ECS-700系統(tǒng)控制系統(tǒng)介紹

ECS-700控制系統(tǒng)介紹ECS-700產(chǎn)品經(jīng)理聶浩ECS-700系統(tǒng)規(guī)模系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)域數(shù)量16控制域16操作域控制站數(shù)量60/控制域操作站數(shù)量60/操作域控制網(wǎng)節(jié)點(diǎn)總數(shù)250單站容量單控制站IO容量2000控制域容量單控制域IO總量20000操作域容量單操作域位號(hào)總量20000高可用性的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)鏈路聚合(Trunking)提高鏈路可用增加鏈路容量項(xiàng)目靈活配置負(fù)載均衡流量自動(dòng)系統(tǒng)容錯(cuò)A網(wǎng)B網(wǎng)B網(wǎng)A網(wǎng)FCRCCR控制站過(guò)程控制網(wǎng)控制站控制站控制站控制站工程師站操作員站操作員站操作員站實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)控制網(wǎng)絡(luò)——對(duì)等模式過(guò)程信息網(wǎng)I/O層網(wǎng)絡(luò)——擴(kuò)展能力距離：2Km、20KmCOM711U7（通用IO）無(wú)線傳輸U(kuò)3（一體化控制器）COM731GPRSModem固定IP傳輸速率：100MB/s介質(zhì)：電纜、光纖COM741U6（RTU）本地64個(gè)I/O模塊64個(gè)I/O模塊I/O層網(wǎng)絡(luò)——擴(kuò)展能力7個(gè)遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)LAN1LAN2LAN3LAN4LAN5LAN6LAN7LAN8第三方網(wǎng)絡(luò)AMS網(wǎng)絡(luò)ODS網(wǎng)絡(luò)OTS網(wǎng)絡(luò)所需部件：時(shí)鐘同步服務(wù)器方案：接入控制網(wǎng)對(duì)全廠進(jìn)行時(shí)鐘同步同步精度：50ms同步協(xié)議：SNTP時(shí)鐘同步方案標(biāo)準(zhǔn)化的柜內(nèi)布置設(shè)計(jì)系統(tǒng)控制機(jī)柜端子機(jī)柜安全柵機(jī)柜（底板式）繼電器機(jī)柜（底板式）交換機(jī)柜電源分配機(jī)柜配電端子排直流電源模塊空氣開(kāi)關(guān)

IO機(jī)架主控制器

系統(tǒng)機(jī)柜系統(tǒng)I/O機(jī)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)ECS-700單模塊更換，免螺絲，防混插單基座更換模塊基座機(jī)架模塊支持在線插拔模塊的接線方式現(xiàn)場(chǎng)線纜現(xiàn)場(chǎng)線纜現(xiàn)場(chǎng)線纜現(xiàn)場(chǎng)線纜現(xiàn)場(chǎng)線纜冗余基座轉(zhuǎn)接基座普通基座現(xiàn)場(chǎng)線纜現(xiàn)場(chǎng)線纜現(xiàn)場(chǎng)線纜控制器FCU711采用美國(guó)ATMEL公司32位軍工級(jí)RISC芯片主頻260MHz低功耗設(shè)計(jì)，小于5W內(nèi)存36M250頁(yè)用戶程序、2250個(gè)自定義變量過(guò)程控制網(wǎng)1Gbps/100MbpsI/O網(wǎng)絡(luò)100Mbps控制周期20ms~5s掉電保持?jǐn)?shù)據(jù)時(shí)間不小于6個(gè)月內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)防火墻和協(xié)議解析、接入設(shè)備論證，隔離了網(wǎng)絡(luò)沖擊對(duì)控制CPU的影響工業(yè)級(jí)和商用級(jí)區(qū)別商用級(jí)CPU的優(yōu)劣（Intel兼容商用處理器）優(yōu)勢(shì)1：速度快，品種多優(yōu)勢(shì)2：依托通用操作系統(tǒng)（QNX、WINCE），開(kāi)發(fā)周期短劣勢(shì)1：安全系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)IEC61508中禁止使用的功能：例如動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配，任務(wù)搶權(quán)等劣勢(shì)2：發(fā)熱大、功耗高浙大中控的控制器（更注重可靠性）自主研發(fā)的確定性多相位分時(shí)操作系統(tǒng)采用3CPU協(xié)作，隔離了網(wǎng)絡(luò)沖擊對(duì)控制CPU的影響控制器程序容量FCU711醋酸乙烯裝置某控制器控制回路數(shù)量:75個(gè)程序量：125K用戶程序存儲(chǔ)空間：8M程序負(fù)荷：<5%FCU711加氫精制裝置某控制器控制回路數(shù)量:29個(gè)程序量：54K用戶程序存儲(chǔ)空間：8M程序負(fù)荷：<2%多CPU協(xié)同處理與冗余機(jī)理分析SCnet通訊CPUIO通訊CPU熱備緩沖區(qū)控制CPU控制數(shù)據(jù)區(qū)SCnet網(wǎng)絡(luò)E-BUS總線SCnet通訊CPUIO通訊CPU熱備緩沖區(qū)控制CPU控制數(shù)據(jù)區(qū)L-BUS總線工作控制器備用控制器CPU控制執(zhí)行指針下載信息控制執(zhí)行體映射備份區(qū)CRC校驗(yàn)過(guò)程比較過(guò)程下載更新體組態(tài)更新

check!

下載完畢控制執(zhí)行指針無(wú)擾在線下載專利技術(shù)確保在線下載時(shí)的生產(chǎn)安全！在線下載全過(guò)程控制不間斷！控制執(zhí)行體映射備份區(qū)√

數(shù)據(jù)更新

備用工作單點(diǎn)在線下載監(jiān)控組態(tài)調(diào)整修改監(jiān)控組態(tài)工程師站操作域組態(tài)發(fā)布監(jiān)控軟件不重啟操作員站操作員站保存I/O模塊一覽序號(hào)型號(hào)模塊名稱性能及輸入/輸出點(diǎn)數(shù)1AI711模擬信號(hào)輸入模塊8通道、隔離、支持HART、可冗余2AI713模擬信號(hào)輸入模塊16通道、隔離、支持HART、可冗余3AI721熱電偶信號(hào)輸入模塊8通道、點(diǎn)點(diǎn)隔離、可冗余4AI731熱電阻信號(hào)輸入模塊8通道、點(diǎn)點(diǎn)隔離、可冗余5AO711模擬信號(hào)輸出模塊8通道、點(diǎn)點(diǎn)隔離、可冗余6AO713模擬信號(hào)輸出模塊16通道、點(diǎn)點(diǎn)隔離、可冗余7DI711數(shù)字信號(hào)輸入模塊16通道、分組隔離、可冗余8DI715數(shù)字信號(hào)輸入模塊32通道、分組隔離、可冗余9DO711數(shù)字信號(hào)輸出模塊16通道、分組隔離、可冗余10DO715數(shù)字信號(hào)輸出模塊32通道、分組隔離、可冗余11PI711脈沖輸入模塊6通道、點(diǎn)點(diǎn)隔離I/O模塊整體特性模塊精度：模擬量輸入1‰，模擬量輸出2‰所有模塊支持帶電插拔抗干擾：符合EMC3A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)CE認(rèn)證模塊工作狀態(tài)、通訊狀態(tài)、故障狀態(tài)LED顯示；超電量程輸入、輸出，電量程可自由設(shè)定所有模擬量模塊、開(kāi)關(guān)量模塊均可1：1冗余配置DO脈寬輸出、DI開(kāi)關(guān)量抖動(dòng)處理、DI短脈沖測(cè)量

通過(guò)CE認(rèn)證，達(dá)到了EMC3A級(jí)指標(biāo)！系統(tǒng)EMC能力G3環(huán)境腐蝕實(shí)驗(yàn)報(bào)告防腐鑒證試驗(yàn)報(bào)告AI模塊二線制儀表三線制儀表四線制儀表隔離電源每通道4個(gè)接線端子信號(hào)+信號(hào)-信號(hào)+電源+信號(hào)-電源-信號(hào)+信號(hào)-電源+電源-支持二、三、四線制儀表電源+電源-功率>1w如何處理匹配特殊量程、防止閥門泄漏超量程范圍默認(rèn)-10%~110%，可組態(tài)每個(gè)通道均可獨(dú)立設(shè)置準(zhǔn)確識(shí)別工藝狀況確保閥門完全關(guān)閉，防止泄漏系統(tǒng)模擬量模塊電量程可組態(tài)，并具有最大-25％～125％的超量程測(cè)量與輸出。舉例：4mA~20mA信號(hào)可調(diào)整為8mA~16mA每個(gè)通道均可獨(dú)立設(shè)置利用有效量程提高分辨率自由量程超量程輸入、輸出故障安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)了最惡劣情況（冗余部件均失效）下的安全狀態(tài)：輸入、輸出安全模式均可組態(tài)。保持輸出設(shè)定安全值故障時(shí)ttOPOP輸入輸出主控制器AI通過(guò)控制器至AO只需要200msDI通過(guò)控制器至DO只需要50msI/O模塊響應(yīng)時(shí)間快速新增I/O模塊功能在線添加硬件組態(tài)掃描一鍵生成默認(rèn)位號(hào)信息調(diào)整參數(shù)、在線下載組態(tài)E-BUS節(jié)點(diǎn)L-BUS節(jié)點(diǎn)COM711COM721COM741AM712AI/AO713-HAM716IO連接模塊Profibus主站通訊模塊串行通訊模塊FF接口模塊模擬信號(hào)輸出模塊（HART）EPA模塊可擴(kuò)展64個(gè)IO模塊1個(gè)Profibus接口4個(gè)Modbus接口包含2個(gè)FF網(wǎng)段16通道HART輸出包含2個(gè)FF網(wǎng)段通訊模塊一覽支持四重化冗余的串行通訊模塊通訊從站COM741通訊主站COM741通訊主站工作備用WebFieldECS-700每對(duì)控制器下最多可下掛7個(gè)通訊節(jié)點(diǎn)4路完全隔離的可編程串行口通訊每路支持不同的通訊方式、協(xié)議、波特率等最多帶64個(gè)設(shè)備支持4000個(gè)開(kāi)關(guān)量或254個(gè)模擬量通訊支持RS232、RS422、RS485等通訊方式支持ModbusRTU/

ModbusPLUS、HOSTLINK、自定義通訊協(xié)議、非標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議編程方便的集成SIS、CCS、FGS、VMS等全廠子系統(tǒng)SIS/PLCFCU711控制器FCU711控制器……最多7個(gè)通訊節(jié)點(diǎn)E-BUS第三方系統(tǒng)通訊互聯(lián)案例WebFieldECSICSTRICONBentlyHIMA……..FSC/SM中控在業(yè)界集成經(jīng)驗(yàn)最為豐富化工項(xiàng)目

江蘇靈谷化工4580兗礦魯南化工3052新安邁圖10萬(wàn)噸有機(jī)硅山西豐喜華瑞1830中石化南化6萬(wàn)噸/年環(huán)己酮

……石化項(xiàng)目長(zhǎng)嶺1000萬(wàn)噸級(jí)大煉油聯(lián)合裝置安慶石化800萬(wàn)噸大煉油聯(lián)合裝置塔河石化350萬(wàn)噸煉油聯(lián)合裝置武漢石化500萬(wàn)噸煉油裝置寧夏寶塔石化100萬(wàn)噸/年重交瀝青廣西東油瀝青50萬(wàn)噸/年催化裂化……深度的通訊控制方案模板化的通訊參數(shù)配置多樣化的通訊模式支持“P2P”式的通訊方案優(yōu)化在線實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)通訊校驗(yàn)?zāi)０寤耐ㄓ崊?shù)配置預(yù)存主流SIS系統(tǒng)參數(shù)信息；填報(bào)式參數(shù)點(diǎn)選，方便快捷?！癙2P”式的通訊方案優(yōu)化“P2P”的好處案例

Szorb清潔化能源在中國(guó)大力推廣，其主要控制策略閉鎖料斗非常難控制，控制不到位的話容易引起料斗磨損，短周期就要停車檢修。密閉料斗工藝包一般由Tricon/HIMA等SIL3級(jí)安全系統(tǒng)完成順序控制，DCS完成回路控制。

2家工程公司實(shí)施DCS組態(tài)SIS組態(tài)Step1Step2Step3Step4無(wú)互檢機(jī)制“P2P”式的通訊方案優(yōu)化“P2P”的好處案例

Szorb清潔化能源在中國(guó)大力推廣，其主要控制策略閉鎖料斗非常難控制，控制不到位的話容易引起料斗磨損，短周期就要停車檢修。密閉料斗工藝包一般由Tricon/HIMA等SIL3級(jí)安全系統(tǒng)完成順序控制，DCS完成回路控制。

1家工程公司實(shí)施DCS組態(tài)SIS組態(tài)Step1Step2Step3Step4有互檢機(jī)制DCS確認(rèn)SIS確認(rèn)DCS確認(rèn)在線實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)通訊校驗(yàn)01

05

00

4B

FF

00

2CFF01

05

00

4B

FF

00

2CFF01

05

00

4B

FF

00

2CFF01

05

00

41

F0

00C1F0每包數(shù)據(jù)末兩位為16bitCRC校驗(yàn)位DCS接收到數(shù)據(jù)包先解析CRC，如果一致，則判斷數(shù)據(jù)正確。不一致，認(rèn)定為異常數(shù)據(jù)包。超時(shí)判斷，自定義設(shè)置，及時(shí)通訊中斷報(bào)警01

05

00

4B

FF

00

2CFF500ms超時(shí)現(xiàn)場(chǎng)總線支持FF現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線HARTEPA開(kāi)放式通訊總線工具第一個(gè)完全支持FF,Profibus,HART,EPA四種總線的廠商！可以通過(guò)同一個(gè)總線組態(tài)工具實(shí)現(xiàn)組態(tài)！使用同一個(gè)資源優(yōu)化管理軟件實(shí)現(xiàn)四種資源的管理！FF的認(rèn)證FF接口模塊每個(gè)機(jī)架支持16個(gè)FF模塊（8對(duì)冗余）每個(gè)控制器支持64對(duì)冗余FF接口模塊位于I/O層，安裝非常方便機(jī)架AM712-SFF接口模塊每對(duì)AM712-S支持兩條FF-H1網(wǎng)段............每條H1網(wǎng)段支持最多16臺(tái)FF設(shè)備每個(gè)DCS控制站支持最多1664臺(tái)FF設(shè)備DCS全局控制系統(tǒng)支持最多臺(tái)1597440臺(tái)FF設(shè)備PROFIBUS接口模塊GSDFilesPROFIBUS-PA+PLC?PROCESSFIELDBUSProfibus…控制器Profibus主站模塊COM721DP/PA鏈接器DP/PA耦合器單個(gè)耦合器可以帶10個(gè)非本安PA設(shè)備，耦合器和連接器5：1配置中控的HART地位SUPCON是中國(guó)目前唯一支持HART-DD技術(shù)的DCS制造商！也是全球第9家（Honeywell，Emerson，Yokogawa等）SUPCON是HART基金會(huì)（HCF）主站開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)成員，參與核心代碼的共同維護(hù)和開(kāi)發(fā)中控每年向HART基金會(huì)繳納的維護(hù)費(fèi)用高達(dá)$12,500多個(gè)成功案例的使用（魯南、宜化、靈谷、長(zhǎng)嶺煉化、上高橋、中石化隱患等）

手持設(shè)備定期通訊設(shè)備管理系統(tǒng)的即時(shí)通訊

儀表調(diào)校

故障定位

儀表位號(hào)描述

回路測(cè)試參數(shù)設(shè)置

(量程、單位等)使用的是通用DD

或有限D(zhuǎn)D庫(kù)0%100%Savings/Benefits

相對(duì)價(jià)值量（節(jié)省的開(kāi)支或產(chǎn)生的效益）0%100%100%僅用到HART的部份價(jià)值差異化龐大DD/EDD庫(kù)的支持通過(guò)儀表的診斷報(bào)警,在儀表故障

前及時(shí)處置通過(guò)對(duì)關(guān)鍵變量的狀態(tài)的監(jiān)控來(lái)提

高系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性幫助確認(rèn)控制系統(tǒng)的信息實(shí)現(xiàn)多變量?jī)x表的完整信息讀取與設(shè)備臺(tái)帳的結(jié)合與ERP/CMMS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集成

價(jià)值的增加量

設(shè)備管理系統(tǒng)價(jià)值70例行檢查35%無(wú)故障28%儀表校驗(yàn)20%6%零點(diǎn)漂移6%導(dǎo)壓管堵5%其他故障1020304050

節(jié)約例行檢查的時(shí)間明確檢修計(jì)劃、精確備件計(jì)劃設(shè)備管理系統(tǒng)價(jià)值SAMS設(shè)備管理系統(tǒng)架構(gòu)

AMS中心服務(wù)器/AMS客戶終端（SAMSEMP）AMS數(shù)據(jù)采集器/客戶終端（SAMSServer）1Gbps高速工業(yè)以太網(wǎng)多路轉(zhuǎn)換器RS485轉(zhuǎn)以太網(wǎng)第三方設(shè)備DCSFCU711-S01AI713-S01AO713-S01同步組態(tài)、系統(tǒng)配置、數(shù)據(jù)服務(wù)DCS網(wǎng)絡(luò)、硬件組態(tài)SAMSServerSAMSEMPDCSSAMS系統(tǒng)軟件SAMS自動(dòng)掃描設(shè)備建立工廠視圖、自動(dòng)匹配位號(hào)修改參數(shù)、調(diào)校、診斷SAMS全局管理SAMS設(shè)備管理軟件工廠視圖物理鏈接節(jié)點(diǎn)下設(shè)備列表

設(shè)備組態(tài)列表具體設(shè)備組態(tài)信息548臺(tái)智能儀表DD界面SAMS位號(hào)自動(dòng)匹配BeforeAfter設(shè)備位號(hào)自動(dòng)匹配功能3分鐘內(nèi)自動(dòng)匹配2500個(gè)設(shè)備設(shè)備位號(hào)HV_1150HV_1150SAMS默認(rèn)位號(hào)資產(chǎn)管理平臺(tái)通訊服務(wù)通訊服務(wù)客戶端TextFF通訊HART通訊EPA通訊Profibus通訊服務(wù)器診斷服務(wù)平臺(tái)接口實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)診斷數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程診斷第三方診斷軟件具有中國(guó)特色的資產(chǎn)管理平臺(tái)交接班記錄日志管理系統(tǒng)配置設(shè)備臺(tái)帳故障、報(bào)警、維護(hù)查詢SAMSPortal具有中國(guó)特色的資產(chǎn)管理平臺(tái)以前填表、資料查找等工作都是手工操作，費(fèi)時(shí)費(fèi)力現(xiàn)在文檔工作是自動(dòng)和實(shí)時(shí)完成的。“當(dāng)上級(jí)有關(guān)部門例行檢查，需要我們提交報(bào)告，當(dāng)拿出設(shè)備投運(yùn)率以及定期維護(hù)成本的考核數(shù)據(jù)。他們對(duì)此印象非常深刻，在報(bào)告中可以清晰列出每個(gè)儀表維護(hù)人員的分管儀表目前的情況，具體哪些儀表出了問(wèn)題，管理透明度非常高。他們對(duì)此非常滿意?！?15SAMS設(shè)備接入系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)系統(tǒng)組態(tài)管理軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組態(tài)軟件系統(tǒng)監(jiān)控軟件根據(jù)上位機(jī)數(shù)量和種類提供軟件狗授權(quán)不限制I/O種類和點(diǎn)數(shù)規(guī)?？刂品钟虿僮鞣钟蚩刂朴虿僮饔驒?quán)限分配系統(tǒng)結(jié)構(gòu)-域的劃分系統(tǒng)結(jié)構(gòu)-域的對(duì)應(yīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可配置1231+2+3454+5原料罐區(qū)中間罐區(qū)產(chǎn)品罐區(qū)循環(huán)水空壓站儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施給排水及消防1+2+3+4+5多人組態(tài)、組態(tài)管理1321+2+3組態(tài)保存2132+31+21+2+3組態(tài)發(fā)布主工程師站擴(kuò)展工程師站便攜工程師站擴(kuò)展工程師站支持離線組態(tài)組態(tài)主畫(huà)面控制組態(tài)監(jiān)控組態(tài)方便的I/O表導(dǎo)入功能無(wú)需網(wǎng)關(guān)直接導(dǎo)入位號(hào)名最多24位導(dǎo)出工程圖紙及數(shù)據(jù)表趨勢(shì)數(shù)據(jù)表測(cè)點(diǎn)清單端子板接線圖機(jī)柜布置圖通訊位號(hào)清單高效率、高正確率高效的工程工具LDFBDSFCST組態(tài)工具的易用性強(qiáng)，開(kāi)車前EPC能自行輕松完成組態(tài)修改組態(tài)工具易用性豐富的功能塊輸入處理：測(cè)量值報(bào)警輸入補(bǔ)償設(shè)定值跟蹤設(shè)定值限幅及報(bào)警設(shè)定值回退設(shè)定值斜坡作用運(yùn)算處理：非線性增益偏差死區(qū)作用旁路作用偏差處理輸出補(bǔ)償控制輸出量程轉(zhuǎn)換積分限幅作用輸出處理：預(yù)設(shè)MV處理輸出限幅報(bào)警輸出速率限幅報(bào)警閉鎖增減及輸出保持脈沖式PI控制功能塊

手動(dòng)設(shè)置積分項(xiàng)的PD控制功能塊

偏差累積PI控制功能塊

比率設(shè)定功能塊

分程控制功能塊模擬量手操器功能塊

EPID控制功能塊PID控制模塊蒸汽-碳比例控制方案圖蒸汽-碳比例控制FBD圖蒸汽量控制PID模塊前加入大量的比值和比較運(yùn)算碳量控制PID模塊前加入大量的比值和比較運(yùn)算復(fù)雜控制程序的編寫屏蔽輸入強(qiáng)制動(dòng)作屏蔽輸出調(diào)試程序在線調(diào)試離線調(diào)試在線調(diào)試及離線調(diào)試仿真控制器快速回路控制模塊AM715-S現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備天然氣與氧氣比例控制AOAIPV

t

t0控制回路響應(yīng)周期50ms；控制需求應(yīng)用效果氧化爐啟動(dòng)過(guò)程要求控制回路能夠快速進(jìn)入平衡狀態(tài)（t1-t0<10s）；調(diào)節(jié)過(guò)程中能夠快速響應(yīng)天然氣流量變化；控制精度要求高，平衡狀態(tài)控制；精度控制在0.5%；控制回路從開(kāi)車→正常運(yùn)行→停車始終處于自動(dòng)控制狀態(tài)，不允許手動(dòng)控制。響應(yīng)周期50ms精度<0.5%天然氣：——氧氣：——t1快速回路LD圖FBD圖ON輸出跟