Honeywell霍尼韋爾C300-DCS系統(tǒng)學(xué)習.ppt

Experion PKS R300培訓(xùn),目錄,1，PKS系統(tǒng)架構(gòu) 2，C300控制器及C系列卡件介紹 3，服務(wù)器及操作員站的組成和特點 4，基本功能模塊的使用 5，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及監(jiān)視 6，監(jiān)控操作部分介紹,Experion PKS 架構(gòu),全局數(shù)據(jù)& 歷史數(shù)據(jù)庫 Experion 服務(wù)器,TPS/TDC投資保護 Experion on LCN,高級控制平臺 ACE,常規(guī),邏輯 順序 & 基于模型控制 C300/C200 & Profit Loop,HPM,BC Controller,工廠資產(chǎn)管理 Asset Manager,工廠數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) PHD,遠程操作 Experion 操作站,數(shù)字視頻管理器 Digital Video Manager,安全只讀訪問過程畫面的Web 服務(wù)器,工廠業(yè)務(wù)客戶端 Web 瀏覽器,基于Web的人機界面 Experion 操作站 含ASM 操作工效率方案,多變量優(yōu)化控制 Profit Suite,現(xiàn)場移動操作站 Mobile PKS,無線訪問,冗余 I/O,高級應(yīng)用網(wǎng)絡(luò),工廠信息網(wǎng)絡(luò),現(xiàn)場巡檢自動化 IntelaTrac PKS,Local Control Network,Video Ethernet,企業(yè)級高級應(yīng)用 Business FLEX POMS, OptiVISION,防火墻,過程控制網(wǎng)絡(luò),無線變送器,SIL 3 安全系統(tǒng) Safety Manager,仿真系統(tǒng) UniSim,Experion PKS,C300,擺脫傳統(tǒng)局限，提高控制品質(zhì)，便于安裝維護和節(jié)省空間。,硬件重要特點,“垂直設(shè)計” 更有利于散熱管理 減少“熱點 -hot spots” 更有效現(xiàn)場接線 頂 / 底 進線 更自然接線端子 無大的線纜彎曲 更加緊湊的空間設(shè)計 比任何其他廠商更加有效空間，節(jié)省大量的占地空間。 便于維護 可去除端子塊 帶屏蔽端子,硬件垂直設(shè)計，有利接線與散熱,Heat,單點進線,兩次90度 接線,Heat,多點進線,一次90度 自然接線,硬件垂直設(shè)計，有效利用空間,Experion R300 特點及好處,過程控制的不斷提高,C200 控制器 冗余模件 電源模件 FTE 接口 I/O Link接口 電源系統(tǒng) 底板,C300 全部包括,執(zhí)行相同的 CEE,CEEControl Execution environment,過程控制的不斷提高,PMIO IOP 冗余 FTA 電纜 FTA 備板,Series C I/O 全部包括,C300 控制器模件,在EPKS 300 版本，C300 是下一步的基于CEE 執(zhí)行環(huán)境的控制器 C300 有幾部分組成: 控制器硬件 控制軟件CEE (Control Execution Environment) 相應(yīng)機電部份 柜內(nèi)電源 控制網(wǎng)絡(luò)接口 - Fault Tolerant Ethernet (FTE) 2 本地 I/O Link 接口,FTE 接口,Series C C300,GPS Connection (Future),冗余控制器 接口,FTE 接口,IOL 接口,C300 控制器所支持的 I/O,靈活的 I/O 支持: 可混合使用不同的 I/O 接口 支持 2 個 IOLINK 接口 每個C300 最多支持 64個冗余 I/O 卡件包括C和A系列卡件 （C系列卡件地址為1-40） 每個 IOL 可以支持 40 冗余模件 可混合使用 IOLink 通過FTEB支持 A系列 I/O,IOL 連接,C300 控制器,運行 CEE (控制操作系統(tǒng)) 主要完成5個功能 上位通訊 Peer to Peer 點對點通訊 IOLINK 1 IO 通訊 IOLINK 2 IO 通訊 確定性執(zhí)行控制環(huán)境 地址設(shè)定： 主控制器的地址設(shè)定為奇數(shù)， 備控制器的地址設(shè)定為主控 制器的地址+1,上位通訊,Peer to Peer 點對點通訊,IOLINK 2 IO 通訊,IOLINK 1 IO 通訊,確定性執(zhí)行控制環(huán)境,C300 強大控制功能,強大的控制功能 每個C300可控制約1000多個回路； 豐富的控制庫函數(shù)，并可擴展和加入其它庫函數(shù)，無須系統(tǒng)升級； 控制回路靈活組態(tài)，可在線修改控制回路； 混合控制，連續(xù)、邏輯、順序控制； 支持 S88模塊化批量自動化( Modular Batch Automation) 靈活的控制時序調(diào)度 可組態(tài)的執(zhí)行周期和執(zhí)行順序 可選擇的控制回路執(zhí)行周期: 50ms, 100ms, 200ms, 500ms, 1 sec, 2 sec Peer-to-Peer 更新率: 100ms, 200ms, 500ms, 1 sec 靈活的組態(tài)監(jiān)控環(huán)境 功能強大的組態(tài)監(jiān)控軟件 Control Builder 圖形模塊化組態(tài)生成與實時監(jiān)控調(diào)試環(huán)境 層次分類管理,在線更改功能,在生產(chǎn)運行期間，DCS可在線進行改動： 在線回路修改 控制器投入正常使用后，可在線修改個別控制回路，而不影響其它控制回路的正常運行。 在線硬件更改 控制系統(tǒng)在正常運行期間，可在線增加或減少I/O卡件、增加控制回路，而不影響控制器及其它回路的正常運行。 在線硬件及回路維護 在個別控制回路出錯或修改時，該回路的AO輸出卡具有輸出保持功能。保證修改回路期間的輸出正常。,C 系列“控制防火墻” (FTE 交換機),支持“C系列” 產(chǎn)品 使用C系列 24VDC 電源 8+1 口( FTE 交換機) L1 層控制環(huán)境的最安全選擇 2 個“Firewalls” 支持 FTE功能 支持冗余 支持開電和運行自診斷，帶故障指示； 上連(Uplink)信息控制，保證柜內(nèi)通訊的最高優(yōu)先級； 廣播信息風暴抑制 控制器不受上層IP網(wǎng)絡(luò)通訊量的影響； 可選光纖接口 光纖(FO)用于上層設(shè)備連接 單模光纖 (15 km) 多模光纖 (2 km),FTE 連接,可選光纖連接口,C 系列I/O卡件的類型,模擬量輸入卡(支持HART協(xié)議)CC-PAIH01 模擬量輸入卡(不支持HART協(xié)議)- CC-PAIX01 模擬量輸出卡(支持HART協(xié)議)- CC-PAOH01 模擬量輸出卡(不支持HART協(xié)議)- CC-PAOX01 數(shù)字量輸入卡(24VDC)- CC-PDIL01 數(shù)字量輸入卡(支持SOE)- CC-PDIS01 數(shù)字量輸入卡(高電壓)- CC-PDIH01 數(shù)字量輸出卡(24VDC)- CC-PDOB01 數(shù)字量輸出卡(帶有繼電器板)- CC-PDOB01 多路低電平模擬量輸入卡- CC-PAIM01(主要用于熱電阻和熱電偶),Experion 服務(wù)器,操作站,控制防火墻,C300 控制器,FF接口,R300 C系列現(xiàn)場總線FF架構(gòu),C300 IO,FF H1 總線,容錯以太網(wǎng)FTE,容錯以太網(wǎng)FTE,Experion PKS系統(tǒng)服務(wù)器的心臟部分是實時數(shù)據(jù)庫RTDB（Real Time DataBase）。 實時數(shù)據(jù)庫主要存儲： 1 過程數(shù)據(jù) 2 歷史數(shù)據(jù) 3 組態(tài)數(shù)據(jù) 4 用戶數(shù)據(jù) 5 報警和事件 6 系統(tǒng)狀態(tài),Experion 服務(wù)器,組態(tài)信息數(shù)據(jù)庫 連續(xù)歷史及事件雜志數(shù)據(jù)庫 報表服務(wù) 支持基于服務(wù)器的微軟腳本Basic語言-VBScript SCADA 子系統(tǒng)集成 支持分布式系統(tǒng) DSA 功能 OPC DA 和 A&E 服務(wù)器及客戶端 ，支持外部子系統(tǒng)。,C300,Experion服務(wù)器,操作站,OPC 服務(wù)器/ 客戶,DSA,PLC/RTU,長歷史數(shù)據(jù)存儲,長期靈活的歷史數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng) 1 秒或 5 秒、1 分鐘、1 小時和1 天的瞬時值 6分鐘、1小時、8小時和1天的平均值 對任何參數(shù)采集歷史 (如PV, SP, PVHIHI) 在線自動歸檔 將數(shù)據(jù)直接存儲到硬盤或通過網(wǎng)絡(luò)存儲到其它介質(zhì)(如 ZIP, JAZZ, Optical, etc.) 歷史數(shù)據(jù)可以無限存儲,EPKS 操作站,強大的界面易于使用操作簡單,操作站的類型： FLEX 操作站（ES-F）. 硬件組成通常是一臺操作站PC， 只要與系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)之間存在一條網(wǎng) 絡(luò)鏈路，就可以應(yīng)用到任何地方。 Console（ES-C）和Console Extension (ES-CE)操作站. ES-C是一種專用式操作站，除具有F站的全 部功能外還可以直接與CEE通訊； ES-CE能與ES-C相連接，用來擴展ES-C的 高效可用性功能，每個主ES-C可以連接3個 ES-CE,組成一個Console.,操作站中數(shù)據(jù)的來源： 1， Server中的過程數(shù)據(jù)及相關(guān)的報警和事件，直接來自 于控制器。 2， ES-F中的過程數(shù)據(jù)及相關(guān)的報警和事件，還有其他數(shù)據(jù)信息，直接來自于服務(wù)器。 3， ES-C中的過程數(shù)據(jù)及相關(guān)的報警和事件，直接來自于控制器；其他數(shù)據(jù)信息直接來自于服務(wù)器。 4， ES-CE中的過程數(shù)據(jù)及相關(guān)的報警和事件，還有其他數(shù)據(jù)信息，直接來自于ES-C。,Server,ES-F,ES-C,ES-CE,控制器,FTE網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)視,容錯以太網(wǎng)-FTE (Fault Tolerant Ethernet),網(wǎng)絡(luò)物理設(shè)備冗余配置 冗余以太網(wǎng)交換機；雙以太網(wǎng)接口卡，冗余接線； 主干交換機用跨接線連接在一起。 邏輯上為一條網(wǎng)絡(luò) 邏輯上不在區(qū)分A網(wǎng)與B網(wǎng) 不存在網(wǎng)絡(luò)切換 FTE節(jié)點具有路徑選擇能力 Honeywell 專用FTE軟件； 不斷檢測網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)； 自動選擇最優(yōu)路徑通訊。 安全架構(gòu)，容許單點故障和一些多點故障。,Switches,A tree,B tree,C300,C300,C300,ACE,Server,Switches,Station,A to A,B to B,Crossover,C300,Switches,基本功能塊的使用,Control Builder 提供了數(shù)量眾多的控制功能模塊，工程 人員可以利用這些模塊采用“搭積木”形式來構(gòu)建復(fù)雜的控制策略。所有控制功能塊都來自于“Library”庫 。 1 DATAACQ（數(shù)據(jù)獲取模塊） 該模塊位于DATAACQ子目下。 該模塊用來對過程輸入進行濾波或非濾波處理。 主要功能為：獲取輸入數(shù)據(jù)及其狀態(tài)；對輸入進行線 性化以及均方根轉(zhuǎn)換；對信號進行“小信號截除”；對信號進行濾波以及嵌位。可以產(chǎn)生信號的報警標志；可以實現(xiàn)信號源的自動以及手動設(shè)定。 在組態(tài)過程中，所有模擬量信號都需要用該模塊進行 數(shù)據(jù)的相關(guān)處理。,基本功能塊的使用,2 DEVCTL (設(shè)備控制模塊) 該模塊位于Device Control (DEVCTL) 子目下。 該模塊是一個多輸入、多輸出功能塊，它提供了與馬達、水泵以及電動閥等離散設(shè)備的接口，它提供了內(nèi)置結(jié)構(gòu)來處理聯(lián)鎖。 其主要功能如下：允許操作幾組數(shù)字輸出并且能夠解釋通過狀態(tài)參數(shù)PV表示的數(shù)字輸入反饋；其工作包括傳送由狀態(tài)參數(shù)OP（命令輸出狀態(tài)）所表示的OP，監(jiān)視PV，以及依據(jù)組態(tài)產(chǎn)生各種報警 最多4個輸入，3種狀態(tài)和3個輸出 PV源選擇，PV具有3種基本狀態(tài)和中間及錯誤狀態(tài) 鎖存以及脈沖輸出 壞的PV、命令不符、未經(jīng)命令的變化和 命令失敗等報警 聯(lián)鎖觸發(fā)報警 以定義的安全狀態(tài)進行安全聯(lián)鎖 可見，DEVCTL模塊是相當重要的一個模塊。,基本功能塊的使用,3 PID模塊 PID模塊位于Regulatory Control Blocks子目下。 該模塊是最基本的調(diào)節(jié)控制功能塊，它是作為比例積分微分控制器來工作的。PID模塊具有2個模擬輸入：過程變量PV以及設(shè)定值SP，通過計算這兩者的偏差，利用PID調(diào)節(jié)，使控制輸出OP向使偏差變?yōu)榱愕姆较蜃兓?PID功能塊支持如下計算公式： 比例、積分和微分作用于偏差 比例、積分作用于偏差，而微分作用于PV 積分作用于偏差，而比例微分作用于PV 只有積分作用 只有比例作用 PID功能塊可用于單控制回路，也可以將多個PID模塊組合起來構(gòu)成串級控制回路。 在具體應(yīng)用該模塊時，需要設(shè)置的主要參數(shù)為： 設(shè)定值SP：可以雙擊SP的輸入端，調(diào)出參數(shù)設(shè)置窗口；或者該值來自其它模塊。 PID參數(shù)：雙擊該模塊，調(diào)出模塊配置頁面，在Algorithm選項卡上分別配置K (增益系數(shù)) ，T1（積分時間），T2（微分時間）； 選擇控制公式：默認為EQA，同樣可以在Algorithm選項卡中選擇。,基本功能塊的使用,FLAG（標志模塊） 該模塊位于Utility Blocks子目下。 該模塊提供了存貯2值邏輯的功能，并且可以通過PVFL參數(shù)以簡單的布爾值（OFF或ON）的形式訪問；或者通過PV參數(shù)以用戶定義的狀態(tài)值（比如，RUNNING或STOPPED）的形式訪問。 在組態(tài)過程中，該模塊主要用來定義狀態(tài)位，通過檢查PVFL的狀態(tài)，決定是否執(zhí)行程序或者產(chǎn)生報警等。 5 AUXCALC（輔助計算模塊） 該模塊位于Auxiliary Blocks子目下。 該模塊可以編寫多達8個計算PV值的表達式，每個表達式都可以執(zhí)行算術(shù)或邏輯操作，檢測條件等。通過配置，你可以將表達式的結(jié)果，狀態(tài)或者一個輸入指定給PV以及PVSTS參數(shù)。該模塊可以接受6個可選輸入，可以提供最多8個輸出。 在組態(tài)過程中，該模塊可以方便的執(zhí)行各種數(shù)學(xué)計算，比如復(fù)雜的溫壓補償公式等。,基本功能塊的使用,6 TOTALIZER (累積計算模塊) 該模塊位于Auxiliary Blocks子目下。 該模塊可以周期性的將一個輸入值（P1）加到一個累積值（PV）上，實現(xiàn)對參數(shù)的累積計算。 用戶可以為該模塊指定一個累積目標值，當累計量達到該值時，模塊會提供一個狀態(tài)位來表明該值已接近目標值，在沒有外部操作或命令的干預(yù)下，該值會一直累積，直到用戶的外部操作發(fā)生。 該模塊最典型的應(yīng)用是對流量進行累積計算。實際應(yīng)用中，當流量變送器在接近零流量時，若沒有較精確的校準，可以利用零流量切除特征（a zero-flow）使低于該信號的值嵌位到零。 。,基本功能塊的使用,7 LOGIC（邏輯模塊） LOGIC是一組模塊的名稱，該組模塊提供了大量單獨邏輯模塊，由于使用比較簡單，這里只是擇要說明： 邏輯操作模塊 主要包括AND（與），OR（或），NOT（非）等 比較模塊 主要包括EQ（相等），GE（大于或等于），GT（大于），LE，LT等 觸發(fā)模塊 主要包括FTRIG（下降沿觸發(fā)）、RTRIG（上升沿觸發(fā)）等 延時模塊 主要包括DELAY，ONDELAY或者OFFDELAY等 脈沖模塊 主要包括 PULSE模塊，MAXPLUSE模塊或MINPLUSE等 移位模塊 主要包括 ROL（循環(huán)輸出左移），ROR等,基本功能塊的使用,8 單級PID回路的創(chuàng)建 建立一個單級PID控制回路： 建立一個CM模塊，然后從“Library”中“PMIO”下選擇需要參與控制的AI信號，可以是一個壓力、或者溫度信號。配置輸入信號的量程、工程單位、控制域等基本參數(shù)。 從“Library”中“DATAACQ”下選擇“DATAACQ”模塊拖放到CM中。配置參數(shù)的量程、上下限、控制域等參數(shù)。 從“Library”中“REGCTL”子目下選擇PID模塊拖放到CM中，設(shè)置模塊設(shè)定值，PID參數(shù)，以及控制公式等內(nèi)容。 從“Library”中“PMIO”下選擇控制調(diào)節(jié)機構(gòu)的AO信號。并配置參數(shù)量程、控制域等參數(shù)。 按照如下圖所示，用“軟接線”連接起來，就構(gòu)成一個基本的PID單級回路。 下裝并且激活該模塊。,基本功能塊的使用,基本功能塊的使用,基本SCM的組態(tài) SCM (Sequential Control Modules) 極大的簡化了批量邏輯的處理。 主要的特點是異常處理能力，當用戶規(guī)定的異常條件發(fā)生時，程序轉(zhuǎn)去執(zhí)行一個替換的處理序列。異常處理支持重啟動能力，從中斷點或任意需要的步驟重新啟動順控程序的執(zhí)行。標準的異常處理器包括檢查，中斷，重啟動，保持，停止，中止等。 每個SCM包含多個Handler模塊、Transition 模塊和Step模塊組成。 Handler模塊在SCM圖中充當“跳格符”的作用。每個SCM都可以包含多個Handler模塊，每個Handler都是包含Step以及Transition的執(zhí)行模塊。根據(jù)作用的不同，handle可以有多種類型：如Main，Check，Interrupt 等 Transition模塊用于為Handler模塊定義明確的輸入條件。每個Handler模塊最多可以組態(tài)10個條件，這些條件可以用3個一級邏輯門以及一個二級門組成不同的邏輯關(guān)系。 Step模塊是輸出模塊，通常用來給設(shè)備發(fā)出一定的請求，比如打開一個閥門或者啟動一臺水泵等。 典型的SCM圖如下：,基本功能塊的使用,溫壓補償功能塊,與門聯(lián)鎖,基本功能塊的使用,基本SCM的組態(tài) SCM (Sequential Control Modules) 極大的簡化了批量邏輯的處理。 主要的特點是異常處理能力，當用戶規(guī)定的異常條件發(fā)生時，程序轉(zhuǎn)去執(zhí)行一個替換的處理序列。異常處理支持重啟動能力，從中斷點或任意需要的步驟重新啟動順控程序的執(zhí)行。標準的異常處理器包括檢查，中斷，重啟動，保持，停止，中止等。 每個SCM包含多個Handler模塊、Transition 模塊和Step模塊組成。 Handler模塊在SCM圖中充當“跳格符”的作用。每個SCM都可以包含多個Handler模塊，每個Handler都是包含Step以及Transition的執(zhí)行模塊。根據(jù)作用的不同，handle可以有多種類型：如Main，Check，Interrupt 等 Transition模塊用于為Handler模塊定義明確的輸入條件。每個Handler模塊最多可以組態(tài)10個條件，這些條件可以用3個一級邏輯門以及一個二級門組成不同的邏輯關(guān)系。 Step模塊是輸出模塊，通常用來給設(shè)備發(fā)出一定的請求，比如打開一個閥門或者啟動一臺水泵等。 典型的SCM圖如下：,監(jiān)控操作部分,一 系統(tǒng)狀態(tài)查詢 系統(tǒng)狀態(tài)主要包含站、通道、控制器、打印機狀態(tài)、系統(tǒng)冗余、分布式系統(tǒng)等內(nèi)容.本系統(tǒng)主要涉及到對站、打印機和系統(tǒng)冗余三方面的狀態(tài)查詢. 1 站狀態(tài)的監(jiān)視 打開的方法為, View System Status Stations Flex Stations 從該界面可以查詢到登錄站的名稱、操作用戶以及相應(yīng)操作站的網(wǎng)絡(luò)地址.圖中“Status”顯示為“OK”的表明，該站已經(jīng)打開，未打開的站顯示“failed”.,監(jiān)控操作部分,2 打印機狀態(tài)的監(jiān)視 打開的方法為，View System Status Printers,監(jiān)控操作部分,3 系統(tǒng)冗余狀態(tài)的監(jiān)視 打開的方法為，View System Status Server Redundancy 在該界面可以查詢到主服務(wù)器的名稱、同步狀態(tài)、同步序列的可靠性以及數(shù)據(jù)傳輸率等內(nèi)容，還可以對服務(wù)器進行同步操作、改變檢查點的