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DCS/PLC工业控制系统

      集散控制(DCS,即Distributed control system,直译为分散控制系统)技术的含义是分散控制集中管理,DCS是计算机技术、数字通讯技术和现代控制技术结合的产物,是信息时代的控制技术。
  通常DCS系统的体系结构分为三层:现场控制级、集中操作监视级、综合信息管理级。DCS是面向整体,面向系统的控制技术,目标是整个系统的最优化控制,包括现场实时控制的最优化和综合信息管理的最优化。

系统的监控站(操作员站、工程师站)均采用以Windows NT4.0/XP为平台的工业PC,通过安装和运行不同其功能的软件来实现对现场过程参数的显示、处理和完善控制。
    DCS系统的组态软件是以美国著名的工控软件公司GE 的FIX为基础开发的新型的控制系统软件,使得操作更为方便,性能更为优越。
 特色-大规模系统监控站
系统扩充性
* 每台监控站监控容量≤99800点I/O。
* 控制网 – 最多500个节点 (总节点数 控制站、 操作员站及工程师站)
* 可采用10M/100M以及1Gbps的高速宽带网
系统数据库
* 对图形无限制 (仅受限于硬盘容量)
* 历史记录 - 10240 点/工作站
* 分散的程序结构- 对数据库大小无限制
运行速度
*画面调用速度小于0.5秒,数据刷新速度高达0.05秒
操作站的功能      工程师站的功能
●报警管理和检索      ●用所见即所得方式在线生成和显示流程图、报表、棒图、成组图、相关图。
●生产过程参数监控。   ●控制策略的生成、参数整定和监控。
●实时趋势和历史趋势显示。●组态文件的上装和下载。
●报表打印。        ●组态文件的拷贝和后备。
●操作员站的所有功能。
系统结构
●客户机/服务器特色:每台操作员/工程师站都为服务器型结构。 
-每台服务器节点:64
-每个采集组最大数据点:80
-磁盘文件存储量:依赖于采集数组/数据点和频率;如2个采集组,每组50个数据点,每分钟存一次,4小时的文件约为200K
-文件总存储量:仅受限于磁盘容量
●操作员站(包括报警)可实现完全汉化。
●支持多屏显示
●多媒体支持:支持操作画面中直接开出实时摄像窗口,直接进行遥控镜头及云台操作,同时支持实时多媒体报警。
●画面调度:可通过鼠标一次击键调出任意幅画面。     
●用所见即所得方式在线生成和显示流程图、报表、棒图、成组图、相关图。
●不但可以在线组态,更为重要的在运行中可对分散处理单元的控制策略进行在线下载。
●符合IEC-61131-3标准的图形化组态方式,直观易学。
●可提供广泛的DDE(动态数据交换)、OLE(对象连接和嵌入)和OPC(用于过程控制的)支持以集成I/O和充分利用Windows资源,如Excel和word等等;其关系数据库接口(SQL)采用ODBC(开放数据库互连)以支持对关系式数据库(如Oracle、Sybase、Ingres、Access、Paradox和dBase)的双向实时访问。
●支持EXCEL电子表格,报表制作、维护非常方便。
●可以运行Windows NT兼容的第三方软件,VB、C++等。
●完善的用户访问权限管理:几乎可以对所有的过程数据库甚至过程块指定保密级别,安全保密级别无限制。
●每台操作员和工程师站都可存储历史数据记录曲线,所有测点和中间变量均可进行历史数据记录,历史数据记录曲线点数多达10240点,保存时间可以用户自定义。


系统介绍
    策略引擎是功能强大的可编程控制单元,用于运行复杂的连续和顺序控制算法.基于成功的控制单元增强形式.适用于大规模控制系统的DCS应用及FCS应用.
    策略引擎冗余的处理器模件选项为工业控制提供更高的可靠性,同时,实时数据库自动同步的冗余处理器模件的带电更换方式切实保证工业过程控制的不间断运行.
    策略引擎同时支持通讯速率高达12Mbps的Profibus DPV1高速现场总线和Modbus RTU通讯,以实现真正的开放式I/O控制网络.直接在控制系统控制级提供对于外来产品的集成应用。
    与具先进对等式通讯的ALIN控制网络/ELIN控制网和开放式的I/O控制网络构成完整的DCS- 控制系统.
● 控制环境:
常规DCS应用的支持:策略引擎同时支持复杂的连续控制和顺序控制,它具有开放式的体系结构,可集成2500智能远传工业I/O单元和源于其它制造商的过程接口(如PLC、IO单元、智能化现场仪表/执行机构等).处理器模件与I/O模件的分离,支持I/O模件就近安装于工厂的现场工艺设备附近,大幅度节省控制电缆费用、提高信号传送精度.
现场总线控制系统(FCS)应用的支持:支持标准现场总线Profibus DPv1,作为智能化现场仪表及执行机构控制能力的有效增强手段,构建功能强大、有效的现场总线控制系统。
● 连续控制
连续控制策略经由图形化功能块连接组态而成,大型的功能块库中包括模拟/逻辑组件.功能块库包括控制,定时,逻辑和算术运算等目录,提供75种常用复合功能块.同时以最为易用的方式,支持用户对欧陆(Eurotherm)数十年控制经验的直接应用――以符合ISA-S88国际标准的控制模件功能块方式,对应工厂中实际物理设备,如调节阀和泵等.在单个功能块中就已包括控制其相应设备的全部功能;复杂控制系统的单“块”调用及相应工程师画面的自动生成.
除固定功能块外,通过ACTION功能块,支持用户使用结构化文本语言(ST)编写自己的特殊高级算法,避免高级控制算法运行于易出现故障的监控站之中,对实时控制策略提供高度可靠的运行平台。
强大的组态工具更支持工程师在线组态、修改控制策略,同时,支持在线修改策略的上传、保存功能,便于实现对于控制站内控制算法的准确、完整备份、归档。
高速CPU及专用嵌入式操作系统支持优良的实时性能――运行复杂的适应自调谐PID仅需1ms..
● 顺序控制
顺控策略由功能强大而直观的SFC组态器组态生成,顺序控制符合国际IEC-1131标准,顺序控制与连续控制相配合,并可根据控制需要实时在线地装载或卸载、终止顺控策略 .策略引擎的顺控功能支持由ISA-S88过程模件定义的批量过程的进程状态.
● 冗余功能
策略引擎支持以下多种冗余形式.
※ 控制器处理器模件冗余.
※ 电源单元PSU模件冗余.
※ 冗余ALIN/ELIN控制网络接口.
※ Profibus DPV1现场总线网.
    策略引擎处于冗余工作方式时,有二个处理器模件,其中一个组态为主处理器方式,另一个组态为副处理器方式.在主,副处理器模件间存有高速数据连接,副处理器自动保持与主处理器的数据库实时同步。这一设计支持用户在电源启动时决定哪个处理器起控制作用,继而在主处理器发生故障时,副处理器模件能以us级的速度,自动、无扰切换到主处理器工作方式,确保控制应用的高度可靠性。
连接单元分别向主/备处理器提供相互无任何关联的冗余电源接口及通讯接口,确保电源及通讯系统的可靠冗余设置:
- 每个处理器模件有双重的单独电源入口,支持高可靠性的电源接入系统。保证主处理器模件发生故障时允许副处理器模件切换至主处理器工作方式.
- 策略引擎处于冗余工作方式时,提供连接Alin控制网/ELIN控制网和现场总线Profibus DPV1的冗余网络接口.策略引擎的每个处理器模件均有独立对应的连接Alin控制网/ELIN控制网或Profibus DPV1现场总线的网络接口.处理器模件单元负责监视ALIN控制网/ELIN控制网和Profibus DPV1的网络运行状态,当策略引擎的主处理器模件或对应的通讯、电源系统发生故障时,备用副处理器模件能自动切换为主处理器工作状态.
在冗余工作方式下,策略引擎自动进行主.副处理器模件实时控制策略的实时同步,确保主/副处理器模件切换的实时性,并避免扰动,运行中的主/副处理器模件也可在线进行手动切换,支持系统维护过程中控制策略运行的连续性。
处于备用状态或故障状态的处理器组件支持完全的在线热更换――在线更换对运行中的主处理器无任何影响,同时新插入的备用处理器模件自动投入运行,并自动进行与主处理器模件实时控制策略(含实时数据库)的实时同步,无需任何人为干预。
● 灵活的通讯功能
策略引擎具有灵活的通讯方式,能够通过简单RJ45接头/D型9-针接头与Alin控制网/ELIN控制网,现场总线Profibus DPV1和Modbus RTU(主从工作方式)通讯.通讯网络易于升级以符合将来的网络.网络通讯接口由连接模件提供,这样处理器模件置换时无需移动电缆.
● Alin或ELIN控制网控制网络通讯
策略引擎在控制层和操作层上,通过ALIN控制网/ELIN控制网与其它Alin控制网/ELIN控制网上节点进行通讯.ALIN控制网/ELIN控制网允许网络节点间通过菊花形式进行.所有的ALIN/ELIN控制网节点呈现为一个整体化的分散数据库的一部分,任一节点中的数据库可由网络中的任一节点进行双向实时访问,以支持控制策略互连的完整性、灵活性.适用于大规模DCS应用的ALIN实时无主令牌网更以例外报告方式提供高效的实时控制数据的高速交换。
● Profibus DPV1通讯
策略引擎支持现场总线Profibus DPV1.-工业标准的开放式网络,实现与过程接口2500的通讯,支持周期循环访问和非周期循环访问数据.并可与支持现场总线Profibus DPV1的第三方设备(如PLC、IO单元、智能化现场仪表/执行机构等)进行通讯,以构成开放式网络体系.
● Modbus通讯.
策略引擎支持Modbus RTU(包括主/从工作方式)通讯,能够与第三方I/O设备通讯.如可编程控制器PLC等.
● 模件化硬件
策略引擎的模件化硬件包括基座、连接模件和两块处理器模件
● 连接模件
策略引擎的所有外部连接都通过连接模件连接端口,使处理器模件的拆卸不会对外部电缆接口产生干扰.所有通讯接口和端子采用RJ45接头形式.连接模件前面板的RJ45接口可以连接至Alin控制网、ELIN控制网、现场总线Profibus DPV1和Modbus RTU通讯网.具体的定义可在订货时指定。连接模件左端一对接口RJ45分配给相应左端的处理器模件,同样连接模件右端一对接口RJ45分配相应右端的处理器模件.每对RJ45接口并行连接,容易地构成菊花链网络结构.每个处理器模件带有两个24V供电连接端子.并且每组连接都带有外部备用电池,看门狗和两个软件可组态的报警继电器.
● 处理器模件
最多可以有两个处理器模件安装同一底板上,处理器能够工作于单重工作方式或冗余工作方式.在冗余工作方式下,其中一个处理器模件作为主处理器方式,并能够在故障时被副处理器模件替代.所有至处理器模件的外部连接都经由连接模件实现。
处理器模件由两个外部24V电源供电,以防止电源故障.处理器模件前板的LED提供多种状态显示,便于快速验证/诊断.
处理器模件启动方式可以通过前板上的开关选择.
在处理器模件内部有一内存模件插件,控制策略和系统软件保存于其上的flash memory 内,简单的更换此模件即可实现将控制策略和操作软件快速传递至备用的设备.
● 独特的冗余/非冗余运行方式的组态
安装于同一基座的两台处理器模件既可冗余运行,也可在不增设任何软/硬件的前提下分别独立运行,以提供双倍的应用能力。
● 掉电保护
控制策略(应用软件)存储于无需电源维持的flash memory内,无掉电之虞。
内置的自动充电电池在掉电状态下,维持实时时钟及存储于SRAM内的实时运行数据,确保超过72小时的掉电保护;位于连接模件面板上的外接掉电保护充电电池接入端子提供更长的掉电状态下的数据及实时时钟保持。
内置的独特“超级”电容提供12小时的掉电保护时间,确保在掉电状态下更换掉电保护电池时也不至丢失数据,
掉电保护有效期内的系统重新上电运行时,自动从掉电保护前的状态接续运行,无需人工干预,控制输出状态无跳变。
● 自诊断 整个策略引擎模件具备全面完整、彻底的自诊断能力,诊断信息实时传送至监控站,确保例外状态在第一时间给出操作报警信息。模件前面板给出包括各通讯接口、冗余状态、同步状态、处理器、电源系统、电池等关键部件的诊断显示。
系统同时提供终极的守门犬报警输出继电器接口。
规格说明
策略引擎由以下三部分构成:
 基座;T320 连接模件;T940 处理器模件
物理规格、尺寸
基座:402mm wide x 180mm high x 24mm
连接模件:120mm wide x 180mm high x 126mm
处理器模件120mm wide x 180 mm high x 186mm deep
基座固定孔距:382(水平) x 125(垂直)
重量
基座:(无模件时)2kg.
连接模件1.1kg.
处理器模件2.4kg
环境要求
存储环境温度:-25 to +85℃
运行环境温度:0 to +50℃
湿度(存储、运行)5 to 95%RH (无凝露)
RFI EMC 辐射:BS EN50081-2 Generic standard (industrial)
EMC 抑制BS EN50082-2 Generic standard (industrial)
安全规范:BS EN61010-1/A2:1993
机械振动:IEC1131-2 section 2.1.3 (0.075mm 振幅、10 to 57 Hz;1g 57 to 150 Hz)
电源要求
主电源:24V dc nom.(18 to 36Vdc)50W/每台处理器模件
支持2路电源输入,提供电源冗余接入
外接掉电保护电池(option):2.4 to 5Volt 电池。每台处理器模件典型耗电=3.4mA/3.4V.
内置掉电保护电池:镍氢充电电池,提供 72 小时掉电保护 (min.).
熔丝: 24V供电为3A、外接电池为:0.5A
最新产品单元控制器

一个T2550单元控制器由单个T2550机架单元、二个处理器模件(即CPU)、16个插槽、16个I/O卡组成,提供四路电源接口,单个控制器的最大I/O点数为128点,单个控制站的最大I/O点数为768点,DIN导轨/板面水平或垂直安装。
● T2550单元控制器特点:
智能模块化I/O-T2550机架装配新型处理器模件
-任选的冗余配置(冗余热备、单重化、双CPU独立应用)
-支持高速网络-ELIN(100Mbps),对等通讯
-支持一体化分散数据库
-数据采集数据库自动创建
-同时支持连续控制及逻辑/顺序控制
-模件的在线更换(热插拔)
-增强型开关量I/O模件-新型DI8/DO8
-10ms的高速扫描
-符合IEC 61131的组态/编程 -梯形图、图形化功能块、顺序功能图、结构化文本文字
● 组态方式:
- 采用LINtools/WinPS组态
- 采用单一的组态环境,支持用户任务分配
- 针对I/O模件、应用策略的多语言支持
- 全集成的操作员站
- 符合IEC61131,同时保持运行特有功能
-一致性、可导出的位号应用
- 在线组态/分离的I/O组态
- 在LINtools中,在插入硬件模件时,自动产生I/O组态
● T2550机架单元:
- 16个I/O插槽的机架,支持处理器模件冗余配置
- 新型底板,兼容当前的2500模件
- 主/备处理器模件分别跟踪
-支持冗余通讯、在线更换,即插即用
● T2550处理器模件:
即IOC-基于成熟的TMC设计
-支持冗余配置及单重化的应用
-内置实时时钟
-每个处理器均带10/100MbpsELIN控制网接口
-可拆换的Flash memory卡
-新增LED状态指示和运行模式切换开关
-主/备处理器模件间的内部通讯总线采用自有协议,防止非法访问
-数据库保护-保护用户知识产权
● T2550端子模件:
双模件宽度
-支持冗余热备及单重化应用
-在单重化时提供处理器模件空盒覆盖空槽
-内置实时时钟及RAM掉电保护电池
-提供ELIN地址设置开关
-独立的ELIN接口,备用处理器处等待状态
-处理器模件有独立的电源接口,允许电源极性误接
● T2550常用模件类型:
T2550常用模件类型
- AI2二通道模拟量输入卡,可冗余或单重配置
- AI3三通道模拟量输入卡,可冗余或单重配置
- AI4四通道模拟量输入卡,可冗余或单重配置
- AO2二通道模拟量输出卡,可冗余配置或单重配置
- DI8八通道开关量输入卡,可冗余配置或单重配置
- RLY4四通道开关量输出卡,可冗余配置或单重配置
注:以上卡件的详细说明请参见2500单元部分
- 新型AO2/RLY4/DI8/DO8均支持冗余或单重配置
● T2500 IO 模件
※ 高速扫描模件 DI8 及 DO8
-优于 10mS 的快速扫描周期
-在 IOC(处理器模件)冗余切换时无扰动
-DI8 兼容 新版本的2500智能远传I/O单元,
※新型 AO2 模件
-在 IOC(处理器模件)冗余切换时无扰动
-兼容 新版本的2500智能远传I/O单元.
※继电器模件
-在 IOC(处理器模件)冗余切换时无扰动.兼容新版本的2500智能远传I/O单元.

应用领域 

 分散控制系统(DCS)  应用于大型燃煤、循环流化床、垃圾焚烧发电、热电联产、联合循环、烟气脱硫、空冷等

 辅助车间自动控制系统工程   输煤、化学水处理、除灰、除渣、  仪表与控制岛工程 等)

污水处理 厂级实时监控信息系统(SIS)工程                   水电厂自动化工程

  我公司承接DCS工程咨询、设计、施工、培训和后期服务。详情请咨询公司技术工程部。

                              

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