浙大中控硬件DCS基礎知識

1、浙大中控DCS基礎知識目錄o 浙大中控DCS簡介o 浙大中控DCS硬件介紹o 浙大中控DCS軟件介紹o 簡單組態(tài)練習o DCS監(jiān)視畫面介紹o PID參數(shù)調(diào)整1. 浙大中控ESC-100 DCS簡介1.1 DCS概述DCSDCS英文名稱是英文名稱是Distributed Control SystemDistributed Control System即集散控即集散控制系統(tǒng)，其含義是利用微處理器或微型計算機技術對生制系統(tǒng)，其含義是利用微處理器或微型計算機技術對生產(chǎn)過程進行集中管理和分散控制。產(chǎn)過程進行集中管理和分散控制。整個系統(tǒng)繼承了常規(guī)規(guī)模擬儀表控制系統(tǒng)和計算機集中整個系統(tǒng)繼承了常規(guī)規(guī)模擬儀表控

2、制系統(tǒng)和計算機集中控制系統(tǒng)的優(yōu)點，克服了單微機控制系統(tǒng)危險性高度集控制系統(tǒng)的優(yōu)點，克服了單微機控制系統(tǒng)危險性高度集中以及常規(guī)儀表控制功能單一，人機聯(lián)系差的缺點，可中以及常規(guī)儀表控制功能單一，人機聯(lián)系差的缺點，可以方便的應用于工業(yè)裝置的生產(chǎn)控制和經(jīng)營管理，在化以方便的應用于工業(yè)裝置的生產(chǎn)控制和經(jīng)營管理，在化工、電力、冶金等流程自動化領域的應用十分普及。工、電力、冶金等流程自動化領域的應用十分普及。1. 浙大中控ESC-100 DCS簡介o ESC-100控制系統(tǒng)是浙江中控技術股份有限公司SUPCON WebField系列控制系統(tǒng)之一，是公司為了適應網(wǎng)絡技術發(fā)展，特別是Internet、Web技術

3、的發(fā)展而推出的機遇網(wǎng)絡技術的控制系統(tǒng)。o 該系統(tǒng)融合了最新的現(xiàn)場總線技術、嵌入式軟件系統(tǒng)、先進控制技術與網(wǎng)絡技術，實現(xiàn)了多種總線兼容和異構系統(tǒng)綜合集成。1. 浙大中控ESC-100 DCS簡介1. 浙大中控ESC-100 DCS簡介o ESC-100控制系統(tǒng)整體結構圖如圖1-1所示，由控制節(jié)點（控制節(jié)點是由控制站、通信接口等的統(tǒng)稱）、操作節(jié)點（操作節(jié)點是工程師站、操作員站、服務器站、數(shù)據(jù)管理站等的統(tǒng)稱）及通信網(wǎng)絡（管理信息網(wǎng)、過程信息網(wǎng)、過程控制網(wǎng)、I/O總線）等構成1. 浙大中控ESC-100 DCS簡介o 系統(tǒng)規(guī)模ESC-100系統(tǒng)過程控制網(wǎng)站點容量最高可達63個冗余的控制站和72個操作節(jié)

4、點，系統(tǒng)I/O點容量可達38000點?？筛鶕?jù)I/O規(guī)模的大小來決定控制站數(shù)量，操作節(jié)點可根據(jù)用戶操作的不同決定配置的數(shù)量與規(guī)格2. 浙大中控DCS硬件介紹2.1硬件基礎o冗余：通俗來講，冗余就是熱備用，可以理解既多余又不多余。當兩件卡件設置成冗余工作時，其中一個卡件處于工作狀態(tài)，而另一個卡佳處于備用狀態(tài)，一旦工作卡件故障，備用卡馬上會切換到工作，承擔起原來工作卡的任務，從而保證系統(tǒng)持續(xù)正常工作。一般來說，卡件冗余必須通過跳線設置并滿足地址冗余的要求。地址冗余是指：互為冗余的卡件必須放置在地址為I,I+1的槽位，I為偶數(shù)。2. 浙大中控DCS硬件介紹2.1硬件基礎o跳線：一些硬件上的功能設置，我

5、們經(jīng)常通過跳線選擇來實現(xiàn)。跳線按功能分，可以分為冗余跳線、配電跳線、斷電保護跳線和地址跳線等。o隔離：隔離主要針對I/O卡件而言，一般分為統(tǒng)一隔離、分組隔離、點點隔離。統(tǒng)一隔離是指卡件內(nèi)所有通道采用一個隔離電源供電，并且與控制站的電源隔離；分組隔離一般指將一塊卡件的所有通道分成兩組，每組采用一個隔離電源供電；點點隔離是指卡件內(nèi)部每一路通道均單獨采用一個隔離電源供電，并且都與控制站電源隔離，這種方式使得卡內(nèi)各通道之間相互影響減小，抗干擾性強。一般來說，在分組隔離卡件的配置上，要考慮組內(nèi)的信號點是否互相有干擾。2. 浙大中控DCS硬件介紹2.1硬件基礎o 配電/配電模塊：（24VDC，安全柵、卡件

6、供電、四線制儀表、三線制24V 地 信號+）對于電流信號而言，經(jīng)常會有配電設置。簡單說，就是卡件通過配電跳線的設置對外輸出24VDC電壓，即為配電；卡件通過配電跳線設置為不配電，即不對外輸出24VDC電壓，那么就不配電。需要配電的現(xiàn)場變送器通常為二線制變送器，而不需要配電的現(xiàn)場變送器通常為四線制變送器。在ESC-100系統(tǒng)中，配電時需要使用配電模塊PM-3511，它將安插在相應的端子板配電模塊插槽，從而配合卡件和端子板完成配電功能。 2. 浙大中控DCS硬件介紹2.1硬件基礎o端子板：在ESC-100系統(tǒng)中，每一塊卡件都需要配套選擇一塊端子板才能正常使用，卡件在采集處理現(xiàn)場信號點時，很多功能是

7、通過選擇不同的端子板來實現(xiàn)的?？投俗影迨欠珠_的，正常使用時，它們必須通過DB25數(shù)據(jù)連接線。端子板命名方式一般以TB開頭，如TB351-IU.2. 浙大中控DCS硬件介紹2.2機柜、機籠及供電系統(tǒng)o 機柜 機柜是用來安放控制站各部件的主體，主要放置機籠、端子板、交換機、電源模塊和配電箱等。機柜有以下幾種類型：I/O端子板機柜、端子板和機籠混裝機柜、機籠機柜、輔助機柜。電源模塊電源模塊交換機機籠及卡件端子板2. 浙大中控DCS硬件介紹2.2機柜、機籠及供電系統(tǒng)機籠分為電源機籠和卡件機籠o 電源機籠主要用來放置電源模塊，一個機柜中只有一個電源機籠，一個電源機籠最多可以配置4個電源模塊，其中2個

8、電源模塊輸出5V電壓，2個電源模塊輸出24V電壓，他們一起給整個系統(tǒng)的卡件和端子板以及母板等進行供電。o 卡件機籠主體是由金屬框架和母板構成，母板上安裝有歐插，方便卡件插拔。同一控制站的各個機籠通過SBUS網(wǎng)絡相連。它主要放置各類卡件，1個卡件機籠中有20個槽位，可放置2塊主控制卡、2塊數(shù)據(jù)轉發(fā)卡、16塊I/O卡件。2. 浙大中控DCS硬件介紹2.2機柜、機籠及供電系統(tǒng)2. 浙大中控DCS硬件介紹2.3系統(tǒng)電源的類型和供電方式ESC-100的系統(tǒng)供電分為直流供電（DC）和交流供電（AC）直流供電主要是指系統(tǒng)的5V和24V電源模塊供電。電源模塊根據(jù)型號不同，可以分成：o 5V電源模塊：輸出5V電

9、壓o 24V電源模塊：輸出24V電壓o 5V/24V電源模塊：輸出5V和24V電壓，主要用在遠程機柜中。電源模塊的作用是將220轉化成5或24。電源模塊的面板上都有故障指示燈，當供電模塊出現(xiàn)故障時，相應的電壓指示燈會熄滅，故障指示燈會亮紅燈。2. 浙大中控DCS硬件介紹2.2機柜、機籠及供電系統(tǒng)為保證系統(tǒng)安全的可靠運行，我們要求AC配電必須冗余，即需要有2路電源對系統(tǒng)進行供電。推薦供電方式為：2路220VAC交流電冗余配電，一路通過UPS供電，一路通過市電給系統(tǒng)直接供電。如圖2. 浙大中控DCS硬件介紹2.3系統(tǒng)卡件介紹2.3.1主控制卡FW243X主控制卡FW243X介紹主控制卡FW243X

10、是控制站軟硬件的核心，協(xié)調(diào)控制站內(nèi)軟硬件關系，執(zhí)行站內(nèi)各項控制任務。在系統(tǒng)中完成數(shù)據(jù)采集、信息處理、控制輸出等功能。 主控制卡通過數(shù)據(jù)轉發(fā)卡實現(xiàn)與I/O卡件的信息交換。利用信號輸入卡周期性的此埃及現(xiàn)場實時過程信息，在主控制卡內(nèi)執(zhí)行綜合運算處理后，通過信號輸出卡輸出控制信號，實現(xiàn)對現(xiàn)場控制對象的實時控制。主控制卡所執(zhí)行的運算處理程序使用符合IEC61131-3標準的圖形化組態(tài)軟件進行編程。 主控制卡周期性地向過程控制網(wǎng)發(fā)送實時過程信息，使得該網(wǎng)絡上的所有操作節(jié)點均可實時監(jiān)控控制站的各種狀態(tài)。同時，過程控制網(wǎng)上的操作節(jié)點也可以主動查詢主控卡的各種信息。2. 浙大中控DCS硬件介紹2.3系統(tǒng)卡件介紹

11、2.3.1主控制卡FW243X 主控制卡由底板和背板兩塊PCB板組成，面板簡圖如圖所示：看門狗跳線，默認短上掉電保護模塊，默認短接，保護系統(tǒng)掉電情況下主控卡中的組態(tài)和過程數(shù)據(jù)不會丟失SW1:撥碼開關，用于設置主控卡在SCnet網(wǎng)中的主機地址2. 浙大中控DCS硬件介紹2.3系統(tǒng)卡件介紹2.3.1主控卡FW243X主控卡FW243X卡件地址設置規(guī)范主控制卡FW243X的地址范圍為2127（AdvanTrol-Pro2.5軟件支持263）當卡件冗余時：地址設為I,I+1,I為偶數(shù)當單卡工作時：地址設為I，I為偶數(shù)；2I 127SW1撥碼開關一共有8為，采用二進制，分別用S1S8表示，S1為高位，S

12、8為低位，開關撥成ON時，代表二進制碼為1，撥成OFF時，表示該位為0.目前SW1保留，默認為OFF。2. 浙大中控DCS硬件介紹2.3系統(tǒng)卡件介紹2.3.1主控卡FW243XLED指示燈說明2. 浙大中控DCS硬件介紹2.3系統(tǒng)卡件介紹2.3.1主控卡FW243XLED指示燈說明FALL燈是故障指示燈，當主控卡故障時，F(xiàn)ALL燈會報警亮紅燈，系統(tǒng)正常時，F(xiàn)ALL燈熄滅。RUN與STDBY分別是卡件運行指示和準備就緒指示，當備卡在拷貝工作卡的信息時，兩塊主控卡的RUN與STDBY都會不停地交替閃爍。WORK燈是工作/備用指示燈，工作的主控制卡的WORK燈亮綠燈，備用的主控制卡的WORK指示燈是

13、熄滅的，通過WORK的指示燈的指示，我們可以直接判斷出當前的兩塊主控制卡哪一塊是工作卡，那一塊是備用卡。2. 浙大中控DCS硬件介紹2.3系統(tǒng)卡件介紹2.3.2數(shù)據(jù)轉發(fā)卡FW233數(shù)據(jù)轉發(fā)卡是系統(tǒng)卡件機籠的核心單元，是主控制卡連接I/O卡件的中間環(huán)節(jié)，它一方面和主控卡進行通信，另一方面管理本機籠的I/O卡件。通過數(shù)據(jù)轉發(fā)卡可擴展1到8個卡件機籠，即可擴展最多128塊不同的I/O卡件。一個機籠必須配置一塊（或冗余的一對）數(shù)據(jù)轉發(fā)卡o 數(shù)據(jù)轉發(fā)卡面板介紹數(shù)據(jù)轉發(fā)卡FW233面板上有5個指示燈和1個面板按鈕。面板按鈕又叫切換開關，用于工作卡件和備用卡件之間的人工切換和插拔卡件時通道保護按鈕。面板示意

14、圖如下：2. 浙大中控DCS硬件介紹2.3系統(tǒng)卡件介紹2.3.2數(shù)據(jù)轉發(fā)卡FW233狀態(tài)指示燈數(shù)據(jù)轉發(fā)卡的地址設置跳線2. 浙大中控DCS硬件介紹2.3系統(tǒng)卡件介紹2.3.2數(shù)據(jù)轉發(fā)卡FW233數(shù)據(jù)轉發(fā)卡面板指示燈說明2. 浙大中控DCS硬件介紹2.3系統(tǒng)卡件介紹2.3.2數(shù)據(jù)轉發(fā)卡FW233數(shù)據(jù)轉發(fā)卡面板指示燈說明FALL燈：指示卡件的故障情況，正常情況下為暗。RUN燈：指示卡件的工作情況，正常情況下應閃爍。WORK燈：指示卡件運行在工作還是備用狀態(tài)。工作狀態(tài)WORK等亮，備用卡的WORK燈常暗。COM燈：指示卡件和主控卡的通信狀態(tài)。POWER燈：指示卡件的電源情況。當卡件正常上電且電源控制

15、電路正常工作的情況下，該指示燈常亮。2. 浙大中控DCS硬件介紹2.3系統(tǒng)卡件介紹2.3.2數(shù)據(jù)轉發(fā)卡FW233數(shù)據(jù)轉發(fā)卡面地址設置規(guī)范l數(shù)據(jù)轉發(fā)卡即可單卡工作也可冗余工作。數(shù)據(jù)轉發(fā)卡的地址范圍為015，設置地址必須從0開始。l單卡工作時：地址為I，I為偶數(shù)l冗余工作時：兩塊卡的地址分別設置為I，I+1，為偶數(shù)。lJ02為FW233的地址跳線設置，地址設置使用了標注為1，2，4，8的四組跳線，其他幾位為系統(tǒng)保留資源，正常情況下應置為OFF。lFW233地址在同一SBUS中（即同一控制站內(nèi)）同一編址，不可重復2. 浙大中控DCS硬件介紹2.3系統(tǒng)卡件介紹2.3.3標準8路電流信號輸入卡FW351

16、H及端子板介紹o基本說明FW351H卡是8路點點隔離的HATT電流信號輸入卡，能夠對符合HART協(xié)議的智能儀表進行數(shù)據(jù)采集，并允許Rosemount的275型手操器作為第二主設備介入HART網(wǎng)絡。FW351H卡在使用時需要占用一個I/O槽位，符合HART協(xié)議的信號進入卡件后被分為兩路：一路是HART信號，一路是電流信號。HART信號經(jīng)卡件處理后，通過RS-485/以太網(wǎng)轉換器進入計算機。通過設置跳線，可選擇RS-485通信線的不同連接方法，共兩種：一種是從機籠母板上的RS-485接線端子引出；另一種是從FW351H配套端子板上的RS-485接線端子引出。2. 浙大中控DCS硬件介紹2.3系統(tǒng)卡

17、件介紹2.3.3標準8路電流信號輸入卡FW351H及端子板介紹 FW351H卡件可單卡工作，也可冗余配置，卡件可插在16個I/O槽位的任一槽位內(nèi)，冗余工作模式下，冗余的兩塊卡件必須插在相鄰的兩個I/O槽位中，且卡件在機籠中的地址應分別為ADD （為偶數(shù)）與ADD+1。 FW351H的HART上位機軟件是SAMS智能設備管理軟件。通過該軟件，用戶可以方便快捷地組態(tài)、校準及檢查現(xiàn)場的智能設備 與FW351H配套使用的端子板是TB351-IU及TB351-IRU。TB351-IU用于連接兩塊非冗余的FW351H卡；TB351-IRU用于連接兩塊冗余的FW351H卡。2. 浙大中控DCS硬件介紹2.3

18、系統(tǒng)卡件介紹2.3.3標準8路電流信號輸入卡FW351H及端子板介紹單卡、冗余跳線采樣周期設置單卡撥碼設置2. 浙大中控DCS硬件介紹2.3系統(tǒng)卡件介紹2.3.3標準8路電流信號輸入卡FW351H及端子板介紹o 跳線設置說明2. 浙大中控DCS硬件介紹2.3系統(tǒng)卡件介紹2.3.3標準8路電流信號輸入卡FW351H及端子板介紹o 撥碼開關設置說明2. 浙大中控DCS硬件介紹2.3系統(tǒng)卡件介紹2.3.3標準8路電流信號輸入卡FW351H及端子板介紹o LED指示燈說明2.3系統(tǒng)卡件介紹2.3.4模擬量信號輸出卡FW372(B)及端子板介紹 模擬量信號輸出卡FW372(B)是8路點點隔離型電流（II

19、型或III型）信號輸出卡。作為帶CPU的高精度智能化卡件，它具有實時檢測輸出狀況功能，并允許主控制卡監(jiān)控正常的輸出電流。 卡件可獨立運行，自行故障診斷，檢測到故障后，在冗余方式工作下，可進行無擾動在線切換。當SCnet II網(wǎng)絡通信中斷時，卡件接受主控制卡的數(shù)據(jù)命令，維持正常工作；當卡件與主控制卡通信中斷時，可保持原輸出狀態(tài)。2. 浙大中控DCS硬件介紹2.3系統(tǒng)卡件介紹2.3.4模擬量信號輸出卡FW372(B)及端子板介紹o卡件簡圖2. 浙大中控DCS硬件介紹2.3系統(tǒng)卡件介紹2.3.4模擬量信號輸出卡FW372(B)及端子板介紹o卡件簡圖2. 浙大中控DCS硬件介紹2.3系統(tǒng)卡件介紹2.3

20、.4模擬量信號輸出卡FW372(B)及端子板介紹o跳線設置2. 浙大中控DCS硬件介紹2.3系統(tǒng)卡件介紹2.3.4模擬量信號輸出卡FW372(B)及端子板介紹oLED指示燈2. 浙大中控DCS硬件介紹正常情況下：FALL:滅；RUN：閃；WORK:-；COM：閃；POWER：常亮2.3系統(tǒng)卡件介紹2.3.4模擬量信號輸出卡FW372(B)及端子板介紹o端子板FW372(B)模擬量信號輸出卡在使用時必須與對應的端子板配合使用，端子板提供接線通道以及信號前級抗擾動處理。FW372(B)匹配的端子板有TB372-U和TB372-RU。TB372-U 16路電流輸出端子板，點點隔離，II型、III型兩

21、種量程的電流信號，可配置2塊不冗余的FW372(B)使用TB372-RU 8路電流輸出端子板，點點隔離， II型、III型兩種量程的電流信號，可配置2塊冗余的FW372(B)使用2. 浙大中控DCS硬件介紹2.3系統(tǒng)卡件介紹2.3.5數(shù)字信號輸入卡FW366(B)及端子板介紹FW FW366(B)是16路數(shù)字信號輸入卡，它能夠快速的響應干觸點信號和電平信號，實現(xiàn)數(shù)字量信號的準確采集。此卡為智能型卡件，具有軟硬件在線檢測功能，能對CPU、配電電源進行監(jiān)測，以保證卡件的可靠運行。FW366(B)支持冗余工作模式和單卡工作模式。 FW366(B)通過信號輸入接口電路和對外擴展端子板實現(xiàn)多種數(shù)字信號的

22、采集。連接不同的類型信號時接線原理有所不同。2. 浙大中控DCS硬件介紹2.3系統(tǒng)卡件介紹2.3.5數(shù)字信號輸入卡FW366(B)及端子板介紹FW366(B)結構簡圖2. 浙大中控DCS硬件介紹單卡、冗余設置JP102 JP103輸入電平設置JP104 JP105輸入端子板信號選擇2.3系統(tǒng)卡件介紹2.3.5數(shù)字信號輸入卡FW366(B)及端子板介紹跳線設置2. 浙大中控DCS硬件介紹2.3系統(tǒng)卡件介紹2.3.5數(shù)字信號輸入卡FW366(B)及端子板介紹連接的數(shù)字信號類型2. 浙大中控DCS硬件介紹2. 浙大中控DCS硬件介紹2.3系統(tǒng)卡件介紹2.3.5數(shù)字信號輸入卡FW366(B)及端子板介紹端子板選擇2. 浙大中控DCS硬件介紹2.3系統(tǒng)卡件介紹2.3.6數(shù)字信號輸出卡FW367(B)及端子板介紹FW367(B)卡提供16個MOS管觸點作為16路輸出，可通過中間繼電器驅動電動控制裝置，也可以直接驅動電流較小的電磁閥?？o源通道每點負載電流5A，有源通道每點負載電流1A。卡件的24V供電由外部經(jīng)端子板配電，并具有外配電檢測和通道自檢功能。外配電范圍為（221.0）V （281.0）V，當卡件檢測