向明电气 DCS集散控制系统.docx
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1、向明电气DCS集散控制系统1.系统概述I/ASeries系统是美国FOXBORO公司推出的新一代开放式智能DCS控制系统,是世界上第一种使用开放网络的工业控制系统。也是目前使用64位工作站和全冗余的高标准DCS控制系统。I/ASeries已经在全世界电力、石化、冶金、建材、轻工、纺织、食品等各个领域都有广泛应用的系统。I/ASeries的最大特点是开放,在系统与MIS通讯这一层上,不管是51系列还是70系列,都能够非常方便地和工厂信息网进行通讯。I/ASeries采用了标准的通讯协议,我们能够方便地与管理网以高速率传送实时和历史数据,以及实时的经过操作画面。通过这些实时的经过数据,为工厂的决策
2、层提供了最好的决策根据。能够使管理者明确看出经过的不合理处,进行能耗、质量等方面的优化改革,使整个工厂的管理当代化上了一个层次。各种信息和数据还能够通过以太网和TCP/IP、DECNET、NFS、X.25、NOVELL/IP等通信协议与各种不同种类、不同型号的台式机、便携机、服务器、工作站以及大型计算机双向传送各种数据。I/ASeries操作环境为工厂操作人员提供直接和直观的访问方式,访问对象包括经过信息,质量控制信息和其它系统性能反应。经过操作人员能够通过操作站调出经过显示画面,观察经过回路参数状态,实时趋势,历史趋势和报警情况,实现经过回路操作和参数调整。经过工程师能够通过操作站调出经过组
3、态画面进行控制方案组态,经过流程图组态,趋势画面组态和各种报表组态。软件工程师通过操作站系统提供的很多方便、实用及功能强的应用软件包来开发软件,提供与其它网络的接口功能,可以用C语言开发用户应用程序。系统维护工程师能够通过操作站监视系统的工作状态,并可对系统进行诊断。每台操作站处理机配有独立的硬盘和键盘,放置本身操作系统软件和流程画面,可独立对系统进行实时操作和显示。经过控制和经过接口:I/ASeries系统处理机组件通过节点总线NODEBUS互相连接,构成经过管理和控制节点。每一个组件可以通过一根或多根的通讯链路与外围设备或其它类型的组件相连。节点总线为I/ASeries系统中的各个站控制处
4、理机,操作站处理机等之间提供高速,冗余的点到点通讯,具有优异的性能和安全性。与主要设计成处理连续量,反应类型的控制回路的DCS不同,I/ASeries设计成用来知足全部测量和控制需求。系统提供的综合控制组态软件包用于处理一个公共的,基于对象的智能测量值和连续控制,顺序控制和梯形逻辑控制。使用久经考验的各种控制功能块算法。包括为了帮助用户使最难对付的回路处于控制之下,I/ASeries系统使用了专利的基于专家系统的EXACTPID参数自整定和多变量EXACTMVPID参数自整定等先进控制算法有专用于脉冲/数字信号控制开关阀、电动阀和其他执行器的控制模块,还有为了对付在经过中会碰到的长迟滞回路,系
5、统中还提供了SMITH预估算法。经过工程师可按各类控制方案对这些功能块进行组态上述几个优化软件免费提供于综合控制组态软件包中。机柜和操作台:I/ASeries系统的处理机和现场总线组件都装在系统专用的机柜中,这些机柜是有涂层的钢制机柜,具有密封性和通风口,同时具有各种各样的标准尺寸,安装配置和接线端子,还有可将处理机和I/O卡放在室外的现场机柜。这种真正的远方I/O能力将系统智能更为接近地移向经过设备,显著地减少了用户现场接线的成本。工业组合落地式操作台可安装各种处理机组件和现场总线组件,通常显示器和键盘等操作设备放置在组合式操作台上部,操作台内部装有主机。2I/ASeries系统的特点系统可
6、靠性和安全性:整个网络的开放构造使得任何一台处理机或工作站出现故障,都不会影响到其它工作站的操作功能。这是由网络的拓扑构造决定的。节点总线与现场总线均采用冗余构造,提供完善的传输出错检测技术,节点总线接口采用一个32位出错检测码与来自各处理机的信息一同送出,在错误检测方面提供重发,加强系统安全和可靠性I/ASeries系统网络对系统的访问是基于可组态的口令保护环境,这些环境将所有用户限制在他们工作所需的显示画面,应用程序和组态程序的范围内,而不提供可能引起误操作的环境FBM现场输入/输出模块能够由软件设置为在通讯故障下的保持状态,即便上级控制处理机都已故障,或是双冗余的通讯电缆都被切断,甚至所
7、有的上级控制和操作管理站都断电,FBM采用了冗余电源供给,继续保持输出,直至系统重新恢复后,再由上级控制处理机接管控制。另外,假如发生整个系统的UPS电源和系统后备电源都被切断的情况,I/ASeries的电源系统中仍然提供了电池后备电源,能够对所有FBM中的内存继续供电,只要系统电源一恢复,FBM将按断电之前的参数设置输出值,以保证经过控制的连续。FBM卡件装有控制软件可执行顺序控制、梯形逻辑控制、事故追忆的处理、数模转换、输入/输出信号处理、智能现场信号智能变送器、智能流量计等的数据通信及处理。能够提高现场控制速度、降低控制处理机负担。每一模拟量输入/输出点都提供有源和无源输入端子,在现场可
8、自由选择接入方式。I/ASeries系统采用先进的CMOS电子组件技术,非金属材料传导冷却。所有组件均采用外表安装技术SMT,尺寸小,电子组件全密封,有效地将电子器件与污染环境相隔离,进而大大减少用户的电能消耗,空调和空间的需求,保证硬件的高度可靠。全密封的特点在南方潮湿多雨的环境下更显优势,卡件完全是免维护的。所有的卡件都能够带电插拔。毋须采取特殊的防静电措施。与其它系统不一样,I/ASeries电源采用矩阵式电源系统,对于重要的处理机采用不停电供电方式,而不是与其它系统一样采用集中后备供电方式。I/ASeries低功耗处理机使之成为现实。从总体来看,I/AS的构造上处处都贯彻了安全可靠的思
9、路:工作站与节点总线之间是冗余配置,节点总线是冗余的,控制处理机是容错的,控制处理机与I/O卡件之间的现场总线也是冗余的,而且I/O卡件上的每个模拟量通道都是相互隔离的,开关量通道都是成对隔离的。这些方面的措施保证了用户在可靠性方面的要求。系统易维护:I/ASeries系统各种处理机和I/O卡件均有自诊断程序,由红色报警指示灯提示,无需人工判定,可迅速更换。每个系统组件上的字符状标志,可便捷地为系统软件迅速识别。灵敏性和可扩展性:I/ASeries的模块化硬件和软件设计允许用户配置一个完全合适工厂控制和信息需求的系统。各种处理机组件,现场总线组件,外设和机柜均可方便地进行组合。I/ASerie
10、s系统的工程组态工作可在一般个人计算机上进行,能够节约工程组态时间并方便操作员和工程师熟悉系统,更能够将经过优化调试工作进行预调试,然后再投到实际经过中去,大大提高效率和安全性。在一般个人计算机上完成的软件能够转换到大系统上运行。长寿命系统构造:I/ASeries系统由于它的模块化构造,基于对象的通讯系统,单一的基于WINDOWSNT的软件和基于工业标准的网络,使I/ASeries系统成为固有的长寿命构造,其构造允许更新的技术与现存的透明地协同运行,允许用户方便地将现存的应用软件升级至这些新技术,永远保持优势。本系统能够在通电运行中装卸所有输入/输出模块和各种处理器。本系统可以以在通电运行中增
11、加输入/输出卡件,在线增加或修改控制回路而不影响其它正常运行的控制。硬件-I/ASEeries四代兼容,从最初的8086处理机到如今的奔腾II处理机,实现了长寿命构造的设计思想。软件-从开场的与UNIX系统兼容的实时多任务VENIX操作系统到如今基于MicrosoftWindowsNT的操作系统,有各种丰富的控制、计算、统计、管理、优化软件。通信-输入/输出卡采用现场总线,符合IEEE的标准。可使智能现场仪表和传统的现场仪表远程传送,输入/输出卡件可安顿现场。显示-采用先进的实时目的管理技术,这是其它系统所无法比较的,采用了MicrosoftWindowsNT平台和标准Windows显示技术,
12、可方便地访问整个I/ASERIES系列和所连接的信息网络上的信息。发展-硬件与软件的发展可互相独立发展。网络-通过提供以太网接口和TCP/IP、DECNET、NFS等多种协议与信息网络连接。工厂管理网可与I/A系统进行数据、文件、画面相互调用。汉化-I/ASERIES的显示画面和报表都可汉化。控制器-已经具有包含PID自整定和多变量自整定等各种先进控制。可靠性-采用外表安装技术SMT,尺寸小,系统构造简单;电子组件采用全密闭构造,加强了硬件抗环镜腐蚀和防静电毁坏的能力,由于用户的碳黑粉尘具有导电性,所以本系统卡件的全密封构造十分适用于用户的防尘要求;控制容错技术;通讯冗余技术和矩阵供电方式,保
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