Honeywell HC900 混合DCS控制系统

Honeywell HC900 混合DCS控制系统
霍尼韦尔HC900 混合控制器是一种先进的回路/逻辑混合型控制单元，采用模块化设计，满足各种过程处理设备对于控制和数据管理的需要。

也可选1042 和559 操作员盘或者HCi 通用彩色触摸屏与控制器配套使用。

详细介绍：
概述
霍尼韦尔HC900 混合控制器是一种先进的回路/逻辑混合型控制单元，采用模块化设计，满足各种过程处理设备对于控制和数据管理的需要。

也可选1042 和559 操作员盘或者HCi 通用彩色触摸屏与控制器配套使用。

操作员盘已经完全整合入控制器数据库，使用户的系统组态和系统集成所需的时间大为缩短。

这种超强的混合设计，配以Honeywell 经现场应用检验，深受好评的控制技术，为用户提供了过程控制最理想的解决方案。

同时，由于采用开放的以太网连接及Modbus TCP 协议，可采用各种第三方HMI/SCADA 软件实现网络接入。

易于使用、基于Windows 的混合控制设计软件，可以通过以太网、RS232 端口或调制解调器连接操作，简化控制器和操作员盘组态。

该软件提供用于调试纠错的先进监控功能；允许运行模式下更改组态，而仍然保持现场的过程控制状态不受影响；可上载完整的、附说明的、图形化的控制器和操作员盘组态。

HC900 控制器提供优质的PID 回路控制，以及在保证逻辑控制的前提下，提供比大多数逻辑控制器更鲁棒的模拟处理功能。

可在一个独立、快速的扫描周期内执行完各种逻辑和算法功能模块。

同时，逻辑模块也可与模拟功能模块在同一扫描周期中执行。

这些功能块可以被完全整合入一个混合的模拟与逻辑控制策略中，以获得理想的控制效果。

功能
? 非冗余和冗余结构
? 带自动自整定的PID 控制
? 带远程I/O，多达1920 点
? 布尔逻辑程序设计
? 100 多种鲁棒的运算模块
? 先进浮点数学功能
? 大量的报警和事件监控
? 多达480 路独立、通用模拟输入，960 路高阶模拟量输入
? 远程I/O 机架
? 带电I/O 热插拔
? 数字I/O 的on/off 发光二极管指示灯
? 图形化功能模块组态– 400，2000 或5000 个模块
? 快速扫描– 27 ms 逻辑，0.5 sec 模拟
? 使用Modbus/TCP 开放的10MB 或10/100MB 以太网接口
? 通过以太网的对等通讯
? 根据权限E-mail 发送报警/事件讯息
? 预置处方，设定点程序，顺序控制，设定点程序组
? 斜坡/保持设定点程序模块
? 带多路输出的设定点程序组模块
? 每个顺序控制模块带16 路输出
HC900 混合控制器
? 基于机架的HC900 控制器有三种机架尺寸可供选择：4，8 或12 个I/O 槽，能满足客户的不同需求。

? 双重冗余HC900 控制器CPU 使用一个单独的控制器机架而不带本地I/O。

两路电源为CPU 提供两路独立的供电。

通过一个冗余控制器切换模块实现对状态和工作模式的切换。

CPU 模块
? HC900控制器可选的CPU包括用于非冗余应用的C30 、C50、C70和用于冗余CPU应用的C70R。

? 所有HC900 CPU 模块提供开放的以太网通讯，可以使各种HMI 和SCADA 应用软件方便地接入，控制器之间通过对等通讯实现控制数据交换。

C70R 提供冗余以太网端口，用于高度可靠的通讯网络。

? HC900 CPU 模块使用双重扫描模式，用于处理在同一整合控制环境下的快速数字扫描和常规模拟输入扫描。

两种扫描都支持广泛的计算功能模块算法和用户可调执行序列顺序。

? HC900 CPU 使用闪存技术永久保存用户的组态程序，并使用电池后备存储器来存储动态数据，以便在电源中断或其他运行中断的情况下，实现数据的完全恢复。

I/O 扩展模块
HC900 远程I/O 通过远程I/O 扩展模块与主CPU 模块通讯并进行数据处理。

共有两种I/O 扩展模块可供使用：用于非冗余CPU 系统的一个单端口型号，以及用于
非冗余结构
冗余结构
冗余CPU 系统的双端口型号。

扩展模块在多机架系统中的地址定义，对于单端口扩展模块通过跳线选择，对于双重端口扩展模块通过开关设置。

输入和输出
在创建一个定制的控制方案，可选各种类型的I/O 模块。

这些I/O 模块包括：
? 8 点通用模拟量输入模块：一个模块可接受各种输入信号，包括多种类型的热电偶：RTD、欧姆、电压或毫伏电压。

高度点对点隔离简化了安装，并节省了外部隔离硬件的成本。

? 16 点高阶模拟量输入模块：每个通道可组态为V 或者mA，点对点隔离。

? 4 点/8 点/16 点隔离模拟量输出模块：每个通道支持0～20mA。

? 16 点/32 点数字量输入卡：16 点干接点型，直流电压和交流电压型；32 点直流电压型。

? 8 点交流或16 点/32 点直流数字量输出卡。

? 8 点继电器输出卡：四种C类型和四种A类型继电器。

? 4 点脉冲/频率/编码器输入卡。

I/O 可带电插拔
为使维护更简便，HC900 控制器支持将I/O 模块从卡槽上直接插拔，而无需掉电。

卡件插入后，控制器会自动识别是否有效并进行自动组态。

I/O 接线端子排
接线端子排可选欧洲型或美国型。

红色的接线排用于高压连接，以增加安全度。

黑色的接线排用于低压。

连接模块标签可用于现场接线标示。

远程I/O
I/O 机架可以远离控制器安装，通过专用的以太网10 Base-T（C70R 使用100 Base-T）连接，控制器与最远的机架之间，通过使用两个以太网集线器，连接距离最长可达300 米。

远程终端配线板
可选的DIN 导轨安装远程终端配线板 (RTPs)，通过使用预先敷设的电缆减少安装时间和人工成本。

可选RTP 类型：模拟量输入、继电器输出、离散量输入、离散量输出、模拟量输出。

另有三种电缆长度可供选择，以满足不同安装条件下的硬件需要。

冗余电源
每个HC900 控制器机架可以增加一个第二 (备份) 电源模块，通过一个延伸机架来扩展标准I/O 机架，以容纳该第二（冗余）电源和电源状态模块。

CPU 容量
冗余控制器
在一个单独安装的控制器机架上运行两个冗余C70R CPU，各自由独立的电源供电。

一个冗余切换模块（RSM）位于两个C70R CPU 之间的机架内。

用户可通过RSM 上的一个钥匙开关改变主导CPU 的运行模式。

在该控制器机架上没有I/O。

CPU 通过100 Base-T 以太网物理通讯链路可与5 个I/O 机架进行通讯。

当系统使用一个以上的I/O 机架时，则需要以太网交换集线器，扩展模块的两个扩展通讯口分别连接一个集线器。

在运行中，所有控制功能和主机通讯交换由主导控制器处理，包括组态和操作员指令。

主导控制器实时地刷新预备控制器内所有一旦出现故障事件，能确保控制的必须的信息。

在对C70R CPU 加电以后，第一个可用的CPU 便具备主导功能，主导控制器可以通过以下方式转变为预备控制器：
? 主导控制器发生故障
? 手动调整位于冗余切换模块上的钥匙开关
? 主机通讯发来的指令
C70R CPU 主机通讯采用冗余网络。

主导控制器上的所有网络端口都保持激活。

预备CPU 上的网络端口不可用于外部通讯，Honeywell 的OPC 服务器软件可用于支持冗余以太网通讯和自动传输通讯。

此外， C70R 网络端口也可以用于非冗余模式，此时仅使用一个通讯端口。

远程I/O
在每个I/O 连接中可以最多使用两个以太网交换器来延伸距离，CPU 机架与I/O 机架间最长的距离可达300 米。

操作员盘
C70R CPU 支持1042 和559 系列操作员盘。

通过RS-485 连接两个CPU 的串行通讯端口。

操作员盘至控制器的通讯由主导控制器进行。

状态/诊断
C70R CPU 的系统监控功能模块的一个输出参数提供了有关预备控制器的数字状态，可以将该信息整合到控制策略中。

C70R CPU 也提供了对冗余运行的状态诊断，这可以通过混合控制设计组态软件进行观察。

冗余状态功能模块也可以用来监控冗余控制器的运行。

C70R CPU 可以单个地使用而无需冗余CPU，这会导致on-going 背景诊断报告。

功能模块
先进的控制和运算功能－丰富的模拟和数字功能模块，可以通过满足几乎所有的控制需求。

功能模块按照扫描速率进行分组可分为快速或常规两组，按照功能分组可分为主要或标准两组。

功能模块执行
所有功能模块的运行都与I/O 处理同步。

在每一次扫描开始时检测输入，并在每一次扫描结束时更新输出。

例如时间比例输出（TPO）和位置比例输出（PP）等功能模块要求较高的输出分辨率，在功能模块执行时进行更新。

数字I/O 模块上的微处理器可以在故障安全条件下维持TPO工作周期运行。

所有I/O 模块上的微处理器可以在一旦故障条件下，将输出设定为默认状态来确保安全。

常规扫描：在常规扫描期间执行的功能模块与模拟输入测量同步，最高刷新速率为500ms。

快速扫描：对于单个控制器机架，快速扫描功能模块的最高更新速率为
27ms。

对于冗余系统和使用远程机架时，更新速率53ms 起。

主功能模块：1042 和559 系列操作员盘专用显示画面支持此类功能模块。

它们具有标签名以及其他支持在线用户交互的功能。

典型的主功能模块包括PID、设定点程序、顺序控制、交流电机、复杂零件（Stage）等。

标准功能模块：在组态中使用的标准功能模块数目实际是无限制的。

典型的标准模块包括：累加器、自由格式数学算法、平均、质量流量、函数发生器、实时周期计时器、碳势、相对湿度、露点、信号选择、比较等其它许多功能模块，可以对这些模块进行组态创建控制方案来充分满足您精确过程控制的需要。

许多模拟功能模块也具备数字状态输出以便智能信号报警和默认运行策略。

典型的逻辑功能模块包括与、或、异或、取反、闩锁、触发器，On/Off 延迟和可重设定时器、计数器、自由格式布尔逻辑等等。

控制器中模拟和数字功能的执行被无缝地整合在一起，成为完全一体化的控制策略。

处方
处方是用户定义的数据组，用来通过单一动作而使控制器内的多个值同时改变，可接受处方数据的功能模块类型以及控制器所能存储的处方数量。

处方也可以包含变量，变量是动态的模拟和数字值，用作标准功能模块和主要功能模块的输入。

处方可以使用1024 或559 操作员盘通过名称或数字载入，或通过专用处方载入功能模块和用户组态的逻辑载入。

报警/事件
报警和事件表示需要引起用户注意的数字状态的改变，HC900 控制器支持内部报警系统，可设置为与1042 和559 操作员盘配合运行，或通过E-mail 向远程计算机发送，每个控制器有多达240 个报警点，可以分为20 组，每组12 个。

事件是能够在1042 和559 操作员盘上呈现信息的数字状态的改变。

它们可以是一些提示性Email信息，不要求确认，并在单独的组里报告和记录。

单个控制器支持多达64 个事件点。

报警和事件都由控制器打上时间印签，分辨率可为1 秒。

组态
控制器组态通过混合控制设计组态软件完成，该软件运行于使用Mcrosoft Windows®操作系统的PC 上。

组态文件可以在PC 上独立创建，并分别下载到各控制器中。

并提供支持组态的物理I/O 验证，同时给出相应的报警。

组态重建－在PC 组态文件丢失或混淆的情况下，可以使用混合控制设计组态软件的上载功能轻松重建。

仅需读取控制器的组态信息，即可完全复制原有组态，包含所有文本描述及操作员盘的显示选项。

组态编辑－在设备一旦投运，而需要修改控制器组态时，可以对上传的组态文件进行监测、编辑，并用HC900 混合控制器设计软件的在线下载功能进行下载。

软件允许在运行状态修改组态，降低了对生产过程的干扰。

通讯
远程I/O 机架端口 (C50，C70，C70R) －一个以太网口专用于支持远程I/O 机架。

C50/C70 CPU的10/100 Base-T 连接支持与单个远程机架的直连，或通过外部以太网集线器，支持最多4 个远程机架。

C70R CPU 使用100base-T 连接，支持单个远程机架直连，或使用外部集线器，支持最多5 个远程机架。

用户界面支持－一个RS485 端口可提供控制器与1042 或559 操作员盘之间的通讯。

该端口支持一个操作员盘，控制器与操作员盘之间的距离最远可达600 米。

Honeywell 操作员盘的组态储存在控制器CPU 中，并在启动时中加载到操作员盘。

支持第三方用户界面，通过RS232 和/或RS485 端口连接，使用Modbus/RTU 协议；或通过Modbus/TCP 协议的以太网连接。

以太网通讯－ HC900 控制器通过10Base-T(C30/C50) 或者
100Base-T(C70R) 通讯网络与其主PC 机接口进行通讯、使用Modbus/TCP 协议（一种开放的接口协议，可用于多数流行的HMI 软件包）。

C30 和C50 最多可支持5 个主连接，而C70/C70R 最多可同时支持10 个主连接，通过以太网进行控制监视和数据采集。

混合控制设计软件也可以通过以太网处理任何一个控制器，进行组态监视、诊断、询问、上传/下载、或在线组态更改。

这样，一个HC900 网络的控制器和操作员盘可以分为若干个过程段来调试，以确保理想的控制效果。

可以使用通用的HMI 软件在全厂范围通过以太网轮流访问其中每一个过程
段。

以太网对等通讯－一个HC900 控制器可通过以太网与最多32 个其它的HC900 控制器对等通讯，采用UDP & Modbus/TCP 协议用于过程连锁和数据共享。

使用对等数据交换功能块，可以支持数字和模拟两种数据交换，对等控制器之间最多可达1024 个参数。

不需要专用软件。

可以给对等数据赋予信号标签，用于控制或数据采集策略。

对等数据交换不占用主连接。

串行Modbus RTU 通讯－ HC900 控制器C50，C30 和C70R CPU 组件的RS232 和RS485 (2 线制) 端口可用串行Modbus RTU 通讯，采用主/从模式。

这些端口的协议用户可选：用于控制设计软件和Honeywell 操作员盘的ELN 协议、或与其它兼容设备相连接的串行Modbus 协议。

Modbus RTU Slave － RS232 和RS485 端口可以同时组态成一个Modbus slave 端口，以允许各自与一个Modbusｍａｓｔｅｒ进行通讯。

Modbus 协议支持使用预定的地址对各种控制器参数进行读写访问。

此外，可以使用1000 寄存器阵列，允许用户规定特定控制器数据的地址，对控制通讯进行优化。

阵列中的数据也可以以用户指定的格式 (数据类型) 被访问，如模拟数据（浮点数32，无符号16，有符号16，无符号32，有符号32）以及数字数据（有符号16 或无符号16）。

1000 个寄存器阵列数据类型可选，提供了与设备（如第三方触摸屏等）的兼容性。

Modbus RTUｍａｓｔｅｒ－两个端口中的任一个端口都可以组态成Modbus RTU master，一个控制器一个。

使用用户提供的外部RS232-RS485 转换器，最多可以将32 个设备多点连接到RS485 端口或RS232 端口。

HC900 控制器可以使用功能块来允许用户指定读写操作最多32 个外部Modbus 兼容的从属设备以及最多1024 个数据点。

仅适用于C30 和C50：如果该RS485 端口被组态为Modbus RTU通讯的，则不可使用本地559 或1042 操作员盘。

E-mail 报警/事件－ HC900 报警或事件可以分别组态，根据指定的优先级别发送e-mail 报警(或事件) 信息到e-mail 地址。

? e-mail 地址数：3，取决于优先级
? 发自：控制器名称 (最多16 个字符)
? 主题正文 (最多32 个字符)
? 内容：报警/事件时间、报警/事件标签名称、报警/事件状态
? 信息： 48 个字符正文 (仅适用于报警)
? 优先级别： 4 级（报警）；1 级（事件）
控制器组态访问－ HC 设计软件支持通过以太网或通过使用与PC直连的ELN协议的串行连接与HC900 控制器通讯，用于组态上传、下载、调试以及维护。

串行端口也支持Modbus RTU协议。

一旦HC900 控制器已经用混合控制设计软件组态好，可以在维护过程控制时进行在线更改。

组态也可以通过以太网TCP/IP 网络从主站PC 机下载到控制器中。

通过以太网端口，也支持在线监控、程序调试以及在线程序编辑功能。

Modem 访问－通过一个连接到控制器的RS232 端口的外部modem 可以进行与HC900控制器通讯。

通过modem，HC 设计软件支持组态上传、下载、和在线编辑。

当选择modem 通讯时，Modbus RTU 通讯超时设定就得到扩展。