《霍尼韋爾S控制系統(tǒng)硬介紹ppt課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《霍尼韋爾S控制系統(tǒng)硬介紹ppt課件（33頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、HONEYWELL TPS系統(tǒng)硬件簡(jiǎn)介,重慶合川發(fā)電有限責(zé)任公司 朱華夏,一.TPS控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介,DCS系統(tǒng)即分散控制系統(tǒng)（DCS Distributed Control System ）是七十年代以來(lái)出現(xiàn)的一種新型控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，應(yīng)用了網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、過(guò)程控制技術(shù)，具有控制功能分散、操作管理集中的特點(diǎn)，能適合不同的應(yīng)用規(guī)模和要求，便于設(shè)計(jì)、維護(hù)和操作使用。 TPS(Total Plant Solution)即全廠一體化控制系統(tǒng)是在HoneyWell TDC-3000集散控制系統(tǒng)（DCS）基礎(chǔ)上向“系統(tǒng)開放而且安全”方向發(fā)展的高級(jí)系統(tǒng)，他將過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)、實(shí)時(shí)操作網(wǎng)絡(luò)
2、、工廠信息網(wǎng)絡(luò)融為一體，構(gòu)成三條網(wǎng)絡(luò)管理控制一體化。,二.TPS發(fā)展歷程,1984年開發(fā)局部控制網(wǎng)絡(luò)(Local Control Network，LCN)，推出TDC3000系統(tǒng)，原有的TDC2000系統(tǒng)的設(shè)備通過(guò)數(shù)據(jù)高速通道接口(Hiway Gateway，HG)與LCN相連。 1988年，推出通用控制網(wǎng)絡(luò)(Universal Control Network，UCN)，過(guò)程管理 器(Process Manager，PM)和邏輯管理器(Logic Manager，LM)。UCN通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口模件(Network Interface Module，NIM)與LCN相連。 1992年，推出了PM的改
3、進(jìn)產(chǎn)品先進(jìn)過(guò)程管理器(Advanced Process Manager，APM)。 1995年，推出APM的改進(jìn)產(chǎn)品高性能過(guò)程管理器(High Performance Process Manager，HPM) 1996年，推出了基于Power PC的第一代全廠一體化解決方案系統(tǒng)（Total Plant Solutions，TPS） 1997年改為基于PC的系統(tǒng)，并開發(fā)以PC為硬件平臺(tái)，以Windows NT為軟件平臺(tái)的應(yīng)用節(jié)點(diǎn)（Application Node，APP Node）,三.TPS控制系統(tǒng)的特點(diǎn),TPS是一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái):將用戶的商業(yè)信息和工廠控制系統(tǒng)無(wú)縫地集成在一起。 TPS是開放
4、的:基于微軟WindowsNT工作站，TPS被設(shè)計(jì)為NatiVe Window而嵌入在NT環(huán)境中，擁有NT的更多功能，靈活易使用。 TPS核心技術(shù):TPS將包括Windows NT操作系統(tǒng)、OLE公共軟件、ODBC公共數(shù)據(jù)庫(kù)等技術(shù)集成在一起。 TPS提供唯一的人機(jī)接口:TPS提供唯一的人一機(jī)接口，即GUS，GUS是基于Windows界面。 TPS結(jié)構(gòu)開放并且安全：TPS系統(tǒng)采用了安全的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)。,四.TPS系統(tǒng)的典型配置,TPS系統(tǒng)采用三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：PIN以太網(wǎng)、LCN終端網(wǎng)、UCN控制網(wǎng),五.TPS局部控制網(wǎng)絡(luò)（LCN）,1. 概述：LCN是一條通信速度5Mbit/s、冗余的通信總線，用以支
5、持網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)模件之間的通信，采用IEEE802.4協(xié)議、串行傳輸信號(hào)，為廣播式通信、令牌存取通信控制方式，總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。LCN網(wǎng)上所有模件均有兩個(gè)LCN接口，對(duì)兩條冗余同軸電纜均有發(fā)送和接收電路，當(dāng)一個(gè)發(fā)生故障，另一個(gè)備用接替。LCN網(wǎng)還發(fā)送一個(gè)12.5KHz系統(tǒng)同步時(shí)鐘信號(hào)，用以保持各模件的時(shí)間同步。一個(gè)LCN網(wǎng)絡(luò)最多連接64個(gè)節(jié)點(diǎn)（Node），最多可掛20條UCN網(wǎng)。LCN網(wǎng)區(qū)間同軸電纜長(zhǎng)度一般不超過(guò)300米，使用光纖一般不超過(guò)2000米。 2. LCN網(wǎng)絡(luò)的功能 在網(wǎng)絡(luò)各設(shè)備之間傳送所有信息 按有效規(guī)約和高速通信，保證實(shí)時(shí)信息交換 通過(guò)冗余的傳輸媒介及信息完整性檢查，提供可靠的通信,3.L
6、CN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu):,總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 串行通訊，5M/s 介質(zhì)：同軸電纜 40節(jié)點(diǎn)/300m 光纖網(wǎng)纜 64節(jié)點(diǎn)/4.9km 廣播型通訊方式，令牌環(huán)傳遞 電纜A/B冗余設(shè)置 自動(dòng)、手動(dòng)、遇故障切換 通過(guò)T型頭擴(kuò)展至節(jié)點(diǎn) 兩端加75終端電阻,4.LCN的連接（一般采用同軸電纜作傳輸介質(zhì)）,LCN網(wǎng)絡(luò)的硬件連接通過(guò)“T”型頭串接而成。終端電阻為75歐。除了GUS外，其余LCN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備全部放入到LCN柜中。硬件接線示意圖如下圖：,5.LCN常見設(shè)備,GUS：全方位用戶操作站 NIM： 網(wǎng)絡(luò)接口模件 HM： 歷史模件 AM： 應(yīng)用模件,GUS:Global User Station 全方位用戶操作站,1.主
7、要功能: GUS是TPS系統(tǒng)的人機(jī)接口，是網(wǎng)絡(luò)上的重要節(jié)點(diǎn)，以WindowsNT為操作系統(tǒng)，在其平臺(tái)上的NativeWindows窗口（此窗口是為了兼容原有的TDC-3000操作界面，在NT下由NativeWindows軟件轉(zhuǎn)換），用于整個(gè)LCN系統(tǒng)的信息訪問、監(jiān)控、管理和操作。GUS通過(guò)LCNP與LCN網(wǎng)連接，NativeWindow與LCNP軟件連接。GUS支持動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)顯示，使用顯示器和IKB專用鍵盤，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)顯示畫面和工廠過(guò)程顯示畫面操作工藝過(guò)程，顯示處理信號(hào)報(bào)警，打印報(bào)告，報(bào)表及日志，系統(tǒng)狀態(tài)顯示等。工程師可通過(guò)GUS完成網(wǎng)絡(luò)組態(tài)、建立過(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)、建立流程圖畫面、編制控制程序以及自由報(bào)
8、表。還可以通過(guò)GUS進(jìn)行系統(tǒng)硬件狀態(tài)的現(xiàn)實(shí)，進(jìn)行系統(tǒng)故障診斷 。,2.硬件:,電腦主機(jī)、顯示器和外設(shè) LCNP卡 IKB集成鍵盤 MAU盒及MAU連接電纜,MAU盒和“T”型頭,,,NIM(Network Interface Module)網(wǎng)絡(luò)接口模件,概述：NIM是連接LCN局域網(wǎng)控制網(wǎng)絡(luò)和UCN萬(wàn)能控制網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)關(guān)口，可以完成兩個(gè)不同通信協(xié)議網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸和通信協(xié)議轉(zhuǎn)換，既是LCN網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)又是UCN網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)，具有雙重身份 ，發(fā)揮著承上啟下的作用。LCN網(wǎng)上的模件通過(guò)NIM可以對(duì)UCN上的模件的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫，可以將程序和數(shù)據(jù)庫(kù)裝載到HPM,對(duì)于UCN設(shè)備產(chǎn)生的報(bào)警和操作提示信息也可以上升到L
9、CN。NIM對(duì)LCN網(wǎng)絡(luò)和UCN網(wǎng)絡(luò)時(shí)間進(jìn)行同步處理，將LCN網(wǎng)的時(shí)間向UCN網(wǎng)廣播。NIM冗余配置，當(dāng)主NIM發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)切換到備用的NIM上。 功能： 提供LCN網(wǎng)絡(luò)訪問UCN網(wǎng)絡(luò)的接口。 實(shí)現(xiàn)LCN和UCN之間通訊協(xié)議和數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換 實(shí)現(xiàn)LCN與UCN的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換 實(shí)現(xiàn)LCN模件對(duì)UCN設(shè)備中數(shù)據(jù)的訪問 使程序和數(shù)據(jù)庫(kù)可以加載到HPM中 UCN設(shè)備上的報(bào)警與信息可傳遞到LCN上,NIM特性,每條LCN網(wǎng)絡(luò)允許20個(gè)冗余NIM對(duì) 每條UCN網(wǎng)絡(luò)允許3個(gè)冗余NIM對(duì) 每個(gè)NIM 允許處理8000個(gè)有名點(diǎn) 每秒數(shù)據(jù)流通量為 1200個(gè)參數(shù) NIM硬件 K4LCN屬性板 EPNI特
10、性板 NIM MODEM板,模件箱結(jié)構(gòu)圖,可以安裝兩個(gè)LCN模件 兩個(gè)獨(dú)立的供電電源,NIM模件的K4LCN屬性板和EPNI特性板,,NIM模件的NIM MODEM板,,HM（History Module）歷史模件,概述：歷史模件（HM）是TPS系統(tǒng)的唯一的永久性存儲(chǔ)單元，是儲(chǔ)存TPS數(shù)據(jù)的文件服務(wù)器，是一個(gè)具有大存儲(chǔ)量的模件，用于存儲(chǔ)系統(tǒng)文件、用戶軟件和過(guò)程歷史數(shù)據(jù)，為L(zhǎng)CN 網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)所共享。雙硬盤冗余配置。 功能：文件服務(wù)器；存儲(chǔ)系用戶應(yīng)用軟件，包括用戶編制的應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)、控制語(yǔ)言和操作畫面 ；采集過(guò)程歷史數(shù)據(jù)和歷史事件并存儲(chǔ)過(guò)程報(bào)警、操作員狀態(tài)改變、操作員信息、系統(tǒng)狀態(tài)改變、系統(tǒng)維護(hù)提示
11、信息、連續(xù)過(guò)程歷史數(shù)據(jù)及點(diǎn)檢測(cè)(CHECKPOINT)備份文件等。HM是TPS系統(tǒng)的重點(diǎn)，所有LCN節(jié)點(diǎn)的重新啟動(dòng)都需要從HM中讀取屬性文件，不能或缺。,SBHM（單板HM）,,AM（Apply Module）應(yīng)用模件,強(qiáng)大的控制語(yǔ)言（CL語(yǔ)言），能實(shí)現(xiàn)高級(jí)控制算法，主要用于UCN網(wǎng)間通訊,NG模件,主要負(fù)責(zé)#2主機(jī)與公用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸，NG模件用于連接2條獨(dú)立的LCN網(wǎng)絡(luò)，并可實(shí)現(xiàn)可控的互操作，主要是為了實(shí)現(xiàn)2號(hào)機(jī)組對(duì)公用系統(tǒng)的操作要求。,六.TPS通用控制網(wǎng)絡(luò)（UCN）,1. 概述：UCN網(wǎng)由冗余的同軸電纜組成，其中一根電纜叫做UCN A另一根叫做UCN B。采用IEEE802.4和ISO
12、標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，通信速度5Mbit/S，令牌傳送方式，可掛32對(duì)冗余節(jié)點(diǎn)。UCN利用對(duì)等通信功能（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)PEER TO PEER）實(shí)現(xiàn)過(guò)程數(shù)據(jù)共享及先進(jìn)復(fù)雜控制。UCN網(wǎng)通過(guò)NIM和LCN網(wǎng)相連并進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通訊。UCN網(wǎng)長(zhǎng)度通常為700米，最長(zhǎng)可達(dá)4.9Km。 2. UCN常見設(shè)備 NIM： 網(wǎng)絡(luò)接口模件 HPM：高性能過(guò)程管理站,HPM(High-Performance Process Manager)高性能過(guò)程管理站,功能：HPM是Honeywell最新的過(guò)程控制器，是在過(guò)程管理站PM(Process Manager) 、高級(jí)過(guò)程管理站APM(Advanced Process Manage
13、r)基礎(chǔ)上連續(xù)發(fā)展而來(lái)的，采用先進(jìn)的多處理器并行處理結(jié)構(gòu)技術(shù)，用不同的處理器完成不同的任務(wù)。HPM的控制功能在HPMM中實(shí)現(xiàn)，提供大量的功能模塊，使用者（自控工程師）具有充分的靈活性來(lái)分配、使用HPMM的各種控制功能，最大限度運(yùn)用各種數(shù)據(jù)點(diǎn)和控制功能模塊。組態(tài)是交互式的。HPMM的控制功能包括一套完整的常規(guī)控制算法集、豐富的邏輯功能和面向過(guò)程的高級(jí)控制語(yǔ)言CL/HPM。在TPS系統(tǒng)中一個(gè)定義位號(hào)的功能槽稱為一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)或稱過(guò)程點(diǎn)，是TPS系統(tǒng)組態(tài)中的最小單元。HPM包括兩大類數(shù)據(jù)點(diǎn)，一類是在I/OP的點(diǎn)，完成對(duì)過(guò)程變量的輸入與輸出處理；一類是HPMM中的點(diǎn)，完成對(duì)受控過(guò)程的各種控制方案。 結(jié)構(gòu)：
14、HPM控制器由三塊卡件構(gòu)成：UCN INTERFACE MODULE、COMMUNICATION/CONTROL PROCESS、I/O LINK PROCESS,HPM控制器,,HPMM數(shù)據(jù)點(diǎn)的類型：常規(guī)PV算法點(diǎn)（Regulatory PV），常規(guī)控制算法點(diǎn)（Regulatory Control），數(shù)字綜合點(diǎn)（Digital Composite），邏輯運(yùn)算點(diǎn)（Logic），設(shè)備控制點(diǎn)（Device Control），過(guò)程模塊點(diǎn)（Process Module）,數(shù)組點(diǎn)（Array）,標(biāo)志點(diǎn)（Flag），數(shù)值點(diǎn)（Numeric），時(shí)鐘點(diǎn)（Timer），字符串點(diǎn)（String），時(shí)間點(diǎn)（Time
15、）。 HPM并行處理的結(jié)構(gòu)使得控制功能與其它功能完全獨(dú)立，如I/O點(diǎn)的數(shù)量、HPM向NIM或其他UCN設(shè)備請(qǐng)求數(shù)據(jù)、報(bào)警功能等等。在組態(tài)HPM控制功能時(shí)，只需考慮所需控制點(diǎn)（Slot）的類型和掃描頻率（或處理間隔）。HPM的處理能力是用“處理單元（PU）”來(lái)衡量，若掃描頻率為1秒，則每個(gè)HPM可以有800個(gè)PU。常規(guī)點(diǎn)、邏輯點(diǎn)、數(shù)字綜合點(diǎn)和設(shè)備控制點(diǎn)可以組態(tài)成不同的掃描頻率（1/4秒、1/2秒或1秒）。若某數(shù)據(jù)點(diǎn)組態(tài)為1/4秒的掃描頻率，則這一點(diǎn)就要占4個(gè)PU。也就是掃描頻率越快，耗用的PU就越多。數(shù)組點(diǎn)、標(biāo)志點(diǎn)、數(shù)值點(diǎn)、時(shí)鐘不占用PU。 HPM還具有寫保護(hù)功能、報(bào)警系統(tǒng)功能和I/OP卡帶電插
16、拔的安全功能。,組成：HPM包括高性能過(guò)程管理模件HPMM、I/O子系統(tǒng)組成。,HPMM由通信處理器和控制處理器、I/O鏈路接口處理器和UCN網(wǎng)絡(luò)接口等組成，一般HPMM選冗余。HPMM通信處理器具有很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)通信能力，完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存取、對(duì)等通信等功能，同時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程控制器產(chǎn)生的報(bào)警進(jìn)行精確的時(shí)間標(biāo)記。HPMM控制器完成常規(guī)控制、邏輯控制、順序控制的功能，同時(shí)執(zhí)行用戶的CL/HPM程序。由于通信和I/O處理分別交給不同的處理器完成，因此控制處理器可以發(fā)揮強(qiáng)大的功能，專門完成控制策略。 I/O鏈路接口處理器是HPMM與I/O子系統(tǒng)的接口。I/O子系統(tǒng)包括冗余的輸入輸出鏈路（總線）和多達(dá)40對(duì)冗余
17、的I/O處理卡（IOP卡），這些卡件完成所有現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)的數(shù)據(jù)采集和控制功能，IOP卡不需要HPMM的介入，直接完成過(guò)程信號(hào)的工程單位的轉(zhuǎn)換、報(bào)警處理、數(shù)字濾波。 所有的控制功能都是在HPMM內(nèi)完成，而數(shù)據(jù)采集和信號(hào)調(diào)制功能均在I/O處理器模件完成。為了增加控制的安全性，多種型號(hào)的模擬量輸入卡、模擬量輸出卡、開關(guān)量輸入卡、開關(guān)量輸出卡均可選擇冗余配置。若采用冗余的光纖電纜I/O鏈路擴(kuò)展器，可以將IOP卡安裝在遠(yuǎn)離HPM機(jī)柜8000米外的地方，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程輸入輸出。,HPM卡件箱：卡件為HPMM、I/OP和FTA。HPMM模件有兩塊卡組成：通信/控制卡（Communication/Control C
18、ard）實(shí)現(xiàn)與UCN的通信、控制算法運(yùn)算；I/O鏈路模件（I/O Link Card）實(shí)現(xiàn)I/OP與HPMM之間的數(shù)據(jù)傳輸。I/OP卡（Input/Output Processor）和現(xiàn)場(chǎng)接線端子組件FTA（Field Termination Assemble）完成所有現(xiàn)場(chǎng)I/O信號(hào)的掃描和處理。本著功能分散的設(shè)計(jì)思想，I/O的處理與控制功能的處理是完全分開，因此I/O的掃描速度與I/O數(shù)量、控制器的負(fù)載大小、處理能力和報(bào)警無(wú)關(guān)，I/O的擴(kuò)展也非常的容易。HPM可帶14種類型的I/OP卡，每一種類型的I/OP卡都有相對(duì)應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)接線端子組件FTA。FTA直接連接現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)隔離與轉(zhuǎn)換，具有
19、浪涌保護(hù)、限流等功能。 TAPS：用于連接UCN網(wǎng)絡(luò)和UCN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備件的設(shè)備。其類型有2、4和8個(gè)接口3種。注意TAPS在接法上的特點(diǎn)：其上帶有白點(diǎn)的一端必須和另外一個(gè)TAPS不帶白點(diǎn)的一端連接！UCNA和UCNB不能混接在一起。TAPS的外殼必須接地。 終端電阻：TPS系統(tǒng)所有網(wǎng)絡(luò)沒有掛接設(shè)備的節(jié)點(diǎn)必須用75電阻連接（包括LCN和UCN網(wǎng)絡(luò)）。,TAPS和FTA板,,I/OP卡件,,七.GUS狀態(tài)條Status Bar,_--：Native Windows窗口的連接 ACK：報(bào)警確認(rèn)。 SIL：報(bào)警消音。 A：調(diào)出區(qū)域報(bào)警總貌畫面 C：調(diào)出站群狀態(tài)畫面 M：調(diào)出CL程序信息畫面 S：調(diào)出系統(tǒng)狀態(tài)畫面 RTJ：實(shí)時(shí)雜志請(qǐng)求。 ENG/LOAD：改變鍵鎖(軟)位置/GUS裝載屬性文件 OVR/INS：字符輸入方式(覆蓋/插入)。 LEDs:XX：顯示GUS在TPN(LCN)網(wǎng)絡(luò)的地址，同時(shí)調(diào)出LCN板的狀態(tài)顯示畫面。,,,八.Native Windows窗口啟動(dòng)（即LCNP裝載GUS屬性軟件）,啟動(dòng)裝載：如果Native Window出現(xiàn)按“LOAD”鍵出現(xiàn)W，N，1，2，3，4，X？ 鍵入 W 回車等待出現(xiàn)提示NCF？N，1，2，3，4，X？鍵入 N 回車 等待出現(xiàn)系統(tǒng)狀態(tài)畫面,此課件下載可自行編輯修改，供參考！ 感謝您的支持，我們努力做得更好！,
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