dcs软件组态培训教材 工程师
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32Bit CPU
每块模件最多8点
2500 2500 SOE
NETWORK-6000分散控制系统4000点以上容量配 置
实时数据服务器厂部监视终端
MIS Et来自百度文库ernet
TCP/IP
#1 OS
#2 OS
#3 OS
#4 OS
#5 OS
GPS Redundant AI-FR/TB5
Engineer WS
2，过程管理级： 这一级的计算机主要有操作员站、工程师站、服务器等。它综合监视各DPU传递
的所有信息，集中显示操作，控制回路组态和参数修改，优化过程处理等等。操作员 一般使用操作员站来监控现场参数和设备，工程师站由维护人员使用来对组态进行修 改。这一级计算机与DPU进行通讯，操作人员对现场设备的操作命令是发给DPU的， 只有DPU才能直接控制现场的设备。
1，第一代DCS： 20世纪70年代中期至后期推出的DCS称为第一代DCS。
监控计算机
CRT操作中心
高速数据通道
过程控制单元
第一代DCS的结构简图
数据采集装置
2，第二代DCS： 进入20世纪80年代，由于微机技术的成熟和局部网络技术的进入，使DCS进入
的第二代。第二代DCS是以局域网（LAN）为主干来领导全系统进行工作。系统中各单 元都可以看作网络接点。不同的局域网可通过网桥进行通讯。
100 Mbps
Redundant Control Net 20Mbps
接口 机
Switch
制粉 甲 制粉 乙 通讯 接口
脱硫
风烟 甲
风烟 乙 蒸汽
蒸汽 旁路 定排 吹灰
DAS
FSS
BCS 燃料 上中 燃料 下层 风门
高加 低加控制
除氧器
给水 系统甲 给水 系统乙
给水泵 DAS
润滑油和 真空系统 蒸汽 旁路
智能变送器 智能仪表
四、DCS的特点：
与其它计算机控制系统，特别是集中型计算机控制系统相比，集散控制系统有以下 特点： 1，自主性 系统中各工作站独立自主地完成分配给自己的规定任务，并通过网络
接口涟接起来。系统地控制功能分散，负荷分散，从而危险分散。
2，协调性 各工作站通过通信网络传递各种信息，协调工作，以完成控制系统的 总体功能。
·装置间协调 ·自适应控制 ·数据存档
·过程数据采集及检查 ·开环和闭环控制 ·设备监测和系统测试及诊断 ·实施安全性、冗余化措施
工厂经营管理级 生产管理级 过程管理级 直接控制级
现场设备
1，直接控制级： 这一级是DCS的基础。在这一级里，过程控制计算机直接与现场各类装置，如变
送器、执行器、电动机等相连，对所连接的装置实施检测、控制，同时它还与上一级 的计算机相连，接收上层的管理信息，转化为命令发给现场装置，并向上一级传递装 置的特性数据和采集到的实时数据。这一级的计算机是过程控制单元，简称DPU。 DPU的工作是独立的，即当上层计算机与之失去通讯时也能维持对现场装置的控制。
6.3A, 20 × 5mm
标
●
RS422/RS485：
线路阻抗：120Ω-240Ω双绞线 线路长度：1220m/9600bits/sec
连接设备数量：16 个
T103过程控制单元
功 能
每个T921控制器的处理能力为0.1秒周期内，满负荷可完成256个PID 模块运算，其它模块的计算量要比PID模块小得多。
控制策略和逻辑 在线下载、组态方式、运算能力、用户开发
I/O网络
DPU和I/O模件的通讯 速率、协议、介质、是否标准化
I/O模件
数据采样、标度变换、诊断、非线性校正 简单运算 环境适应性
人机接口MMI
分散处理单元基本上有T103、T303和T940。
T103过程控制单元
CPU CPU PSU
5，在线性 通过通讯接口和I/O接口，可对过程对象进行实时采集、分析、记录、 监视和操作，以及对系统结构和组态回路的在线修改、局部故障的在线维 护等等，提高了系统的可用性。
6，可靠性 DCS广泛采用了冗余技术、容错技术。各单元都具备自诊断、自检查、 自修理功能，故障出现时还可自动报警。由于采用了种种有效措施，使得 DCS的可靠性和安全性大大提高。
通讯接口 • T103过程控制单元
设
置
状态指示 • T103过程控制单元
状 态 指 示 灯
• I/0模件
• T112八通道热电偶输入模件
• T113六通道热电阻输入模件
• T113六通道热电阻输入模件
• T122八通道模拟量输入模件
• TA122八通道模拟量输入前置模件
• T130单通道频率量输入模件
抗干扰规范：
EN50082-2
设备安全规范： EN61010 (1993)
隔离规范：
BS4743
抗震动规范：
符合IEC1131-2
抗冲击规范：
符合IEC1131-2
电源冗余
控制器冗余
网络冗余
可接16个I/O模件
具有ALIN网络、RS422、RS285、RS232通讯接口
具有电源、通讯、看门狗、运行、后备指示
1 2 34
T103过程控制单元
● ● ●
性● ● ●
能● ●
指● ● ●
标● ● ● ● ● ●
外形尺寸：
440W×205H×141D mm
重量：
7.7kg(含16 I/O模件和2 CPU/PSUs)
存储温度：
-25°C-85°C
运行温度：
0-50°C
相对湿度：
5-95%不结露
抗辐射规范：
EN50081-2
Rich LIN Diagnostic Blocks for Trouble Shooting & Maintenance (Total 39 Blocks) e.g Communications, CPU, Battery, Software, I/O Hardware, System Performance, Database, etc
T103底板设置
• T103过程控制单元
设 置
• T103过程控制单元
设
置
ALIN网地址
• T103过程控制单元
设
置
看门狗输出
• T103过程控制单元
设
置
ALIN网功能
保险 丝
CMOS Reset
• T103过程控制单元
设
置
T921功能
看门狗功能
• T103过程控制单元
T921功能设置
设 置
3，生产管理级： 该级计算机协调各单元的参数设定，是生产的总协调员。
4，工厂经营管理级： 这一级居于中央计算机，并与办公自动化连接起来，担任全厂的总体协调管理，
包括各类经营活动、人事管理等等。
三、DCS的发展：
DCS出现于20世纪70年代中期，发展至今已有近30年。，经历了两代历程，现正向 更新的第三代发展。
T921为冗余控制单元，可插装各种规格的I/O模件，各种I/O件的插入 位置不受任何限制。各种模件均可带电插拔，每台控制器可配置一定数 量的I/O和控制回路。T921控制器可以完成数据采集（DAS）、模拟量控 制（MCS）和顺序控制（SCS）。通过LIN网与操作站和其它控制器之间 实现点对点通讯，执行复杂的分散控制策略，采用EEPROM存储监控策略。 省去了更换电池带来的麻烦，保证了即使在失电的情况下控制策略也不 会丢失。
发变组
发变组
汽机 DAS
DEH DEH ETS
厂用 电
厂用 电 循环 水
循泵房
燃油 泵房
NW-6000的系统结构
NW-6000可分为以下几部分
人机接口MMI
监控记录、计算 操作系统、组态软件、硬件平台
通讯网络 Net
DPU和MMI的通讯 速率、协议、介质、网络结构
分散处理单元DPU、PCU、RPU
dcs
下图目前DCS的组成简图：
中央控制室
CRT操作中心
高速数据通道
过程控 制单元
过程控 制单元
过程控 制单元
工业现场
过程控制单元是以微处理器微基础的微机结构，具有几十种或上百种运算功能， 可以独立地对回路进行各种复杂控制。各控制单元通过通讯系统集中到中央操作站， 进行全系统地综合管理。
二、DCS的功能分层体系：
3，友好性 DCS采用实用而简洁的人机会话系统，丰富的画面显示，具有实时的菜 单功能，方便的操作器，如键盘、鼠标等。
4，适应性 DCS的硬件和软件均采用开放式、标准化和模块化设计，系统为积木式 结构，配置灵活，可以适应不同用户的需要。可以根据生产的要求，改变 系统的大小。在工厂改变生产工艺和生产流程时，只需改变某些配置和控 制方案。
操作员站 工程师站
DPU
DPU
网桥
其它工业网络
3，第三代DCS：
随着网络技术的进步，特别是局域网络技术的飞速发展，DCS进入了第三代。它 的主要变化是局部网络采用了MAP等工厂系统通用的总线型通讯协议，可直接与智能 仪表进行通讯，软硬件的变化很大，但总体结构变化不大。
主计算机
操作站
节点站
节点站
网桥
T921在ALIN网上运行，由T221网络接口与LIN网连接，ALIN网传送速 率2.5Mb/s。LIN网传输速率为1-1000Mb/s。控制器的网络冗余,根据用 户需求可配置I/O点冗余，使控制部分更可靠。冗余控制单元可接受两 路电源的输入，自动切换并有报警功能。
T921模件CPU为主频为25MHZ的80C386处理芯片。其处理能力非常强大， 一只（对）T103只联128点I/O。
Lintools组态分成I/O组态、设备级组态、逻辑组态和SFC组态。
二、启动Lintools：
在“开始”中选“程序\Eurotherm LINtools\LINtools 2000”,出现LINtools的组态界面：
T180八通道开关量输出模件
T180八通道开关量输出模件
T180八通道开关量输出模件
LIN
下位机I/O组态
现场操作人员要对现场的设备以及参数进行操作设置,我们必须进行 LINtools组态。
一、什么是LINtools组态？
LINtools是一种将控制策略转化为实际的组态程序的工具，它所形成的组态文 件将下载到T103、T940等控制器中运行，通过控制器的计算和判断去控制现场设备 动作。因此，LINtools组态又称下位机组态。
层次化已经成为目前DCS的体系特点。DCS充分体现了分散控制，集中管理的思 想。DCS的功能一般可以分为以下的4级：
·市场和用户分析 ·销售计划 ·合同事宜
·定货和销售统计 ·产品制造协调 ·期限监测等
·规划产品结构和规模 ·产品监视
·产品报告
·工厂生产监视
·过程操作测试 ·优化过程控制 ·错误检测
科远控制工程有限公司采用英国欧陆公司的NW-6000，以及世界排名第一的 工控软件Intellution™的FIX,在火电厂的自动控制方面取得了良好的业绩。
NETWORK-6000分散控制系统不冗余小容量配置
OS 1
OS 2
NETWORK-6000分散控制系统2000点配置整体性能指标
#1 OS Pentium Ⅲ/633
T103过程控制单元
●
RAM：
512Kbytes
●
EPROM：
2Mbytes
性
● ●
策略存储于EEPROM 复位、同步按钮
●
带电插拔/更换
能
● ●
电源： 功耗：
24VDC，范围：18-36 VDC 15W
指
●
看门狗继电器：
接点容量：24VAC/DC，0.5A， 接点隔离：30VAC或60VDC
●
CPU保险：
7，可扩展性 DCS中的控制单元，既可独立工作、自成系统，独立地控制某些对象， 又可在需要的时候方便地连入通信子网，这是第一重可扩展性； 当许多设备通过通信子网连成集散系统后，若需要可方便地删除其 中的设备，也可增加设备，这是第二重可扩展性； 通信子网本身也可以扩展延伸，这是第三重可扩展性。
五、DCS实例：
T130单通道频率量输入模件（电流）
T130单通道频率量输入模件（电压）
T130单通道频率量输入模件
T130单通道频率量输入模件
T140 八通道数字量输入模件
T140 八通道数字量输入模件
T140 八通道数字量输入模件
T151 八通道模拟量输出模件
T151 八通道模拟量输出模件
T180 八通道开关量输出模件
/128M/10G/CDROM
#2 OS
#4 OS
#5 OS
Engineer WS
100Mbps
2.5Mbps
分散处理单元 DPU
586/133
可联结1024点I/O 2000个Block
Profibus
12Mbps/1200m
2500 2500 2500 2500 2500
可进行算术、逻辑 和PID运算
PSU Comms Port Comms Port
T103 System Diagnostic Tools
Relay #1
Relay #2 (Fail Open) 1 2 34
Relay #1
Relay #2 (Fail Open)
Dedicated Watch Dog Relay Output for T103 CPU
每块模件最多8点
2500 2500 SOE
NETWORK-6000分散控制系统4000点以上容量配 置
实时数据服务器厂部监视终端
MIS Et来自百度文库ernet
TCP/IP
#1 OS
#2 OS
#3 OS
#4 OS
#5 OS
GPS Redundant AI-FR/TB5
Engineer WS
2，过程管理级： 这一级的计算机主要有操作员站、工程师站、服务器等。它综合监视各DPU传递
的所有信息，集中显示操作，控制回路组态和参数修改，优化过程处理等等。操作员 一般使用操作员站来监控现场参数和设备，工程师站由维护人员使用来对组态进行修 改。这一级计算机与DPU进行通讯，操作人员对现场设备的操作命令是发给DPU的， 只有DPU才能直接控制现场的设备。
1，第一代DCS： 20世纪70年代中期至后期推出的DCS称为第一代DCS。
监控计算机
CRT操作中心
高速数据通道
过程控制单元
第一代DCS的结构简图
数据采集装置
2，第二代DCS： 进入20世纪80年代，由于微机技术的成熟和局部网络技术的进入，使DCS进入
的第二代。第二代DCS是以局域网（LAN）为主干来领导全系统进行工作。系统中各单 元都可以看作网络接点。不同的局域网可通过网桥进行通讯。
100 Mbps
Redundant Control Net 20Mbps
接口 机
Switch
制粉 甲 制粉 乙 通讯 接口
脱硫
风烟 甲
风烟 乙 蒸汽
蒸汽 旁路 定排 吹灰
DAS
FSS
BCS 燃料 上中 燃料 下层 风门
高加 低加控制
除氧器
给水 系统甲 给水 系统乙
给水泵 DAS
润滑油和 真空系统 蒸汽 旁路
智能变送器 智能仪表
四、DCS的特点：
与其它计算机控制系统，特别是集中型计算机控制系统相比，集散控制系统有以下 特点： 1，自主性 系统中各工作站独立自主地完成分配给自己的规定任务，并通过网络
接口涟接起来。系统地控制功能分散，负荷分散，从而危险分散。
2，协调性 各工作站通过通信网络传递各种信息，协调工作，以完成控制系统的 总体功能。
·装置间协调 ·自适应控制 ·数据存档
·过程数据采集及检查 ·开环和闭环控制 ·设备监测和系统测试及诊断 ·实施安全性、冗余化措施
工厂经营管理级 生产管理级 过程管理级 直接控制级
现场设备
1，直接控制级： 这一级是DCS的基础。在这一级里，过程控制计算机直接与现场各类装置，如变
送器、执行器、电动机等相连，对所连接的装置实施检测、控制，同时它还与上一级 的计算机相连，接收上层的管理信息，转化为命令发给现场装置，并向上一级传递装 置的特性数据和采集到的实时数据。这一级的计算机是过程控制单元，简称DPU。 DPU的工作是独立的，即当上层计算机与之失去通讯时也能维持对现场装置的控制。
6.3A, 20 × 5mm
标
●
RS422/RS485：
线路阻抗：120Ω-240Ω双绞线 线路长度：1220m/9600bits/sec
连接设备数量：16 个
T103过程控制单元
功 能
每个T921控制器的处理能力为0.1秒周期内，满负荷可完成256个PID 模块运算，其它模块的计算量要比PID模块小得多。
控制策略和逻辑 在线下载、组态方式、运算能力、用户开发
I/O网络
DPU和I/O模件的通讯 速率、协议、介质、是否标准化
I/O模件
数据采样、标度变换、诊断、非线性校正 简单运算 环境适应性
人机接口MMI
分散处理单元基本上有T103、T303和T940。
T103过程控制单元
CPU CPU PSU
5，在线性 通过通讯接口和I/O接口，可对过程对象进行实时采集、分析、记录、 监视和操作，以及对系统结构和组态回路的在线修改、局部故障的在线维 护等等，提高了系统的可用性。
6，可靠性 DCS广泛采用了冗余技术、容错技术。各单元都具备自诊断、自检查、 自修理功能，故障出现时还可自动报警。由于采用了种种有效措施，使得 DCS的可靠性和安全性大大提高。
通讯接口 • T103过程控制单元
设
置
状态指示 • T103过程控制单元
状 态 指 示 灯
• I/0模件
• T112八通道热电偶输入模件
• T113六通道热电阻输入模件
• T113六通道热电阻输入模件
• T122八通道模拟量输入模件
• TA122八通道模拟量输入前置模件
• T130单通道频率量输入模件
抗干扰规范：
EN50082-2
设备安全规范： EN61010 (1993)
隔离规范：
BS4743
抗震动规范：
符合IEC1131-2
抗冲击规范：
符合IEC1131-2
电源冗余
控制器冗余
网络冗余
可接16个I/O模件
具有ALIN网络、RS422、RS285、RS232通讯接口
具有电源、通讯、看门狗、运行、后备指示
1 2 34
T103过程控制单元
● ● ●
性● ● ●
能● ●
指● ● ●
标● ● ● ● ● ●
外形尺寸：
440W×205H×141D mm
重量：
7.7kg(含16 I/O模件和2 CPU/PSUs)
存储温度：
-25°C-85°C
运行温度：
0-50°C
相对湿度：
5-95%不结露
抗辐射规范：
EN50081-2
Rich LIN Diagnostic Blocks for Trouble Shooting & Maintenance (Total 39 Blocks) e.g Communications, CPU, Battery, Software, I/O Hardware, System Performance, Database, etc
T103底板设置
• T103过程控制单元
设 置
• T103过程控制单元
设
置
ALIN网地址
• T103过程控制单元
设
置
看门狗输出
• T103过程控制单元
设
置
ALIN网功能
保险 丝
CMOS Reset
• T103过程控制单元
设
置
T921功能
看门狗功能
• T103过程控制单元
T921功能设置
设 置
3，生产管理级： 该级计算机协调各单元的参数设定，是生产的总协调员。
4，工厂经营管理级： 这一级居于中央计算机，并与办公自动化连接起来，担任全厂的总体协调管理，
包括各类经营活动、人事管理等等。
三、DCS的发展：
DCS出现于20世纪70年代中期，发展至今已有近30年。，经历了两代历程，现正向 更新的第三代发展。
T921为冗余控制单元，可插装各种规格的I/O模件，各种I/O件的插入 位置不受任何限制。各种模件均可带电插拔，每台控制器可配置一定数 量的I/O和控制回路。T921控制器可以完成数据采集（DAS）、模拟量控 制（MCS）和顺序控制（SCS）。通过LIN网与操作站和其它控制器之间 实现点对点通讯，执行复杂的分散控制策略，采用EEPROM存储监控策略。 省去了更换电池带来的麻烦，保证了即使在失电的情况下控制策略也不 会丢失。
发变组
发变组
汽机 DAS
DEH DEH ETS
厂用 电
厂用 电 循环 水
循泵房
燃油 泵房
NW-6000的系统结构
NW-6000可分为以下几部分
人机接口MMI
监控记录、计算 操作系统、组态软件、硬件平台
通讯网络 Net
DPU和MMI的通讯 速率、协议、介质、网络结构
分散处理单元DPU、PCU、RPU
dcs
下图目前DCS的组成简图：
中央控制室
CRT操作中心
高速数据通道
过程控 制单元
过程控 制单元
过程控 制单元
工业现场
过程控制单元是以微处理器微基础的微机结构，具有几十种或上百种运算功能， 可以独立地对回路进行各种复杂控制。各控制单元通过通讯系统集中到中央操作站， 进行全系统地综合管理。
二、DCS的功能分层体系：
3，友好性 DCS采用实用而简洁的人机会话系统，丰富的画面显示，具有实时的菜 单功能，方便的操作器，如键盘、鼠标等。
4，适应性 DCS的硬件和软件均采用开放式、标准化和模块化设计，系统为积木式 结构，配置灵活，可以适应不同用户的需要。可以根据生产的要求，改变 系统的大小。在工厂改变生产工艺和生产流程时，只需改变某些配置和控 制方案。
操作员站 工程师站
DPU
DPU
网桥
其它工业网络
3，第三代DCS：
随着网络技术的进步，特别是局域网络技术的飞速发展，DCS进入了第三代。它 的主要变化是局部网络采用了MAP等工厂系统通用的总线型通讯协议，可直接与智能 仪表进行通讯，软硬件的变化很大，但总体结构变化不大。
主计算机
操作站
节点站
节点站
网桥
T921在ALIN网上运行，由T221网络接口与LIN网连接，ALIN网传送速 率2.5Mb/s。LIN网传输速率为1-1000Mb/s。控制器的网络冗余,根据用 户需求可配置I/O点冗余，使控制部分更可靠。冗余控制单元可接受两 路电源的输入，自动切换并有报警功能。
T921模件CPU为主频为25MHZ的80C386处理芯片。其处理能力非常强大， 一只（对）T103只联128点I/O。
Lintools组态分成I/O组态、设备级组态、逻辑组态和SFC组态。
二、启动Lintools：
在“开始”中选“程序\Eurotherm LINtools\LINtools 2000”,出现LINtools的组态界面：
T180八通道开关量输出模件
T180八通道开关量输出模件
T180八通道开关量输出模件
LIN
下位机I/O组态
现场操作人员要对现场的设备以及参数进行操作设置,我们必须进行 LINtools组态。
一、什么是LINtools组态？
LINtools是一种将控制策略转化为实际的组态程序的工具，它所形成的组态文 件将下载到T103、T940等控制器中运行，通过控制器的计算和判断去控制现场设备 动作。因此，LINtools组态又称下位机组态。
层次化已经成为目前DCS的体系特点。DCS充分体现了分散控制，集中管理的思 想。DCS的功能一般可以分为以下的4级：
·市场和用户分析 ·销售计划 ·合同事宜
·定货和销售统计 ·产品制造协调 ·期限监测等
·规划产品结构和规模 ·产品监视
·产品报告
·工厂生产监视
·过程操作测试 ·优化过程控制 ·错误检测
科远控制工程有限公司采用英国欧陆公司的NW-6000，以及世界排名第一的 工控软件Intellution™的FIX,在火电厂的自动控制方面取得了良好的业绩。
NETWORK-6000分散控制系统不冗余小容量配置
OS 1
OS 2
NETWORK-6000分散控制系统2000点配置整体性能指标
#1 OS Pentium Ⅲ/633
T103过程控制单元
●
RAM：
512Kbytes
●
EPROM：
2Mbytes
性
● ●
策略存储于EEPROM 复位、同步按钮
●
带电插拔/更换
能
● ●
电源： 功耗：
24VDC，范围：18-36 VDC 15W
指
●
看门狗继电器：
接点容量：24VAC/DC，0.5A， 接点隔离：30VAC或60VDC
●
CPU保险：
7，可扩展性 DCS中的控制单元，既可独立工作、自成系统，独立地控制某些对象， 又可在需要的时候方便地连入通信子网，这是第一重可扩展性； 当许多设备通过通信子网连成集散系统后，若需要可方便地删除其 中的设备，也可增加设备，这是第二重可扩展性； 通信子网本身也可以扩展延伸，这是第三重可扩展性。
五、DCS实例：
T130单通道频率量输入模件（电流）
T130单通道频率量输入模件（电压）
T130单通道频率量输入模件
T130单通道频率量输入模件
T140 八通道数字量输入模件
T140 八通道数字量输入模件
T140 八通道数字量输入模件
T151 八通道模拟量输出模件
T151 八通道模拟量输出模件
T180 八通道开关量输出模件
/128M/10G/CDROM
#2 OS
#4 OS
#5 OS
Engineer WS
100Mbps
2.5Mbps
分散处理单元 DPU
586/133
可联结1024点I/O 2000个Block
Profibus
12Mbps/1200m
2500 2500 2500 2500 2500
可进行算术、逻辑 和PID运算
PSU Comms Port Comms Port
T103 System Diagnostic Tools
Relay #1
Relay #2 (Fail Open) 1 2 34
Relay #1
Relay #2 (Fail Open)
Dedicated Watch Dog Relay Output for T103 CPU