Honeywell霍尼韋爾C300-DCS系統(tǒng)學習.ppt

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Experion?PKSR300培訓,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,,ExperionPKS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ExperiononLCN,高級控制平臺ACE,常規(guī),邏輯順序&基于模型控制C300/C200&ProfitLoop,,HPM,BCController,,,,,工廠資產(chǎn)管理AssetManager,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DigitalVideoManager,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ProfitSuite,,,,,現(xiàn)場移動操作站MobilePKS,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IntelaTracPKS,,LocalControlNetwork,VideoEthernet,,,企業(yè)級高級應(yīng)用BusinessFLEXPOMS,OptiVISION,防火墻,過程控制網(wǎng)絡(luò),無線變送器,,SIL3安全系統(tǒng)SafetyManager,,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--hotspots”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,ExperionR300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/OLink接口電源系統(tǒng)底板,C300全部包括,執(zhí)行相同的CEE,,CEE—ControlExecutionenvironment,過程控制的不斷提高,,PMIOIOP冗余FTA電纜FTA備板,SeriesCI/O全部包括,C300控制器模件,在EPKS300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(ControlExecutionEnvironment)相應(yīng)機電部份柜內(nèi)電源控制網(wǎng)絡(luò)接口-FaultTolerantEthernet(FTE)2本地I/OLink接口,FTE接口,SeriesCC300,GPSConnection(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PeertoPeer點對點通訊IOLINK1IO通訊IOLINK2IO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,PeertoPeer點對點通訊,IOLINK2IO通訊,IOLINK1IO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(ModularBatchAutomation)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,1sec,2secPeer-to-Peer更新率:100ms,200ms,500ms,1sec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ControlBuilder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(15km)多模光纖(2km),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,R300C系列現(xiàn)場總線FF架構(gòu),,,,,,,C300IO,FFH1總線,容錯以太網(wǎng)FTE,容錯以太網(wǎng)FTE,ExperionPKS系統(tǒng)服務(wù)器的心臟部分是實時數(shù)據(jù)庫RTDB（RealTimeDataBase）。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-VBScriptSCADA子系統(tǒng)集成支持分布式系統(tǒng)DSA功能OPCDA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ConsoleExtension(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(FaultTolerantEthernet),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,Atree,Btree,,C300,C300,C300,ACE,Server,Switches,Station,AtoA,BtoB,Crossover,C300,Switches,基本功能塊的使用,ControlBuilder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)建復雜的控制策略。所有控制功能塊都來自于“Library”庫。1DATAACQ（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?？梢援a(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,2DEVCTL(設(shè)備控制模塊)該模塊位于DeviceControl(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,3PID模塊PID模塊位于RegulatoryControlBlocks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UtilityBlocks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。5AUXCALC（輔助計算模塊）該模塊位于AuxiliaryBlocks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)學計算，比如復雜的溫壓補償公式等。,基本功能塊的使用,6TOTALIZER(累積計算模塊)該模塊位于AuxiliaryBlocks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（azero-flow）使低于該信號的值嵌位到零。。,基本功能塊的使用,7LOGIC（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(SequentialControlModules)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(SequentialControlModules)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>SystemStatus>Stations>FlexStations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>SystemStatus>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>SystemStatus>ServerRedundancy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、改變檢查點的周期等.,監(jiān)控操作部分,二報警查詢本系統(tǒng)提供了完備的報警系統(tǒng)畫面，這些報警畫面可以實現(xiàn)按照報警源、報警時間、控制域、優(yōu)先級進行查詢.1站狀態(tài)的監(jiān)視打開的方法為,View>SystemStatus>Stations>FlexStations1查詢登錄進入報警界面的一般方法為：點擊工具條上的Alarm按鈕….或者點擊系統(tǒng)狀態(tài)欄的紅色報警區(qū)域（當有最新的報警到來或者報警未被確認掉,該報警狀態(tài)為閃爍).系統(tǒng)將打開如下的報警畫面：每條報警信息由”Date&Time”,”Area”,”Source”,”Condition”,”Priority”,”Description”,”Value”,”Units”內(nèi)容組成.,,,,監(jiān)控操作部分,單擊按鈕可以確認報警信息.三趨勢查詢本系統(tǒng)提供了完備的實時趨勢畫面和歷史趨勢畫面顯示，這些畫面可以按照趨勢的不同表現(xiàn)形式，比如多點趨勢、多量程趨勢等進行查詢.1趨勢登錄點擊主菜單上趨勢按鈕打開趨勢畫面,選擇所需要的趨勢組.,,,,,,,,,,,,監(jiān)控操作部分,2實時趨勢點擊相應(yīng)的趨勢曲線，可以打開如下圖所示的趨勢曲線界面.該畫面默認顯示變量的實時曲線，每個趨勢組最多可以顯示8個不同的變量，這些變量通過不同的顏色加以區(qū)別.可以通過”Penon/off”選框確定需要添加或者刪除曲線.,,,,,,,,,,,,,監(jiān)控操作部分,通過在趨勢曲線頂部的下拉列表框，可以選擇不同的趨勢組、趨勢的表現(xiàn)形式、采樣周期等內(nèi)容.下圖為上位監(jiān)視軟件的SystemConfigration的菜單選項,,,,,,,,,,,,,,ConfigurationMenuDisplay,可組態(tài)下拉菜單,可組態(tài)工具條,操作導航區(qū),報警畫面的調(diào)用,登入不同的權(quán)限,最近未確定的最緊急報警,標簽式顯示,電機運行及狀態(tài)顯示,EVENT事件記錄,控制器狀態(tài)監(jiān)視畫面,I/O卡件狀態(tài)監(jiān)視畫面,空分流程,空分流程畫面,空分流程畫面,空分流程畫面,空分流程畫面,空分流程畫面,空分流程畫面,空分流程畫面,空分流程畫面,多謝U,