Honeywell霍尼韦尔C DCS系统学习
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28
基本功能块的使用
3 PID模块
PID模块位于Regulatory Control Blocks子目下。 该模块是最基本的调节控制功能块，它是作为比例－积分－微分控制 器来工作的。PID模块具有2个模拟输入：过程变量PV以及设定值SP ，通过计算这两者的偏差，利用PID调节，使控制输出OP向使偏差 变为零的方向变化。
27
基本功能块的使用
2 DEVCTL (设备控制模块)
• 该模块位于Device Control (DEVCTL) 子目下。 • 该模块是一个多输入、多输出功能块，它提供了与马达、水泵以及
电动阀等离散设备的接口，它提供了内置结构来处理联锁。 • 其主要功能如下：允许操作几组数字输出并且能够解释通过状态参
高级应用网络
高级控制平台 ACE
基于Web的人机界面 Experion 操作站
含ASM 操作工效率方案
Video Ethernet
全局数据& 历史数据库 Experion 服务器
过程控制网络 无线访问
常规,逻辑 顺序 & 基于模型控制 C300/C200 & Profit Loop
现场移动操作站 Mobile PKS
•IOLINK 2 IO 通讯
•确定性执行 控制环境
C300 强大控制功能
• 强大的控制功能
- 每个C300可控制约1000多个回路； - 丰富的控制库函数，并可扩展和加入其它库函数，无须系统升级； - 控制回路灵活组态，可在线修改控制回路； - 混合控制，连续、逻辑、顺序控制； - 支持 S88模块化批量自动化( Modular Batch Automation)
➢逻辑上为பைடு நூலகம்条网络
AB ttoo AAB
逻辑上不在区分A网与B网 不存在网络切换
➢FTE节点具有路径选择能力 Honeywell 专用FTE软件； 不断检测网络状态； 自动选择最优路径通讯。
A tree
Switches Switches
C300
Crossover
B tree
Switches
C300
C300
C300
20
EPKS 操作站
强大的界面…易于使用 …操作简单
22
操作站的类型：
1 FLEX 操作站（ES-F）. 硬件组成通常是一台操作站PC， 只要与系统网络之间存在一条网 络链路，就可以应用到任何地方。
2 Console（ES-C）和Console Extension (ES-CE)操作站. ES-C是一种专用式操作站，除具有F站的全 部功能外还可以直接与CEE通讯； ES-CE能与ES-C相连接，用来扩展ES-C的 高效可用性功能，每个主ES-C可以连接3个 ES-CE,组成一个Console.
FOUNDATION™ Fieldbus
Experion 服务器
Experion PKS系统服务器的心脏部分是实时数据库RTDB（ Real Time DataBase）。
实时数据库主要存储： 1 过程数据 2 历史数据 3 组态数据 4 用户数据 5 报警和事件 6 系统状态
19
•组态信息数据库
23
操作站中数据的来源： 1， Server中的过程数据及相关的报警和事件，直接来自
于控制器。 2， ES-F中的过程数据及相关的报警和事件，还有其他数据
信息，直接来自于服务器。 3， ES-C中的过程数据及相关的报警和事件，直接来自于控
制器；其他数据信息直接来自于服务器。 4， ES-CE中的过程数据及相关的报警和事件，还有其他数
数PV表示的数字输入反馈；其工作包括传送由状态参数OP（命令 输出状态）所表示的OP，监视PV，以及依据组态产生各种报警 • 最多4个输入，3种状态和3个输出 • PV源选择，PV具有3种基本状态和中间及错误状态 • 锁存以及脉冲输出 • 坏的PV、命令不符、未经命令的变化和 • 命令失败等报警 • 联锁触发报警 • 以定义的安全状态进行安全联锁 • 可见，DEVCTL模块是相当重要的一个模块。
现场巡检自动化 IntelaTrac PKS
冗余 I/O
3
Local Control Network
无线变送器
HPM
BC Controller
TPS/TDC投资保护 Experion on LCN
SIL 3 安全系统 Safety Manager
Experion™ PKS
C300
摆脱传统局限，提高控制品质 ，便于安装维护和节省空间。
主要完成5个功能 • 上位通讯 • Peer to Peer 点对点通讯 • IOLINK 1 IO 通讯 • IOLINK 2 IO 通讯 • 确定性执行控制环境
• 地址设定： 主控制器的地址设定为奇数， 备控制器的地址设定为主控 制器的地址+1
13
•上位通讯
•Peer to Peer 点对点通讯 •IOLINK 1 IO 通讯
10
• Series C I/O - 全部包括
更小的 空间
C300 控制器模件
• 在EPKS 300 版本，C300 是下 一步的基于CEE 执行环境的控 制器
• C300 有几部分组成:
Series C C300
- 控制器硬件
- 控制软件CEE (Control Execution
Environment)
垂直设计，有效利用 硬件空间
控制安全
更小的占地空间，更容易接线，减少建设和安装成 本
保护控制器避免遭受以太网信息涌流及拒绝服务的 攻击，保证系统的可用性
程序化操作
通过捕获过程信息，自动实施最优工作步骤，减少 由于不恰当的执行程序而带来的损失
自动备份与恢复
8
通过在线备份，可实现一小时内的快速恢复，保护 重要的PC机和系统数据。
- 相应机电部份
FTE
柜内电源
接口
控制网络接口 - Fault Tolerant Ethernet (FTE)
2 本地 I/O Link 接口
GPS Connection
(Future)
11
IOL 接口
FTE 接口
冗余控制器 接口
C300 控制器所支持的 I/O
• 灵活的 I/O 支持:
IOL 连接
•连续历史及事件杂志数据库
•报表服务
Experion 服务器
操作站
•支持基于服务器的微软脚本
Dynamic Cache
OPC 服务器/
客户
Basic语言-VBScript
•SCADA 子系统集成
DSA
•支持分布式系统 DSA 功能
PLC/RTU
•OPC DA 和 A&E 服务器及客
户端 ，支持外部子系统。
一次90度 自然接线
两次90度 接线
Heat 多点进线
6
Heat
单点进线
硬件垂直设计，有效利用空间
控制防火墙
冗余数字与模拟 I/O 电源系统（可选择冗余电源系 统，提供2个控制器内RAM的备 份电池电源至少48小时） C300 控制器
I/O Link 接口2 现场总线接口模件
7
Experion R300 特点及好处
有输出保持功能。保证修改回路期间的输出正常。
15
C 系列“控制防火墙” (FTE 交换机)
• 支持“C系列” 产品 • 使用C系列 24VDC 电源 • 8+1 口( FTE 交换机)
- L1 层控制环境的最安全选择 - 2 个“Firewalls” 支持 FTE功能 - 支持冗余 - 支持开电和运行自诊断，带故障指示； - 上连(Uplink)信息控制，保证柜内通讯的
14
在线更改功能
在生产运行期间，DCS可在线进行改动：
➢在线回路修改
- 控制器投入正常使用后，可在线修改个别控制回路，
而不影响其它控制回路的正常运行。 ➢在线硬件更改
- 控制系统在正常运行期间，可在线增加或减少I/O卡件
、增加控制回路，而不影响控制器及其它回路的正常 运行。 ➢在线硬件及回路维护
- 在个别控制回路出错或修改时，该回路的AO输出卡具
最高优先级；
- 广播信息风暴抑制 - 控制器不受上层IP网络通讯量的影响； • 可选光纤接口 - 光纤(FO)用于上层设备连接 - 单模光纤 (15 km) - 多模光纤 (2 km)
16
可选光纤 连接口
FTE 连接
C 系列I/O卡件的类型
• 模拟量输入卡(支持HART协议)—CC-PAIH01 • 模拟量输入卡(不支持HART协议)-- CC-PAIX01 • 模拟量输出卡(支持HART协议)-- CC-PAOH01 • 模拟量输出卡(不支持HART协议)-- CC-PAOX01 • 数字量输入卡(24VDC)-- CC-PDIL01 • 数字量输入卡(支持SOE)-- CC-PDIS01 • 数字量输入卡(高电压)-- CC-PDIH01 • 数字量输出卡(24VDC)-- CC-PDOB01 • 数字量输出卡(带有继电器板)-- CC-PDOB01 • 多路低电平模拟量输入卡-- CC-PAIM01(主要用于
• 灵活的控制时序调度
- 可组态的执行周期和执行顺序 - 可选择的控制回路执行周期:
50ms, 100ms, 200ms, 500ms, 1 sec, 2 sec Peer-to-Peer 更新率: 100ms, 200ms, 500ms, 1 sec
• 灵活的组态监控环境
- 功能强大的组态监控软件 Control Builder - 图形模块化组态生成与实时监控调试环境 - 层次分类管理
过程控制的不断提高
• C200
- 控制器 - 冗余模件 - 电源模件 - FTE 接口 - I/O Link接口 - 电源系统 - 底板
• C300
- 全部包括
执行相同 的 CEE
CEE—Control Execution environment
9
过程控制的不断提高
• PMIO - IOP - 冗余 - FTA 电缆 - FTA - 备板
热电阻和热电偶)
17
R300 C系列现场总线FF架构
Experion 服务器
操作站
容错以太网FTE 容错以太网FTE
C300 控制器 C300 IO
18
控制防火墙
FF接口
FF H1 总线
FOUNDATION™ Fieldbus FOUNDATION™ Fieldbus FOUNDATION™ Fieldbus
工厂数据 库系统 PHD
安全只读访问过程 画面的Web 服务器
工厂业务客户端 Web 浏览器
防火墙 工厂信息网络
工厂资产管理 Asset Manager
远程操作 Experion 操作站
多变量优化控制 Profit Suite
数字视频管理器 Digital Video Manager
仿真系统 UniSim
据信息，直接来自于ES-C。
ES-CE
ES-C
ES-F
控制器
24
Server
FTE网络状态监视
25
容错以太网-FTE (Fault Tolerant Ethernet)
➢网络物理设备冗余配置
冗余以太网交换机；双以太网接口卡
，冗余接线；
主干交换机用跨接线连接在一起。
Station
ACE
Server
C300
➢安全架构，容许单点故障和一些 多点故障。
26
基本功能块的使用
Control Builder 提供了数量众多的控制功能模块，工程 人员可以利用这些模块采用“搭积木”形式来构建复杂 的控制策略。所有控制功能块都来自于“Library”库 。
• 1 DATAACQ（数据获取模块）
该模块位于DATAACQ子目下。 该模块用来对过程输入进行滤波或非滤波处理。 主要功能为：获取输入数据及其状态；对输入进行线 性化以及均方根转换；对信号进行“小信号截除”；对 信号进行滤波以及嵌位。可以产生信号的报警标志；可 以实现信号源的自动以及手动设定。 在组态过程中，所有模拟量信号都需要用该模块进行 数据的相关处理。
4
硬件重要特点
•“垂直设计”
- 更有利于散热管理
减少“热点 --hot spots”
- 更有效现场接线
顶 / 底 进线 更自然接线端子 无大的线缆弯曲
•更加紧凑的空间设计
- 比任何其他厂商更加有效空间，
节省大量的占地空间。
•便于维护
- 可去除端子块 - 带屏蔽端子
5
硬件垂直设计，有利接线与散热
- 可混合使用不同的 I/O 接口
- 支持 2 个 IOLINK 接口
- 每个C300 最多支持 64个冗余 I/O
卡件包括C和A系列卡件
（C系列卡件地址为1-40）
每个 IOL 可以支持 40 冗余 模件
- 可混合使用
IOLink
通过FTEB支持 A系列 I/O
12
C300 控制器
• 运行 CEE (控制操作系统)
Experion™ PKS
R300培训
目录 1，PKS系统架构 2，C300控制器及C系列卡件介绍 3，服务器及操作员站的组成和特点 4，基本功能模块的使用 5，网络架构及监视 6，监控操作部分介绍
2
Experion PKS 架构
企业级高级应用 Business FLEX POMS, OptiVISION
基本功能块的使用
3 PID模块
PID模块位于Regulatory Control Blocks子目下。 该模块是最基本的调节控制功能块，它是作为比例－积分－微分控制 器来工作的。PID模块具有2个模拟输入：过程变量PV以及设定值SP ，通过计算这两者的偏差，利用PID调节，使控制输出OP向使偏差 变为零的方向变化。
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基本功能块的使用
2 DEVCTL (设备控制模块)
• 该模块位于Device Control (DEVCTL) 子目下。 • 该模块是一个多输入、多输出功能块，它提供了与马达、水泵以及
电动阀等离散设备的接口，它提供了内置结构来处理联锁。 • 其主要功能如下：允许操作几组数字输出并且能够解释通过状态参
高级应用网络
高级控制平台 ACE
基于Web的人机界面 Experion 操作站
含ASM 操作工效率方案
Video Ethernet
全局数据& 历史数据库 Experion 服务器
过程控制网络 无线访问
常规,逻辑 顺序 & 基于模型控制 C300/C200 & Profit Loop
现场移动操作站 Mobile PKS
•IOLINK 2 IO 通讯
•确定性执行 控制环境
C300 强大控制功能
• 强大的控制功能
- 每个C300可控制约1000多个回路； - 丰富的控制库函数，并可扩展和加入其它库函数，无须系统升级； - 控制回路灵活组态，可在线修改控制回路； - 混合控制，连续、逻辑、顺序控制； - 支持 S88模块化批量自动化( Modular Batch Automation)
➢逻辑上为பைடு நூலகம்条网络
AB ttoo AAB
逻辑上不在区分A网与B网 不存在网络切换
➢FTE节点具有路径选择能力 Honeywell 专用FTE软件； 不断检测网络状态； 自动选择最优路径通讯。
A tree
Switches Switches
C300
Crossover
B tree
Switches
C300
C300
C300
20
EPKS 操作站
强大的界面…易于使用 …操作简单
22
操作站的类型：
1 FLEX 操作站（ES-F）. 硬件组成通常是一台操作站PC， 只要与系统网络之间存在一条网 络链路，就可以应用到任何地方。
2 Console（ES-C）和Console Extension (ES-CE)操作站. ES-C是一种专用式操作站，除具有F站的全 部功能外还可以直接与CEE通讯； ES-CE能与ES-C相连接，用来扩展ES-C的 高效可用性功能，每个主ES-C可以连接3个 ES-CE,组成一个Console.
FOUNDATION™ Fieldbus
Experion 服务器
Experion PKS系统服务器的心脏部分是实时数据库RTDB（ Real Time DataBase）。
实时数据库主要存储： 1 过程数据 2 历史数据 3 组态数据 4 用户数据 5 报警和事件 6 系统状态
19
•组态信息数据库
23
操作站中数据的来源： 1， Server中的过程数据及相关的报警和事件，直接来自
于控制器。 2， ES-F中的过程数据及相关的报警和事件，还有其他数据
信息，直接来自于服务器。 3， ES-C中的过程数据及相关的报警和事件，直接来自于控
制器；其他数据信息直接来自于服务器。 4， ES-CE中的过程数据及相关的报警和事件，还有其他数
数PV表示的数字输入反馈；其工作包括传送由状态参数OP（命令 输出状态）所表示的OP，监视PV，以及依据组态产生各种报警 • 最多4个输入，3种状态和3个输出 • PV源选择，PV具有3种基本状态和中间及错误状态 • 锁存以及脉冲输出 • 坏的PV、命令不符、未经命令的变化和 • 命令失败等报警 • 联锁触发报警 • 以定义的安全状态进行安全联锁 • 可见，DEVCTL模块是相当重要的一个模块。
现场巡检自动化 IntelaTrac PKS
冗余 I/O
3
Local Control Network
无线变送器
HPM
BC Controller
TPS/TDC投资保护 Experion on LCN
SIL 3 安全系统 Safety Manager
Experion™ PKS
C300
摆脱传统局限，提高控制品质 ，便于安装维护和节省空间。
主要完成5个功能 • 上位通讯 • Peer to Peer 点对点通讯 • IOLINK 1 IO 通讯 • IOLINK 2 IO 通讯 • 确定性执行控制环境
• 地址设定： 主控制器的地址设定为奇数， 备控制器的地址设定为主控 制器的地址+1
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•上位通讯
•Peer to Peer 点对点通讯 •IOLINK 1 IO 通讯
10
• Series C I/O - 全部包括
更小的 空间
C300 控制器模件
• 在EPKS 300 版本，C300 是下 一步的基于CEE 执行环境的控 制器
• C300 有几部分组成:
Series C C300
- 控制器硬件
- 控制软件CEE (Control Execution
Environment)
垂直设计，有效利用 硬件空间
控制安全
更小的占地空间，更容易接线，减少建设和安装成 本
保护控制器避免遭受以太网信息涌流及拒绝服务的 攻击，保证系统的可用性
程序化操作
通过捕获过程信息，自动实施最优工作步骤，减少 由于不恰当的执行程序而带来的损失
自动备份与恢复
8
通过在线备份，可实现一小时内的快速恢复，保护 重要的PC机和系统数据。
- 相应机电部份
FTE
柜内电源
接口
控制网络接口 - Fault Tolerant Ethernet (FTE)
2 本地 I/O Link 接口
GPS Connection
(Future)
11
IOL 接口
FTE 接口
冗余控制器 接口
C300 控制器所支持的 I/O
• 灵活的 I/O 支持:
IOL 连接
•连续历史及事件杂志数据库
•报表服务
Experion 服务器
操作站
•支持基于服务器的微软脚本
Dynamic Cache
OPC 服务器/
客户
Basic语言-VBScript
•SCADA 子系统集成
DSA
•支持分布式系统 DSA 功能
PLC/RTU
•OPC DA 和 A&E 服务器及客
户端 ，支持外部子系统。
一次90度 自然接线
两次90度 接线
Heat 多点进线
6
Heat
单点进线
硬件垂直设计，有效利用空间
控制防火墙
冗余数字与模拟 I/O 电源系统（可选择冗余电源系 统，提供2个控制器内RAM的备 份电池电源至少48小时） C300 控制器
I/O Link 接口2 现场总线接口模件
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Experion R300 特点及好处
有输出保持功能。保证修改回路期间的输出正常。
15
C 系列“控制防火墙” (FTE 交换机)
• 支持“C系列” 产品 • 使用C系列 24VDC 电源 • 8+1 口( FTE 交换机)
- L1 层控制环境的最安全选择 - 2 个“Firewalls” 支持 FTE功能 - 支持冗余 - 支持开电和运行自诊断，带故障指示； - 上连(Uplink)信息控制，保证柜内通讯的
14
在线更改功能
在生产运行期间，DCS可在线进行改动：
➢在线回路修改
- 控制器投入正常使用后，可在线修改个别控制回路，
而不影响其它控制回路的正常运行。 ➢在线硬件更改
- 控制系统在正常运行期间，可在线增加或减少I/O卡件
、增加控制回路，而不影响控制器及其它回路的正常 运行。 ➢在线硬件及回路维护
- 在个别控制回路出错或修改时，该回路的AO输出卡具
最高优先级；
- 广播信息风暴抑制 - 控制器不受上层IP网络通讯量的影响； • 可选光纤接口 - 光纤(FO)用于上层设备连接 - 单模光纤 (15 km) - 多模光纤 (2 km)
16
可选光纤 连接口
FTE 连接
C 系列I/O卡件的类型
• 模拟量输入卡(支持HART协议)—CC-PAIH01 • 模拟量输入卡(不支持HART协议)-- CC-PAIX01 • 模拟量输出卡(支持HART协议)-- CC-PAOH01 • 模拟量输出卡(不支持HART协议)-- CC-PAOX01 • 数字量输入卡(24VDC)-- CC-PDIL01 • 数字量输入卡(支持SOE)-- CC-PDIS01 • 数字量输入卡(高电压)-- CC-PDIH01 • 数字量输出卡(24VDC)-- CC-PDOB01 • 数字量输出卡(带有继电器板)-- CC-PDOB01 • 多路低电平模拟量输入卡-- CC-PAIM01(主要用于
• 灵活的控制时序调度
- 可组态的执行周期和执行顺序 - 可选择的控制回路执行周期:
50ms, 100ms, 200ms, 500ms, 1 sec, 2 sec Peer-to-Peer 更新率: 100ms, 200ms, 500ms, 1 sec
• 灵活的组态监控环境
- 功能强大的组态监控软件 Control Builder - 图形模块化组态生成与实时监控调试环境 - 层次分类管理
过程控制的不断提高
• C200
- 控制器 - 冗余模件 - 电源模件 - FTE 接口 - I/O Link接口 - 电源系统 - 底板
• C300
- 全部包括
执行相同 的 CEE
CEE—Control Execution environment
9
过程控制的不断提高
• PMIO - IOP - 冗余 - FTA 电缆 - FTA - 备板
热电阻和热电偶)
17
R300 C系列现场总线FF架构
Experion 服务器
操作站
容错以太网FTE 容错以太网FTE
C300 控制器 C300 IO
18
控制防火墙
FF接口
FF H1 总线
FOUNDATION™ Fieldbus FOUNDATION™ Fieldbus FOUNDATION™ Fieldbus
工厂数据 库系统 PHD
安全只读访问过程 画面的Web 服务器
工厂业务客户端 Web 浏览器
防火墙 工厂信息网络
工厂资产管理 Asset Manager
远程操作 Experion 操作站
多变量优化控制 Profit Suite
数字视频管理器 Digital Video Manager
仿真系统 UniSim
据信息，直接来自于ES-C。
ES-CE
ES-C
ES-F
控制器
24
Server
FTE网络状态监视
25
容错以太网-FTE (Fault Tolerant Ethernet)
➢网络物理设备冗余配置
冗余以太网交换机；双以太网接口卡
，冗余接线；
主干交换机用跨接线连接在一起。
Station
ACE
Server
C300
➢安全架构，容许单点故障和一些 多点故障。
26
基本功能块的使用
Control Builder 提供了数量众多的控制功能模块，工程 人员可以利用这些模块采用“搭积木”形式来构建复杂 的控制策略。所有控制功能块都来自于“Library”库 。
• 1 DATAACQ（数据获取模块）
该模块位于DATAACQ子目下。 该模块用来对过程输入进行滤波或非滤波处理。 主要功能为：获取输入数据及其状态；对输入进行线 性化以及均方根转换；对信号进行“小信号截除”；对 信号进行滤波以及嵌位。可以产生信号的报警标志；可 以实现信号源的自动以及手动设定。 在组态过程中，所有模拟量信号都需要用该模块进行 数据的相关处理。
4
硬件重要特点
•“垂直设计”
- 更有利于散热管理
减少“热点 --hot spots”
- 更有效现场接线
顶 / 底 进线 更自然接线端子 无大的线缆弯曲
•更加紧凑的空间设计
- 比任何其他厂商更加有效空间，
节省大量的占地空间。
•便于维护
- 可去除端子块 - 带屏蔽端子
5
硬件垂直设计，有利接线与散热
- 可混合使用不同的 I/O 接口
- 支持 2 个 IOLINK 接口
- 每个C300 最多支持 64个冗余 I/O
卡件包括C和A系列卡件
（C系列卡件地址为1-40）
每个 IOL 可以支持 40 冗余 模件
- 可混合使用
IOLink
通过FTEB支持 A系列 I/O
12
C300 控制器
• 运行 CEE (控制操作系统)
Experion™ PKS
R300培训
目录 1，PKS系统架构 2，C300控制器及C系列卡件介绍 3，服务器及操作员站的组成和特点 4，基本功能模块的使用 5，网络架构及监视 6，监控操作部分介绍
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Experion PKS 架构
企业级高级应用 Business FLEX POMS, OptiVISION