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1、Symphony系统介绍 系 统 概 述 I 控制系统介绍 常规控制类型 回路控制 LoopControl 信号类型 模拟信号 控制算法 PID 及相关运算 控制特征 连续及闭环 操作特性 具有Auto Man方式 表达参数 测量值ProcessVariable PV 设定值SetPonit SP 输出值Output OUT 控制系统介绍 常规控制设备 满足回路控制 LoopControl 检测仪表 温度 压力 物位 流量 控制仪表 调节器及运算器 执行仪表 执行器 阀门定位器 代表设备 电动单元组合仪表50年代 DDZ I 使用真空管 60年代 DDZ II 使用分离元件 70年代 DDZ
2、III 使用集成电路 80年代 DCS 使用CPU电路 控制系统介绍 常规控制类型 顺序控制 SequenceControl 信号类型 两位信号 控制算法 AND NO OR 等逻辑 控制特征 断续及开环 操作特性 具有Auto Man方式 表达参数 接通 断开 ON OFF 控制系统介绍 常规控制设备 满足顺序控制 SequenceControl 现场设备 开关 继电器 控制设备 控制逻辑装置 执行设备 开关 继电器 代表设备 50 60年代 继电器构成的固定逻辑装置 60 70年代 分离元件构成的固定逻辑装置 80年代后 CPU构成的可编程逻辑装置 控制系统介绍 分布式控制系统 分布式过程
3、控制系统 DCS DistributedControlSystem系统类型 数字化系统 技术基础 采用 4C 技术 结构特征 模件化及模块化 控制系统介绍 分布式控制系统 分布式过程控制系统的结构 就地现场控制站 操作员使用的人机站 工程师使用的工具站 系统数据交换网络 控制系统介绍 分布式控制系统 分布式过程控制系统的特点 系统具有分散特性 系统具有集中特性 系统具有数据共享特性 系统具有综合控制特性 系统具有配置 开发特性 系统具有兼容 发展特性 Symphony系统介绍 系统发展 第一代 80年 DCS系统 Network 90第二代 87年 DCS系统 Infi 90第三代 94年 D
4、CS系统 Infi 90Open第四代 98年 DCS系统 Symphony Symphony系统介绍 系统发展 代表设备 控制器操作员站工程师站电源系统Network 90 COM LMMOIUSCADN 90Infi 90 MFCOISSCADMPSIInfi 90Open MFPOISWCADMPSIISymphony BRCHSIComposerMPSIII Symphony系统介绍 Symphony系统介绍 Symphony是ABB的企业管理和控制系统 把企业管理和过程控制有机的结合起来 不断采用新成果 新设计和标准化技术 有效继承ABB贝利原有DCS系统的优点 系统介绍 系统概述
5、Symphony系统的设备结构 现场控制单元HarmonyControlUnit HCU 人系统接口HumanSystemInterface HSI 系统组态 维护工具Composer 计算机接入网络的接口NetworkComputerInterface ICI 过程管理数据传递的网络ControlNetwork Cnet 网络至网络的接口Cnet CnetNetworkInterface 系统介绍 系统概述 Symphony系统的软件结构 控制语言 块状控制语言 功能码FunctionCode FC 操作系统 PGP Composer操作系统 Microsoft WindowsXP英文版 组
6、态工具 PGP PowerGenerationPortal 系统介绍 系统概述 系统设备型号谱系 涉及的系统安装 IE CAB03C Enclosure 涉及的通信网络 IN NIS21 Network 涉及的系统模件 IM FEC12 Module 涉及的连接端子 NT AI05 Termination 涉及的连接电缆 NK EB01 Cable 涉及的接口设备 II Interface 系统介绍 网络结构 企业数据管理层 操作网络OperationNetwork Onet 过程数据管理层 控制网络ControlNetwork Cnet 过程控制数据层 控制通道Controlway C W
7、过程I O数据层 I O扩展总线I OExpanderBus X B 系统介绍 网络能力 采用的环状结构 Cnet 中心环CentralRing子环 工厂环 HCU ICI10Mbaud 250个节点 同轴电缆 节点距离1 000 2 000m子环RingHCU ICI10Mbaud 250个节点 同轴电缆 节点距离1 000 2 000m工厂环PlantLoopHCU ICI0 5Mbaud 63个节点 同轴电缆 节点距离1 000 2 000m 系统介绍 网络能力 采用的总线结构 C W X B Controlway C W 连接处理器的串行总线 1Mbaud对等通讯可带32个处理器I O
8、ExpanderBus X B 连接I O模件的并行总线 0 5M字节可带64个子模件 系统介绍 Cnet组合网络结构 ControlNetwork ControlNetwork ControlNetwork PlantLoop RemoteRing ControlNetwork CentralRing HSI HCU ICI Cnet Cnet 系统介绍 通信方式 操作网络 Onet 使用了TCP IP以太网协议 控制网络 Cnet 使用存储转发协议 控制通道 C W 使用自由竞争协议 I O扩展总线 X B 没有使用标称协议 系统介绍 通信方式 存储转发通信方式工作方式 每一节点通过相应传
9、输介质 与另外两个相邻的节点相连接 最后形成一个闭合的环形网络结构 数据报告将环绕网络的所有节点依次传递 从信息源节点开始至目的节点 再由目的节点回到原发出信息报告的节点止 主要特点 对数据传输等待的时间短响应快 对数据通信的流通结构并行性好 对数据传输的环境抗干扰能力强 系统介绍 通信方式 存储转发通信方式示意图 B C A D ControlNetwork 源节点 目的节点 中途节点 中途节点 系统介绍 通信方式 对等通信方式工作方式 以总线结构连接的所有节点均是独立的 平等的通信主体 它以广播方式发布所产生的信息 而其它节点处于接收信息的状态 并且网络上 同时发布信息的节点需竞争占用总线
10、 主要特点 对数据传输等待的时间短 在网络轻载时碰撞机会小数据传送快 数据就地传输利于抗干扰 系统介绍 通信方式 对等通信方式示意图 BRC BRC NPM BRC C W 系统介绍 通信方式 主 从通信方式工作方式 该总线上处理器是主模件 通道模件是子模件 主模件按照应用软件运行 子模件通过总线得到主模件的请求后 会与主模件通讯为主模件提供I O通道 或上传数据或下传数据及接收主模件的诊断 主要特点 主 从模件间直接交换数据安全性好 该总线采用并行传输速度快 数据就地传输利于抗干扰 系统介绍 通信方式 主 从通信方式示意图 I O I O BRC I O X B 系统介绍 通信技术 例外报告
11、 例外报告报告的数据包括 在过程控制中所产生一些涉及测量 状态 操作 报警及管理等方面信息 经过一定的技术处理 而形成的一种反映信息值或状态的专门报告 例外报告的三要素 数据的变化率用例外报告死区表达DB 最小例外报告时间用tmin表达 最大例外报告时间用tmax表达 系统介绍 通信技术 例外报告产生的必要条件 当数据处在tmin外 且变化量超过DB时 当数据处在tmax时刻 即使变化量没有超出DB时 当数据到达报警限或从报警限返回正常值时 系统介绍 通信技术 系统介绍 通信技术 数据压缩技术 使所传送的数据进入标题帧和数据帧格式 把具有地址的多个数据压缩在一个信包内 数据帧的长度可变 取决于
12、NPM的采集 标题帧 数据帧 系统介绍 通信技术 信包格式 信息原节点地址 SourceAddress 信息码 MessageCode 信息计数 MessageCount 目的节点地址 DestinationAddress 信包内容 Data 系统介绍 通信技术 确认重发技术 在数据帧内包括ACK NAK确认字段 信息包被目的节点接收后将NAK改为ACK 信息包未被接收依旧保持NAK 该信息包返回原节点将校验确认字节 表达为ACK将引起源节点撤销信包 表达为NAK将引起源节点重发信包 系统介绍 通信技术 信包安全码 第一种码 用于保持和检查传输同步 第二种码 用于核对发送和接收信包的一致性 第
13、三种码 用于该信包访问节点的计数 第四种码 用于检查信包的大小 第五种码 用于对信包数据的异或检验和 系统介绍 信号传递举例 I O模件 端子单元 AI CO ControlNetwork 硬件 数据类型 总线接口 C W X B 系统介绍 软件组态的示意图 FC19 FC80等功能码的应用 系统介绍 现场控制单元HarmonyControlUnit 现场控制单元的主要功能 经过配置满足各种I O信号 向整个系统提供I O数据 完成现场所需的各种控制功能 将采集的数据进行处理形成所需的信包 通过标准接口实现与其它控制设备或第三方计算机的连接 系统介绍 现场控制单元 现场控制单元的主要结构 机械
14、安装结构 机柜 模件安装单元 现场端子盘 数据通信结构 控制通道 I O扩展总线 过程控制结构 通信模件 控制器 I O子模件 现场连接结构 端子单元 预制电缆 模件电源系统 模件电源系统MPSII MPSIII 系统介绍 现场控制单元 机械安装设备示意图 机箱及安装导轨 系统介绍 现场控制单元 机械安装设备示意图 电源总线 系统介绍 现场控制单元 机械安装设备示意图 模件安装单元 系统介绍 现场控制单元 机械安装设备示意图 NFTP01 系统介绍 现场控制单元 电源系统ModularPowerSystem MPSII III MPS所提供的电源类型 系统电源 5VDC 15VDC 15VDC
15、 现场电源 24VDC 48VDC 125VDC MPS所支持的相关设备 HCU相应的通信模件 HCU相应的控制器模件 HCU相应的I O子模件 HCU连接的相应现场设备 系统介绍 现场控制单元 电源系统的特点 采用模块结构 可做到2N冗余 电源系统具有较好的功率因数调整可达0 95 系统采用可更换电源和风扇结构 具有相应的电源监视功能 系统可直接接受120 240VAC或125VDC外部输入电源 在2N冗余结构下 双外部电源输入可混合输入 所有电源模块共担负载 系统介绍 现场控制单元 电源系统MPSIII的组成 电源输入盘PowerEntryPanel电源安装架PowerChassis风扇组
16、件FanAssembly块状电源PowerSupplyTray直流总线监视组件PowerBusMonitoringAssembly 系统介绍 现场控制单元 N 1 N X 2N冗余系统的输入电源 系统介绍 现场控制单元 MPSIII电源系统配电结构 系统介绍 现场控制单元 PEP电源输入盘结构 系统介绍 人系统接口 PGP建立在WindowsXP基础上的计算机 系统介绍 人系统接口 人系统接口的基本功能 过程监视和控制 报警管理 趋势和调整 系统诊断 数据采集和报表 开放系统连接 系统介绍 人系统接口 人系统接口的主要特点 PGP系列是一个功能完善的人系统界面 PGP系列广泛采用成熟的标准化技术 PGP具有易掌握和使用的特性 PGP具有完善的窗口能力 系统介绍 系统工具 Composer的功能 Composer为系统的组态及维护提供一个集成的开发环境 控制策略图形化的开发功能 公用数据库的开发与维护功能 系统资源库的管理功能 系统的故障诊断与维护功能 人系统接口的离线组态功能等 系统介绍 系统工具 Composer的主要特点 减少工程时间 与INFI90OPEN系统兼容 最新的Wind
