霍尼韦尔TPS控制系统硬件介绍
PKS简单介绍
3.2 TPS系统概述TPS(Total Plant Solution) 是Honeywell 公司研制的一种集散控制系统，它的前身是TDC-3000。
3.2.1 TPS系统构成如图3.2所示。
TPS 系统与Honeywell 公司先前的TDC-2000、TDC-3000完全兼容。
HM-历史模件；NIM-网络接口模件；UCN-万能控制网络；HPM-高性能过程管理站；FSC-故障安全控制器；LM-逻辑管理站；VG-多种网关；APP-应用处理平台；PHD-过程历史数据库；GUS-全局用户操作站；TPB-全厂一体化批量控制器；A x M-带X- Windows应用模件；TPN-TPS过程控制网络；EW-工程师工作站；HB-国际/国内网络浏览器；UD-性能集成平台；PCN-工厂控制网络1、工厂信息网络工厂信息网络(Plant Information Network，PIN)通过GUS、PHD、APP 等节点与TPS 过程控制网络（TPN）直接相连，实现信息管理系统与过程控制系统的集成。
操作级TPN有限度的开放以保证系统的安全，而控制级UCN网络仅对与控制有关的模件开放，极大限度的满足了工厂对于安全控制的要求。
2、TPS过程控制网络及其模件(3)网络接口模件(NIM) 网络接口模件(Network Interface Module，NIM) 是TPN 和UCN 之间的接口, 它提供了TPN 与UCN 的通信技术及协议间的相互转换，也可将NIM 设备的报警信息传送到TPN 上，每个NIM 允许组态8000个数据点。
3、万能控制网络及其模件3.2.2 TPS系统的特点1、真正实现了系统的开放2、人机接口功能更加完善3、数据采集和控制的范围广泛4、系统总体实现数字化5、工厂综合管理控制一体化6、系统安全可靠、维护方便7.系统的兼容性好3.2.3PKS系统简介过程知识系统(Process Knowlegy Solution，Experion PKS)系统特点：集成了Honeywell 公司的资产和异常状态管理、操作员效率解决方案、设备健康管理和回路管理等过程知识解决方案，帮助操作员提高操作水平，提前发现设备隐患，避免异常状态的发生，确保生产安全。
霍尼韦尔TPS控制系统硬件介绍资料
• LCN网络的功能
➢ 在网络各设备之间传送所有信息 ➢ 按有效规约和高速通信，保证实时信息交换 ➢ 通过冗余的传输媒介及信息完整性检查，提
供可靠的通信
• TPS控制系统的特点
➢ TPS是一个统一的平台:将用户的商业信息和工厂控 制系统无缝地集成在一起。
➢ TPS是开放的:基于MS WindowsNT工作站，TPS被 设计为NatiVe Window而嵌入在NT环境中，拥有NT 的更多功能，灵活易使用。
➢ TPS核心技术:TPS将包括Windows NT操作系统、 OLE公共软件、ODBC公共数据库等技术集成在一 起。
• LCN网络结构:
➢ 总线拓扑结构 ➢ 串行通讯，5M/s ➢ 介质：同轴电缆 40节点/300m
光纤网缆 64节点/4.9km ➢ 广播型通讯方式，令牌环传递 ➢ 电缆A/B冗余设置 ➢ 自动、手动、遇故障切换 ➢ 通过T型头扩展至节点 ➢ 两端加75Ω终端电阻
• LCN的连接（一般采用同轴电缆作传输介质）
• LCN常见设备
➢GUS：全方位用户操作站 ➢NIM： 网络接口模件 ➢HM： 历史模件
GUS:Global User Station 全方位用户操作站
• 主要功能: ➢ TPS系统的人机接口 ➢ 用于整个LCN系统的
信息访问及策略干预 ➢ 支持过程操作和过程
工程组态及设计功能
• 硬件: ➢ Dell主机 ➢ LCNP/LCNP4主板 ➢ 硬盘 ➢ 光盘驱动器CD-ROM ➢ ZIP/TAP可选驱动器 ➢ 彩色监视器 ➢ IKB集成键盘或PC键盘 ➢ 鼠标或球标 ➢ 键锁 ➢ MAU盒及MAU连接电缆
HONEYWELLDCS分析
硬件背面
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LCN电缆扩展
LCNE
◄BACK
GUS 操作站
GUS硬件 GUS软件 GUS结构图
GUS: Global User Station全局用户操作站
功能： GUS是TPS系统的人机接口，基于MSNT工作站平台的Native Window窗口，用于整个TPN系统的信息访问。过程信息通过实时TPN网络访 问，工厂信息通过PIN网络访问，US 的家具结构有落地式,台式和EZ 操作台
◄BACK
GUS 软件
▪ 操作系统软件：MS Windows NT Worstation4.0 ▪ GUS软件：Base Software
Personality Software Display Server Display Builder Safeview TPS DDE File Transfer TPS Builder Mutipled Display Display Translater Display Migration ▪ TPN(LCN)软件：TPN Network Software
『培训课程』
培训内容及目的
培训内容
设备类型及其构成 TPS系统硬件构成 Native Window操作 命令处理器 NCF组态及HM初始化 UCN/NIM硬件概况 UCN网络建立 HPM/APM过程点建立 Display Builder 图形功能 区域数据库组态 键盘、历史组、报表组态
2000
GUS硬件 GUS软件 GUS结构图
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US流程图与GUS流程图
1 Native Window
GUS Displays
GUS 结构图
GUS硬件 GUS软件 GUS结构图
HoneyWellDCS控制系统解析
功 能： GUS是TPS系统的人机接口，其基于MS
Windows Professional平台的Native Window窗口，用于整个LCN 系统的信息访问。 GUS支持过程操作和过程工程组态及设计功能
硬 件：DELL主机、LCNP/LCNP4主板、MAU盒及 MAU电缆、
等
HoneyWell
LCN网络及节点硬件介绍 NIM：Network Interface Module 网络接口模件 功 能：提供LCN网络访问UCN网络的接口，数据格式和通讯协
议的转换，作为整个系统的时钟源
特 性：每条LCN网络允许20个冗余NIM对
每条UCN网络允许3个冗余NIM对 每条NIM最多处理8000个有名点 每秒流通量为1200个参数
总线拓扑型网络结构 串行通讯方式 传输速率 5M/秒 网络介质是同轴电缆 LCN网络通过光纤扩展至4.9公里，通过T型头扩展至节点 广播类型的LAN网络 冗余电缆LCNA/LCNB，切换方式：定期切换、手动切换、遇故障 切换 两端加75欧姆阻值的电阻
HoneyWell
LCN网络及节点硬件介绍
2.LCN网络设备：GUS、NIM、HM、卡件箱.
UCN网络的传输速率 5M/秒，其传输介质为75欧 姆同轴电缆，冗余。
HoneyWell
UIM
HPM: High Performance 高性能过程管理器。
功 能： 通过必要的软件和硬件，完成控制和数据采集任务
硬 件：HPMM:是HPM的核心，完成控制处理和通讯功能，
包含有：UIM、I/O Link、Communications Control Processsor.
IOP:完成数据采集的输入和控制器的输出。 FTA:每个IOP通过FTA电缆与FTA端子板连接，实 际的现场接线与FTA端子板连接。
【2024版】《霍尼韦尔PKS控制系统硬件及组态介绍》PPT课件
— 选择点，继续定义其单位、点细目画面等
点该 AICHANNEL 块名并把它拖到 CM 窗口。 窗口内出现以下图形：
l 用同法将以下功能块拖拉到 CM 窗口： Library 目录 Block 块名 DATAACQ DATAACQ REGCTL PID IOCHANNEL AOCHANNEL
组态介绍
Starting Control Builder
CONTROL BUILDER分为三部分： 1、PROJECT用于下位机程序的编写与存储。 2、LIBRARY,所有程序模块库。 3、MONTITORING 用于对下位机程序的监控。 这三部分在CONTROL BUILDER 的左边都可以找到。我们所有程序的编写都应在PROJECT 里进行，不要再其他地方进行编写。编写完毕后，下载在控制器中并 在MONTITORING 进行监控。
AGENDA
C300 控制器模块
在PKS R300 版本，C300 是新一代的基于CEE 执行环境的控制器 C300 有几部分组成: 控制器硬件 相应机电部份 柜内电源 控制网络接口 - Fault Tolerant Ethernet (FTE) 2 本地 I/O Link 接口
C300 控制器模块
l 在左边的 Available Modules 上点击 IOMs 标签 可以看到设置的 IO 。 l 在 Assignments Information 框内 查找定位 ： — IOLINK101
l 在 IOMs 标签内，用 <CTRL>key 和鼠标左键选中： AO0101 HLAI0301 DO0201
l 点击 Assign 按钮，几秒钟后在Assigned Modules 标签内的IO 左边会出现分配图标。
TPS系统概述
TPS系统概述一系统基本结构最新的HONEYWELL控制系统称为TPS系统。
构成TPS系统的网络及设备的名称是本章的主要内容。
1节点（NODES）在TPS（LCN）和UCN上的操作站，通讯和控制设备成为节点。
GUS就是一种节点。
2网络（NETWORKS）在TPS系统中用到的几种网络称为. *TPN；：过程管理网*UCN：过程控制网*ETHERNET NETWORK：以太网--典型的LAN局域网*DATA HIWAY：TDC2000过程网GUS就连接到了TPN网上3摸件（MODULES）TPS系统中的节点也称为摸件：*TPS摸件：连接到TPN（LCN）望上的设备*AM ：应用摸件*HM：历史摸件*NG：TPN网关*NIM：网络接口摸件*GUS：全局用户操作站UCN设备*HPM：高性能过程管理器*SM：安全管理器二GUS的配置一、TDC3000X开放而安全的生产与过程控制系统：1. 强大与多样性TDC3000集散控制系统，它是TotalPlant全厂一体化开放概念里的一个平台。
通过一个创新的系统结构和开放的通讯环境，TDC3000将过程和现场仪表的管理（控制层）与生产和信息的管理（信息层）集成在一起，形成一个信息与控制的集成系统。
由此，通过一个单一窗口就可以为企业管理者提供各类数据，辅助他们及时地作出经营决策；同时，系统的通用性和可靠性确保了过程运作的安全进行。
2.开放与安全性控制层与信息层的结合，主要是靠系统内的两种双处理器模件--------万能工作站（UxS）与应用模件（AxM）来实现。
这两种模件形成了TDC3000结构中称为X－LAYER的X层。
UxS是TDC3000系统的用户界面，符合X WINDOWS/MOTIF工业标准，它向操作者和工程师提供了一个面向现场过程控制与全厂信息的统一窗口；AxM是TDC3000系统内一个高性能且可靠的应用平台，可执行专用的或开放的应用软件。
这两种模件均使用RISC处理器工作站技术，运行UNIX操作系统。
Honeywell TPS 锅炉控制系统
HONEYWELL TPS锅炉控制系统摘要：TPS控制系统是一个将整个工厂的信息系统与生产过程控制系统统一在一个平台上的自动化系统，具有控制功能强，操作简便，可靠性高等特点。
论述了HONEYWELL TPS控制系统的特点，冗余网络结构，控制功能，并结合公司实际论述了美国HONEYWELL TPS系统在循环流化床锅炉的应用。
1 前言随着市场需求的不断增加和公司项目的不断扩产，公司决定在原有的两台130T/H循环流化床锅炉（CFB锅炉）的基础上再增加一台260T/H CFB锅炉。
虽然CFB锅炉具有燃烧效率高、煤种适应性广、NO排放浓度低、负荷调节范围大等优点，但其结构的复杂程度却远远胜于普通锅炉，这就对锅炉的正常运行提出了更高的要求。
而Honeywell TPS控制系统采用多处冗余设置，增加了系统的可靠性，其强大的逻辑控制功能是系统的长周期安全稳定运行的保障。
2 系统配置及特点TPS系统是美国Honeywell公司在TDC-3000系统基础上推出的将工厂的信息系统与生产过程控制系统统一在一个平台上的全厂一体化解决方案控制系统，引入了最新计算机系统的软硬件技术平台，将Windows 2000操作系统，OLE公共软件，ODBC公共数据库技术集成在一起，从而形成功能强大，配置灵活，结构开放的自动控制系统【1】。
2.1 系统配置在整个TPS系统中，配置了两对冗余的高性能过程管理器 (HPM)，节点号分别为11、12和13、14，其主要功能是快速的内部数据处理和强大的存储能力，以及通过UCN网络点对点通信共享数据的控制能力，最终完成扫描、控制TPS系统过程数据；一对冗余的网络接口模件NIM（Network Interface Module），节点号为21和22，主要用于系统组态、通信、报警、命令处理、时钟广播等；一个公用的HM（History Module）历史模件，节点号是25，用于存储整个系统的系统文件、属性文件、用户组态文件和工艺参数及其产生的历史数据；三台GUS（操作员站），用于操作人员对整个生产工艺进行监视和控制，一台工程师站用于组态和调试，GUS和工程师站互为冗余，所有GUS和工程站组态相同，互为备用，大大提高了系统的安全可靠性。
对霍尼韦尔集散控制系统TPS的数据采集方式研究和探讨
对霍尼韦尔集散控制系统TPS的数据采集方式研究和探讨作者：朱泓睿来源：《硅谷》2014年第16期摘要针对霍尼韦尔集散控制系统TPS不开放导致的数据采集比较困难的问题，通过对该系统结构的分析和研究，给出了三种数据采集的方法，解决了数采问题的同时分析了每一种方法的优势和略势，用户可以根据自身的实际需求和系统配置情况进行选择数据采集方式，使问题达到了很好的解决。
关键词集散控制系统TPS；OPC通讯协议；数据采集中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）16-0058-02霍尼韦尔的集散控制系统DCS由于其稳定、可靠，广泛用于钢铁、化工及铝行业等一线生产控制，随着企业的发展，各种管理的功能需求的不断增长，例如企业数字化工厂、能源管理中心项目的建设，上层管理网需要从底层DCS进行生产实时数据的采集，而霍尼韦尔DCS 的TPS型系统由于自身结构和开发的专用性和安全性设计，造成其系统的不开放，特别是不提供OPC授权，根据常规的技术手段读取其控制器数据比较困难，针对这种情况，专门进行了研究和测试，依据现场的控制系统实际配置得到了几种可行的方式和方法。
1 TPS系统结构特点及数采分析霍尼韦尔TPS是由操作站GUS、控制器HPM、网关NIM和历史网络模件HM组成，系统是两层网络结构，底层局域控制网UCN和上层通用控制网LCN，网关NIM既是LCN网又是UCN网络设备，负责系统数据的上下传输和转换。
多套控制器同时挂在一个NIM网关上。
从这样的系统结构分析可以看出，我们可以从LCN网络读取需要的数据，也可以从UCN网络读取数据，取到的数据都是一个网关的数据。
也就是说我们既可以从操作站取数，也可以从控制器取数，只要是挂在同一个网关NIM上的数据，不论是哪一个控制器里的数据，都可以读取的到。
2 从操作站读取数据从操作站通过读取需要通过OPC方式，因为其本身不提供OPC服务，所以需要利用Matrikon OPC霍尼韦尔TPS服务器（MatrikonOPC Server for Honeywell TPS），建立与霍尼韦尔TPS系统的通信，使得数据在OPC客户端和霍尼韦尔的LCN网络上的模块之间自由交换。
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Native Window 操作
• 系统为用户提供一个访问TPN（LCN）/UCN的窗口。 • 完成LCN系统和过程的操作，以及全部工程组态(设计)功能。
Native Window窗口显示
• 菜单条Menu Bar：支持系统和过程的操作
• 状态条Status Bar: 提供系统和过程指示器或命令 键
⊙_--⊙：Native Windows窗口的连接 ACK：报警确认。 SIL：报警消音。 A：调出区域报警总貌画面 C：调出站群状态画面 M：调出CL程序信息画面 S：调出系统状态画面 RTJ：实时杂志请求。 ENG/LOAD：改变键锁(软)位置/GUS装载属性文件 OVR/INS：字符输入方式(覆盖/插入)。 LEDs:XX：显示GUS在TPN(LCN)网络的地址，同时调出 LCN板的状态显示画面。
• HM主要功能：
文件服务器 存储系用户应用软件 包括用户编制的应用数据库、控制语言和操作画面 采集过程历史数据和历史事件并存储 过程报警、操作员状态改变、操作员信息、系统状 态改变、系统维护提示信息、连续过程历史数据及 点检测(CHECKPOINT)备份文件等
• HM特性
最多可采集并保存2400个过程参数 数据采集可按60，20，10或5m的间隔采集 数据存储则按分平均值（Snap Shot）或用户平 均值（User Average）保存 可保存一周的小时平均值、42个班的班平均值、 31天的日平均值和12个月的月平均值等
• TPS系统的典型配置
硬件构成
TPS系统主要由： • LCN网络 • LCN设备 • UCN网络 • UCN设备
LCN网络 LCN网络
LCN：Local Control Network 局部控制网 络 • 概述： LCN用以支持 TPS LCN网络上设备或模件 （Module）之间的通信，遵循IEEE 802.4 通信标准，采用总线型通信网络，“令牌 传送”协议。
• 硬件: Dell主机 LCNP/LCNP4主板 硬盘 光盘驱动器CD-ROM ZIP/TAP可选驱动器 彩色监视器 IKB集成键盘或PC键盘 鼠标或球标 键锁 MAU盒及MAU连接电 缆
• GUS软件
Base Softwave:类似于PC机上的操作系统 Display Server:用于支持流程图和下层通讯 Display Build：画流程图 File Transfer：文件传输软件 Multiple Display:多幅流程图软件，最多调4幅 TPS DDE：用于动态数据采集
• GUS基本组态包括设置GUS的LCNP板，Native Window窗口的 连接以及GUS外设 • 组态菜单: Start→Program→Honeywell TPS→Configuration Utility • 组态内容 Board 0: LCNP：设置GUS地址和虚拟键锁访问。 COMMON：事件记录形式。 COMMON Native Window：窗口的本地和远程连接。 Keyboard：6个用户自定义键标签名和PC机蜂鸣器报警声音设置 Printer：打印机设置以及实时打印设置。 Emulated DISKS：创建虚拟软盘，分配TPN(LCN)文件 XXX.lcn 空间，存贮TPN(LCN)文件的目录与文件结构。 Device/Services：自动启动TPS的仿真服务软件以及同步PC机 到LCN的时间 LCNI18N： Native Window窗口内文字显示的不同语言及字型。
•
LCN网络的功能 在网络各设备之间传送所有信息 按有效规约和高速通信，保证实时信息交换 通过冗余的传输媒介及信息完整性检查，提 供可靠的通信
• LCN网络结构:
总线拓扑结构 串行通讯，5M/s 介质：同轴电缆 40节点/300m 光纤网缆 64节点/4.9km 广播型通讯方式，令牌环传递 电缆A/B冗余设置 自动、手动、遇故障切换 通过T型头扩展至节点 两端加75 终端电阻
• 卡件箱
可以安装两个LCN模件， 只能安装一个LCN模件 网络地址大的节点安装 只有一个供电电源 在上面 两个独立的供电电源
HM：History Module 历史模件 • HM概述：
历史模件（HM）是TPS系统的唯一的永久性存储 单元，是LCN上唯一具有自启动能力的节点，也 LCN 是LCN上的必备节点。它用于存储系统文件、用 户软件和过程历史数据。
• HM软件及其特点
HMO:在线操作属性，用于支持所有系统活动， 提供文件服务功能及历史数据存储 HMI:离线初始化属性，用于HM本身硬盘初始化 和硬盘故障或磁盘表面故障修复期间的数据恢复， 并且不响应节点的请求 两种属性的系统软件不能同时驻留于HM中
• HM启动方式
自启动方式：HM上电后，自装载HMO属性文件， 以支持系统的请求 HM状态显示：LOCLOAD—>READY—>OK 非自启动方式：HM上电后立即被复位一次，然后 手动装载HMI属性文件，以支持HM本身初始化 POW_ON—>NET LOAD—>READY—>OK
• NIM特性:
每条LCN网络允许20个冗余NIM对 每条UCN网络允许3个冗余NIM对 每个NIM 允许处理8000个有名点 每秒数据流通量为 1200个参数
• 硬件：
K4LCN板 EPNI板：Enhanced Process Network Interface LCN I/O板 NIM MODEM卡
• 软件：
NMO在线操作属性软件
槽号
正面
背面
1
K4LCN
LCN I/O
2
EPNI
NIM MODEM
• NIM、HM与LCN的连接
通过卡件箱背面的 LCN I/O板连接 LCN I/O板位于卡件 箱的1号槽 LCN I/O板的接口通 过T型头与LCN相连
LCN网络节点地址设定
• 跳线位置： NIM / HM各自 K4LCN板上 • 跳线设定原则： 拔出为有效 拔出数为奇数 P为奇偶校验， 拔出跳线数为 偶数时，将P 拔出凑成奇数
Native Windows窗口的操作
• Native Windows窗口启动（即LCNP4装载GUS属性软件） • LCNP4板状态显示 Menu→Access→View LCNP Status LEDS:XX→LCNP状态显示画面 • LCNP4板的复位及启动操作 复位：Menu→Access→View LCNP Status 状态条 LEDS：XX→LCNP状态显示画面→RESET LCNP IKB键盘 RESET键 • 启动装载： 如果Native Window出现→按“LOAD”键→出现W，N，1， 2，3，4，X？ →键入 W 回车→等待出现提示NCF？N，1， 2，3，4，X？→键入 N →回车→ 等待出现系统状态画面
File文件菜单：访问Native Window操作和打印功能 View观察菜单：Native Window窗口菜单条/状态条设置 Alarm报警菜单：处理各种过程报警和信息 Displays显示画面菜单：出各种标准操作画面 Control控制菜单：完成对过程的控制改变。 History历史数据菜单：访问趋势功能 Engineering工程组态菜单：完成工程组态设计 Access访问菜单：GUS系统组态的访问 Help帮助菜单：提供在线帮助信息
• TPS控制系统的特点
TPS是一个统一的平台:将用户的商业信息和工厂控 制系统无缝地集成在一起。 TPS是开放的:基于MS WindowsNT工作站，TPS 被设计为NatiVe Window而嵌入在NT环境中，拥 有NT的更多功能，灵活易使用。 TPS核心技术:TPS将包括Windows NT TPS :TPS Windows NT操作系统、 OLE公共软件、ODBC公共数据库等技术集成在一 起。 TPS提供唯一的人机接口:TPS提供唯一的人一机接 口，即GUS，GUS是基于Windows界面。 TPS结构开放并且安全：TPS系统采用了安全的工 业网络。
GUS基本组态
• LCN设备的结构 LCN设备的电路板 卡件箱 外部设备
• 卡件箱中的电路板
主要包括： • 通性板：不同类型的LCN设备可以互换 主板：运行模件特性软件，完成各种功能运算
接口板：LCN I/O板，提供模件与LCN的连接 • 特性板：提供模件对外部设备的驱动及与外部设备 的连接 ，有各自的I/O板
• TPS发展历程
1994年，从开放性系统出发，推出了基于HP Unix操作系统的TDC3000X系列。 1995年，推出APM的改进产品高性能过程管理器 (High Performance Process Manager，HPM) 1996年，推出了基于Power PC的第一代全厂一 体化解决方案系统（Total Plant Solutions， TPS） 1997年改为基于DELL PC的系统，并开发以 DELL PC为硬件平台，以Windows NT为软件平 台的应用节点（Application Node，APP Node）
• LCN的连接（一般采用同轴电缆作传输介质）
• LCN常见设备
GUS：全方位用户操作站 NIM： 网络接口模件 HM： 历史模件
GUS:Global User Station 全方位用户操作站
• 主要功能: TPS系统的人机接口 用于整个LCN系统的 信息访问及策略干预 支持过程操作和过程 工程组态及设计功能
NIM: Network Interface Module 网络接口模块 • NIM概述
网络接口模件（NIM）是TPS系统连接LCN与 UCN的节点，它既是LCN上的节点，同时又是 UCN上的节点，具有双重身份 ，发挥着承上启 下的作用，因CN网络访问UCN网络的接口。 实现LCN和UCN之间通讯协议和数据格式的转 换 实现LCN与UCN的实时数据交换 实现LCN模件对UCN设备中数据的访问 使程序和数据库可以加载到HPM中 UCN设备上的报警与信息可传递到LCN上