霍尼韦尔C300DCS系统学习.pptx

1 Title 28 Pt.Arial Bold Title Case,Bullet level 24 pt.Arial bold sentence case,Second level 20 pt.Arial bold sentence case,Third level 18 pt.Arial sentence case,Third level 16 pt.Arial sentence case,#,Experion PKS,R300,培训课件,目录,1,，,PKS,系统架构,2,，,C300,控制器及,C,系列卡件介绍,3,，服务器及操作员站的组成和特点,4,，基本功能模块的使用,5,，网络架构及监视,6,，监控操作部分介绍,Experion PKS,架构,全局数据,&,历史数据库,Experion,服务器,TPS/TDC,投资保护,Experion on LCN,高级控制平台,ACE,常规,逻辑,顺序,&,基于模型控制,C300/C200&Profit Loop,HPM,BC,Controller,工厂资产管理,Asset Manager,工厂数据库系统,PHD,远程操作,Experion,操作站,数字视频管理器,Digital Video Manager,安全只读访问过程画面的,Web,服务器,工厂业务客户端,Web,浏览器,基于,Web,的人机界面,Experion,操作站,含,ASM,操作工效率方案,多变量优化控制,Profit Suite,现场移动操作站,Mobile PKS,无线访问,冗余,I/O,高级应用网络,工厂信息网络,现场巡检自动化,IntelaTrac PKS,Local Control Network,Video Ethernet,企业级高级应用,Business FLEX,POMS,OptiVISION,防火墙,过程控制网络,无线变送器,SIL 3,安全系统,Safety Manager,仿真系统,UniSim,Experion PKS,C300,摆脱传统局限，提高控制品质，便于安装维护和节省空间。,硬件重要特点,“垂直设计,”,更有利于散热管理,减少“,热点,-hot spots,”,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,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,控制防火墙,冗余数字与模拟,I/O,电源系统（可选择冗余电源系统，提供,2,个控制器内,RAM,的备份电池电源至少,48,小时）,C300,控制器,现场总线接口模件,硬件垂直设计，有效利用空间,I/O Link,接口,2,Experion R300,特点及好处,垂直设计，有效利用硬件空间,更小的占地空间，更容易接线，减少建设和安装成本,控制安全,保护控制器避免遭受以太网信息涌流及拒绝服务的攻击，保证系统的可用性,程序化操作,通过捕获过程信息，自动实施最优工作步骤，减少由于不恰当的执行程序而带来的损失,自动备份与恢复,通过在线备份，可实现一小时内的快速恢复，保护重要的,PC,机和系统数据。,过程控制的不断提高,C200,控制器,冗余模件,电源模件,FTE,接口,I/O Link,接口,电源系统,底板,C300,全部包括,执行相同的,CEE,CEE,Control Execution environment,过程控制的不断提高,更小的,空间,PMIO,IOP,冗余,FTA,电缆,FTA,备板,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,执行环境的控制器,C300,有几部分组成,:,控制器硬件,控制软件,CEE(Control Execution Environment),相应机电部份,柜内电源,控制网络接口,-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,卡件包括,C,和,A,系列卡件,（,C,系列卡件地址为,1-40,）,每个,IOL,可以支持,40,冗余模件,可混合使用,IOLink,通过,FTEB,支持,A,系列,I/O,IOL,连接,C300,控制器,运行,CEE(,控制操作系统,),主要完成,5,个功能,上位通讯,Peer to Peer,点对点通讯,IOLINK 1 IO,通讯,IOLINK 2 IO,通讯,确定性执行控制环境,地址设定,：,主控制器的地址设定为奇数，,备控制器的地址设定为主控制器的地址,+1,上位通讯,Peer to Peer,点对点通讯,IOLINK 2 IO,通讯,IOLINK 1 IO,通讯,确定性执行控制环境,C300,强大控制功能,强大的控制功能,每个,C300,可控制约,1000,多个回路；,丰富的控制库函数，并可扩展和加入其它库函数，无须系统升级；,控制回路灵活组态，可在线修改控制回路；,混合控制，连续、逻辑、顺序控制；,支持,S88,模块化批量自动化,(Modular Batch Automation),灵活的控制时序调度,可组态的执行周期和执行顺序,可选择的控制回路执行周期,:,50ms,100ms,200ms,500ms,1 sec,2 sec,Peer-to-Peer,更新率,:100ms,200ms,500ms,1 sec,灵活的组态监控环境,功能强大的组态监控软件,Control Builder,图形模块化组态生成与实时监控调试环境,层次分类管理,在线更改功能,在生产运行期间，,DCS,可在线进行改动：,在线回路修改,控制器投入正常使用后，可在线修改个别控制回路，而不影响其它控制回路的正常运行。,在线硬件更改,控制系统在正常运行期间，可在线增加或减少,I/O,卡件、增加控制回路，而不影响控制器及其它回路的正常运行。,在线硬件及回路维护,在个别控制回路出错或修改时，该回路的,AO,输出卡具有输出保持功能。保证修改回路期间的输出正常。,C,系列“控制防火墙,”(FTE,交换机,),支持“,C,系列”产品,使用,C,系列,24VDC,电源,8+1,口,(FTE,交换机,),L1,层控制环境的最安全选择,2,个“,Firewalls”,支持,FTE,功能,支持冗余,支持开电和运行自诊断，带故障指示；,上连,(Uplink),信息控制，保证柜内通讯的最高优先级；,广播信息风暴抑制,控制器不受上层,IP,网络通讯量的影响；,可选光纤接口,光纤,(FO),用于上层设备连接,单模光纤,(15 km),多模光纤,(2 km),FTE,连接,可选光纤连接口,C,系列,I/O,卡件的类型,模拟量输入卡,(,支持,HART,协议,)CCPAIH01,模拟量输入卡,(,不支持,HART,协议,)-CC-PAIX01,模拟量输出卡,(,支持,HART,协议,)-CC-PAOH01,模拟量输出卡,(,不支持,HART,协议,)-CC-PAOX01,数字量输入卡,(24VDC)-CC-PDIL01,数字量输入卡,(,支持,SOE)-CC-PDIS01,数字量输入卡,(,高电压,)-CC-PDIH01,数字量输出卡,(24VDC)-CC-PDOB01,数字量输出卡,(,带有继电器板,)-CC-PDOB01,多路低电平模拟量输入卡,-CC-PAIM01(,主要用于热电阻和热电偶,),Experion,服务器,操作站,控制防火墙,F,OUNDATION,Fieldbus,F,OUNDATION,Fieldbus,F,OUNDATION,Fieldbus,F,OUNDATION,Fieldbus,C300,控制器,FF,接口,R300 C,系列现场总线,FF,架构,C300 IO,FF H1,总线,容错以太网,FTE,容错以太网,FTE,Experion PKS,系统服务器的心脏部分是实时数据库,RTDB,（,Real Time DataBase,）。,实时数据库主要存储：,1,过程数据,2,历史数据,3,组态数据,4,用户数据,5,报警和事件,6,系统状态,Experion,服务器,组态信息数据库,连续历史及事件杂志数据库,报表服务,支持基于服务器的微软脚本,Basic,语言,-VBScript,SCADA,子系统集成,支持分布式系统,DSA,功能,OPC DA,和,A&E,服务器及客户端,，,支持外部子系统。,C300,Experion,服务器,操作站,Dynamic,Cache,OPC,服务器,/,客户,DSA,PLC/RTU,长历史数据存储,长期灵活的历史数据采集处理系统,1,秒或 5 秒,、1,分钟、1 小时和1 天的瞬时值,6,分钟、1小时、8小时和1天的平均值,对任何参数采集历史,(,如,PV,SP,PVHIHI,),在线自动归档,将数据直接存储到硬盘或通过网络存储到其它介质,(,如,ZIP,JAZZOptical,etc.),历史数据可以无限存储,EPKS,操作站,强大的界面,易于使用,操作简单,操作站的类型：,FLEX,操作站（,ES-F,）,.,硬件组成通常是一台操作站,PC,，,只要与系统网络之间存在一条网,络链路，就可以应用到任何地方。,Console,（,ES-C,）和,Console Extension,(ES-CE),操作站,.,ES-C,是一种专用式操作站，除具有,F,站的全,部功能外还可以直接与,CEE,通讯；,ES-CE,能与,ES-C,相连接，用来扩展,ES-C,的,高效可用性功能，每个主,ES-C,可以连接,3,个,ES-CE,组成一个,Console.,操作站中数据的来源：,1,，,Server,中的过程数据及相关的报警和事件，直接来自 于控制器。,2,，,ES-F,中的过程数据及相关的报警和事件，还有其他数据信息，直接来自于服务器。,3,，,ES-C,中的过程数据及相关的报警和事件，直接来自于控制器；其他数据信息直接来自于服务器。,4,，,ES-CE,中的过程数据及相关的报警和事件，还有其他数据信息，直接来自于,ES-C,。,Server,ES-F,ES-C,ES-CE,控制器,FTE,网络状态监视,容错以太网,-FTE,(,Fault Tolerant Ethernet,),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。,Switches,A tree,B tree,C300,C300,C300,ACE,Server,Switches,Station,A,to,A,A,to,B,B,to,B,B,to,A,Crossover,C300,Switches,基本功能块的使用,Control Builder,提供了数量众多的控制功能模块，工程 人员可以利用这些模块采用“,搭积木,”形式来构建复杂的控制策略。所有控制功能块都来自于“,Library,”,库。,1 DATAACQ,（数据获取模块）,该模块位于,DATAACQ,子目下。,该模块用来对过程输入进行滤波或非滤波处理。,主要功能为：获取输入数据及其状态；对输入进行线 性化以及均方根转换；对信号进行“小信号截除”；对信号进行滤波以及嵌位。可以产生信号的报警标志；可以实现信号源的自动以及手动设定。,在组态过程中，所有模拟量信号都需要用该模块进行 数据的相关处理。,基本功能块的使用,2,DEVCTL(,设备控制模块,),该模块位于,Device Control(DEVCTL),子目下。,该模块是一个多输入、多输出功能块，它提供了与马达、水泵以及电动阀等离散设备的接口，它提供了内置结构来处理联锁。,其主要功能如下：允许操作几组数字输出并且能够解释通过状态参数,PV,表示的数字输入反馈；其工作包括传送由状态参数,OP,（命令输出状态）所表示的,OP,，监视,PV,，以及依据组态产生各种报警,最多,4,个输入，,3,种状态和,3,个输出,PV,源选择，,PV,具有,3,种基本状态和中间及错误状态,锁存以及脉冲输出,坏的,PV,、命令不符、未经命令的变化和,命令失败等报警,联锁触发报警,以定义的安全状态进行安全联锁,可见，,DEVCTL,模块是相当重要的一个模块。,基本功能块的使用,3 PID,模块,PID,模块位于,Regulatory Control Blocks,子目下。,该模块是最基本的调节控制功能块，它是作为比例积分微分控制器来工作的。,PID,模块具有,2,个模拟输入：过程变量,PV,以及设定值,SP,，通过计算这两者的偏差，利用,PID,调节，使控制输出,OP,向使偏差变为零的方向变化。,PID,功能块支持如下计算公式：,比例、积分和微分作用于偏差,比例、积分作用于偏差，而微分作用于,PV,积分作用于偏差，而比例微分作用于,PV,只有积分作用,只有比例作用,PID,功能块可用于单控制回路，也可以将多个,PID,模块组合起来构成串级控制回路。,在具体应用该模块时，需要设置的主要参数为：,设定值,SP,：可以双击,SP,的输入端，调出参数设置窗口；或者该值来自其它模块。,PID,参数：双击该模块，调出模块配置页面，在,Algorithm,选项卡上分别配置,K(,增益系数,),，,T1,（积分时间），,T2,（微分时间）；,选择控制公式：默认为,EQA,，同样可以在,Algorithm,选项卡中选择。,基本功能块的使用,FLAG,（标志模块）,该模块位于,Utility Blocks,子目下。,该模块提供了存贮,2,值逻辑的功能，并且可以通过,PVFL,参数以简单的布尔值（,OFF,或,ON,）的形式访问；或者通过,PV,参数以用户定义的状态值（比如，,RUNNING,或,STOPPED,）的形式访问。,在组态过程中，该模块主要用来定义状态位，通过检查,PVFL,的状态，决定是否执行程序或者产生报警等。,5 AUXCALC,（辅助计算模块）,该模块位于,Auxiliary Blocks,子目下。,该模块可以编写多达,8,个计算,PV,值的表达式，每个表达式都可以执行算术或逻辑操作，检测条件等。通过配置，你可以将表达式的结果，状态或者一个输入指定给,PV,以及,PVSTS,参数。该模块可以接受,6,个可选输入，可以提供最多,8,个输出。,在组态过程中，该模块可以方便的执行各种数学计算，比如复杂的温压补偿公式等。,基本功能块的使用,6 TOTALIZER(,累积计算模块,),该模块位于,Auxiliary Blocks,子目下。,该模块可以周期性的将一个输入值（,P1,）加到一个累积值（,PV,）上，实现对参数的累积计算。,用户可以为该模块指定一个累积目标值，当累计量达到该值时，模块会提供一个状态位来表明该值已接近目标值，在没有外部操作或命令的干预下，该值会一直累积，直到用户的外部操作发生。,该模块最典型的应用是对流量进行累积计算。实际应用中，当流量变送器在接近零流量时，若没有较精确的校准，可以利用零流量切除特征（,a zero-flow,）使低于该信号的值嵌位到零。,基本功能块的使用,7 LOGIC,（逻辑模块）,LOGIC,是一组模块的名称，该组模块提供了大量单独逻辑模块，由于使用比较简单，这里只是择要说明：,逻辑操作模块 主要包括,AND,（与），,OR,（或），,NOT,（非）等,比较模块 主要包括,EQ,（相等），,GE,（大于或等于），,GT,（大于），,LE,，,LT,等,触发模块 主要包括,FTRIG,（下降沿触发）、,RTRIG,（上升沿触发）等,延时模块 主要包括,DELAY,，,ONDELAY,或者,OFFDELAY,等,脉冲模块 主要包括,PULSE,模块，,MAXPLUSE,模块或,MINPLUSE,等,移位模块 主要包括,ROL,（循环输出左移），,ROR,等,基本功能块的使用,8,单级,PID,回路的创建,建立一个单级,PID,控制回路：,建立一个,CM,模块，然后从“,Library”,中“,PMIO”,下选择需要参与控制的,AI,信号，可以是一个压力、或者温度信号。配置输入信号的量程、工程单位、控制域等基本参数。,从“,Library”,中“,DATAACQ”,下选择“,DATAACQ”,模块拖放到,CM,中。配置参数的量程、上下限、控制域等参数。,从“,Library”,中“,REGCTL”,子目下选择,PID,模块拖放到,CM,中，设置模块设定值，,PID,参数，以及控制公式等内容。,从“,Library”,中“,PMIO”,下选择控制调节机构的,AO,信号。并配置参数量程、控制域等参数。,按照如下图所示，用“软接线”连接起来，就构成一个基本的,PID,单级回路。,下装并且激活该模块。,基本功能块的使用,基本功能块的使用,基本,SCM,的组态,SCM(Sequential Control Modules),极大的简化了批量逻辑的处理。主要的特点是异常处理能力，当用户规定的异常条件发生时，程序转去执行一个替换的处理序列。异常处理支持重启动能力，从中断点或任意需要的步骤重新启动顺控程序的执行。标准的异常处理器包括检查，中断，重启动，保持，停止，中止等。,每个,SCM,包含多个,Handler,模块、,Transition,模块和,Step,模块组成。,Handler,模块在,SCM,图中充当“跳格符”的作用。每个,SCM,都可以包含多个,Handler,模块，每个,Handler,都是包含,Step,以及,Transition,的执行模块。根据作用的不同，,handle,可以有多种类型：如,Main,，,Check,，,Interrupt,等,Transition,模块用于为,Handler,模块定义明确的输入条件。每个,Handler,模块最多可以组态,10,个条件，这些条件可以用,3,个一级逻辑门以及一个二级门组成不同的逻辑关系。,Step,模块是输出模块，通常用来给设备发出一定的请求，比如打开一个阀门或者启动一台水泵等。,典型的,SCM,图如下：,基本功能块的使用,温压补偿,功能块,与门联锁,基本功能块的使用,基本,SCM,的组态,SCM(Sequential Control Modules),极大的简化了批量逻辑的处理。主要的特点是异常处理能力，当用户规定的异常条件发生时，程序转去执行一个替换的处理序列。异常处理支持重启动能力，从中断点或任意需要的步骤重新启动顺控程序的执行。标准的异常处理器包括检查，中断，重启动，保持，停止，中止等。,每个,SCM,包含多个,Handler,模块、,Transition,模块和,Step,模块组成。,Handler,模块在,SCM,图中充当“跳格符”的作用。每个,SCM,都可以包含多个,Handler,模块每个,Handler,都是包含,Step,以及,Transition,的执行模块。根据作用的不同，,handle,可以有多种类型：如,Main,，,Check,，,Interrupt,等,Transition,模块用于为,Handler,模块定义明确的输入条件。每个,Handler,模块最多可以组态,10,个条件，这些条件可以用,3,个一级逻辑门以及一个二级门组成不同的逻辑关系。,Step,模块是输出模块，通常用来给设备发出一定的请求，比如打开一个阀门或者启动一台水泵等。,典型的,SCM,图如下：,监控操作部分,一 系统状态查询,系统状态主要包含站、通道、控制器、打印机状态、系统冗余、分布式系统等内容,.,本系统主要涉及到对站、打印机和系统冗余三方面的状态查询,.,1,站状态的监视,打开的方法为,View System Status Stations Flex Stations,从该界面可以查询到登录站的名称、操作用户以及相应操作站的网络地址,.,图中“,Status”,显示为“,OK”,的表明，该站已经打开，未打开的站显示“,failed”.,监控操作部分,2,打印机状态的监视,打开的方法为，,View System Status Printers,监控操作部分,3,系统冗余状态的监视,打开的方法为，,View System Status Server Redundancy,在该界面可以查询到主服务器的名称、同步状态、同步序列的可靠性以及数据传输率等内容，还可以对服务器进行同步操作、改变检查点的周期等,.,监控操作部分,二 报警查询,本系统提供了完备的报警系统画面，这些报警画面可以实现按照报警源、报警时间、控制域、优先级进行查询,.1,站状态的监视,打开的方法为,View System Status Stations Flex Stations,1,查询登录,进入报警界面的一般方法为：点击工具条上的,Alarm,按钮,.,或者点,击系统状态栏的红色报警区域（当有最新的报警到来或者报警未被确认掉,该报警状态为闪烁,).,系统将打开如下的报警画面：每条报警信息由”,Date&Time”,”Area”,”Source”,”Condition”,”Priority”,”Description”,”Value”,”Units”,内,容组成,.,监控操作部分,单击 按钮可以确认报警信息,.,三 趋势查询,本系统提供了完备的实时趋势画面和历史趋势画面显示，这些画面,可以按照趋势的不同表现形式，比如多点趋势、多量程趋势等进行查询,.,1,趋势登录,点击主菜单上趋势按钮 打开趋势画面,选择所需要的趋势组,.,监控操作部分,2,实时趋势,点击相应的趋势曲线，可以打开如下图所示的趋势曲线界面,.,该画面默,认显示变量的实时曲线，每个趋势组最多可以显示,8,个不同的变量，这些变量通过不同的颜色加以区别,.,可以通过”,Pen on/off”,选框确定需要添加或者,删除曲线,.,监控操作部分,通过在趋势曲线顶部的下拉列表框，可以选择不同的趋势组、趋势的表,现形式、采样周期等内容,.,下图为上位监视软件的,System Configration,的菜单选项,Configuration Menu Display,可组态下拉菜单,可组态工具条,操作导航区,报警画面的调用,登入不同的权限,最近未确定的最紧急报警,标签式显示,电机运行及状态显示,EVENT,事件记录,控制器状态监视画面,I/O,卡件状态监视画面,空分流程,空分流程画面,空分流程画面,空分流程画面,空分流程画面,空分流程画面,空分流程画面,空分流程画面,空分流程画面,Thank You,