日本橫河DCS-CS3000培訓(xùn)教材

日本橫河DCSCS3000培訓(xùn)教材目錄一.橫河系統(tǒng)項(xiàng)目的一般創(chuàng)建步驟二.PROJECT的創(chuàng)建三.COMMONITEMS通用項(xiàng)目的定義四．FCS組態(tài)五．HIS組態(tài)

日本橫河DCSCS3000培訓(xùn)教材橫河系統(tǒng)項(xiàng)目的一般創(chuàng)建步驟依照相關(guān)的自控圖紙和工藝說明，進(jìn)行DCS的軟硬件選型、相關(guān)系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)、軟件模擬測試、軟硬件上電測試、與現(xiàn)場儀表聯(lián)動(dòng)調(diào)試。最終提交用戶一個(gè)硬件安全可靠、軟件健壯界面友好操作方便的工藝過程監(jiān)控平臺(tái)。第一步：由自控圖紙和工藝說明以及DCS規(guī)格需求書，確定系統(tǒng)硬件配置（包括控制器、I/O、通訊、操作站、服務(wù)器、以及其它附件），繪制系統(tǒng)配置圖、機(jī)柜布置圖、各種接線圖。第二步：利用SYSTEMVIEW集成的工具進(jìn)行硬件組態(tài)，包括控制器、I/O節(jié)點(diǎn)、I/O卡件、I/O通道、操作站。第三步：利用SYSTEMVIEW集成的工具進(jìn)行軟件組態(tài)，包括回路控制組態(tài)、聯(lián)鎖邏輯組態(tài)、順序控制組態(tài)、批量控制組態(tài)以及操作站各種人機(jī)界面的組態(tài)。第四步：利用SYSTEMVIEW集成的虛擬測試功能，對控制器以及操作站組態(tài)進(jìn)行軟件功能測試。通過此項(xiàng)測試可以解決其它系統(tǒng)只有在連接實(shí)際硬件時(shí)才能發(fā)現(xiàn)的問題，為安裝調(diào)試做好準(zhǔn)備。第五步：系統(tǒng)安裝調(diào)試，經(jīng)考核運(yùn)行后，提交用戶。下面是橫河的工程工作流程圖（4）項(xiàng)目屬性填寫項(xiàng)目的名稱、項(xiàng)目所在的位置、項(xiàng)目說明以及別名。（5）創(chuàng)建一個(gè)FCS根據(jù)硬件配置，選擇FCS的類型（STATIONTYPE）、數(shù)據(jù)庫類型(DATABAETYPE)以及網(wǎng)絡(luò)配置（包括域號(hào)、站號(hào)、VNET/IP地址）等。其中，數(shù)據(jù)庫類型的選擇是根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目所需各種功能塊的類型數(shù)量進(jìn)行的。在億利化學(xué)的乙炔、脫鹽水、PVC項(xiàng)目中均采用AFV10D的控制器，數(shù)據(jù)庫類型為EXTENDEDTYPE。（6）創(chuàng)建一個(gè)HIS根據(jù)硬件配置，選擇HIS的類型（STATIONTYPE）以及網(wǎng)絡(luò)配置（包括域號(hào)、站號(hào)、VNET/IP地址）等。(7)在SYSTEMVIEW中可以看到項(xiàng)目的文件夾一個(gè)項(xiàng)目包含3個(gè)基本的文件夾:如上圖所示COMMONFCSHIS。此外FCS、HIS或其它站的創(chuàng)建可以通過 FILE菜單中CREATENEW或通過快捷鍵進(jìn)行創(chuàng)建。3.項(xiàng)目屬性工具我們可以利用PROJECT’SATTRIBUTIONUTILITY軟件，注冊一個(gè)已有項(xiàng)目、修改已注冊項(xiàng)目的屬性或移出一個(gè)項(xiàng)目。三.PROJECT文件夾下COMMONITEMS通用項(xiàng)目的定義本節(jié)主要介紹幾個(gè)常用通用項(xiàng)目的組態(tài)（詳見橫河文檔IM33S01B30-01E）：.STATIONCONFIGURATIONVIEWER.SECURITYBUILDER.ENGINEERINGUNITSYMBOLBUILDER.SWITCHPOSITIONLABELBUILDER.ALARMBUILDER-----alarmprioritybuilder------alarmprocessingtablebuilder------system-fixedstatuscharacterstringviewerSTATIONCONFIGURATIONVIEWER(站組態(tài)瀏覽)：顯示項(xiàng)目當(dāng)前配置的FCS和HIS站的配置信息。(只作為瀏覽)安全策略的生成安全策略是用于阻止非法的操作，確保系統(tǒng)安全。它限制授權(quán)用戶的操作和監(jiān)控范圍，屏蔽一些用戶不關(guān)心的報(bào)警信息。在橫河系統(tǒng)中，有兩種類型的安全策略：.HISSECURITYPOLICY(操作站安全策略)：規(guī)定了此臺(tái)操作站操作和監(jiān)控的范圍，跟登錄的用戶級別無關(guān)。.USERSECURITYPOLICY（用戶安全策略）：規(guī)定了登錄用戶操作和監(jiān)控的范圍。一個(gè)操作者最終的操作和監(jiān)控范圍是由與之相關(guān)的HIS的安全策略和用戶安全策略決定的。通過SECURITYBUILDER可以定義或修改用戶名（USERNAME）、用戶組(USERGROUP)以及權(quán)限級別（PRIVILEGELEVELS）.(具體參見橫河文檔IM33S01B30-01EF9)ENGINEERINGUNITSYMBOLBUILDER(工程單位符號(hào)定義)用戶可以定義256個(gè)工程單位，這些單位在進(jìn)行功能塊組態(tài)時(shí)可以直接選用。利用ENGUNIT軟件工具進(jìn)行定義。（4）SWITCHPOSITIONLABELBUILDER（開關(guān)儀表標(biāo)簽定義）通過定義開關(guān)儀表標(biāo)簽，可以修改SWITCH儀表的標(biāo)簽顯示，可以增加中文，例如“開”、“?！?。（5）ALARMBUILDER(報(bào)警定義)定義報(bào)警狀態(tài)，需要進(jìn)行如下的設(shè)計(jì)：.定義報(bào)警狀態(tài)標(biāo)簽.定義報(bào)警優(yōu)先級.定義報(bào)警處理表它們分別利用下面的工具進(jìn)行，具體詳情見（橫河文檔IM33S01B30-01E）四．FCS軟硬件組態(tài)(一)FIO系統(tǒng)概要億利化學(xué)三套CS3000 系統(tǒng)控制器均采用CSL//AFV10D-S41201控制器。此控制器的特點(diǎn)見橫河文檔GS33P06C10-31E。一個(gè)控制器可以帶8個(gè)本地節(jié)點(diǎn)（NODE），每個(gè)節(jié)點(diǎn)（NODE）可安裝8塊I/O模件。考慮每個(gè)節(jié)點(diǎn)電源供電的問題，在安排I/O模件時(shí)要計(jì)算一下卡件的電源負(fù)荷，具體詳見橫河文檔GS33Q06Q01-31E。每個(gè)節(jié)點(diǎn)（NODE）的槽號(hào)命名如下圖：(二)控制器的屬性組態(tài)1．控制器的屬性[詳見橫河文檔IM33S01B30-01E](1)在SYSTEMVIEW中，在任何一個(gè)控制器上點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇PROPERTIES后依次對TYPE、CONSTANT、CONSTANT2、CONSTANT3、STATETRANSITION、LINE1、NETWORK各選項(xiàng)卡進(jìn)行設(shè)定。(2)控制器的一些常量組態(tài)利用提供的工具軟件FCSCONSTANTSBULIDER可以對控制器的啟動(dòng)方式、暫時(shí)電源故障的容忍時(shí)間、數(shù)字濾波、全局SWITCH的發(fā)送與接受設(shè)置以及其它一些關(guān)于報(bào)警間隔、冷啟動(dòng)的報(bào)警屏蔽等。(三)控制器的I/O功能I/O接口支持控制器的內(nèi)部數(shù)據(jù)交換和與其它控制器或其它設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通訊，是由軟件I/O、過程I/O、通訊I/O、現(xiàn)場總線I/O組成。下圖是在一個(gè)基本的控制器中I/O接口。.過程I/O（PROCESSI/O）:代表了現(xiàn)場設(shè)備和控制器之間的數(shù)據(jù)通訊接口。.軟件I/O（SOFTWAREI/O）:由控制器內(nèi)部的軟件之間執(zhí)行的虛擬I/O。1.過程I/O（PROCESSI/O）（1）創(chuàng)建NODE在一個(gè)控制器創(chuàng)建完之后，在創(chuàng)建I/O模件之前，必須安裝和創(chuàng)建一個(gè)節(jié)點(diǎn)（NODE）。通過在SYSTEMVIEW,用鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊[IOM][CREATENEW][NODE],如下圖所示：.通過選擇LOCAL或是REMOTE，來確定是本地NODE還是遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)。在億利的三個(gè)項(xiàng)目中，只有脫鹽水系統(tǒng)有5個(gè)（NODE8~NODE12）遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)。如果有遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)，必須在一個(gè)本地節(jié)點(diǎn)上定義若干ER總線接口主模件EB401,脫鹽水系統(tǒng)在NODE7中定義了3個(gè)冗余的EB401模件，如圖.同時(shí)設(shè)置好供電單元，選擇是否電源冗余、功率是80W還是40W.選擇80W時(shí)，不需要增加外部電源對模擬量輸入模件進(jìn)行供電。（2）創(chuàng)建I/O模件在一個(gè)NODE上面有8個(gè)槽位可放置I/O模件。通過通過在SYSTEMVIEW,用鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊[NODEX][CREATENEW][IOM],如下圖所示：根據(jù)事先安排的I/O卡件位置，選擇I/O模件的類型、槽號(hào)、是否冗余、是否需要高速掃描。具體的I/O模件類型及規(guī)格詳見如下的橫河文檔：?GS33Q06Q40-31EAnalogI/OModules(forFIO)?GS33Q06Q45-31EDigitalI/OModules(forFIO)?GS33Q06Q46-31ESubsystemCommunicationModule(forFIO)?GS33Q06Q47-31EFOUNDATIONfieldbusCommunicationModule(forFIO)I/O模件的與現(xiàn)場儀表的接線方式、注意要點(diǎn)請參閱橫河文檔IM33Y06K01-01E（B3.SignalCableConnectiontoInput/OutputModules(ForFIO)）部分。同時(shí)，結(jié)合億利三套系統(tǒng)具體的機(jī)柜接線圖，以便掌握現(xiàn)場常用的卡件接線方法。(3)使用IOMBUILDER對I/O卡件及通道進(jìn)行設(shè)置通過通過在SYSTEMVIEW,用鼠標(biāo)點(diǎn)擊[NODEX]雙擊[一個(gè)IO卡件],如下圖所示：我們在IOMBUILDER中，對每個(gè)通道的數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行設(shè)定，在進(jìn)行組態(tài)是主要完成信號(hào)類型、信號(hào)轉(zhuǎn)換方式、高低限了、標(biāo)簽等設(shè)置。其中：.TERMINAL(端子)它是一個(gè)通道的實(shí)際物理位置，具體說明如下：.CONVERSION(轉(zhuǎn)換)信號(hào)轉(zhuǎn)換的選擇與I/O模件類型有關(guān)，對于熱電阻、熱電歐在設(shè)置時(shí)要與使用的類型對應(yīng)好。.LABEL用戶定義LABEL，用于方便CONTROLDRAWING圖中進(jìn)行回路組態(tài)時(shí)，同時(shí)，增加可讀性。其格式如下：％％Mnnnn(4)軟件I/O功能軟件I/O包括如下幾種類型：序號(hào)類型名稱格式1內(nèi)部開關(guān)COMMONSWITCH%SWXXXXGLOBALSWITCH%GSXXXX2信息輸出ANNUNCIATORMESSAGE%ANXXXX3順序信息輸出PRINTMESSAGE%PRXXXXOPERATORGUIDEMESSAGE%OGXXXXMULTIMEDIASTARTMESSAGE%VMXXXXSEQUENCEMESSAGEREQUEST%RQXXXXSUPERVISORYCOMPUTEREVENTMESSAGE%CPXXXXSUPERVISORYCOMPUTEREVENTMESSAGEFORPICOT%MSXXXXSIGNALEVENTMESSAGE%EVXXXXSFC/SEBOLRETURNEVENTMESSAGE%REXXXX這些軟件I/O在編程時(shí)，是可以在其它功能塊引用和設(shè)置的。.COMMON/GLOBALSWITCH是橫河系統(tǒng)為軟件編程提供的BOOLEAN變量，在億利選用的AFV10D控制器%SW0001~%SW0400是系統(tǒng)保留（SYSTEMRESVERED）不能被占用，其它％SW0401~%SW4000可供使用。詳細(xì)的可參閱橫河文檔IM33S01B30-01E。用于條件時(shí)，用%SWnnnn.PV.ON/OFF在順序表和邏輯圖中引用；寫ON/OFF狀態(tài)時(shí)，用%SWnnnn.PV.H或%SWnnnn.PV.H在順序表和邏輯圖中引用。.信息輸出：請參閱橫河文檔IM33S01B30-01E。（四）用CONTROLDRAWINGBUILDER進(jìn)行控制策略的組態(tài)1.CONTROLDRAWINGBUIDER介紹它是CS3000中用于進(jìn)行FCS的常規(guī)控制控制組態(tài)的工具。它以圖形的方式方便工程師在drawing文件上注冊功能塊，并且詳細(xì)地表明了各功能塊之間地?cái)?shù)據(jù)流。在CS3000中一個(gè)控制器包括200各控制圖。啟動(dòng)CONTROLDRAWINGBUILDER的方法：在SYSTEMVIEWER中，[FCS0101]->[FUNCTIONBLOCK]->雙擊[DR0001],出現(xiàn)下面的畫面具體的如何使用CONTROLDRAWINGBUILDER請參閱橫河文檔IM33S01B30-01E在我們進(jìn)行軟件組態(tài)時(shí)，要熟悉常用的功能塊，通過參閱橫河文檔IM33S01B30-01E，了解和掌握基本的功能塊的分類、功能、用法，以便我們能夠靈活運(yùn)用系統(tǒng)提供的功能塊，完成組態(tài)功能。這里就不再詳細(xì)的論述各功能塊怎么使用了，具體參見橫河文檔IM33S01B30-01E。下面僅結(jié)合億利的控制系統(tǒng)講解三個(gè)方面：常規(guī)控制、順控表及邏輯圖、批量控制。2．常規(guī)控制組態(tài)我們以PID塊為例進(jìn)行介紹，PID功能塊圖如下：從上圖，我們可以看出PID有四個(gè)處理功能：.輸入處理：從輸入端子接收信號(hào)，輸出過程變量PV.控制計(jì)算處理：通過讀取PV值，執(zhí)行控制計(jì)算，輸出MV.輸出處理：通過讀取MV值，經(jīng)處理給輸出端子。.報(bào)警處理：檢測非正常的PV和MV，并通告給操作和監(jiān)控處理。我們對其組態(tài)就從這四個(gè)方面進(jìn)行。參數(shù)調(diào)整面板一些參數(shù)必須在功能塊的調(diào)整面板里修改，例如SV,MV等。同時(shí)，參數(shù)的修改與該功能塊的安全等級有關(guān)。(2)功能塊屬性在所選功能塊上點(diǎn)擊右鍵，出現(xiàn)PROPERTIES,點(diǎn)擊該項(xiàng)，（3）功能塊詳細(xì)描述選中功能塊，在工具欄點(diǎn)擊，出現(xiàn)FUNCTIONBLOCKDETAILBUILDER,通過此工具設(shè)置功能塊的其它細(xì)節(jié)屬性。從上圖我們依次從BASIC、TAG、INPUT、ALARM、CONTROLCALCULATION、OUTPUT、CONNECTION根據(jù)回路設(shè)計(jì)要求填寫必要的設(shè)置。關(guān)于其具體內(nèi)容詳見橫河文檔IM33S01B30-01E。以上組態(tài)完后，保存，完成此回路的組態(tài)。（4）億利CS3000中的回路組態(tài)舉例;.乙炔發(fā)生器A-1溫度調(diào)節(jié)(分程調(diào)節(jié))其中，計(jì)算塊CA-A-1實(shí)現(xiàn)了分程功能。具體Calculation功能塊的用法及程序語句請參閱橫河文檔IM33S01B30-01E。.PVC中VCM入料流量及壓力選擇控制.PVC中聚合釜溫度控制其中包括釜內(nèi)溫度和夾套溫度的串級調(diào)節(jié)。3．順控表順控表（ST16、ST16E）是執(zhí)行順序控制的功能塊。通過在表格中的Y或N建立輸入信號(hào)和輸出信號(hào)之間對于的關(guān)系來進(jìn)行邏輯和順序控制。功能塊圖如下：順控表是由CONDITIONSIGNALS,ACTIONSIGNALS,RULENUMBERS,CONDITIONRULES,ACTIONRULES和STEPLABELS組成。如下圖所示，此五個(gè)元素具體說明見橫河文檔IM33S01B30-01E一個(gè)順控表的（STARTTIMING）啟動(dòng)方式可分為：T(每個(gè)掃描周期都執(zhí)行)、O(只有當(dāng)被其它功能塊調(diào)用才執(zhí)行)、I（當(dāng)FCS冷啟動(dòng)或重新啟動(dòng)時(shí)，執(zhí)行一次的表）、B(只當(dāng)FCS冷啟動(dòng)時(shí)才執(zhí)行一次的表)。一個(gè)順控表的（OUTPUTTIMING）輸出方式可分為：C(只有條件變化才輸出的表)、E(只要條件滿足就輸出的表)。一般我們根據(jù)情況，組合上面兩個(gè)條件，構(gòu)成TE表、TC表、OC表、I表。順控表又可分步表和非步表。具體說明見橫河文檔IM33S01B30-01E順控表在億利CS3000系統(tǒng)中的組態(tài)：.PVC中批量報(bào)表打印.脫鹽水-多介質(zhì)過濾順序控制順控表是在邏輯圖或程序框圖以及時(shí)序圖的基礎(chǔ)上構(gòu)建的。在維護(hù)過程中，我們可以參照原自控設(shè)計(jì)中的時(shí)序圖、工藝說明、程序邏輯原理圖，來讀懂用順控表設(shè)計(jì)的程序。至于如何引用其它功能塊，請見橫河文檔IM33S01B30-01E，上面有詳細(xì)的說明。4．邏輯圖億利的大部分聯(lián)鎖都是以邏輯圖的形式來實(shí)現(xiàn)的，具體的功能塊是LC64,它的分類如順控表一樣都有以下：（STARTTIMING）啟動(dòng)方式可分為：T(每個(gè)掃描周期都執(zhí)行)、O(只有當(dāng)被其它功能塊調(diào)用才執(zhí)行)、I（當(dāng)FCS冷啟動(dòng)或重新啟動(dòng)時(shí)，執(zhí)行一次）、B(只當(dāng)FCS冷啟動(dòng)時(shí)才執(zhí)行一次)。（OUTPUTTIMING）輸出方式可分為：C(只有條件變化才輸出的表)、E(只要條件滿足就輸出)。具體怎么運(yùn)用和實(shí)現(xiàn)詳見橫河文檔IM33S01B30-01E在億利的應(yīng)用舉例：.乙炔渣漿泵控制.脫鹽水-手動(dòng)、故障保護(hù)5.批量控制在億利中PVC采用了CS3000的批量控制，系統(tǒng)有10個(gè)控制器，控制器1用于公用工程的UNIT，控制器2～10是20個(gè)聚合釜的批量UNIT；有21臺(tái)操作站，其中，64號(hào)站是工程師站，45、46是冗余的配方服務(wù)器，配方管理和生產(chǎn)軟件RECIPEVIEW安裝在這兩臺(tái)服務(wù)器上。批量控制的通用教程見此壓縮文件包