《【2017年整理】DCS系统概念及结构》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【2017年整理】DCS系统概念及结构（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、DCS 系统概念及结构1.概念:DCS 即集散型控制系统，又称分布式控制系统（Distributed Control System） 。它的主要基础是 4C 技术，即计算机技术、控制技术、通信技术和显示技术。2.结构：HOLLiASMACS 系统是由:以太网和使用现场总线技术的控制网络连接的各工程师站、操作员站、现场控制站、通讯控制站、数据服务器组成的综合自动化系统，完成大型、中型分布式控制系统（DCS） 、大型数据采集监控系统（SCADA）功能。HOLLiASMACS 系统硬件由: 工程师站、操作站、现场控制站（包括主控单元设备和 I/O 单元设备） 、通讯控制站、打印服务站、系统服务器、系
2、统网络、监控网络、控制网络等组成。HOLLiASMACS 系统软件包括：工程师站组态软件；操作员站在线软件； 现场控制器运行软件；服务器软件等。3.HOLLiASMACS 系统中的“站”（1）工程师站：工程师站运行相应的组态管理程序，对整个系统进行集中控制和管理。工程师站主要有以下功能：组态（包括系统硬件设备、数据库、控制算法、图形、报表）和相关系统参数的设置。（2）操作员站（站号为 50-79）操作员站运行相应的实时监控程序，对整个系统进行监视和控制。操作员站主要完成以下功能：各种监视信息的显示、查询和打印，主要有工艺流程图显示、趋势显示、参数列表显示、报警监视、日志查询、系统设备监视等。（
3、3）服务器（站号为 0 开始）：服务站运行相应的管理程序，对整个系统的实时数据和历史数据进行管理。（4）现场控制站（站号为 10-49） 现场控制站由主控单元、智能 IO 单元、电源单元、现场总线和专用机柜等部分组成，采用分布式结构设计，扩展性强。4. HOLLiASMACS 系统的硬件系统结构-“网络”（1）监控网络：监控网络为冗余高速以太网链路，使用五类屏蔽双绞线及光纤将各个通讯节点连接到中心交换机上。该网络中主要的通讯节点有工程师站、操作员站、服务站，采用 TCP/IP 通讯协议。对于工程师站 .操作员站和服务器的计算机，我们进行统一的编号（也就是 IP 地址） ，通常用以下顺序：操作员
4、站50操作员站 51操作员站52操作员站n（工程师站）服务站 A 机 服务站 B机130 网段 130.0.0.50 130.0.0.51 130.0.0.52 130.0.0. n 130.0.0.1 130.0.0.2131 网段 131.0.0.50 131.0.0.51 131.0.0.52 131.0.0. n 131.0.0.1 131.0.0.2(2)、系统网络：系统网络为冗余高速以太网链路，使用五类屏蔽双绞线及光纤将各个通讯节点连接到中心交换机上。该网络中主要的通讯节点有服务站、现场控制站，采用 TCP/IP 通讯协议。(3)、控制网络：由于工程师站下装现场控制站是通过 TCP
5、/IP 协议进行，因此现场控制站需要 IP 地址，具体设置方法如下：#10 站主控单元 #11 站主控单元 #12 站主控单元#N 站主控单元A 机 128 网 128.0.0.10 128.0.0.11 128.0.0.12 128.0.0.NA 机 129 网 129.0.0.10 129.0.0.11 129.0.0.12 129.0.0.NB 机 128 网 128.0.0.138 128.0.0.139 128.0.0.140 128.0.0.（128+N）B 机 129 网 129.0.0.138 129.0.0.139 129.0.0.140 129.0.0.（128+N）HOL
6、LiASMACS 系统的硬件介绍FM801 主控单元主控单元是现场控制站的中央处理单元，主要承担本站的部分信号处理、控制运算、与上位机及与上位机及其它单元的通讯等任务。它是一个与 PC 兼容的高性能的工业级中央处理单元，采用模块化结构，主控单元可以热备份方式冗余使用，在出现故障时能够自动无扰切换，并保证不会丢失数据。 拨码开关的设置：从下到上依次是第 16 位，用于设置主控单元站号，ON 为 0，OFF为 1，对于双机系统，两个拨码开关要设成一致。换算方法如下：站号=20*K1+21*K2+22*K3+23*K4+24*K5+25*K6其中，Ki=0 表示第 I 位的开关拨到 ON 位置，Ki
7、=1 表示第 i 位的开关拨到 OFF 位置。FM910、FM920 电源模块电源单元为单元式模块化结构，用来对现场控制站的主控单元、I/O 模块及现场仪表供电，可构成无扰切换的冗余配电方式。输出电压为 DC24V 或 DC48VFM300、FM301 机笼单元机笼单元是主控单元 FM801 和电源模块 FM910、FM920 的安装机笼，实现主控单元、电源模块的冗余配置和电源模块间的均流。主从冗余的两个 FM801 和冗余联用的电源模块FM910、 FM920 插在机笼单元的相应槽位中，形成一个完整的冗余控制结构。FM131A 端子模块FM131A 端子模块是与常规 IO 模块搭配使用的端子
8、模块，实现功能模块与现场信号的连接。拨码开关可以灵活简便地设置站地址，支持多个模块级联和 DP 终端匹配器的挂接。模块设有防混销，可以有效防止不同的功能模块与 FM131A 底座模块的混装组合。地址拨码开关的设置：按照预定的模块通讯地址的二进制值设定底座上的 8 位拨码开关，当拨码开关的某位置于 ON 时，对应位的二进制值为 0，置于 OFF 则为 1。拨码开关的低位对应于模块地址二进制值的低位。FM143 8 路热电阻输入模块FM143 型模块是智能型 8 路热电阻模拟量输入模块，是 HollySys 公司采用目前世界上先进的现场总线技术(ProfiBus-DP 总线)而新开发的热电阻模拟量
9、输入模块。通过与配套的底座 FM131A 连接，用于处理从现场来的热电阻输入信号。 注：En、Sn 表示电阻式温度传感器的两端引线的接入端（n07） ； Cn 表示电阻式温度传感器的一端引线的公共线的接入端（n07） ；FM148A 8 路大信号输入模块 FM148A 型模块是智能型 8 路大信号模拟量输入模块，通过与配套的端子底座FM131A 连接，用于处理从现场来的 010V 范围内的电压信号和 020mA 范围内的电流信号。 FM148A 端子信号的接线要求每路信号采用两根导线+24V （屏蔽电缆）接到FM131A 的端子上。针对不同类型的信号和供电情况的不同，有三种端子接线方式：二线制
10、电流信号的接线、四线制电流信号的接线、电压信号的接线FM151A 8 路模拟量输出模块 FM151A 型模块是智能型 8 路 420mA 模拟量输出模块，是 HollySys 公司采用目前世界上先进的现场总线技术(ProfiBus-DP 总线)而新开发的模拟量输出模块。通过与配套的端子底座 FM131A 连接，输出 8 路 420mA 的电流信号。 FM161D 16 路开关量输入模块 FM161D 型模块是智能型 16 路普通 DI 输入模块，是 HollySys 公司采用目前世界上先进的现场总线技术(ProfiBus-DP 总线)而新开发的 DI 信号输入模块。通过与配套的底座FM131A
11、 连接，用于处理从现场来的触点型开关量输入信号，触点查询电压 24VDC。FM171 16 路开关量输出模块 FM171 型模块是智能型 16 路继电器开关量输出模块，是 HollySys 公司采用目前世界上先进的现场总线技术(ProfiBus-DP 总线)而新开发的 DO 信号输出模块。通过与配套的底座 FM131A、FM131-C、FM131-D 连接，用于给现场提供无源触点型开关量输出信号，从而控制现场设备的开/关、启 /停。FM171 模块可以与 FM131A 底座之间依靠 64 针欧式连接器连接每路通道的输出信号通过 FM131A 的接线端子硬接线到中间继电器构成完整 I/O 单元F
12、M171 模块还可以与 FM131C 连接再通过中间继电器端子板（FM137 系列）从而构成完整的 I/O 单元FM171 模块还可以与 FM131D 连接再通过中间继电器端子板（FM138 系列）从而构成完整的 I/O 单元FM192-TR DP 总线终端匹配器模块 FM192-TR DP 总线终端匹配器是为 FM 系列硬件系统配套设计的，用于 DP 总线终端匹配。模块为 24VDC 供电，利用电阻消除信号不匹配，以克服干扰，提高通讯质量。它是与FM 系列硬件系统的 I/O 模块配套的一种产品。PROFIBUS-DP 重复器在 FM 系列硬件系统中的使用西门子公司的 DP 重复器视 PROF
13、IBUS-DP 现场总线网络结构中的重要模块，它主要用于下列目的：*拓展总线的物理长度*改变总线的拓扑结构*增加总线的节点数目*两段总线间的关断与隔离MACSV 系统软件介绍及组态实施过程一.MACSV 系统软件主要包括：组态软件.操作员站软件.服务器软件和控制站软件1. 组态软件包括：数据库总控.设备组态.服务器算法组态.控制器算法组态.报表组态.图形组态.工程师在线下装等组成。2. 操作员在线软件是安装在操作员站上，它完成拥护对于人机交互界面的监控。3. 服务器软件是安装在服务器上的，它完成对系统实时.历史数据的采集管理和监视，并为各站的数据请求提供服务。4. 控制站软件是安装在现场控制站
14、中的主控单元中的，它完成数据采集.转换.控制运算等。二.MACSV 系统组态软件的组态实施过程1. 新建工程（数据库总控）2. 硬件设置（设备组态）3. 数据库定义（数据库总控）4. 服务器控制算法组态（服务器算法组态）5. 控制器算法工程生成（数据库总控）6. 控制器控制算法组态（控制器算法组态）7. 制作报表（报表组态）8. 绘制图形（图形组态）9. 生成下装工程文件（数据库总控）10. 登陆控制器.将工程下装到主控单元（控制器算法）11. 下装服务器.操作员站（工程师在线下装）12. 运行程序并在线调试三 MACSV 系统组态软件的介绍1. 数据库总控：数据库总控组态软件是由三部分组成：
15、数据库总控.数据库编辑.控制表编辑，其中在数据库编辑中我们最常用的点名为 AI 模拟量输入.AO 模拟量输出.DI 开关量输入.DO 开关量输出。2. 设备组态：设备组态分为系统设备组态和 IO 设备组态，系统设备组态是完成系统网和监控网上各网络设备的硬件配置，IO 设备组态是以现场控制站为单位来完成每个站的 IO 单元配置。3. 服务器算法组态：服务器算法组态是用来编制服务器算法程序的，4. 控制器算法组态：控制器算法组态的核心：创建程序型 POU，采用合适的 POU语言（一般 CFC 或 FBD）编写它的运算内容，在编程时，对变量进行数据读.写操作，用变量传递运算结果，将某些变量值送到输出
16、模块去作为控制现场设备动作的指令，或者不输出变量而将变量值传递到上层操作员站监控用。（1） 各类 POU 之间是可以调用的，调用关系为：程序可以调用功能块和函数；功能块可以调用功能块和函数；函数可以调用函数；需说明的是程序可以调用程序。POU 可以用六种编程语言，有 FBD.CFC.LD.ST.IL.SFC，其中重点掌握 FBD 和 CFC。（2） POU 的触发：可以通过任务配置触发 POU 或者用已触发的 POU 调用要被触发的 POU。（3） 控制器算法支持的运算符有：ADD 加法运算.MUL 乘法运算.SUB 减法运算.DIV 除法运算.AND 逻辑与运算.OR 逻辑或运算.XOR 异或运算.NOT 逻辑非运算.SEL 二选一运算.MAX 两个取其最大值.MIN 两个取其最小值 .GT大于逻辑运算符.LT 小于逻辑运算符.LE 小于等于逻辑运算符.GE 大于等于逻辑运算符.EQ 相等逻辑运算符。5. 图形组态：图形组态软件是 MACS 系统生成应用系统所需的各种总貌图.流程图
