日本橫河公司集散控制系統(tǒng)(DCS)STARDOM概述

1、STARDOM系統(tǒng)概述日本橫河公司集散控制系統(tǒng)（DCS） STARDOM概述1、DCS 硬件的詳細(xì)描述及控制功能橫河電機(jī)（YOKOGAWA）是專業(yè)從事控制系統(tǒng)產(chǎn)品的研發(fā)及制造的廠商,1975 年在世界上第一個(gè)推出DCS產(chǎn)品。其 DCS一向以高可靠性著稱于世，在世界上已有十五萬套橫河電機(jī)的 DCS在運(yùn)行，其 DCS在中國的市場(chǎng)占有率在50%以上。橫河公司先進(jìn)的STARDOM產(chǎn)品，它的靈活性，可靠性以及性價(jià)比非常高。 其中處理器，電源，以太網(wǎng)絡(luò)全部配置成冗余工作的方式，而且功能強(qiáng)大的操作軟件及服務(wù)器軟件可以保證控制系統(tǒng)的更好的運(yùn)行。STARDOM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖下面描述一個(gè)典型的STARDOM DCS系

2、統(tǒng)的主要配置。在這個(gè)實(shí)例中， 5 個(gè)分控站分別配置了5 套最先進(jìn)的 STARDOM系列控制站和操作站，其中控制站全部采用冗余的控制方式，即雙控制器，雙電源，雙通訊卡，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)0極光自動(dòng)化STARDOM系統(tǒng)概述完全冗余，保證系統(tǒng)在主控制器發(fā)生故障時(shí)，無擾動(dòng)的切換到后備控制器進(jìn)行工作，而不會(huì)影響整個(gè)生產(chǎn)控制。其中處理器選用FCN 控制器型號(hào)為 NFCP100，CPU為 32 位處理器 ,內(nèi)存 32M, 最大 I/O數(shù)： 8,192 入 / 8,192 出 數(shù)字量或 4000 模擬量 , 支持冗余控制 , 所有 I/O 模塊可帶電插拔 , 配有 CPU備用電池 , 具有保護(hù)功能 , 通訊接口：兩

3、個(gè)10BASET的以太網(wǎng)端口， 一個(gè) RS232 串口。保證控制系統(tǒng)與操作站及中心控制室組成星型工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行通訊。接地電阻要求 100以下，因此系統(tǒng)的抗干擾能力很強(qiáng)。每個(gè)控制室配有二個(gè)帶光纖接口的以太網(wǎng)交換機(jī) 型號(hào)：S2008B負(fù)責(zé)冗余以太網(wǎng)光纖通訊，每個(gè)交換機(jī)具有 8 個(gè) RJ45 端口，及一個(gè)光纖端口。所有 I/O 卡件按照標(biāo)書要求選用。同時(shí)根據(jù) DCS控制系統(tǒng)的要求，我們配置了相應(yīng)的 DCS編程軟件和操作軟件 VDS 以及中央控制室配有冗余監(jiān)控軟件 VDS BASIC SOFTWARE 1000點(diǎn)和 HMI CLIENT 軟件 支持服務(wù)器 / 客戶端的工作方式；其中 DCS I/O 模

4、塊均符合標(biāo)書中I/O 的技術(shù)要求：DI：光電隔離、 24VDC、每組 16 點(diǎn)、32 點(diǎn) / 卡1極光自動(dòng)化STARDOM系統(tǒng)概述DO：光電隔離、 24VDC, 220VAC繼電器輸出每組 16 點(diǎn)、 32 點(diǎn)/ 卡， 5A 每通道，其中選用 MIL ( 即連接器型的 )NFDV551 DO輸出卡和 MRO224繼電器輸出板 。AI ：光電隔離、 8 點(diǎn) 分辨率 12 位 可接兩線制儀表（控制柜端子對(duì)現(xiàn)場(chǎng)供電）AO：光電隔離、 4 路輸出 /4 路輸入分辨率 15 位I/O 點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)表：一般為I/O平均余量大于 40%，機(jī)架平均余量大于40%。每個(gè)機(jī)架提供10 個(gè)槽位，其中CPU占兩個(gè)槽位，同

5、時(shí)可以通過SN通訊模件進(jìn)行機(jī)架擴(kuò)展。2、DCS的通訊網(wǎng)絡(luò)本系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分為主網(wǎng)，支網(wǎng)和I/O網(wǎng)絡(luò)，詳見網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖 :主干網(wǎng)絡(luò)是連接各控制室和中央控制室監(jiān)控計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)， 采用冗余工業(yè)以太網(wǎng)， 通訊速率 10/100Mbps ，此網(wǎng)絡(luò)是先進(jìn)的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)，具有速度快，效率高，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性好，抗干擾性強(qiáng)，符合自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展的需要等特點(diǎn)。支網(wǎng)為各現(xiàn)場(chǎng)站的星型工業(yè)以太網(wǎng)，通訊速率10/100Mbps.I/O 網(wǎng)采用先進(jìn)的現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)SN網(wǎng)，通訊速率 128Mbps，通訊介質(zhì)同軸電纜。負(fù)責(zé)控制單元與 I/O 的通訊，并且可以擴(kuò)展I/O 模板的數(shù)量。保證實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通訊。這樣實(shí)現(xiàn)了中央控制室的監(jiān)控站，可以對(duì)各

6、個(gè) DCS站的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集控制，并且可以通過網(wǎng)絡(luò)對(duì) DCS進(jìn)行在線編程，完成整2極光自動(dòng)化STARDOM系統(tǒng)概述個(gè)工廠的自動(dòng)化控制功能。3、監(jiān)控系統(tǒng)概述橫河公司自己開發(fā)的 DCS操作軟件 VDS, 和 HMI CLIENT 。它不但對(duì) DCS產(chǎn)品提供支持而且包含了對(duì)第三方設(shè)備的通訊程序 , 實(shí)現(xiàn) SCADA的功能。4、工廠中央控制室監(jiān)控系統(tǒng)及DCS 操作軟件功能描述如下：首先，為了保證工廠的正常、穩(wěn)定運(yùn)行，在控制室里設(shè)置一臺(tái)組態(tài)和監(jiān)控計(jì)算機(jī)配有VDSBASIC SOFTWARE 1000 點(diǎn)服務(wù)器軟件， 連接到工業(yè)以態(tài)網(wǎng)上負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集和傳輸,。 兩臺(tái)操作站配有客戶端操作軟件HMI CLIEN

7、T .這里要說明的是 VDS BASIC SOFTWARE 是具有組態(tài)，開發(fā)功能的服務(wù)器軟件，配置在中央控制室， HMI CLIENT 操作軟件作為它的客戶端操作軟件，進(jìn)行圖形監(jiān)視，現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)等功能。同時(shí)根據(jù)要求還配有其它功能軟件，如報(bào)表軟件，測(cè)試軟件，趨勢(shì)軟件及文件生成軟件等。而在每個(gè)分控站分別根據(jù) I/O 點(diǎn)數(shù)要求配有 5 套 VDS RUN TIME 版軟件和 5 套 HMI CLIENT 軟件，共同負(fù)責(zé)本地控制系統(tǒng)的運(yùn)行監(jiān)視，控制，報(bào)警確認(rèn)等功能。a. 數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、信息管理VDS 是橫河公司開發(fā)的工廠監(jiān)控系統(tǒng)的軟件，向現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行過程采集數(shù)據(jù)，并進(jìn)行計(jì)算、整理、存儲(chǔ)、實(shí)時(shí)刷新顯示等處

8、理，以及將控制參數(shù)、指令等調(diào)節(jié)、控制信息下發(fā)給控制器（寫回流程）等。因?yàn)槿坎捎脵M河公司的DCS 控制系統(tǒng)，因此在數(shù)據(jù)通訊部分可以說是完全無縫的3極光自動(dòng)化STARDOM系統(tǒng)概述鏈接。在 VDS 中經(jīng)過簡單的組態(tài)后， 操作人員只需要簡單的點(diǎn)擊鼠標(biāo)就可以很方便的監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)，完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制和參數(shù)的修改。同時(shí)，通過無線通信系統(tǒng)，利用OPC接口可以對(duì)三個(gè)泵站的 RTU進(jìn)行監(jiān)控。b. 監(jiān)控功能監(jiān)控系統(tǒng)能夠提供各種圖形顯示、 多媒體顯示、視頻動(dòng)畫等功能。并以圖形、數(shù)字、符號(hào)等方式為運(yùn)行人員提供動(dòng)態(tài)模擬生產(chǎn)過程， CRT 屏幕軟鍵操作。在計(jì)算機(jī)操作員站上，運(yùn)行人員直接對(duì)過程數(shù)據(jù)讀 / 寫操作或者只

9、讀操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控。監(jiān)控系統(tǒng)具有設(shè)定值上 / 下限四級(jí)預(yù)報(bào)警、 報(bào)警功能。具有單獨(dú)的報(bào)警一覽監(jiān)視畫面和窗口彈出報(bào)警。并且可根據(jù)需要設(shè)定報(bào)警優(yōu)先級(jí)，主要報(bào)警抑制次要報(bào)警。報(bào)警消息可以在網(wǎng)絡(luò)上傳遞，可在系統(tǒng)內(nèi)任何一操作站、網(wǎng)上計(jì)算機(jī)獲得報(bào)警信息，并可以網(wǎng)絡(luò)打印。對(duì)于較為復(fù)雜的控制和調(diào)節(jié)，如連鎖控制、串級(jí)控制、 PID 調(diào)節(jié)控制、算法控制、死區(qū)控制，等等，系統(tǒng)均可以實(shí)現(xiàn)。c. 報(bào)表功能可以組態(tài)定義報(bào)表，如報(bào)警信息、班報(bào)、日?qǐng)?bào)、月報(bào)、年報(bào)，以及其它類型報(bào)表，如統(tǒng)計(jì)等。報(bào)表包含所屬的實(shí)時(shí)、歷史及人工錄入的各類數(shù)據(jù)；支持報(bào)表顯示和打印輸出，數(shù)量不限。并可以在網(wǎng)上傳送。運(yùn)行人員根據(jù)需要可將系統(tǒng)中的任何

10、數(shù)據(jù)進(jìn)行組合、計(jì)算，并可存儲(chǔ)在一個(gè)數(shù)據(jù)文件中。數(shù)據(jù)文件可以存入歷史數(shù)據(jù)庫，隨時(shí)作為歷史數(shù)據(jù)顯示。數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)量取決于硬盤容量。數(shù)據(jù)文件格式支持流行的數(shù)據(jù)庫，支持分布式結(jié)構(gòu)，并可以在故障時(shí)就地存儲(chǔ)4極光自動(dòng)化STARDOM系統(tǒng)概述和轉(zhuǎn)發(fā)。運(yùn)行人員可以用電子表格生成各類生產(chǎn)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的詳細(xì)報(bào)表。d. MMI 、圖形用戶接口功能HMI CLIENT 客戶端軟件是一個(gè)易于使用的 MMI （人機(jī)界面）系統(tǒng)，具有對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行有效監(jiān)視和控制的功能。 可以為監(jiān)視和運(yùn)行控制系統(tǒng)提供最大的靈活性。利用它的繪圖工具建立圖形對(duì)象及文本。建立簡單的對(duì)象， 如橢圓或矩形， 或建立較為復(fù)雜的對(duì)象，如趨勢(shì)圖或報(bào)警概要

11、。 其元件庫包含許多通用圖形對(duì)象，可以將其拖放入畫面，亦可以使用其它繪圖軟件包如 AutoCAD ，CorelDraw 等建立的圖形對(duì)象。可以給圖形對(duì)象加上動(dòng)畫控制，以使這些對(duì)象隨著過程變化做出相應(yīng)的反應(yīng)。動(dòng)畫控制包括可見性、顏色、填充、位置、大小及旋轉(zhuǎn)。它支持多窗口圖形顯示，漢化人機(jī)界面，可在線組態(tài)開發(fā)。支持以窗口圖形的方式顯示各種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)示意圖，如工廠工藝流程、監(jiān)控畫面、廠站與調(diào)度相關(guān)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)等參數(shù)的示意圖。數(shù)字量和模擬量標(biāo)簽都可配置報(bào)警?？梢岳脠?bào)警概要顯示報(bào)警信息。利用顏色，排序或過濾器定制報(bào)警概要。 利用顏色指示報(bào)警嚴(yán)重性可使操作人員迅速發(fā)現(xiàn)緊急報(bào)警。利用時(shí)間順

12、序或報(bào)警嚴(yán)重程度對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行排序，用過濾器過濾報(bào)警可以讓您只看到那些您希望看到的報(bào)警信息。支持靈活多樣的畫面調(diào)用方式， 如畫面切換、翻頁和“熱點(diǎn)激活 ”方式等。支持以對(duì)話窗口的方式實(shí)現(xiàn)報(bào)警和事件的記錄的打印。5極光自動(dòng)化STARDOM系統(tǒng)概述e. 分布式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)監(jiān)控軟件支持分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。網(wǎng)上各節(jié)點(diǎn)可以獨(dú)立執(zhí)行賦給它的任務(wù)。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以脫機(jī)而不影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。網(wǎng)絡(luò)信息資源共享，即網(wǎng)上的計(jì)算機(jī)、終端可以隨時(shí)獲取需要的數(shù)據(jù)、信息。f. 數(shù)據(jù)庫具有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫功能并通過數(shù)據(jù)交換協(xié)議( 如 DDE、OPC、ODBC SQL)支持關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。g. 自診斷功能系統(tǒng)具有在線診斷系統(tǒng)內(nèi)故障的能力。當(dāng)?shù)綑z測(cè)到設(shè)備故障時(shí)產(chǎn)生相關(guān)的故障報(bào)警。因此它可以在廠級(jí)中央控制室，實(shí)現(xiàn)