tps系统概述

TPS 系统概貌

一、什么是 TPS?

TPS(Total Plant Solution) 即全厂一体化控制系统是在 HoneyWell TDC-300 集散控制系统（DCS）基础上向“系统开放而且安全”方向发展的高级系统，他将过程控制网络、实时操作网络、工厂信息网络融为一体，构成三条网络管理控制一体化。

二、TPS 系统的特点

1、TPS 是一个统一的平台：他将用户的商业信息和全厂控制系统无痕迹的集成在

一起。

2、 TPS 是开放的：它基于 MS Windows NT 工作站。 TPS 被设计为 Native Window

而嵌入在 NT 环境中，它拥有 NT 的更多功能，且灵活易使用。

3、TPS 核心技术：TPS 将各种技术集成在一起。包括：Windows NT 操作系统，

OLE 公共软件，ODBC 公共数据库技术。

4、TPS 提供唯一的人机接口：TPS 提供唯一的人-机接口，即 GUS，是基于 Windows

界面。

5、TPS 开放仍然安全：TPS 系统采用安全的工业网络。

三、TPS 系统网络结构

1、PCN：计算机局域网。

包括普通的 PC 操作平台。可在其上运行应用软件及 HoneyWell 的一些离线组态软件如 TPS Builder,Dispiay Builder 等。

2、TPN(LCN)：控制管理网包括： GUS/US/UXS/UWS

APP/AM/AXM/CG/PCNM/HM/PHD/NIM/HG/EPLCG

3、过程控制网

UCN 网络包括：NIM/HPM/APM/PM/LM/SM

Data Hiway 网络包括：HG/MC/AMC/CB/EC/PIU

EPLCG 网络包括：EPLCG/PLC TPS

系统主要硬件介绍

一、 TPN(LCN)网络设备 LCN 是一条通信速度 5Mbit/s、冗余的通信总线，用以支

持网络节点模件之间的通信，采用 IEEE802.4 协议、串行传输信号，为广播式通信、

令牌存取通信控制方式，总线拓扑结构。LCN 网上所有模件均有两个 LCN 接口，对两条冗余同轴电缆均有发送和接收电路，当一个发生故障，另一个备用接替。LCN 网还发送一个 12.5KHz 系统同步时钟信号，用以保持各模件的时间同步。一个 LCN 网络最多连接 64 个节点（Node），最多可挂 20 条 UCN 网。LCN 网区间同轴电缆长度一般不超过 300 米，使用光纤一般不超过 2000 米。

1、GUS(The Global User Station)全局用户操作

功能： GUS 是 TPS 系统的人机接口，是网络上的重要节点， Windows NT 以为操作系统，在其平台上的 Native Windows 窗口（此窗口是为了兼容原有的 TDC-3000 操作界面，在 NT 下由 Native Windows 软件转换），用于整个 LCN 系统的信息访问、监控、管理和操作。GUS 具有双 CPU 系统（PentiumⅢ 1G 处理器和 LCNP-68040 处理器）通过 LCNP 与 LCN 网连接， Native Window 与 LCNP 软件连接。GUS 支持动态实时显示，使用 21 寸彩色显示器和 IKB 专用键盘，通过标准显示画面和工厂过程显示画面操作工艺过程，显示处理信号报警，打印报告，报表及日志，系统状态显示等。工程师可通过 GUS 完成网络组态、建立过程数据库、建立流程图画面、编制控制程序以及自由报表。还可以通过 GUS 进行系统硬件状态的现实，进行系统故障诊断。

硬件： Pentium 主板， LCNP 主板，硬盘，光盘驱动器，软盘驱动器， 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 电缆。

2、 NIM(Network Interface Module)网络接口模件

功能：NIM 是连接 LCN 局域网控制网络和 UCN 万能控制网络的网络关口，可以完成两个不同通信协议网络的数据传输和通信协议转换，既是 LCN 网的节点又是UCN 网的节点。 LCN 网上的模件通过 NIM 可以对 UCN 上的模件的数据进行读写，可以将程序和数据库装载到 HPM,对于 UCN 设备产生的报警和操作提示信息也可以上升到 LCN。NIM 对 LCN 网络和 UCN 网络时间进行同步处理，将 LCN 网的时间向 UCN 网广播。NIM 冗余配置，当主 NIM 发生故障时，系统将自动切换到备用的 NIM 上。实际选用的 NIM 使用一个 5 槽的卡件箱，CPU 卡为 K4LCN-4。装在 LCN 控制柜里。

3、 HM（History Module）历史模件功能：HM 是储存 TPS 数据的文件服务器，是一个具有大存储量的模件，用于建立全局数据库和存放用户软件，为 LCN 网络各节点所共享。实际选用一个 5 槽位卡件箱，双硬盘（1.8GB）冗余配置。

二、 UCN 网络设备 UCN 网由冗余的同轴电缆组成，其中一根电缆叫做 UCN A 另

一根叫做 UCN B。采用 IEEE802.4 和 ISO 标准通信协议，通信速度 5Mbit/S，令牌传送方式，可挂 32 对冗余节点。UCN 利用对等通信功能（点对点 PEER TO PEER）实现过程数据共享及先进复杂控制。 UCN 网通过 NIM 和 LCN 网相连并进行实时数据通讯。UCN 网长度通常为 700 米，最长可达 4.9Km。

1、 NIM(Network Interface Module)网络接口模件（介绍如上面）

2、 HPM(High-Performance Process Manager)高性能过程管理站。

功能： HPM 是 Honeywell 最新的过程控制器，是在过程管理站 PM(Process Manager) 、高级过程管理站 APM(Advanced Process Manager)基础上连续发展而来的，采用先进的多处理器并行处理结构技术，用不同的处理器完成不同的任务。 HPM 的控制功能在 HPMM 中实现，提供大量的功能模块，使用者（自控工程师）具有充分的灵活性来分配、使用 HPMM 的各种控制功能，最大限度运用各种数据点和控制功能模块。组态是交互式的。HPMM 的控制功能包括一套完整的常规控制算法集、丰富的逻辑功能和面向过程的高级控制语言 CL/HPM。

从概念上讲，HPMM 的控制功能可以分成不同的功能槽（Slot），用户可对每个功能槽进行组态，定义为带位号的数据点，在 TPS 系统中，一个定义位号的功能槽称为一个数据点或称过程点，是 TPS 系统组态中的最小单元。HPM 包括两大类数据点（过程点），一类是在 I/OP 的点，完成对过程变量的输入与输出处理；一类是 HPMM 中的点，完成对受控过程的各种控制方案。HPMM 数据点的类型有：常规 PV 算法点（Regulatory PV），最多 125 个；常规控制算法点（Regulatory Control），最多250 个；数字综合点（Digital Composite），最多 999 个；逻辑运算点（Logic），最多 400 个；设备控制点（Device Control），最多 400 个；过程模块点（Process Module）,最多 2500 个；数组点（Array）,最多 500 个；标志点（Flag），全局变量，最多 16384 个 BOX 标志点；数值点（Numeric），全局变量，最多 16384 个 BOX 数值点；时钟点（Timer），全局变量，最多 64 个 BOX Page | 4 时钟点；字符串点（String），全局变量，最多 16384 个 BOX 字符串点；时间点（Time），全局变量，最多 4096 个 BOX 时间点。HPM 并行处理的结构使得控制功能与其它功能完全独立，如 I/O 点的数量、HPM 向 NIM 或其他 UCN 设备请求数据、报警功能等等。在组态 HPM 控制功能时，只需考虑所需控制点（Slot）的类型和扫描频率（或处理间隔）。HPM 的处理能力是用“处理单元（PU）”来衡量，若扫描频率为 1 秒，则每个 HPM 可以有 800 个 PU。常规点、逻辑点、数字综合点和设备控制点可以组态成不同的扫描