集散控制系統(tǒng)2

1、集散控制系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第二節(jié)第二節(jié) 集散控制系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)集散控制系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)第三節(jié)第三節(jié) TPS集散控制系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)第四節(jié)第四節(jié) PCS7過程控制系統(tǒng)過程控制系統(tǒng)第五節(jié)第五節(jié) 集散控制系統(tǒng)可靠性集散控制系統(tǒng)可靠性第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 集散控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程集散控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程 20世紀(jì)世紀(jì)5050、6060年代，過程工業(yè)主要使用模擬式儀表年代，過程工業(yè)主要使用模擬式儀表，它們功能單一、控制精度不高。以后的它們功能單一、控制精度不高。以后的 DDC和和SCC集中型計算機控制系統(tǒng)能進(jìn)行復(fù)雜控制集中型計算機控制系統(tǒng)能進(jìn)行復(fù)雜控制, 但存在危險但存在危險集中的問題。集中

2、的問題。1975年年Honeywell推出了世界上第一套集散控制系統(tǒng)推出了世界上第一套集散控制系統(tǒng) TDC2000, 實現(xiàn)了分散控制和集中操作與管理的功實現(xiàn)了分散控制和集中操作與管理的功能能, 以后十年以后十年DCS不斷完善。不斷完善。20世紀(jì)世紀(jì) 90年代以來年代以來推出了以管控一體化為主要特征推出了以管控一體化為主要特征的的DCS, 隨著隨著PLC和和FCS技術(shù)的發(fā)展技術(shù)的發(fā)展, DCS與與PLC和和FCS相融合的混合型分布式控制系統(tǒng)也已出現(xiàn)。相融合的混合型分布式控制系統(tǒng)也已出現(xiàn)。 集散控制系統(tǒng)的集散控制系統(tǒng)的1. 功能齊全功能齊全2. 人機聯(lián)系完善人機聯(lián)系完善3. 可靠性高可靠性高4.

3、系統(tǒng)拓展靈活系統(tǒng)拓展靈活5. 安裝調(diào)試簡單安裝調(diào)試簡單集散控制系統(tǒng)的性能比常規(guī)儀表控制系統(tǒng)和集中集散控制系統(tǒng)的性能比常規(guī)儀表控制系統(tǒng)和集中型計算機控制系統(tǒng)更為優(yōu)越型計算機控制系統(tǒng)更為優(yōu)越, ,它的主要特點如下：它的主要特點如下：CRT操作站管理計算機過程控制單元過程控制單元數(shù)據(jù)采集單元集中操作與管理裝置集中操作與管理裝置分散控制裝置分散控制裝置通信系統(tǒng)通信系統(tǒng) 集散控制系統(tǒng)的集散控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)與一般的局域網(wǎng)不同，集散控制系統(tǒng)中采用的通信網(wǎng)絡(luò)與一般的局域網(wǎng)不同，集散控制系統(tǒng)中采用的通信網(wǎng)絡(luò)是用于生產(chǎn)過程的控制和管理，它具有下列特點：是用于生產(chǎn)過程的控制和管理，它具有下列特點：第二節(jié)第二節(jié) 集

4、散控制系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)集散控制系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò) 通信網(wǎng)絡(luò)的特點通信網(wǎng)絡(luò)的特點 1. 實時性好，動態(tài)響應(yīng)快實時性好，動態(tài)響應(yīng)快2. 可靠性高可靠性高3. 適應(yīng)惡劣的工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境適應(yīng)惡劣的工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境 通信介質(zhì)通信介質(zhì)1. 雙絞線雙絞線 最常用的通信介質(zhì)。最常用的通信介質(zhì)。2. 同軸電纜同軸電纜 用于較高速率的數(shù)據(jù)傳輸。用于較高速率的數(shù)據(jù)傳輸。 3. 光纜光纜 不受電磁波干擾，廣泛應(yīng)用于集散系統(tǒng)。不受電磁波干擾，廣泛應(yīng)用于集散系統(tǒng)。 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 從站從站從站從站主站星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)站站站站站總線型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)總線型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)環(huán)型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)環(huán)型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)站站站站站站通常有星型、總線型和環(huán)型及混合型：通常

5、有星型、總線型和環(huán)型及混合型： 網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議 通信協(xié)議以開放系統(tǒng)互連通信協(xié)議以開放系統(tǒng)互連 (OSI) 參考模型為基礎(chǔ)，?；鶇⒖寄Ｐ蜑榛A(chǔ)，?；谖锢韺雍蛿?shù)據(jù)鏈路層而制定。數(shù)據(jù)鏈路層分為介質(zhì)訪于物理層和數(shù)據(jù)鏈路層而制定。數(shù)據(jù)鏈路層分為介質(zhì)訪問控制層問控制層(MAC)和邏輯和邏輯鏈路控制層鏈路控制層(LLC)。應(yīng)用最廣泛。應(yīng)用最廣泛的的通信協(xié)議通信協(xié)議是是IEEE 802系列，常用通信協(xié)議有系列，常用通信協(xié)議有 ：IEEE 802.1 局域網(wǎng)概述、體系結(jié)構(gòu)；局域網(wǎng)概述、體系結(jié)構(gòu)；IEEE 802.2 邏輯邏輯鏈路控制；鏈路控制；IEEE 802.3 總線網(wǎng)的總線網(wǎng)的MAC與物理層標(biāo)準(zhǔn)

6、；與物理層標(biāo)準(zhǔn)；IEEE 802.4 令牌令牌總線網(wǎng)的總線網(wǎng)的MAC與物理層標(biāo)準(zhǔn)；與物理層標(biāo)準(zhǔn)；IEEE 802.5 令牌環(huán)令牌環(huán)網(wǎng)的網(wǎng)的MAC與物理層標(biāo)準(zhǔn)；與物理層標(biāo)準(zhǔn)；IEEE 802.11 無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)；無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)；IEEE 802.15 短距離無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)短距離無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 等。等。第三節(jié)第三節(jié) TPS集散控制系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)萬能工作站萬能工作站UWS萬能操作站萬能操作站US新型萬能操新型萬能操作站作站UXS應(yīng)用模件應(yīng)用模件AM新型應(yīng)用模新型應(yīng)用模件件AXM連接器連接器CG、PLCG網(wǎng)絡(luò)連接器網(wǎng)絡(luò)連接器NG全方位萬能全方位萬能操作站操作站GUS高速通路連高速通路連接器接器

7、HG網(wǎng)絡(luò)接口模網(wǎng)絡(luò)接口模件件NIM基本控制器BC多功能控制器MC先進(jìn)多功能控制器AMC數(shù)據(jù)高速通路口DHP擴展控制器EC增強型操作EOS基本操作站BOS過程接口單元PIU通用計算機接口GPCI邏輯管理器邏輯管理器LM先進(jìn)過程管理先進(jìn)過程管理器器APM故障安全控制管故障安全控制管理器理器FSC過程管理器過程管理器PM高性能過程管高性能過程管理器理器HPMDEC VAX計計算機算機AXP計算機計算機管理管理計算機計算機歷史模件歷史模件HM工廠信息網(wǎng)工廠信息網(wǎng) (PIN)局域控制網(wǎng)局域控制網(wǎng) (LCN)萬能控制網(wǎng)萬能控制網(wǎng) (UCN)基本系統(tǒng)基本系統(tǒng) (BASIC)高速通路指揮器HTD數(shù)據(jù)高速通路D

8、HTPS系統(tǒng)基本構(gòu)成圖系統(tǒng)基本構(gòu)成圖系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)構(gòu)成 分散過程控制裝置分散過程控制裝置 分散過程控制裝置包括連接在分散過程控制裝置包括連接在 DH 上的上的BC、EC、MC、AMC 和連接在和連接在 UCN 上的上的 PM、APM、HPM、LM 和和FSC。 過程管理器過程管理器PM 基本構(gòu)成：基本構(gòu)成：由過程管理模件由過程管理模件PMM和和IO 子系統(tǒng)組成。子系統(tǒng)組成。PMM包括包括通信處理器和調(diào)制解調(diào)器通信處理器和調(diào)制解調(diào)器、I/O鏈路接口處理鏈路接口處理器以及控制處理器三部分。器以及控制處理器三部分。I/O 子系統(tǒng)由雙重冗余的子系統(tǒng)由雙重冗余的 I/O鏈路和最多鏈路和最多40個個I/O處

9、理器處理器組成。組成。完成完成 I/O處理、各種控制和報警任務(wù)處理、各種控制和報警任務(wù)通信處理器和調(diào)制解調(diào)器(M68000)I/O鏈路接口處理器(80C51)控制處理器(M68000)PMM高電平 模擬輸入處理器16低電平 模擬輸入處理器8低電平多路轉(zhuǎn)換器32智能變 送器接口處理器16模擬輸出處理器8脈沖輸入處理器8數(shù)字輸入處理器32數(shù)字輸出處理器16至遠(yuǎn)處I/O處理器光纜I/O鏈路I/O子系統(tǒng)子系統(tǒng)(80C31)過程管理器結(jié)構(gòu)過程管理器結(jié)構(gòu)UCN輸入輸出處理功能輸入輸出處理功能由不同類型的由不同類型的I/O卡實現(xiàn)，有卡實現(xiàn)，有8種種類型類型：高電平模擬輸入處理器、低電平模擬輸入處理器、低電高

10、電平模擬輸入處理器、低電平模擬輸入處理器、低電平多路模擬輸入轉(zhuǎn)換器、智能變送器接口處理器、模擬平多路模擬輸入轉(zhuǎn)換器、智能變送器接口處理器、模擬輸出處理器、數(shù)字輸入處理器、數(shù)字輸出處理器）和脈輸出處理器、數(shù)字輸入處理器、數(shù)字輸出處理器）和脈沖輸入處理器。沖輸入處理器。功能：功能：輸入輸出處理、控制和報警功能。輸入輸出處理、控制和報警功能?？刂乒δ芸刂乒δ苡羞B續(xù)控制、邏輯控制和順序控制幾種，這些有連續(xù)控制、邏輯控制和順序控制幾種，這些控制功能是由控制功能是由PMM中各種類型的功能槽中各種類型的功能槽slot完成。一個完成。一個slot稱為一個數(shù)據(jù)點稱為一個數(shù)據(jù)點。類型包括常規(guī)類型包括常規(guī)PV、常規(guī)

11、控制常規(guī)控制、數(shù)字?jǐn)?shù)字復(fù)合復(fù)合、邏輯邏輯、過程模件過程模件、數(shù)值數(shù)值、狀態(tài)標(biāo)志和定時點。狀態(tài)標(biāo)志和定時點。報警功能報警功能中的參數(shù)包括報警類型、報警限值和報警優(yōu)先。中的參數(shù)包括報警類型、報警限值和報警優(yōu)先。類型有絕對值、偏差與速率報警；限值有上限、下限、類型有絕對值、偏差與速率報警；限值有上限、下限、上上限、下下限等；報警優(yōu)先級有三個。上上限、下下限等；報警優(yōu)先級有三個。先進(jìn)過程管理器先進(jìn)過程管理器APM APM具有與具有與PM相似的結(jié)構(gòu)形式，但在相似的結(jié)構(gòu)形式，但在I/O接口、控制功接口、控制功能、內(nèi)存容量和能、內(nèi)存容量和CL語言等方面都較語言等方面都較PM有很大改進(jìn)。有很大改進(jìn)。APMM由

12、先進(jìn)通信處理器和調(diào)制解調(diào)器、先進(jìn)由先進(jìn)通信處理器和調(diào)制解調(diào)器、先進(jìn)I/O鏈路鏈路接口處理器和先進(jìn)控制處理器三部分組成。接口處理器和先進(jìn)控制處理器三部分組成?；緲?gòu)成：基本構(gòu)成：先進(jìn)過程管理模件先進(jìn)過程管理模件APMM和和I/O子系統(tǒng)。子系統(tǒng)。I/O子系統(tǒng)子系統(tǒng)由由11種種I/O處理器組成，比處理器組成，比PM多了數(shù)字輸入多了數(shù)字輸入事件順序、串行設(shè)備接口和串行接口三種處理器。事件順序、串行設(shè)備接口和串行接口三種處理器。功能：功能：輸入輸出處理和控制功能輸入輸出處理和控制功能。輸入輸出功能輸入輸出功能比比PM增加三個功能：數(shù)字輸入事件順序、增加三個功能：數(shù)字輸入事件順序、串行設(shè)備接口、串行接口。

13、串行設(shè)備接口、串行接口。共有共有12種數(shù)據(jù)點，比種數(shù)據(jù)點，比PMM多了設(shè)備管理點、數(shù)組點、多了設(shè)備管理點、數(shù)組點、時間變量點和字符串點四種。時間變量點和字符串點四種。高性能過程管理器高性能過程管理器HPM HPM是是APM更新產(chǎn)品更新產(chǎn)品，采用兩個采用兩個68040處理器作為處理器作為通信處理器和控制處理器通信處理器和控制處理器, 80C32作為作為I/O鏈路接口鏈路接口處理器。處理器。與與APM相比，相比，HPM在輸入輸出處理功能和控制功能方在輸入輸出處理功能和控制功能方面有所提高：面有所提高： HPM的的I/O處理器的類型也比處理器的類型也比PM多了三種，但是它多了三種，但是它的輸出通道有

14、所增加。的輸出通道有所增加。 HPM的常規(guī)控制點算法比的常規(guī)控制點算法比APM增加了三種，分別是增加了三種，分別是乘法器乘法器/除法器、帶位置比例的除法器、帶位置比例的PID和常規(guī)控制求和和常規(guī)控制求和器。器。邏輯管理器邏輯管理器LM 主要用于邏輯控制，它具有主要用于邏輯控制，它具有PLC的優(yōu)點。由于它直接掛的優(yōu)點。由于它直接掛在在UCN網(wǎng)上，故可與網(wǎng)絡(luò)上其他模件網(wǎng)上，故可與網(wǎng)絡(luò)上其他模件PM、APM、HPM等進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，使等進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，使PLC和和DCS有機結(jié)合，能集中顯示、有機結(jié)合，能集中顯示、操作和管理。操作和管理。基本構(gòu)成：基本構(gòu)成：由邏輯管理模件由邏輯管理模件 LMM、控制處理器

15、、控制處理器和和 I/O鏈路處理器及鏈路處理器及I/O模件組成模件組成 。功能：功能：LM以數(shù)據(jù)點為基礎(chǔ)，實現(xiàn)順序控制和緊急聯(lián)鎖以數(shù)據(jù)點為基礎(chǔ)，實現(xiàn)順序控制和緊急聯(lián)鎖等功能等功能。共有共有9種數(shù)據(jù)點種數(shù)據(jù)點：數(shù)字輸入點數(shù)字輸入點、數(shù)字輸出點數(shù)字輸出點、模模擬輸入點、模擬輸出點、數(shù)字復(fù)合點、鏈接點、狀態(tài)標(biāo)擬輸入點、模擬輸出點、數(shù)字復(fù)合點、鏈接點、狀態(tài)標(biāo)志點、數(shù)值點、時間點。其功能同志點、數(shù)值點、時間點。其功能同PM基本相同?；鞠嗤＿壿嫻芾砟＜﨤MM控制處理器I/O鏈路處理器并行I/O模件最大點數(shù)2048邏輯管理器邏輯管理器LM串行連接模塊SLM串行I/O模件最大點數(shù)2040并行連接驅(qū)動模塊P

16、LDM冗余UCN邏輯管理器結(jié)構(gòu)邏輯管理器結(jié)構(gòu) 故障安全控制管理器故障安全控制管理器FSC FSC是一種具有高級自診斷的生產(chǎn)過程保護系統(tǒng)，其容是一種具有高級自診斷的生產(chǎn)過程保護系統(tǒng)，其容錯安全停車系統(tǒng)用于保護生產(chǎn)裝置和操作人員的安全。錯安全停車系統(tǒng)用于保護生產(chǎn)裝置和操作人員的安全。作為作為UCN的節(jié)點的節(jié)點，可與可與PM和和LM通信通信，也可經(jīng)網(wǎng)絡(luò)接口也可經(jīng)網(wǎng)絡(luò)接口NIM與與LCN上的歷史模件上的歷史模件HM和應(yīng)用模件和應(yīng)用模件AM交換信息。交換信息。 FSC安全管理模件FSC-SMM冗余UCN FSC控制器控制處理器I/O模件通信模件FSC用戶操作站現(xiàn)場設(shè)備FSC網(wǎng)絡(luò)基本構(gòu)成：基本構(gòu)成：包括包

17、括FSC安全管理模件和安全管理模件和FSC控制器：控制器：故障安全控制管理器故障安全控制管理器安全管理模件安全管理模件 允許允許FSC通過串行通信鏈路與通過串行通信鏈路與UCN設(shè)備設(shè)備進(jìn)行點對點通信，或經(jīng)進(jìn)行點對點通信，或經(jīng)NIM與與LCN上的模塊進(jìn)行通信。上的模塊進(jìn)行通信。功能：功能：聯(lián)鎖控制、停車控制和裝置的整體安全控制聯(lián)鎖控制、停車控制和裝置的整體安全控制?？刂铺幚砥骺刂铺幚砥?執(zhí)行邏輯圖組態(tài)的控制程序，并將結(jié)果傳到執(zhí)行邏輯圖組態(tài)的控制程序，并將結(jié)果傳到輸出接口。它對輸出接口。它對FSC硬件進(jìn)行連續(xù)測試硬件進(jìn)行連續(xù)測試, 一旦發(fā)現(xiàn)故障，一旦發(fā)現(xiàn)故障，診斷信息立即通過診斷信息立即通過SMM

18、在操作站上報告，確保過程的在操作站上報告，確保過程的安全控制安全控制、系統(tǒng)擴展的控制以及過程設(shè)備的診斷。系統(tǒng)擴展的控制以及過程設(shè)備的診斷。I/O模件模件 連接各種數(shù)字量和模擬量信號連接各種數(shù)字量和模擬量信號, 所有的所有的I/O模件模件與現(xiàn)場信號之間都采用光隔離。故障安全與現(xiàn)場信號之間都采用光隔離。故障安全I(xiàn)/O模件支持模件支持系統(tǒng)的自診斷功能，用于安全檢測和控制。系統(tǒng)的自診斷功能，用于安全檢測和控制。通信模件：通信模件：一是一是FSC網(wǎng)絡(luò)的通信模件網(wǎng)絡(luò)的通信模件, 通過它可與其他通過它可與其他FSC系統(tǒng)進(jìn)行通信。二是系統(tǒng)進(jìn)行通信。二是FSC用戶操作站通信模件用戶操作站通信模件, 允允許用戶在

19、操作站上對許用戶在操作站上對FSC的參數(shù)及其屬性進(jìn)行組態(tài)。的參數(shù)及其屬性進(jìn)行組態(tài)。 集中操作管理集中操作管理裝置裝置 集中操作管理裝置包括集中操作管理裝置包括BOS、EOS、US、UXS、UWS、GUS、以及、以及AM、AXM和和HM。 萬能操作站萬能操作站USUS是是LCN網(wǎng)上的模件，是網(wǎng)上的模件，是TPS系統(tǒng)中主要的人機界面。系統(tǒng)中主要的人機界面。它提供了綜合性的單一窗口。它提供了綜合性的單一窗口。 基本構(gòu)成：基本構(gòu)成：由硬件和軟件兩部分組成由硬件和軟件兩部分組成：硬件硬件 包括主機包括主機、彩色彩色CRT顯示器顯示器、操作員操作員/工程師鍵盤、工程師鍵盤、軌跡球、鍵鎖和外圍設(shè)備等。軌跡球

20、、鍵鎖和外圍設(shè)備等。軟件軟件 有兩類：一類是操作員屬性的系統(tǒng)有兩類：一類是操作員屬性的系統(tǒng)軟件軟件, 另一類是另一類是工程師系統(tǒng)軟件。工程師系統(tǒng)軟件。操作員屬性功能操作員屬性功能 監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程, 包括啟停車；處包括啟停車；處理報警和操作員信息；顯示和打印過程歷史數(shù)據(jù)、趨勢、理報警和操作員信息；顯示和打印過程歷史數(shù)據(jù)、趨勢、平均值、值班記錄等；歸檔歷史數(shù)據(jù)；監(jiān)視和改變設(shè)備平均值、值班記錄等；歸檔歷史數(shù)據(jù)；監(jiān)視和改變設(shè)備的狀態(tài)；從歷史模塊或軟磁盤中加載操作程序和數(shù)據(jù)庫的狀態(tài)；從歷史模塊或軟磁盤中加載操作程序和數(shù)據(jù)庫等。等。功能：功能：提供不同的功能畫面以完成相應(yīng)的操作：提供

21、不同的功能畫面以完成相應(yīng)的操作：過程工程師屬性功能過程工程師屬性功能 除具有操作員屬性功能外除具有操作員屬性功能外, 還增加還增加了系統(tǒng)組態(tài)，數(shù)據(jù)點建立，用戶圖形建立，自由格式報了系統(tǒng)組態(tài)，數(shù)據(jù)點建立，用戶圖形建立，自由格式報表建立，控制語言程序的編寫、編譯和裝載功能。表建立，控制語言程序的編寫、編譯和裝載功能。維護工程師屬性功能維護工程師屬性功能 提供了系統(tǒng)維護主菜單提供了系統(tǒng)維護主菜單, 可顯示維可顯示維護建議畫面、相關(guān)信息畫面、故障設(shè)備錯誤信息和過程護建議畫面、相關(guān)信息畫面、故障設(shè)備錯誤信息和過程連接裝置狀態(tài)。連接裝置狀態(tài)。US、UWS和和UXS性能比較性能比較US與與UWS：UWS 工

22、程師鍵盤比工程師鍵盤比US 多了多了17個特殊功能個特殊功能鍵，鍵，且未帶且未帶LED顯示和可組態(tài)功能，它的驅(qū)動裝置一般顯示和可組態(tài)功能，它的驅(qū)動裝置一般配置兩個軟盤和兩個硬盤，另外還可帶矩陣打印機。配置兩個軟盤和兩個硬盤，另外還可帶矩陣打印機。 UWS的主要功能與的主要功能與US相同相同，它具有過程工程師功能、，它具有過程工程師功能、維護工程師功能和過程管理工程師功能。維護工程師功能和過程管理工程師功能。US與與UXS： UXS是是US的改進(jìn)型，帶有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)處理的改進(jìn)型，帶有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)處理器，采用改進(jìn)型高分辨率器，采用改進(jìn)型高分辨率CRT。除具有過程人機接口的。除具有過程人機接口的功能外，

23、還具有基于功能外，還具有基于Unix操作系統(tǒng)的工廠網(wǎng)外設(shè)信息通操作系統(tǒng)的工廠網(wǎng)外設(shè)信息通信接口功能信接口功能, 并可實現(xiàn)并可實現(xiàn)X-windows環(huán)境下的系統(tǒng)操作功能環(huán)境下的系統(tǒng)操作功能, 用戶可通過它將第三方計算機與系統(tǒng)連接。用戶可通過它將第三方計算機與系統(tǒng)連接。全方位萬能操作站全方位萬能操作站GUSGUS是較新的操作管理站，兼有操作員站和工程師站兩是較新的操作管理站，兼有操作員站和工程師站兩種功能，是采用種功能，是采用Windows NT操作系統(tǒng)的操作系統(tǒng)的TPS節(jié)點之一。節(jié)點之一。基本構(gòu)成：基本構(gòu)成： GUS構(gòu)成與構(gòu)成與US類似，由主機、顯示器、鍵類似，由主機、顯示器、鍵盤、外設(shè)等組成，

24、但它是雙處理器結(jié)構(gòu)，有兩塊主機板。盤、外設(shè)等組成，但它是雙處理器結(jié)構(gòu)，有兩塊主機板。GUS除配置操作員鍵盤外，還有除配置操作員鍵盤外，還有PC標(biāo)準(zhǔn)鍵盤及鼠標(biāo)。標(biāo)準(zhǔn)鍵盤及鼠標(biāo)。 GUS采用采用Uniformance集成軟件，主要有商業(yè)應(yīng)用軟集成軟件，主要有商業(yè)應(yīng)用軟件、過程歷史數(shù)據(jù)庫和桌面辦公軟件三部分。件、過程歷史數(shù)據(jù)庫和桌面辦公軟件三部分。功能：功能： GUS繼承了繼承了US的顯示、操作、過程組態(tài)等全部的顯示、操作、過程組態(tài)等全部功能功能，同時提供了先進(jìn)的視窗式人機接口技術(shù)，通過窗同時提供了先進(jìn)的視窗式人機接口技術(shù)，通過窗口管理軟件口管理軟件Safe View，實現(xiàn)對顯示環(huán)境的管理實現(xiàn)對顯示

25、環(huán)境的管理，可選定可選定每屏的窗口數(shù)、窗口位置、窗口移動的限制等。每屏的窗口數(shù)、窗口位置、窗口移動的限制等。 應(yīng)用模件應(yīng)用模件AMAM是具有高級控制和計算算法的是具有高級控制和計算算法的LCN模件。模件。基本構(gòu)成：基本構(gòu)成：包括微處理器卡、包括微處理器卡、LCNLCN接口卡、接口卡、LCNLCN輸入輸出輸入輸出卡以及存儲器卡等部分卡以及存儲器卡等部分。AMAM具有適應(yīng)各種機型的軟件具有適應(yīng)各種機型的軟件, ,除除了了AMAM系統(tǒng)的軟件之外，還具有基于系統(tǒng)的軟件之外，還具有基于DECDEC公司公司VAXVAX計算機的、計算機的、PCPC的和的和MacintoshMacintosh計算機軟件。計算

26、機軟件。功能：功能：包括控制、計算以及通信功能。包括控制、計算以及通信功能。其控制功能也是其控制功能也是由各種類型的數(shù)據(jù)點來完成的。包括：常規(guī)點、旗標(biāo)點、由各種類型的數(shù)據(jù)點來完成的。包括：常規(guī)點、旗標(biāo)點、數(shù)字點、時間點、計算點、開關(guān)點和用戶數(shù)據(jù)段。數(shù)字點、時間點、計算點、開關(guān)點和用戶數(shù)據(jù)段。 AM起著特殊的網(wǎng)絡(luò)溝通作用，與三條網(wǎng)絡(luò)起著特殊的網(wǎng)絡(luò)溝通作用，與三條網(wǎng)絡(luò)LCN、UCN和和DH上的所有設(shè)備均有聯(lián)系。上的所有設(shè)備均有聯(lián)系。AXM性能優(yōu)于性能優(yōu)于AM, 用雙重處理器用雙重處理器,可帶浮點處理硬件可帶浮點處理硬件,RISC協(xié)處理器用于與協(xié)處理器用于與UNIX系統(tǒng)連接。軟件環(huán)境是系統(tǒng)連接。軟件

27、環(huán)境是Open USE。歷史模件歷史模件HMHM是是大容量存儲器，存儲系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件和歷史大容量存儲器，存儲系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件和歷史數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)?；緲?gòu)成：基本構(gòu)成：HM的構(gòu)成和的構(gòu)成和AM類似，其硬件組成包括：類似，其硬件組成包括：LCN接口、微處理器和存儲器。接口、微處理器和存儲器。HM的存儲器分為冗余的存儲器分為冗余的單驅(qū)動和雙驅(qū)動，不冗余的單驅(qū)動和雙驅(qū)動四種組合的單驅(qū)動和雙驅(qū)動，不冗余的單驅(qū)動和雙驅(qū)動四種組合類型。類型。功能功能：用于存儲三種信息用于存儲三種信息：過程歷史數(shù)據(jù)過程歷史數(shù)據(jù)（連續(xù)的過程（連續(xù)的過程瞬時值或平均值、過程事件瞬時值或平均值、過程事件、系統(tǒng)事件系統(tǒng)事件、日志等

28、）、應(yīng)日志等）、應(yīng)用軟件（用戶文件、系統(tǒng)組態(tài)文件、應(yīng)用數(shù)據(jù)庫文件、用軟件（用戶文件、系統(tǒng)組態(tài)文件、應(yīng)用數(shù)據(jù)庫文件、用戶圖形用戶圖形、控制語言程序等）、系統(tǒng)軟件（支持系統(tǒng)正控制語言程序等）、系統(tǒng)軟件（支持系統(tǒng)正常工作的軟件）常工作的軟件）。 通信網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò) 通信網(wǎng)絡(luò)包括數(shù)據(jù)高速通路通信網(wǎng)絡(luò)包括數(shù)據(jù)高速通路(DH)、局域控制網(wǎng)、局域控制網(wǎng)(LCN)、萬能控制網(wǎng)萬能控制網(wǎng)(UCN)和工廠信息網(wǎng)和工廠信息網(wǎng)(PIN)。數(shù)據(jù)高速通路數(shù)據(jù)高速通路DHDH 是是TPS 基本系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)，用于早期分散控制裝基本系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)，用于早期分散控制裝置間的信息傳遞置間的信息傳遞。它采用總線型結(jié)構(gòu)和廣播式通信協(xié)議

29、，它采用總線型結(jié)構(gòu)和廣播式通信協(xié)議，傳輸速率為傳輸速率為 250kb/s，由高速通路指揮器，由高速通路指揮器 HTD來指揮各來指揮各模塊間的信息傳遞。模塊間的信息傳遞。LCN是一種高速局域控制網(wǎng)，通信系統(tǒng)由同軸電纜、連是一種高速局域控制網(wǎng)，通信系統(tǒng)由同軸電纜、連接器、終端連接器以及接器、終端連接器以及LCN接口板組成。通信鏈路還包接口板組成。通信鏈路還包括括LCN和和DH間接口間接口HG、LCN與與UCN間接口間接口NIM以及計以及計算機連接器算機連接器CG等等。采用兩條冗余的同軸電纜采用兩條冗余的同軸電纜，傳輸速率傳輸速率為為5Mb/s，采用，采用 IEEE 802.4 通信協(xié)議。通信協(xié)議。

30、局域控制網(wǎng)局域控制網(wǎng)LCN萬能控制網(wǎng)絡(luò)萬能控制網(wǎng)絡(luò)UCNUCN 是一個過程控制級網(wǎng)絡(luò)，由冗余的同軸電纜組成，是一個過程控制級網(wǎng)絡(luò)，由冗余的同軸電纜組成，長度通常為長度通常為800米。網(wǎng)絡(luò)通信采用米。網(wǎng)絡(luò)通信采用 IEEE 802.4 協(xié)議協(xié)議，令令牌總線存取方式，通信速率為牌總線存取方式，通信速率為 5MB/s。網(wǎng)間接口模件網(wǎng)間接口模件NIM網(wǎng)絡(luò)接口模件網(wǎng)絡(luò)接口模件 NIM 是是LCN網(wǎng)和網(wǎng)和UCN 網(wǎng)之間的連接器。網(wǎng)之間的連接器。它負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)間通信技術(shù)及協(xié)議的相互轉(zhuǎn)換它負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)間通信技術(shù)及協(xié)議的相互轉(zhuǎn)換, 為為LCN網(wǎng)上網(wǎng)上的模件訪問的模件訪問UCN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)據(jù)提供了可能。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)據(jù)提供

31、了可能。高速通路連接器高速通路連接器HG 是是LCN 網(wǎng)與網(wǎng)與DH 網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)接口，不網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)接口，不僅擔(dān)負(fù)著僅擔(dān)負(fù)著LCN和和DH之間的通信任務(wù)之間的通信任務(wù), 還要提供還要提供DH的數(shù)的數(shù)據(jù)管理功能。據(jù)管理功能。 此外，此外，HG還有診斷、報警和時間同步等還有診斷、報警和時間同步等功能。功能。 系統(tǒng)組態(tài)系統(tǒng)組態(tài) 組態(tài)組態(tài)是用系統(tǒng)提供的功能模塊或算法組成所需控制結(jié)構(gòu)是用系統(tǒng)提供的功能模塊或算法組成所需控制結(jié)構(gòu),完成所需功能。有系統(tǒng)設(shè)備組態(tài)、控制組態(tài)和畫面組態(tài)。完成所需功能。有系統(tǒng)設(shè)備組態(tài)、控制組態(tài)和畫面組態(tài)。系統(tǒng)設(shè)備組態(tài)系統(tǒng)設(shè)備組態(tài)DCS中的所有設(shè)備，都是網(wǎng)絡(luò)上的一個節(jié)點，必須為這中的所有設(shè)備

32、，都是網(wǎng)絡(luò)上的一個節(jié)點，必須為這些節(jié)點些節(jié)點分配網(wǎng)絡(luò)地址分配網(wǎng)絡(luò)地址，這就是系統(tǒng)設(shè)備的組態(tài)。它是系，這就是系統(tǒng)設(shè)備的組態(tài)。它是系統(tǒng)操作、管理、查詢、診斷和維護的基礎(chǔ)，分兩個層次統(tǒng)操作、管理、查詢、診斷和維護的基礎(chǔ)，分兩個層次進(jìn)行，先是集中操作管理層設(shè)備組態(tài)，再是分散過程控進(jìn)行，先是集中操作管理層設(shè)備組態(tài)，再是分散過程控制層設(shè)備組態(tài)。制層設(shè)備組態(tài)。集中操作管理層設(shè)備組態(tài)集中操作管理層設(shè)備組態(tài) 該層組態(tài)包括系統(tǒng)取名該層組態(tài)包括系統(tǒng)取名、節(jié)點節(jié)點組態(tài)和系統(tǒng)通用信息的確定等。組態(tài)和系統(tǒng)通用信息的確定等。分散過程控制層設(shè)備組態(tài)分散過程控制層設(shè)備組態(tài) 該層組態(tài)包括節(jié)點登記該層組態(tài)包括節(jié)點登記和和節(jié)點節(jié)點特

33、性組態(tài)。特性組態(tài)?？刂平M態(tài)控制組態(tài)控制組態(tài)為控制站建立各類模塊，包括輸入控制組態(tài)為控制站建立各類模塊，包括輸入/輸出模塊，輸出模塊，運算模塊，連續(xù)運算模塊，連續(xù)/邏輯邏輯/順序控制模塊和程序模塊，并將順序控制模塊和程序模塊，并將它們組成所需的控制回路。它們組成所需的控制回路。控制組態(tài)方式控制組態(tài)方式：分為填表組態(tài)、語言組態(tài)和圖形組態(tài)。分為填表組態(tài)、語言組態(tài)和圖形組態(tài)。圖形組態(tài)是常采用的組態(tài)方法圖形組態(tài)是常采用的組態(tài)方法, 它它采用圖形模塊與窗口采用圖形模塊與窗口參數(shù)相結(jié)合的方式參數(shù)相結(jié)合的方式, 它的基本圖素是輸入、輸出、運算、它的基本圖素是輸入、輸出、運算、控制等功能模塊控制等功能模塊。組態(tài)

34、時先從模塊庫中調(diào)出所需的模塊，組態(tài)時先從模塊庫中調(diào)出所需的模塊，然后進(jìn)行模塊間的連接，最后調(diào)出該模塊的參數(shù)窗口，然后進(jìn)行模塊間的連接，最后調(diào)出該模塊的參數(shù)窗口，用戶只要在這個有輸入項含義提示的相關(guān)菜單中，直接用戶只要在這個有輸入項含義提示的相關(guān)菜單中，直接送入數(shù)據(jù)和變量，最終構(gòu)成所需的控制系統(tǒng)。送入數(shù)據(jù)和變量，最終構(gòu)成所需的控制系統(tǒng)。 。各種功能模塊的圖形組態(tài)順序為先輸入各種功能模塊的圖形組態(tài)順序為先輸入/輸出模塊，再輸出模塊，再運算模塊和控制模塊：運算模塊和控制模塊：輸入輸入/輸出模塊的組態(tài)輸出模塊的組態(tài) 包括定義輸入包括定義輸入/輸出數(shù)據(jù)點的位號輸出數(shù)據(jù)點的位號和對點的描述，確定模塊在系統(tǒng)

35、中的位置和確定數(shù)據(jù)點和對點的描述，確定模塊在系統(tǒng)中的位置和確定數(shù)據(jù)點的各項特性。的各項特性。 運算模塊組態(tài)運算模塊組態(tài) 先調(diào)出所需的算法模塊，然后單擊該模先調(diào)出所需的算法模塊，然后單擊該模塊框圖，打開參數(shù)表窗口，逐項填寫。主要內(nèi)容包括位塊框圖，打開參數(shù)表窗口，逐項填寫。主要內(nèi)容包括位號、算法名稱、所在控制網(wǎng)絡(luò)的位置、輸入和輸出信號號、算法名稱、所在控制網(wǎng)絡(luò)的位置、輸入和輸出信號以及相應(yīng)的運算常數(shù)。以及相應(yīng)的運算常數(shù)。 控制模塊組態(tài)控制模塊組態(tài) 分為分為連續(xù)控制、邏輯控制和順序控制連續(xù)控制、邏輯控制和順序控制。連續(xù)控制模塊組態(tài)連續(xù)控制模塊組態(tài)以常規(guī)以常規(guī)PIDPID控制模塊為核心，結(jié)合運算控制模

36、塊為核心，結(jié)合運算模塊和輸入模塊和輸入/ /輸出模塊，即可構(gòu)成單回路或復(fù)雜控制回路。輸出模塊，即可構(gòu)成單回路或復(fù)雜控制回路。見下例：見下例： 邏輯控制模塊組態(tài)邏輯控制模塊組態(tài) 有梯形圖、邏輯圖和指令表三種：有梯形圖、邏輯圖和指令表三種：梯形圖組態(tài)方式是先調(diào)出觸點、線圈和元件，再進(jìn)行觸梯形圖組態(tài)方式是先調(diào)出觸點、線圈和元件，再進(jìn)行觸點、線圈和元件之間的連線，并填寫觸點名。點、線圈和元件之間的連線，并填寫觸點名。邏輯圖組態(tài)方式是先調(diào)出邏輯模塊，再進(jìn)行模塊之間的邏輯圖組態(tài)方式是先調(diào)出邏輯模塊，再進(jìn)行模塊之間的連線，并填寫輸入或輸出變量名。連線，并填寫輸入或輸出變量名。指令表組態(tài)方式是將邏輯圖或梯形圖

37、用相應(yīng)指令來描述，指令表組態(tài)方式是將邏輯圖或梯形圖用相應(yīng)指令來描述，形成指令表或程序。該方式因缺乏直觀性，較少采用。形成指令表或程序。該方式因缺乏直觀性，較少采用。 順序控制模塊組態(tài)順序控制模塊組態(tài)順序控制是按照時間順序、邏輯順序順序控制是按照時間順序、邏輯順序或混合順序逐步進(jìn)行各階段信息處理的控制方法。在順或混合順序逐步進(jìn)行各階段信息處理的控制方法。在順序控制中兼有連續(xù)控制、邏輯控制和輸入序控制中兼有連續(xù)控制、邏輯控制和輸入 / / 輸出監(jiān)控的輸出監(jiān)控的功能，在功能，在PM中中, ,實現(xiàn)一般的順序控制可通過各類數(shù)據(jù)點實現(xiàn)一般的順序控制可通過各類數(shù)據(jù)點的組合使用加以實現(xiàn)。的組合使用加以實現(xiàn)。C

38、L編程與程序模塊組態(tài)編程與程序模塊組態(tài) CL（Control LanguageControl Language）語言）語言是是TPSTPS系統(tǒng)的控制語言，供用戶自行編制專用的應(yīng)用程序，系統(tǒng)的控制語言，供用戶自行編制專用的應(yīng)用程序，以實現(xiàn)常規(guī)控制點無法完成的控制任務(wù)。以實現(xiàn)常規(guī)控制點無法完成的控制任務(wù)。CL包括包括CL/AM、CL/PM(APM、HPM)、CL/MC(AMC)，是一種面向過程的高級控制語言，其語法和功能類似于是一種面向過程的高級控制語言，其語法和功能類似于高級算法語言；提供了各種基于過程的語句，如高級算法語言；提供了各種基于過程的語句，如OPENOPEN或或CLOSECLOSE（

39、開或關(guān)閥門），（開或關(guān)閥門），ONON或或OFFOFF（通或斷設(shè)備）；還提（通或斷設(shè)備）；還提供了功能齊全的算式、邏輯關(guān)系式和函數(shù)等。供了功能齊全的算式、邏輯關(guān)系式和函數(shù)等。 畫面組態(tài)畫面組態(tài)畫面組態(tài)是指操作站、管理站畫面組態(tài)是指操作站、管理站、工程師站及簡易型操作工程師站及簡易型操作終端的畫面組態(tài)。包括用戶流程編制、歷史數(shù)據(jù)生成以終端的畫面組態(tài)。包括用戶流程編制、歷史數(shù)據(jù)生成以及自由格式報表編制等內(nèi)容。及自由格式報表編制等內(nèi)容。用戶流程編制用戶流程編制 - - 流程畫面形式和流程圖編輯：流程畫面形式和流程圖編輯：流程畫面形式：靜態(tài)畫面、動態(tài)畫面和上述畫面的合成。流程畫面形式：靜態(tài)畫面、動態(tài)畫

40、面和上述畫面的合成。流程圖編輯：用線和實體畫基本圖形，作子圖，在圖中流程圖編輯：用線和實體畫基本圖形，作子圖，在圖中加字符和數(shù)據(jù)并賦予條件，加趨勢、棒圖等。加字符和數(shù)據(jù)并賦予條件，加趨勢、棒圖等。 歷史數(shù)據(jù)生成歷史數(shù)據(jù)生成 歷史數(shù)據(jù)是趨勢顯示和編制報表的數(shù)據(jù)基歷史數(shù)據(jù)是趨勢顯示和編制報表的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。用礎(chǔ)。用H HM作為系統(tǒng)的硬盤，存儲歷史數(shù)據(jù)和其它的過程作為系統(tǒng)的硬盤，存儲歷史數(shù)據(jù)和其它的過程或系統(tǒng)數(shù)據(jù)?；蛳到y(tǒng)數(shù)據(jù)。 自由格式報表編制自由格式報表編制自由格式報表是一幅自由格式報表是一幅1321326666的畫面，的畫面，分成分成6 6屏，它是子圖、文字、變量值等的組合。自由格式屏，它是子圖、文

41、字、變量值等的組合。自由格式報表比標(biāo)準(zhǔn)格式報表更靈活，信息量更大。報表比標(biāo)準(zhǔn)格式報表更靈活，信息量更大。 第四節(jié)第四節(jié) PCS 7過程控制系統(tǒng)過程控制系統(tǒng) 系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述 SIMATIC PCS 7是一種新型過程控制系統(tǒng)是一種新型過程控制系統(tǒng)。它提出了一它提出了一種全集成自動化（種全集成自動化（Totally Integrated Automation, TIA）理念，具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理、通信和組態(tài)功能。理念，具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理、通信和組態(tài)功能。PCS 7 采用了采用了TIA 系列的標(biāo)準(zhǔn)硬件和軟件，基本部件包系列的標(biāo)準(zhǔn)硬件和軟件，基本部件包括自動化系統(tǒng)括自動化系統(tǒng)、分布式分布式I/O、操作員

42、操作員站站、工程師站和通信工程師站和通信網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)由系統(tǒng)由PROFIBUS-DP總線和工業(yè)以太網(wǎng)兩級網(wǎng)絡(luò)組成。總線和工業(yè)以太網(wǎng)兩級網(wǎng)絡(luò)組成。DP總線用于自動化系統(tǒng)和設(shè)備級分散總線用于自動化系統(tǒng)和設(shè)備級分散I/O之間之間通信，是通信，是系統(tǒng)底層控制網(wǎng)絡(luò)。工業(yè)以太網(wǎng)連接分散過程控制裝置系統(tǒng)底層控制網(wǎng)絡(luò)。工業(yè)以太網(wǎng)連接分散過程控制裝置和集中操作管理裝置，構(gòu)成系統(tǒng)上層網(wǎng)絡(luò)。和集中操作管理裝置，構(gòu)成系統(tǒng)上層網(wǎng)絡(luò)。AS-iProfibus-PAProfibus-PAProfibus-PAEthernetOS-LAN工業(yè)以太網(wǎng)工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)自動化系統(tǒng)AS414-3等工程師站ESOS單站OS服務(wù)器容錯自

43、動化系統(tǒng)AS414-4H等操作管理裝置操作管理裝置歸檔服務(wù)器OS客戶機管理計算機分布式I/OET200分布式I/OET200故障安全自動化系統(tǒng)AS414FH等分布式I/OET200DP/PA鏈接器DP/PA鏈接器DP/PA鏈接器DP/AS-i鏈接器過程控制裝置過程控制裝置PCS 7系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 分散過程控制裝置分散過程控制裝置 PCS 7分散分散過程控制裝置包括三種類型的自動化系統(tǒng)和過程控制裝置包括三種類型的自動化系統(tǒng)和分布式分布式I/O。標(biāo)準(zhǔn)自動化系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)自動化系統(tǒng)包括包括 AS 414-3、AS 416-2、AS 416-3 和和AS 417-4。其中。其中AS 414-3適于小型應(yīng)用

44、，其余用于中等規(guī)模或更大的系適于小型應(yīng)用，其余用于中等規(guī)?；蚋蟮南到y(tǒng)。該由機架統(tǒng)。該由機架、電源模塊電源模塊（PS）、）、中央處理單元中央處理單元（CPU）和通信處理器（和通信處理器（CP）構(gòu)成。構(gòu)成。容錯自動化系統(tǒng)容錯自動化系統(tǒng)容錯自動化系統(tǒng)可以滿足高可靠性的要求，它包括容錯自動化系統(tǒng)可以滿足高可靠性的要求，它包括 AS 414-4-1H、AS 417-4-1H、AS 414-4-2H 和和AS 417-4-2H等四種等四種類型的產(chǎn)品。類型的產(chǎn)品。故障安全自動化系統(tǒng)故障安全自動化系統(tǒng)故障安全系統(tǒng)不僅可檢測過程中的故障故障安全系統(tǒng)不僅可檢測過程中的故障, 而且還可檢測而且還可檢測系統(tǒng)內(nèi)部故障

45、，在檢測錯誤時系統(tǒng)內(nèi)部故障，在檢測錯誤時, 自動將裝置設(shè)置到一個自動將裝置設(shè)置到一個安全狀態(tài)?；诎踩珷顟B(tài)。基于 AS 414H 和和 AS 417H 的故障安全自動的故障安全自動化系統(tǒng)（化系統(tǒng)（F/FH 系統(tǒng)）將工廠自動化和安全功能組合到系統(tǒng)）將工廠自動化和安全功能組合到單一系統(tǒng)之中。單一系統(tǒng)之中。分布式分布式I/OETET 200M200M 是主要的分布式是主要的分布式 I/O 產(chǎn)品產(chǎn)品，與與PCS 7的自動化系的自動化系統(tǒng)一起用于過程控制。它由電源模塊、接口模塊和統(tǒng)一起用于過程控制。它由電源模塊、接口模塊和 I/O 模塊組成，均可實現(xiàn)冗余配置。模塊組成，均可實現(xiàn)冗余配置。 電源模塊用于供

46、電，電源模塊用于供電，有不同的輸入電壓有不同的輸入電壓/電流可供選擇。電流可供選擇。接口模塊實現(xiàn)接口模塊實現(xiàn) PROFIBUS DP連接。連接。ET 200M包含包含 S7-300 系列的各種系列的各種I/O 模塊模塊，最多最多8個個，用于連接傳感器和，用于連接傳感器和執(zhí)行器。執(zhí)行器。所有所有 I/O 模塊都與背板總線光學(xué)隔離。除標(biāo)準(zhǔn)模塊都與背板總線光學(xué)隔離。除標(biāo)準(zhǔn) I/O 模塊模塊外，還有一些專用外，還有一些專用I/O模塊。模塊。 ET 200M可用于標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境，可用于標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境，也可用于防爆也可用于防爆2區(qū)。區(qū)。其它分布式其它分布式I/OET 200iS 是具有本安性能的是具有本安性能的 I/

47、O 產(chǎn)品，防護等級產(chǎn)品，防護等級 IP 30，可以直接安裝在防爆可以直接安裝在防爆1區(qū)或區(qū)或2區(qū)中，傳感器區(qū)中，傳感器/ 執(zhí)行器置于執(zhí)行器置于0區(qū)。區(qū)。每個模塊都可在防爆環(huán)境中熱插拔。每個模塊都可在防爆環(huán)境中熱插拔。ET 200S 是一種新型產(chǎn)品是一種新型產(chǎn)品，防護等級防護等級IP 20，適用于需要，適用于需要故障安全電機啟動器的場合。也支持模塊的熱插拔，但故障安全電機啟動器的場合。也支持模塊的熱插拔，但它的它的I/O 模塊比模塊比ET 200iS豐富，除模擬量和數(shù)字量豐富，除模擬量和數(shù)字量I/O模模塊以外，還包括電機起動器、氣動模塊等。塊以外，還包括電機起動器、氣動模塊等。ET 200X 具

48、有較高的防護等級具有較高的防護等級IP 65/67, 適于無控制柜場適于無控制柜場合的多功能解決方案。其合的多功能解決方案。其 I/O 模塊與模塊與ET 200S類似。類似。 集中操作管理集中操作管理裝置裝置 PCS7的集中操作管理裝置由操作員站和工程師站組成。的集中操作管理裝置由操作員站和工程師站組成。操作員站操作員站OS是是PCS 7 系統(tǒng)的人機接口系統(tǒng)的人機接口, 用于生產(chǎn)過程的操作和監(jiān)視。用于生產(chǎn)過程的操作和監(jiān)視。有有單用戶系統(tǒng)單用戶系統(tǒng)（OS 單站單站）和具有客戶機和具有客戶機/服務(wù)器結(jié)構(gòu)的服務(wù)器結(jié)構(gòu)的多用戶系統(tǒng)多用戶系統(tǒng)（OS客戶機客戶機/OS服務(wù)器）。服務(wù)器）。單用戶系統(tǒng)單用戶系

49、統(tǒng) 所有過程操作和監(jiān)視都集中在一個站中所有過程操作和監(jiān)視都集中在一個站中,OS單站通過單站通過RJ 45端口可與端口可與OS LAN相連相連，也可通過通信處也可通過通信處理器或標(biāo)準(zhǔn)理器或標(biāo)準(zhǔn)LAN卡接入工業(yè)以太網(wǎng)?？ń尤牍I(yè)以太網(wǎng)。多用戶系統(tǒng)多用戶系統(tǒng) 通過通過OS LAN 從一個或多個從一個或多個OS 服務(wù)器接收服務(wù)器接收數(shù)據(jù)，它還具有客戶機功能數(shù)據(jù)，它還具有客戶機功能, 能訪問系統(tǒng)中其它能訪問系統(tǒng)中其它OS服務(wù)服務(wù)器上的數(shù)據(jù)。器上的數(shù)據(jù)。操作員站采用操作員站采用WinCC組態(tài)軟件，能完成從畫面顯示到歷組態(tài)軟件，能完成從畫面顯示到歷史趨勢記錄的一系列功能，并可設(shè)置操作權(quán)限。史趨勢記錄的一系列

50、功能，并可設(shè)置操作權(quán)限。工程師站工程師站ES工程師站用于對整個工程師站用于對整個PCS7 系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)。它采用和操系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)。它采用和操作員系統(tǒng)的作員系統(tǒng)的OS 單站相同的硬件以及單站相同的硬件以及Windows2000 操作操作系統(tǒng)系統(tǒng), 可通過多屏圖形卡將最多四個過程監(jiān)視器連接在可通過多屏圖形卡將最多四個過程監(jiān)視器連接在一起來擴展工作區(qū)，使得組態(tài)更為方便。一起來擴展工作區(qū)，使得組態(tài)更為方便。ES軟件為軟件為PCS7系統(tǒng)的所有部件提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理和系統(tǒng)的所有部件提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理和組態(tài)工具，包括連續(xù)功能圖組態(tài)工具，包括連續(xù)功能圖CFC、順序功能圖順序功能圖SFC、功功能塊庫、硬件組態(tài)工具

51、能塊庫、硬件組態(tài)工具HW Config、OS圖形組態(tài)軟件、圖形組態(tài)軟件、過程設(shè)備管理器過程設(shè)備管理器PDM等部分。等部分。 CFC/SFC都是圖形組態(tài)工具都是圖形組態(tài)工具, 前者以功能塊為基礎(chǔ)前者以功能塊為基礎(chǔ) , 主主要用于連續(xù)過程的控制組態(tài)，后者用于順序控制。要用于連續(xù)過程的控制組態(tài)，后者用于順序控制。HW Config和和PDM 是硬件組態(tài)工具，用于自動化系統(tǒng)、操是硬件組態(tài)工具，用于自動化系統(tǒng)、操作員站、工程師站、通信網(wǎng)絡(luò)及現(xiàn)場設(shè)備的組態(tài)。作員站、工程師站、通信網(wǎng)絡(luò)及現(xiàn)場設(shè)備的組態(tài)。 通信網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)PCS 7 的通信系統(tǒng)包括工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線。工業(yè)以的通信系統(tǒng)包括工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線

52、。工業(yè)以太網(wǎng)用于自動化系統(tǒng)與操作員站太網(wǎng)用于自動化系統(tǒng)與操作員站、工程師站之間的數(shù)據(jù)工程師站之間的數(shù)據(jù)通信，現(xiàn)場總線連接自動化系統(tǒng)和分布式通信，現(xiàn)場總線連接自動化系統(tǒng)和分布式 I/O，用于現(xiàn)，用于現(xiàn)場控制及檢測采集單元的數(shù)據(jù)交換。場控制及檢測采集單元的數(shù)據(jù)交換。工業(yè)以太網(wǎng)工業(yè)以太網(wǎng)工業(yè)以太網(wǎng)連接分散控制裝置和操作管理裝置工業(yè)以太網(wǎng)連接分散控制裝置和操作管理裝置。網(wǎng)絡(luò)可網(wǎng)絡(luò)可采用總線型采用總線型、星型星型、環(huán)型等多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，較大的系統(tǒng)環(huán)型等多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，較大的系統(tǒng)均采用冗余光纖環(huán)網(wǎng)。通信協(xié)議符合均采用冗余光纖環(huán)網(wǎng)。通信協(xié)議符合IEEE802.3及及IEEE 802.3u標(biāo)準(zhǔn)。通過電氣交換機和光

53、纖交換機連接子網(wǎng)，標(biāo)準(zhǔn)。通過電氣交換機和光纖交換機連接子網(wǎng)，最多可連接最多可連接1000個站。通信距離可達(dá)個站。通信距離可達(dá)1.5公里公里(電纜電纜)/200公里公里(光纖光纖)。三線電纜、工業(yè)用雙絞線和光纜均適宜作。三線電纜、工業(yè)用雙絞線和光纜均適宜作為傳輸介質(zhì)。為傳輸介質(zhì)?，F(xiàn)場總線現(xiàn)場總線PCS 7系統(tǒng)使用系統(tǒng)使用PROFIBUS DP、PA和和AS-I等現(xiàn)場總線。等現(xiàn)場總線。PROFIBUS DP 適用于自動控制系統(tǒng)和設(shè)備級分散適用于自動控制系統(tǒng)和設(shè)備級分散 I/O 之間通信。之間通信。PROFIBUS DP 網(wǎng)絡(luò)包括由網(wǎng)絡(luò)包括由DP 主站、從站主站、從站和和DP/PA、DP/AS-i等

54、鏈接器。網(wǎng)絡(luò)可采用總線型、星等鏈接器。網(wǎng)絡(luò)可采用總線型、星型和樹型等多種結(jié)構(gòu)。型和樹型等多種結(jié)構(gòu)。 主站主站 和從站之間采用輪循的通和從站之間采用輪循的通信方式，最多可連接信方式，最多可連接125個從站個從站, 傳輸速率可設(shè)置在傳輸速率可設(shè)置在 9.6 Kbit/s到到1.5Mbit/s之間。通信介質(zhì)包括光纖和屏蔽兩線之間。通信介質(zhì)包括光纖和屏蔽兩線電纜。通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)電纜。通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)9.6公里公里(電纜電纜)/90公里公里(光纖光纖)。PROFIBUS PA是專為過程自動化設(shè)計的本質(zhì)安全的傳是專為過程自動化設(shè)計的本質(zhì)安全的傳輸技術(shù)，一根總線上可以同時實現(xiàn)供電和信息傳輸輸技術(shù)，一根總線

55、上可以同時實現(xiàn)供電和信息傳輸, 符符合合IEC1158- 2中規(guī)定的通信規(guī)程，可實現(xiàn)總線供電和本中規(guī)定的通信規(guī)程，可實現(xiàn)總線供電和本質(zhì)安全防爆。質(zhì)安全防爆。PA拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括總線型、星型和樹型。在防爆區(qū)每個拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括總線型、星型和樹型。在防爆區(qū)每個DP/ PA 鏈路最多可連接鏈路最多可連接15個現(xiàn)場設(shè)備，非防爆區(qū)最多可個現(xiàn)場設(shè)備，非防爆區(qū)最多可達(dá)達(dá)31個個, 通信介質(zhì)采用屏蔽兩線電纜實現(xiàn)通信介質(zhì)采用屏蔽兩線電纜實現(xiàn)。通信距離可通信距離可達(dá)達(dá)1.9公里。公里。AS-I 是直接連接現(xiàn)場傳感器和執(zhí)行器的總線系統(tǒng)。是直接連接現(xiàn)場傳感器和執(zhí)行器的總線系統(tǒng)。 作作為電纜束的替代品為電纜束的替代品, AS-

56、I總線利用無屏蔽兩芯電纜連接總線利用無屏蔽兩芯電纜連接現(xiàn)場設(shè)備現(xiàn)場設(shè)備。AS-i總線網(wǎng)絡(luò)為單主站系統(tǒng)總線網(wǎng)絡(luò)為單主站系統(tǒng), 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括總線型總線型、星型和樹型星型和樹型。一個標(biāo)準(zhǔn)的一個標(biāo)準(zhǔn)的AS-i總線系統(tǒng)可以最總線系統(tǒng)可以最多連接多連接31個從站個從站, 每個從站可最多配置每個從站可最多配置4路輸入和路輸入和4路輸路輸出。經(jīng)擴展，系統(tǒng)可連接出。經(jīng)擴展，系統(tǒng)可連接62個從站。通信距離可達(dá)個從站。通信距離可達(dá)100米米(無中繼器無中繼器)/500米米(有中繼器有中繼器)。 系統(tǒng)組態(tài)系統(tǒng)組態(tài) 包括硬件組態(tài)、控制組態(tài)包括硬件組態(tài)、控制組態(tài) 和和 畫面組態(tài)。畫面組態(tài)。 組態(tài)軟件采用組態(tài)軟

57、件采用“SIMATIC MANAGER”套件。套件。硬件組態(tài)硬件組態(tài)硬件模塊硬件模塊上跳線上跳線、開關(guān)開關(guān)、量程卡等的設(shè)定，并根據(jù)這些量程卡等的設(shè)定，并根據(jù)這些設(shè)定通過設(shè)定通過 ES 軟件中的軟件中的 HW Config 對系統(tǒng)硬件進(jìn)行初始對系統(tǒng)硬件進(jìn)行初始化定義。化定義。硬件組態(tài)硬件組態(tài)是一種圖形化的組態(tài)方式，其所有模塊都已作是一種圖形化的組態(tài)方式，其所有模塊都已作為標(biāo)準(zhǔn)化的軟件嵌入到控制技術(shù)庫中，只需連接到過程為標(biāo)準(zhǔn)化的軟件嵌入到控制技術(shù)庫中，只需連接到過程流程中進(jìn)行圖形化顯示即可。組態(tài)完成后，下載到相應(yīng)流程中進(jìn)行圖形化顯示即可。組態(tài)完成后，下載到相應(yīng)的過程控制站。的過程控制站。控制組態(tài)控

58、制組態(tài)第一種為第一種為CFC，主要用來實現(xiàn)閥門控制、電機控制和測，主要用來實現(xiàn)閥門控制、電機控制和測量點監(jiān)控等功能。組態(tài)以功能塊為基礎(chǔ)，每個功能塊都量點監(jiān)控等功能。組態(tài)以功能塊為基礎(chǔ)，每個功能塊都有一個參數(shù)表，可根據(jù)實際工藝要求選擇不同的參數(shù)，有一個參數(shù)表，可根據(jù)實際工藝要求選擇不同的參數(shù)，功能塊在功能塊在CFC中的連接直接用鼠標(biāo)器點接。中的連接直接用鼠標(biāo)器點接。主要有兩種功能不同的控制實現(xiàn)方法：主要有兩種功能不同的控制實現(xiàn)方法：另一種為另一種為SFC，主要實現(xiàn)順序控制。首先畫出順控的順，主要實現(xiàn)順序控制。首先畫出順控的順序圖?？蛇x擇順序、并行分支、交替分支和回路等局部序圖。可選擇順序、并行分支、交替分支和回路等局部結(jié)構(gòu)。圖中用大小兩種方塊分別表示步驟結(jié)構(gòu)。圖中用大小兩種方塊分別表示步驟 (Step) 和轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)移條件條件(Transition)。順控的順序圖一旦建立。順控的順序圖一旦建立，只需把步驟只需把步驟中要執(zhí)行的任務(wù)和轉(zhuǎn)移條件中的條件寫入，順控的組態(tài)中要執(zhí)行的任務(wù)和轉(zhuǎn)移條件中的條件寫入，順控的組態(tài)任務(wù)即得到完成。任務(wù)即得到完成。PCS7