DCS系统概念及结构 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/9/18 19:44:02星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

DCS 系统概念及结构

1.概念:DCS即集散型控制系统,又称分布式控制系统(Distributed Control System)。它的主要基础是4C技术,即计算机技术、控制技术、通信技术和显示技术。

2.结构:HOLLiAS—MACS系统是由:以太网和使用现场总线技术的控制网络连

接的各工程师站、操作员站、现场控制站、通讯控制站、数据服务器组成的综合自动化系统,完成大型、中型分布式控制系统(DCS)、大型数据采集监控系统(SCADA)功能。

HOLLiAS—MACS系统硬件由:工程师站、操作站、现场控制站(包括主控单元设备和I/O单元设备)、通讯控制站、打印服务站、系统服务器、系统网络、监控网络、控制网络等组成。

HOLLiAS—MACS系统软件包括:工程师站组态软件;操作员站在线软件; 现

场控制器运行软件;服务器软件等。

3.HOLLiAS—MACS系统中的“站”

(1)工程师站:工程师站运行相应的组态管理程序,对整个系统进行集中控制和管理。

工程师站主要有以下功能:组态(包括系统硬件设备、数据库、控制算法、图形、报表) 和相关系统参数的设置。

(2)操作员站(站号为50---79)操作员站运行相应的实时监控程序,对整个系统进行监

视和控制。操作员站主要完成以下功能:各种监视信息的显示、查询和打印,主要有工艺流程图显示、趋势显示、参数列表显示、报警监视、日志查询、系统设备监视等。

(3)服务器(站号为0开始):服务站运行相应的管理程序,对整个系统的实时数据和历

史数据进行管理。

(4)现场控制站(站号为10---49) 现场控制站由主控单元、智能IO单元、电源单元、

现场总线和专用机柜等部分组成,采用分布式结构设计,扩展性强。

4. HOLLiAS—MACS系统的硬件系统结构-“网络”

(1)监控网络:监控网络为冗余高速以太网链路,使用五类屏蔽双绞线及光纤将各

个通讯节点连接到中心交换机上。该网络中主要的通讯节点有工程师站、操作员站、服

务站,采用TCP/IP通讯协议。对于工程师站.操作员站和服务器的计算机,我们进行统一的编号(也就是IP地址),通常用以下顺序: 130网段 131网段

操作员站50 操作员站 操作员站51 52 130.0.0.52 131.0.0.52 操作员站n服务站A机 (工程师站) 130.0.0. n 131.0.0. n 130.0.0.1 131.0.0.1 服务站B机 130.0.0.2 131.0.0.2 130.0.0.50 130.0.0.51 131.0.0.50 131.0.0.51 (2)、系统网络:系统网络为冗余高速以太网链路,使用五类屏蔽双绞线及光纤将各个

通讯节点连接到中心交换机上。该网络中主要的通讯节点有服务站、现场控制站,采用TCP/IP通讯协议。

(3)、控制网络:由于工程师站下装现场控制站是通过TCP/IP协议进行,因此现场控

制站需要IP地址,具体设置方法如下:

#10站主控单元 #11站主控单元 #12站主控单元 #N站主控单元 A机128网 A机129网 B机128网 B机129网

128.0.0.10 129.0.0.10 128.0.0.138 129.0.0.138 128.0.0.11 129.0.0.11 128.0.0.139 129.0.0.139 128.0.0.12 129.0.0.12 128.0.0.140 129.0.0.140 128.0.0.N 129.0.0.N 128.0.0.(128+N) 129.0.0.(128+N)

HOLLiAS—MACS系统的硬件介绍

FM801 主控单元

主控单元是现场控制站的中央处理单元,主要承担本站的部分信号处理、控制运算、与上位机及与上位机及其它单元的通讯等任务。它是一个与PC兼容的高性能的工业级中央处理单元,采用模块化结构,主控单元可以热备份方式冗余使用,在出现故障时能够自动无扰切换,并保证不会丢失数据。

拨码开关的设置:从下到上依次是第1—6位,用于设置主控单元站号,ON为0,OFF

为1,对于双机系统,两个拨码开关要设成一致。换算方法如下: 站号=20*K1+21*K2+22*K3+23*K4+24*K5+25*K6

其中,Ki=0表示第I位的开关拨到ON位置,Ki=1表示第i位的开关拨到OFF位置。

FM910、FM920电源模块

电源单元为单元式模块化结构,用来对现场控制站的主控单元、I/O模块及现场仪表供电,可构成无扰切换的冗余配电方式。输出电压为DC24V或DC48V

FM300、FM301机笼单元

机笼单元是主控单元FM801和电源模块FM910、FM920的安装机笼,实现主控单元、电源模块的冗余配置和电源模块间的均流。主从冗余的两个FM801和冗余联用的电源模块FM910、FM920插在机笼单元的相应槽位中,形成一个完整的冗余控制结构。

FM131A 端子模块

FM131A 端子模块是与常规IO模块搭配使用的端子模块,实现功能模块与现场信号的连接。拨码开关可以灵活简便地设置站地址,支持多个模块级联和DP 终端匹配器的挂接。模块设有防混销,可以有效防止不同的功能模块与FM131A 底座模块的混装组合。

地址拨码开关的设置:

按照预定的模块通讯地址的二进制值设定底座上的8 位拨码开关,当拨码开关的某位置于ON时,对应位的二进制值为0,置于OFF 则为1。 拨码开关的低位对应于模块地址二进制值的低位。

FM143 8路热电阻输入模块

FM143型模块是智能型8路热电阻模拟量输入模块,是HollySys公司采用目前世界上先进的现场总线技术(ProfiBus-DP总线)而新开发的热电阻模拟量输入模块。通过与配套的底座FM131A连接,用于处理从现场来的热电阻输入信号。

注:En、Sn 表示电阻式温度传感器的两端引线的接入端(n=0~7); Cn 表示电阻式温度传感器的一端引线的公共线的接入端(n=0~7);

FM148A 8路大信号输入模块

FM148A型模块是智能型8路大信号模拟量输入模块,通过与配套的端子底座FM131A连接,用于处理从现场来的0~10V范围内的电压信号和0~20mA范围内的电流信号。

FM148A 端子信号的接线要求每路信号采用两根导线+24V (屏蔽电缆)接到FM131A 的端子上。针对不同类型的信号和供电情况的不同,有三种端子接线方式:二线制电流信号的接线、四线制电流信号的接线、电压信号的接线

FM151A 8路模拟量输出模块

FM151A型模块是智能型8路4~20mA模拟量输出模块,是HollySys公司采用目前世界上先进的现场总线技术(ProfiBus-DP总线)而新开发的模拟量输出模块。通过与配套的端子底座FM131A连接,输出8路4~20mA的电流信号。

FM161D 16路开关量输入模块

FM161D型模块是智能型16路普通DI输入模块,是HollySys公司采用目前世界上先进的现场总线技术(ProfiBus-DP总线)而新开发的DI信号输入模块。通过与配套的底座FM131A连接,用于处理从现场来的触点型开关量输入信号,触点查询电压24VDC。

FM171 16路开关量输出模块

FM171型模块是智能型16路继电器开关量输出模块,是HollySys公司采用目前世界上先进的现场总线技术(ProfiBus-DP总线)而新开发的DO信号输出模块。通过与配套的底座FM131A、FM131-C、FM131-D连接,用于给现场提供无源触点型开关量输出信号,从而控制现场设备的开/关、启/停。FM171 模块可以与FM131A 底座之间依靠64 针欧式连接器连接每路通道的输出信号通过FM131A 的接线端子硬接线到中间继电器构成完整I/O 单元

FM171 模块还可以与FM131-C 连接再通过中间继电器端子板(FM137系列)从而构成完整的I/O 单元

FM171 模块还可以与FM131-D 连接再通过中间继电器端子板(FM138系列)从而构成完整的I/O 单元 FM192-TR

DP总线终端匹配器模块

FM192-TR DP总线终端匹配器是为FM系列硬件系统配套设计的,用于DP总线终端匹配。

模块为24VDC供电,利用电阻消除信号不匹配,以克服干扰,提高通讯质量。它是与FM系列硬件系统的I/O模块配套的一种产品。 PROFIBUS-DP

重复器在FM系列硬件系统中的使用