation控制器提供对多处应用程序的支持，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

36、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需要升级。Ovation用户可以简单到只更换商用的CPU来升级控制器。安装第三方的设备同样快捷。 从一个全适应的开放系统RTOS核心到Intel的奔腾处理器，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。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，执行数据采集功能，对高度实时的应用能够实现完全无扰动的冗余切换。 因此，Ovation控制器是工业领域中最强有力的控制器。,2020/7/22,67,控制器的能力,每对控制器分5个任务区，每个任务区可有不同的

37、执行速度。最快执行速度可达成20mS。 每对控制器可连接2块不同类型的I/O接口卡，每块本地I/O接口卡（PCRL）可带8条支线，每条支线可带8块I/O卡（共64块I/O模件）： 每块远程I/O接口卡可连接8个远程I/O节点控制器，每个控制器可连接8条支线，共64块I/O模件。 每对控制器可组态6000或16000个点。,2020/7/22,68,控制器的内部信号及本地I/O卡的连接,2020/7/22,69,控制器的数据流程,现场的过程信号，通过电缆与I/O模块的端子排，通过特性模块、电子模块将现场信号转化为数字量信号，通过I/O接口卡（PCI卡）经PCI总线传至CPU，在由CPU传至与其相

38、连的闪存单元，经过闪存中的控制算法的运算，将控制指令输出至I/O接口卡（PCI卡），再由I/O模块输出至现场设备，完成控制过程。 控制器通过网络还接收操作员站、工程师站传来的指令和信息。经过闪存的内部处理产生的控制指令经CPU传至I/O接口卡，再经I/O模块传至现场设备。实现人员对生产过程的,2020/7/22,70,干预。其中闪存存储为闪存数据如组态、算法等（掉电不会数据丢失），其闪存数据只有在由请求时才在网上广播。RAM中存储动态数据（变化中的数据值）和静态数据（但控制器一旦掉电，RAM中存储的数据会丢失）。RAM 存储的部分动态数据实时上网广播：RAM存储的静态数据只有在有请求时才在网上

39、广播，从而使网络的传输利用率达到最高。干预。其中闪存存储为闪存数据如组态、算法等（掉电不会数据丢失），其闪存数据只有在由请求时才在网上广播。RAM中存储动态数据（变化中的数据值）和静态数据（但控制器一旦掉电，RAM中存储的数据会丢失）。RAM 存储的部分动态数据实时上网广播：RAM存储的静态数据只有在有请求时才在网上广播，从而使网络的传输利用率达到最高。,2020/7/22,71,控制器的故障切换,处于主控状态的控制器的工作状态，直接处理I/O的读写，执行数据的获取和控制功能：同时还监视备用控制器及网络的运行情况，处于备用状态的控制器实现诊断和监视主控制器的状态。其通过实时监测主控制器的数据内

40、存和接收主控处理器发往Ovation网络的信息来维护数据的最新状态，以保证备用控制器实时跟随主控制器。,2020/7/22,72,系统供电图,控制器的供电系统,冗余二极管脉冲输出模式供电 宽供电范围 (85-264 AC/DC)，接收交、直流电源供电 24 VDC主电源和24或48 VDC辅助电源输出 自动功率因数校正 热切换 40 ms 保持时间 可接受外部 125 V 辅助电源 电源状态可输出到控制器,2020/7/22,73,2020/7/22,74,电源分配板（PDM）,2020/7/22,75,前,后,510,610,32 特性模件,电子模块,特性模块,接线端子,TRANS PANE

41、L,俯视图,控制器机柜布置,2020/7/22,76,控制器的接地系统,为了防止设备部件被无意的给予电压，所有的非电流承载金属部件都必须连接到一个受到保护的地。此外，不必要的噪声可以通过使用环形基准而减少。 以下为接地的一些原则： 不要通过非Ovation设备接地。 不要将Ovation设备地接到机柜上。 不要将Ovation的EMC（电磁兼容）地接到用于高压设备的接地点。,2020/7/22,77,在EMC成组接地连接时设立中心机柜（最多链接柜不超过4个机柜）； 连接时用最小4AWG电缆，将设计在机柜底部的专用螺钉连接，从机柜到地接点阻抗最好少于1欧姆。组群中的所有机柜的EMC接地，从中心机

42、柜用最小4AWG电缆菊花形连接在一起。从接地点到组中最远机柜的接地电缆总长不超过50英尺。 选择最小电位接地环 选择一个与EMC接地点电位相同（或至少阻值在1欧姆以内）的地点接地AC机柜组。通过将AC安全地与分布地连接，并避免在一个中间负载中心连接到大地而最小化接地电位。 连接电源分配板上的PGND。,对组群机柜（EMC）连接的一些原则：,2020/7/22,78,2020/7/22,79,2020/7/22,80,三、工作站,SUN-SPARC 工作站，RISC 技术, 支持中文 Solaris 平台 每个工作站过程点容量为 10万点，过程图数量超过 25000幅，单幅过程图可包括 700个

43、以上的动态字段 同一硬件平台支持多种功能 工程师站、操作员站、历史站、记录站、数据链接站、性能计算站 与 WDPF 控制策略和图形标准兼容，支持双CRT显示 可根据要求灵活配置以降低造价 功能集成到某一个站 支持X-Window终端,2020/7/22,81,工作站类型,工作站根据安装的软件能容可分成以下几种： 数据库/工程服务器 工程师站 操作员操作站 历史/报表服务器 其它功能站,2020/7/22,82,工作站的硬件组成,2020/7/22,83,OVATION Workstation 操作员站,过程图显示 同时监控8幅过程图 矢量格式，任一窗口可无级缩放 小于1秒的画面响应速度 支持过

44、程图组显示 趋势组监控 同时监控 4幅实时趋势4幅历史趋势，每幅趋势 8点 趋势表显示 多种布置方式可选 报警监控 8个报警级别 按级别或特征字符过滤显示,2020/7/22,84,操作员站硬件由显示器、主机、专业工业键盘、鼠标、打印机组成。用户可以通过选择操作员站监视器的图标来访问标准操作员站的特征：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，相应的标准操作员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。最多有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占用CAD类型的图形建立器绘制的用户过

45、程画面。过程画面可定义为任意操作员站通过和为特定站射击两种方式。为了加快调试进度，控制回路和布尔逻辑方案可以精确用工程师站绘制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,2020/7/22,85,操作员站的功能,测点的回顾 点的信息 操作员事件记录 OVATION操作员站初始的事件消息类型 OVATION控制器初始的信息类型 报警管理 过程画面 班组日志 趋势,2020/7/22,86,操作站的方框图,CPU,RAM,I/O,Hard,Disk,输入设备,输出设备,START/,OPEN,STOP/,CLOSE,VALUE,ENTRY,AUTO,

46、MANUAL,TUNE,Opt. Membrane keyboard,2020/7/22,87,流程图,报警,点信息,点查询,趋势,操作员事件,自定义菜单,操作站功能,2020/7/22,88,鼠标的使用,选择,调节,菜单,S A M,2020/7/22,89,拥有操作员站的一切功能 在线监控、修改、下载组态可同时进行 功能强大的工具软件 图形编辑器（graphic builder） 控制生成器（Control Builer） 系统管理工具（Admin Tool） 报表生成器（Report Builder） C、C+ 语言（提供Ovation库函数供用户开发）,OVATION 工程师站,202

47、0/7/22,90,为了组态和维护OVATION系统，OVATION工程师站包含了成为工程师工具的一整套工具。这些工具用来创建和编辑过程图像、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全面安全系统的、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，主题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。工程工具可以把数个来自不同硬件平台的应用程序单独的、同时的展开并执行。,2020/7/22,91,Ovation工程师站执行系统管理功

48、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。 工程师站由显示器、主机、鼠标、键盘、磁带机、外置硬盘（内存Oracle数据库）组成。,2020/7/22,92,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像和操作面板 报表和历史点组态 组态与其它网络的数据链接 装载所有工作站和站点的组态程序 所有设计的文本文件,2020/7/22,93,历史站(HSR),OVATION历史站对整个VATION过程控

49、制系统的过程数据、报警、SOE、记录和操作员行为提供大容量的存储和回复。OVATION历史站具有高速、高效和高灵活的特点，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。 所有的过程数据可以以0.1秒或1秒的时间间隔扫描和存储数据以备今后回复和分析。收集的数据可在工程师/操作员站上显示、打印、传输和其它文件或归档。,2020/7/22,94,历史站特点 1.为测点采集提供5种选择 2.集报警条件、班日志和系统报表的历史数据 3.时间顺序建立操作员操作记录 4.对班日志和系统报表进行存储和存档 5.通过独特的历史数据存档管理器自动管理文件

50、传送、检索和历史数据冗余 6.提供从硬驱至40600GB光盘机的多种存储选择 7.为组态提供灵活的组装选择,2020/7/22,95,历史站结构,模块化设计为满足各种应用需求，历史数据站功能被分为独立的软件子系统。每个子系统完成与扫描、采集、存储、检索或显示历史数据有关的一项功能。 客户/服务器结构每个历史数据报表功能在客户服务器环境下运行。每个软件子系统的服务器部分运行与历史数据有关的内容。服务器从Ovation网络采集合适的数据，将采集的数据发送至档案存储器并响应检索请求。相应的客户部分通常在操作员或工程师工作站运行。客户提供软件工具以显示、打印或存储模块的服务器部分采集的预先形成的数据报

51、表。一个另外的客户，开放数据库连通性(ODBC)服务器，响应SQL对历史数据的请求。,2020/7/22,96,硬件组态历史数据站的硬件组态非常灵活，能够满足历史数据采集的特殊要求。硬件定义应与采集、存储历史数据信息的目标一致。历史数据站硬件结构与各种因素有关，如正在扫描的测点数、采集死区选择、过程活动、正在保存的文件大小和扫描Ovation网络的应用软件包数。 在多数情况下，历史数据站功能与同一工作站的报表服务器功能相结合。采用具有两个功能的一套电子装置可使整个系统的硬件成本最小。如果必要，历史数据站和报表服务器可以在独立的专用工作站上执行操作。 通常情况下，历史数据站的组态可采用lGB硬驱

52、用于主要信息储存，一个附加的4GB硬驱用于外存以及 72一个光驱用于长期存储。可选用附加光驱空间和光驱或光盘机。,2020/7/22,97,历史数据扫描和采集 Ovation历史数据站扫描和或采集6种历史数据： 实时测点值和状态 高速数据 报警信息 操作员操作信息 事件顺序信息 报表文件,2020/7/22,98,历史站的功能,基本历史站软件包,基本历史站软件包提供了允许运行单个历史站软件模件的核心软件。基本历史站软件包为单个历史站应用软件提供了计划、监视和磁盘管理功能。此外，基本软件包将收集到的数据归档到光盘内，以便长期存储。,2020/7/22,99,主要历史记录软件包,主要历史包收集、存

53、储和回复过程点数据。所有的点每秒扫描一次并收集点状态或数值的变化。提供最小的磁盘存储容量，但同时精确地记录活动过程。利用历史点回顾和历史趋势功能访问和分析收集到的数据。主要历史软件包也向操作员界面提供趋势功能所需要的数据。报警历史记录软件包将报警状态文本化以用于今后的分析。,2020/7/22,100,报警历史软件包,报警历史软件包接收由其它站点-典型操作员站和工程师站-用报警监视功能传送来的报警。模拟量和数字量报警存储内容包括：报警时间、点的数值、点的状态和报警优先级。 报警历史软件包用户接口（UI）允许操作员站或工程师站显示、打印收集到的报警或将报警存入文件中。UI还提供按照各种因素对报警

54、清单进行排序，如：点名、时间范围或初始站点。,2020/7/22,101,操作员事件软件包,操作员事件记录软件包-按照时序创建一个系统操作行为记录。 操作员事件记录软件包记录下操作员的行为，如手/自动转换、升/降命令、开/关命令、设定点变化、报警限位变化、点的热量描状态变化或人工键入的数值。任何动作都将被清楚的标明、打上时间标签并按照时序存储。,2020/7/22,102,操作员事件记录软件包,操作员事件记录软件包-按照时序创建一个系统操作行为记录。 操作员事件记录软件包记录下操作员的行为，如手/自动转换、升/降命令、开/关命令、设定点变化、报警限位变化、点的热量描状态变化或人工键入的数值。任

55、何动作都将被清楚的标明、打上时间标签并按照时序存储。,2020/7/22,103,文件历史记录软件包-存储、归档班组日志和记录报表。 文件历史记录软件包以数据文件的形式存储和归档操作员班组日志（由操作员站用户界面发出）和生成的报表（由记录服务站输出）。 在操作员站或工程师站上的典型用户界面用来从存储在历史站的数据文件中回复所需信息。,文件历史记录软件包,2020/7/22,104,长期历史记录软件包-长期存储关键的在线数据。 长期历史记录软件包的功能类似主要历史记录软件包，收集和存储数字量和模拟量点的数值和质量码。长期历史功能为主要的测点提供确定的在线存储区，以使其能够长时间在线保存（数月）。

56、 长期历史与主历史功能使用同样的数据线束工具-历史点概貌及历史趋势，因此可共用分享共同的UI。主历史和长历史测点可用这些显示方式任意组合； 存储区对用户是透明的。,长期历史记录软件包,2020/7/22,105,SOE自控制器收集事件顺序数据，并根据时间顺序分类列表，并搜寻列表后首发事件。 SOE历史用户接口在操作员/工程师站上运行。它允许操作员查阅SOE报告并根据标签控制或首发事件测点对报告进行筛选。 控制器需装备合适的I/O收集卡来完成上述功能。,历史事件顺序（SOE）,2020/7/22,106,Ovation记录服务器提供打印机管理报表定义及报表生成功能。打印机可直接连接到记录服务器上亦可直接到以太网上。 LOG服务器功能 基本LOG服务器软件包 该软件提供一个运行和监视其它LOG服务软件包：打印机管理器、报表生成器、屏幕拷贝及报警监视。该软件包在历史站上运行，并在接口上显示系统所有LOG服务器状态。状态监视还提供打印管理器、报表生成器、报警监视状态，及所有LOG服务器控制的打印机状态。,Ovation（LOG）记录服务器,2020/7/22,107,报表建立器（建立生成创建器） 报表建