系統(tǒng)概念及結(jié)構(gòu)

1、DCS系統(tǒng)概念及結(jié)構(gòu) 1.概念:DCS即集散型控制系統(tǒng)，又稱分布式控制系統(tǒng)（Distributed Control System）。它的主要基礎(chǔ)是4C技術(shù)，即計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)和顯示技術(shù)。2.結(jié)構(gòu)：HOLLiASMACS系統(tǒng)是由:以太網(wǎng)和使用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的控制網(wǎng)絡(luò)連接的各工程師站、操作員站、現(xiàn)場(chǎng)控制站、通訊控制站、數(shù)據(jù)服務(wù)器組成的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，完成大型、中型分布式控制系統(tǒng)（DCS）、大型數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）功能。HOLLiASMACS系統(tǒng)硬件由:工程師站、操作站、現(xiàn)場(chǎng)控制站（包括主控單元設(shè)備和I/O單元設(shè)備）、通訊控制站、打印服務(wù)站、系統(tǒng)服務(wù)器、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、控制

2、網(wǎng)絡(luò)等組成。HOLLiASMACS系統(tǒng)軟件包括：工程師站組態(tài)軟件；操作員站在線軟件； 現(xiàn)場(chǎng)控制器運(yùn)行軟件；服務(wù)器軟件等。3.HOLLiASMACS系統(tǒng)中的“站”（1）工程師站：工程師站運(yùn)行相應(yīng)的組態(tài)管理程序，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行集中控制和管理。工程師站主要有以下功能：組態(tài)（包括系統(tǒng)硬件設(shè)備、數(shù)據(jù)庫(kù)、控制算法、圖形、報(bào)表）和相關(guān)系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置。（2）操作員站（站號(hào)為50-79）操作員站運(yùn)行相應(yīng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控程序，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視和控制。操作員站主要完成以下功能：各種監(jiān)視信息的顯示、查詢和打印，主要有工藝流程圖顯示、趨勢(shì)顯示、參數(shù)列表顯示、報(bào)警監(jiān)視、日志查詢、系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)視等。（3）服務(wù)器（站號(hào)為0開始）：

3、服務(wù)站運(yùn)行相應(yīng)的管理程序，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。（4）現(xiàn)場(chǎng)控制站（站號(hào)為10-49）現(xiàn)場(chǎng)控制站由主控單元、智能IO單元、電源單元、現(xiàn)場(chǎng)總線和專用機(jī)柜等部分組成，采用分布式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，擴(kuò)展性強(qiáng)。4. HOLLiASMACS系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)-“網(wǎng)絡(luò)”（1）監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)：監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)為冗余高速以太網(wǎng)鏈路，使用五類屏蔽雙絞線及光纖將各個(gè)通訊節(jié)點(diǎn)連接到中心交換機(jī)上。該網(wǎng)絡(luò)中主要的通訊節(jié)點(diǎn)有工程師站、操作員站、服務(wù)站，采用TCP/IP通訊協(xié)議。對(duì)于工程師站.操作員站和服務(wù)器的計(jì)算機(jī)，我們進(jìn)行統(tǒng)一的編號(hào)（也就是IP地址），通常用以下順序：操作員站50操作員站 51操作員站52操作員站n（工程師站）

4、服務(wù)站A機(jī)服務(wù)站B機(jī)130網(wǎng)段130.0.0. n131網(wǎng)段1131.0.0. n(2)、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)：系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)為冗余高速以太網(wǎng)鏈路，使用五類屏蔽雙絞線及光纖將各個(gè)通訊節(jié)點(diǎn)連接到中心交換機(jī)上。該網(wǎng)絡(luò)中主要的通訊節(jié)點(diǎn)有服務(wù)站、現(xiàn)場(chǎng)控制站，采用TCP/IP通訊協(xié)議。(3)、控制網(wǎng)絡(luò)：由于工程師站下裝現(xiàn)場(chǎng)控制站是通過TCP/IP協(xié)議進(jìn)行，因此現(xiàn)場(chǎng)控制站需要IP地址，具體設(shè)置方法如下：#10站主控單元#11站主控單元#12站主控單元#N站主控單元A機(jī)128網(wǎng)A機(jī)129網(wǎng)B機(jī)128網(wǎng)128.0.0.（128+N）B機(jī)129網(wǎng)129.0.0.（128+N）HOLLiASMACS系統(tǒng)的硬件介紹FM801 主控單

5、元主控單元是現(xiàn)場(chǎng)控制站的中央處理單元，主要承擔(dān)本站的部分信號(hào)處理、控制運(yùn)算、與上位機(jī)及與上位機(jī)及其它單元的通訊等任務(wù)。它是一個(gè)與PC兼容的高性能的工業(yè)級(jí)中央處理單元，采用模塊化結(jié)構(gòu)，主控單元可以熱備份方式冗余使用，在出現(xiàn)故障時(shí)能夠自動(dòng)無擾切換，并保證不會(huì)丟失數(shù)據(jù)。 撥碼開關(guān)的設(shè)置：從下到上依次是第16位，用于設(shè)置主控單元站號(hào)，ON為0，OFF為1，對(duì)于雙機(jī)系統(tǒng)，兩個(gè)撥碼開關(guān)要設(shè)成一致。換算方法如下： 站號(hào)=20*K1+21*K2+22*K3+23*K4+24*K5+25*K6其中，Ki=0表示第I位的開關(guān)撥到ON位置，Ki=1表示第i位的開關(guān)撥到OFF位置。FM910、FM920電源模塊電源單

6、元為單元式模塊化結(jié)構(gòu)，用來對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制站的主控單元、I/O模塊及現(xiàn)場(chǎng)儀表供電，可構(gòu)成無擾切換的冗余配電方式。輸出電壓為DC24V或DC48VFM300、FM301機(jī)籠單元機(jī)籠單元是主控單元FM801和電源模塊FM910、FM920的安裝機(jī)籠，實(shí)現(xiàn)主控單元、電源模塊的冗余配置和電源模塊間的均流。主從冗余的兩個(gè)FM801和冗余聯(lián)用的電源模塊FM910、FM920插在機(jī)籠單元的相應(yīng)槽位中，形成一個(gè)完整的冗余控制結(jié)構(gòu)。FM131A 端子模塊FM131A 端子模塊是與常規(guī)IO模塊搭配使用的端子模塊，實(shí)現(xiàn)功能模塊與現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的連接。撥碼開關(guān)可以靈活簡(jiǎn)便地設(shè)置站地址，支持多個(gè)模塊級(jí)聯(lián)和DP 終端匹配器的掛接。模

7、塊設(shè)有防混銷，可以有效防止不同的功能模塊與FM131A 底座模塊的混裝組合。地址撥碼開關(guān)的設(shè)置：按照預(yù)定的模塊通訊地址的二進(jìn)制值設(shè)定底座上的8 位撥碼開關(guān)，當(dāng)撥碼開關(guān)的某位置于ON時(shí)，對(duì)應(yīng)位的二進(jìn)制值為0，置于OFF 則為1。撥碼開關(guān)的低位對(duì)應(yīng)于模塊地址二進(jìn)制值的低位。FM143 8路熱電阻輸入模塊FM143型模塊是智能型8路熱電阻模擬量輸入模塊，是HollySys公司采用目前世界上先進(jìn)的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)(ProfiBus-DP總線)而新開發(fā)的熱電阻模擬量輸入模塊。通過與配套的底座FM131A連接，用于處理從現(xiàn)場(chǎng)來的熱電阻輸入信號(hào)。 注：En、Sn 表示電阻式溫度傳感器的兩端引線的接入端（n07）

8、； Cn 表示電阻式溫度傳感器的一端引線的公共線的接入端（n07）；FM148A 8路大信號(hào)輸入模塊 FM148A型模塊是智能型8路大信號(hào)模擬量輸入模塊，通過與配套的端子底座FM131A連接，用于處理從現(xiàn)場(chǎng)來的010V范圍內(nèi)的電壓信號(hào)和020mA范圍內(nèi)的電流信號(hào)。 FM148A 端子信號(hào)的接線要求每路信號(hào)采用兩根導(dǎo)線+24V （屏蔽電纜）接到FM131A 的端子上。針對(duì)不同類型的信號(hào)和供電情況的不同，有三種端子接線方式：二線制電流信號(hào)的接線、四線制電流信號(hào)的接線、電壓信號(hào)的接線FM151A 8路模擬量輸出模塊 FM151A型模塊是智能型8路420mA模擬量輸出模塊，是HollySys公司采用目

9、前世界上先進(jìn)的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)(ProfiBus-DP總線)而新開發(fā)的模擬量輸出模塊。通過與配套的端子底座FM131A連接，輸出8路420mA的電流信號(hào)。 FM161D 16路開關(guān)量輸入模塊 FM161D型模塊是智能型16路普通DI輸入模塊，是HollySys公司采用目前世界上先進(jìn)的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)(ProfiBus-DP總線)而新開發(fā)的DI信號(hào)輸入模塊。通過與配套的底座FM131A連接，用于處理從現(xiàn)場(chǎng)來的觸點(diǎn)型開關(guān)量輸入信號(hào)，觸點(diǎn)查詢電壓24VDC。FM171 16路開關(guān)量輸出模塊 FM171型模塊是智能型16路繼電器開關(guān)量輸出模塊，是HollySys公司采用目前世界上先進(jìn)的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)(Profi

10、Bus-DP總線)而新開發(fā)的DO信號(hào)輸出模塊。通過與配套的底座FM131A、FM131-C、FM131-D連接，用于給現(xiàn)場(chǎng)提供無源觸點(diǎn)型開關(guān)量輸出信號(hào)，從而控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的開/關(guān)、啟/停。FM171 模塊可以與FM131A 底座之間依靠64 針歐式連接器連接每路通道的輸出信號(hào)通過FM131A 的接線端子硬接線到中間繼電器構(gòu)成完整I/O 單元FM171 模塊還可以與FM131C 連接再通過中間繼電器端子板（FM137系列）從而構(gòu)成完整的I/O 單元FM171 模塊還可以與FM131D 連接再通過中間繼電器端子板（FM138系列）從而構(gòu)成完整的I/O 單元 FM192-TR DP總線終端匹配器模塊

11、FM192-TR DP總線終端匹配器是為FM系列硬件系統(tǒng)配套設(shè)計(jì)的，用于DP總線終端匹配。 模塊為24VDC供電，利用電阻消除信號(hào)不匹配，以克服干擾，提高通訊質(zhì)量。它是與FM系列硬件系統(tǒng)的I/O模塊配套的一種產(chǎn)品。 PROFIBUS-DP重復(fù)器在FM系列硬件系統(tǒng)中的使用 西門子公司的DP重復(fù)器視PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的重要模塊，它主要用于下列目的： *拓展總線的物理長(zhǎng)度 *改變總線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) *增加總線的節(jié)點(diǎn)數(shù)目 *兩段總線間的關(guān)斷與隔離MACSV系統(tǒng)軟件介紹及組態(tài)實(shí)施過程一.MACSV系統(tǒng)軟件主要包括：組態(tài)軟件.操作員站軟件.服務(wù)器軟件和控制站軟件1. 組態(tài)軟件包括：數(shù)據(jù)庫(kù)

12、總控.設(shè)備組態(tài).服務(wù)器算法組態(tài).控制器算法組態(tài).報(bào)表組態(tài).圖形組態(tài).工程師在線下裝等組成。2. 操作員在線軟件是安裝在操作員站上，它完成擁護(hù)對(duì)于人機(jī)交互界面的監(jiān)控。3. 服務(wù)器軟件是安裝在服務(wù)器上的，它完成對(duì)系統(tǒng)實(shí)時(shí).歷史數(shù)據(jù)的采集管理和監(jiān)視，并為各站的數(shù)據(jù)請(qǐng)求提供服務(wù)。4. 控制站軟件是安裝在現(xiàn)場(chǎng)控制站中的主控單元中的，它完成數(shù)據(jù)采集.轉(zhuǎn)換.控制運(yùn)算等。二.MACSV系統(tǒng)組態(tài)軟件的組態(tài)實(shí)施過程1. 新建工程（數(shù)據(jù)庫(kù)總控）2. 硬件設(shè)置（設(shè)備組態(tài)）3. 數(shù)據(jù)庫(kù)定義（數(shù)據(jù)庫(kù)總控）4. 服務(wù)器控制算法組態(tài)（服務(wù)器算法組態(tài)）5. 控制器算法工程生成（數(shù)據(jù)庫(kù)總控）6. 控制器控制算法組態(tài)（控制器算法組

13、態(tài)）7. 制作報(bào)表（報(bào)表組態(tài)）8. 繪制圖形（圖形組態(tài)）9. 生成下裝工程文件（數(shù)據(jù)庫(kù)總控）10. 登陸控制器.將工程下裝到主控單元（控制器算法）11. 下裝服務(wù)器.操作員站（工程師在線下裝）12. 運(yùn)行程序并在線調(diào)試三MACSV系統(tǒng)組態(tài)軟件的介紹1. 數(shù)據(jù)庫(kù)總控：數(shù)據(jù)庫(kù)總控組態(tài)軟件是由三部分組成：數(shù)據(jù)庫(kù)總控.數(shù)據(jù)庫(kù)編輯.控制表編輯，其中在數(shù)據(jù)庫(kù)編輯中我們最常用的點(diǎn)名為AI模擬量輸入.AO模擬量輸出.DI開關(guān)量輸入.DO開關(guān)量輸出。2. 設(shè)備組態(tài)：設(shè)備組態(tài)分為系統(tǒng)設(shè)備組態(tài)和IO設(shè)備組態(tài)，系統(tǒng)設(shè)備組態(tài)是完成系統(tǒng)網(wǎng)和監(jiān)控網(wǎng)上各網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的硬件配置，IO設(shè)備組態(tài)是以現(xiàn)場(chǎng)控制站為單位來完成每個(gè)站的IO單

14、元配置。3. 服務(wù)器算法組態(tài)：服務(wù)器算法組態(tài)是用來編制服務(wù)器算法程序的，4. 控制器算法組態(tài)：控制器算法組態(tài)的核心：創(chuàng)建程序型POU，采用合適的POU語言（一般CFC或FBD）編寫它的運(yùn)算內(nèi)容，在編程時(shí)，對(duì)變量進(jìn)行數(shù)據(jù)讀.寫操作，用變量傳遞運(yùn)算結(jié)果，將某些變量值送到輸出模塊去作為控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備動(dòng)作的指令，或者不輸出變量而將變量值傳遞到上層操作員站監(jiān)控用。（1） 各類POU之間是可以調(diào)用的，調(diào)用關(guān)系為：程序可以調(diào)用功能塊和函數(shù)；功能塊可以調(diào)用功能塊和函數(shù)；函數(shù)可以調(diào)用函數(shù)；需說明的是程序可以調(diào)用程序。POU可以用六種編程語言，有FBD.CFC.LD.ST.IL.SFC，其中重點(diǎn)掌握FBD和CFC。（2） POU的觸發(fā)：可以通過任務(wù)配置觸發(fā)POU或者用已觸發(fā)的POU調(diào)用要被觸發(fā)的POU。（3） 控制器算法支持的運(yùn)算符有：ADD加法運(yùn)算.MUL乘法運(yùn)算.SUB減法運(yùn)算.DIV除法運(yùn)算.AND邏輯與運(yùn)算.OR邏輯或運(yùn)算.XOR異或運(yùn)算.NOT邏輯非運(yùn)算.SEL二選一運(yùn)算.MAX兩個(gè)取其最大值.MIN兩個(gè)取其最小值.GT大于邏輯運(yùn)算符.LT小于邏輯運(yùn)算符.LE小于等于邏輯運(yùn)算符.GE大于等于邏輯運(yùn)算符.EQ相等邏輯運(yùn)算符。5. 圖形組態(tài)：圖形組