(完整word版)浙大中控DCS系统学习笔记

第一日：
办理登记手续,讲述课程和时间安排及培训期间的注意事项。

开始讲课
培训内容JX300－XP
分两周第一周是比较基础的东西，如硬件、软件、组态，第二周主要是实时监控和图形化编程。

授课教师：黄俊峰朱国良
软件组成
组态软件包――由工程师用
授权管理――权限的设置，是对人员的管理，包括操作工、工程师，对人员权限的分配.
系统软件软件――系统参数的设置，系统规模、多少块卡等，采集何种信号、压力、温度、量程是多少,是给工程师用的。

流程图制作软件
二次计算软件:实现一些上层计算、网络配置、实现和其它设备通过接口进行标准协议的通讯
报表制作――生产工艺流程报表设计和制作，特殊功能报表：条件触发等。

SCX语言编程软件和图形化编程软件。

实时监控软件――提供给操作员使用
实时监控软件――实现数据采集、数据管理
JX300XP的系统硬件构成
机柜
机柜为拼装结构，尺寸为2100＊800＊600，使用风扇散热,底部有可调整尺寸的电缆线入口。

安装容量包括一个电源机笼、4个I/O机笼，4个电源模块和相关的端子板、两个HUB和一个外接电源接口模块。

I/O机笼：
在机柜的顶部，由机笼框架和机笼母板、端子板、后盖板等组成.
端子板可以取下来，接好线以后再安装上去,维护非常方便。

后背采用了欧插座连接信号线，电源输入端子蓝色的地线、绿色的24V直流电和黄色的5V直流电源，DB9插座是用业实现通讯的.
接线端子板，包括使用中的和冗余的。

端子转接板
电源箱机笼
共四个电源接口，220V交流输入，5V、24V输出,双路AC设计，带冗余设计，单个电源模块150W.
一个二极管在一个短路时不会导致另一个烧坏。

卡件:分三类
主控卡:XP243
主控卡是软硬件的核心，负责协调站内所有的软硬件关系和执行各项控制任务。

主要包括：I/O
主要的技术特点:主从CPU设计，具有双重冗余和不冗余的工作模式,有128个控制回路,采样控制速率1000ms－5s,后备锂电池,在断电的情况下保证卡件内SRAM中的数据不丢失，以保存系统参数，运行数据在断电后将会丢失.
主控卡的地址分配
地址范围是2－31
一个站时用2和3 二个站时可以使用4和5 最多可以使用15个站
如果一个站只有一个卡件时，就将后一个卡位空出，一般情况下，优先使用偶数。

地址范围的设置
通过地址跳线（卡件的上部,SW2）可参考地址拨号表，端子板的右上右上角有一排跳线，共八位，通过八个位的不同位置来实现共30种状态的设置，左侧的是高位,佑侧的是低位，称为S1－S8，S1－S3是要全部置于OFF状态的，实际上是用S4－S8来实现调整，共
J5跳线
短接时，卡件内置的后备电池将开始工作，如果用户需要强制清除主控制卡内的SRAM数据时（包括系统配置、控制参数、运行状态)，可以拨下J5跳线,卡将变成空卡。

网络连接
PORTA和PORTB 采用标准的RJ45接口连接到主控卡、HUB、计算机网卡。

故障诊断：
WATCHDOG电路
热启动时间3秒对系统运行基本没有影响
冷启动时间10秒可能会对系统的正常运行产生一定影响。

当启动时间大于10秒时，会对系统产生影响，可能会致使一些阀门波动、信号中断.
3－10秒为不稳定状态，但不会对系统产生重大影响，3秒之内无影响，10秒以上肯定会影响。

混乱清除组态模式：程序下载时有人将网线断开,下载程序时，先将原来的程序删除，再将新的程序复制上去。

在这种情况下，卡件会闪红灯
冗余切换
什么情况下需要冗余切换？
失电控制切换
干扰随机切换（非常危险的）
故障自动切换。

主控卡的容量
一个卡件可有15个控制站
每个控制站8个I/O单元
8对数据转发卡
16＊8块卡件
模入点数＜＝384站
一个控制回路128个站
可以由两个机柜组成一个控制站
数据转发卡――XP233
负责数据转发，是系统I/O
是I/O机笼的核心单元，管理I/O卡件,驱动SBUS总线，连接主控卡和I/O卡件用于远程温度集中采集，冷端温度的采集。

使用注意事项面板指示
FAIL――卡件故障指示
地址设置：通过SW1进行地址设置,从0开始，到15结束。

共可以管理8个机笼。

跳线设置：从SW1端开始分别为S1－S8,共使用S1－S4，可设置为16种状态。

冗余规则：偶数为非冗余、另一个为冗余。

J2跳线短接时表示有冗余，安装系统时要配置好是否冗余。

插槽位置：主控卡的后面，主控卡占用了前两个槽，数据转发卡占用3、4两个槽位。

电流信号输入卡XP313
电流信号输入卡是一块智能型的、带有模拟量信号调理的六路信号采集卡，每一路可以分别接收二型、三型标准电压信号、毫伏信号、以及各种型号的热电偶信号，将其转换为成数字信号送给主制卡。

并可以为六路变送器提供24V的隔离电源。

卡件可处理0－10mA和4—20mA电流信号.
可设置为配电模式，在跳线上设置。

采用分组隔离，这种卡是存在干扰的。

分组方式，0－2为一组，3－5为一组。

组内是没有隔离的.那么可以这样处理同一组内不允许使用不同的配电方式。

XP313I是点点隔离的，但是价格会比较高。

J2、J4、J5是冗余跳线
JP1、2、3是第一组配电跳线，JP456是第二组配电跳线设置。

可以参考使用说明表来进行设置。

端子接线表NC表示空
二级电压0－5V三级电压1－50V
电压信号输入卡
热电阻输入卡XP316
四通道123对应ABC ABC空ABC空这样的顺序。

使用中要求三线电阻值基本相等。

模拟量输出卡XP322
二型0－10毫安三型10－40毫安
750欧以下时采用LOW,
注意事项
断电保护
接上额定值以内的负载或者直接将正负站短接
触点型开关量输入卡XP363
对系统而言的输入,就是对仪表而言的输出
电平型开关量输入卡XP361
扫描电压设置JP1－JP8的跳线访求来实现不同的电压测量
通道LED指示灯：与其它卡不同的是这种卡上还有四种不同的指示灯CH1/2。

.7/8共四个指示灯,指示四个卡槽中的8个通道的状态。

可以通过查看表来判断处通道的状态。

开关量输出卡XP362
是一种8路控制卡
通常是外挂继电器和用于阀门的开闭。

扩展端子：位于机笼的后面,1－2可用于连接系统时钟，用于对主控卡进行时钟同步3－4用于连接369卡5－8是两对冗余。

卡件上的写保护跳线和下载接口：只要保持他们的默认状态就可以了.
网络部分
300XP的网络共分三层
第一层网络是信息管理网（可选网络、适用于有ERP的企业）
第二层是过程控制网
第三层SCNETII 用来实现实时数据（温度、压力值和发出的指令)的传输，维护工程师必须保证这层网络的正常运行.
第四层可选
高层网络做一些简单的了解
拓扑：网络结构
网型结构：网络风险分散，便是网络太复杂
总线型：
星型：由一个集线器或交换机做为中间单元，可靠性比较差，对中间交换单元的依赖性较高
用两块网卡和两个交换机来实现数据的稳定传输。

过程控制网ScnetII。

这是JX300使用的标准网络规范。

15个控制站,32个操作站
1:1冗余
主控卡上是有两个口的,PORTA是一口黄色的线，代表A层网，另一个灰色的代表B层网，通过这种方式实现一块主控卡到两个交换机的连接.
A网的网络号为：128。

128.1：
控制站主控卡在A网的IP地址为128.128.1
最后字节的控制站中由主控制卡拨码开关决定。

现场总现SBUS－S2
第一层为双重化总线SBUS－S2,是系统的现场总线，物理上位于
机笼和机笼之间的连接通过DB9接口，每个卡件上有四个接口，其中上两个是连接上层机笼的,下两个是负连接下层机笼的。

现场总线SBUS－S1
仅次于各I/O机笼内，通讯介质是印刷电路板
操作网
软件部分
软件：advtrolpro2。

5软件
组态软件和监控软件两个部分
组态软件包括授权管理、组态软件、图形化编程软件、语言编程软件、报表制作软件、二次计算软件、协议外部数据组态软件
监控软件
实时监控软件、数据服务软件、数据通信软件、报警记录软件、趋势记录软件、MODBUS数据连接软件、OPC服务器软件、网络管理和实时数据传输管理
用户权限的设置
打开软件：用户名称――特权用户
用户名：SUPER_PRIVILEGE_001
密码:SUPER_PASSWORD_001
这个用户是系统内置的，用户名称不能更改和删除,只能修改密码
软件安装完成后要修改密码，如果忘记了密码，则必须重新安装软件。

共分为十个级别的权限，这十个权限组是系统预先设置的,每一个高级的用户可以对他以下级别的用户进行权限设置
观察员是一种只有观看权限的用户组，是最低权限，他的权限是由系统设置的，无法添加和更改它的权限设置。

其它用户组的权限可以由比较级别高的用户来进行授权。

工程师以上级别的用户才可以退出系统界面.
重新安装软件前，可以从文件――导出功能中将授权文件保存，重新安装完成后，再将授权信息从该文件中导入。

系统组态
只有工程师以上级别的用户才有权限使用
文件操作－方式选择正确的DCS系统，否则将可能导致严重错误。

新建组态：建立新的组态。

指定组态文件的存放位置。

指定组态文件的名称。

载入组态和选择组态。

首先来设置系统规模
总体信息――主机设置――主控制卡(控制站）
增加一个主控制卡
注释里输入控制站名称
型号要进行正确的选择――控制卡冗余设置－网线冗余――冷端设置其它基本上使用默认设置。

完成设置后在主界面中可以看到刚才的设置。

操作站设置
工程师站的地址设置为130 机器名称设置为ENG130
其它操作站的地址集依次后排,机器名称设置为OPS131、OPS132、、、
操作站冗余不需要要专门设置，只要机器上有两块网卡，并正确的连接到交换机上,系统将会自动为操作站设置冗余。

设置控制内机笼个数等
设置数据转发卡
注释――设置地址――设置型号――设置是否冗余
设置I/O卡件
地址（槽位）
根据测点清单来设计I/O点的各项参数
设置位号和地址
参数设置：
滤波时间一般设置为2－5秒
小信号切除：切除采集到信号的尾数，以提高监控画面显示的波动幅度。

一般流量数据的累积值要进行一些设置，时间系统
趋势设置:
是用来设置在趋势图中显示的图像特征的。

报警设置：
报警类型――百分比型、数值型
超限报警、偏差报警、变化率报警、报警是否需要记录.
优先等级：多报警同时发生时，级别高的报警会首先在界面上给予提示。

？位号和地址是根据什么来确定的。

位号是由设计院方面提供的，
？配电是什么概念,什么情况下需要配电，什么情况下不需要配电，根据什么来确定。

变送器没有工作电源时需要配电。

？累积是干什么用的,时间系数和单位系数是什么意思
用于统计单位时间内的流量。

？多个报警同时发生时,如果不处理旧的报警,新的报警会不会显示出来。

？报警记录到什么地方去了
回路控制
单回路控制
回路位号设置规则I/O名称的类型和序号中间加一个C。

设置输入位号和输出位号。

？何为回路、何为串级、什么是内环，什么是外环
串级实质上是一种关联。

什么是操作小组
操作小组就是对操作者的分组，可以按照权限、工艺、流程等条件进行分组.
输入操作小组名称
画面的设置
组态完成后要进行编译才能使用
传送:从工程师站到操作员站
下载:从工程师站到控制站
什么情况下要下载:
涉及到操作站和操作小组的东西都不需要下载，只要传送就可以了。

涉及到控制站内部的相关信息的时候，包括卡件的添加、修改、参数变更等操作都需要进行下载.查看――选项可以增加计量单位
总体信息――备份数据
查找位号
空位号：位号规则1－2位类型
所有的空点都要按上面的规则组上去，
？参数的问题
流程图
组态文件的生成，包括两个部分一个SCK要素指标文件和一个同名的文件夹。

文件夹中的config是和通讯有关的
CONTROL是控制、图形化
FLOW是流程图文件
FLOWPOPUP是传输式小流程图
LANG是编程语言
RE、、是二次计算
REPORT 报表
Run是记录信息和编译后后文件生成的报表，即历史数据、代码文件等TEMP
指定绘制流程图的适用小组
点击流程图按钮
编辑
首先保存流程图，以防绘制错误造成工作的重新开始。

指定保存位置到组态文件夹的FLOW子文件夹中.
双击流程图－将流程图和操作小组进行关联
二次计算
功能:
报警、趋势数据文件设置
实现数据分组、分区
网络策略
光字牌报警设置
用于上位机位号、事件、任务等的组态
二次计算是所有小组共用的，不是针对每一个操作小组的
文件名是不可以更改的,和主文件名是相同的，由系统自动生成RECOMPUTE文件中存放着和二次计算相关的文件
总体信息――趋势文件和报警文件设置。

功能二、实现数据分组和分区：
实现数据组和操作小组之间的关联，由策略表控制
分组分区时可以按照工段进行划分,通过和操作小组的关联，实现对不同操作小组人员的观察范围进行限制。

数据组最多可以设置32个,同时可实现可操作可见的功能。

0号分区默认可操
位号名长度不超过20个字符。

位号类型分布尔型、整型、实行、
功能三、区域的划分
功能四、光字牌
对是根据数据位号分区情况，在实时监控画面中。

功能五、定义事件
表达式:事件的表达式中不能用＝来赋值，而用＝＝号，＝号只用来作条件判断
功能六、任务
条件类：符合报警条件（通常为前面定义的事件）的同时，又需要同时满足另一个条件才触发某事件。

顺序类:符合报警条件（通常为前面定义的事件）的同时，顺序执行多个事件。

工程实施
工程实施作业流程
前期准备――总体设计――工程设计――出厂测试――现场服务――系统联调――投运验收――售后服务
1、前期准备
2、与用户联络
通过专函向用户介绍
项目的管理与实施人――项目组成员、项目经理、设计联络会
联络会之前，用户应提供以下资料
测点清单
工艺流程图
工艺说明、控制方案、联锁原理图
控制室布置图
报表样张
其它DCS相关的设计资料
项目将向用户提供
系统接地原理图
系统供电原理图
系统安装尺寸图
控制系统电缆布线规程
控制系统控制室环境规范
设计联络会需要达成明确意见的问题
I/O清单
控制方案
显示和操作画面要求
报表要求
外配设计安装要求
其它设备与DCS系统的通讯功能要求
控制室环境
供电情况
接地条件
双方的责任分工
工期安排
第二工程设计
第三工程设计出厂测试及用户验收
机器设备同厂前要经过一个测试过程
控制方案测试工作可以在仿真器上运行。

用户可在要求发货是通知项目经理,由项目经理负责落实，或者也可以与销售管理部门直接负责.
在项目发往现场前，项目组将外配设计图、端子接线图等设计文件。

第三阶段现场实施
分为开箱、安装、调试、联调、投运验收等环节.
授权机柜、操作台开箱――电脑、卡件开箱验收――安装、上电――系统调试――联调――投运――验收。

系统开箱分两部分工作，一部分是由公司授权用户开箱,另一部分是工程人员在现场同用户共同开箱.当系统设备到现场后，一般由授权
直击雷对DCS的危害是：
当控制室建筑防直击雷装置在接闪时，强大的瞬间雷电流通过引下线流入接装置，会使局部的地电位活动，如果防雷的接地装置是独立的，它和控制系统的接地极没有足够的距离的话，则他们之间会产生放电,从而对控制室内的DCS产生干扰或损坏。

当控制室建筑物的防直击雷装置在接闪时,在引下线内通过强大的瞬间雷电流,如果在引下线周围的一一距离内设有连接DC系统的电缆（包括电源、通信以及I/O电缆），则会产生电磁辐射，干扰或损坏DCS系统。

因此I/O线的引下线之间应保持足够的空气空间距离。

电磁辐射
当发生雷击放电时，会在金属管道、电缆线路上产生感应电.
静电感应
当空中携带大量
综上所述，对DCS系统造成影响最大的是因雷击引起的地电位浮动、引下线距离与通信线路距离过近
IO走线槽应采用有隔离功能的金属材质.
安全栅选型应要求在500ns以下的
远程变送器和系统应同地接地，不能在现场和系统两地接地，若非需要两点接地，则中间必须加装一个隔离装置.
总结
和公用接地系统实行间点接地，即一个接地基准点，各接地汇流排应采用分类汇总，汇总点应尽是靠近。

I/O电缆、通信电缆、电源电缆在室外的敷设段应尽是采用埋了方式,尤其是在进控制室前大于15的距离内。

监视画面
概述
监控系统是对系统进行实时监视、控制操作、数据采集、数据管理的平台
.IDX文件是监控系统的指定扩展名。

数据更新周期为一秒动态参数刷新周期为一秒。

软件显示环境：Windows标准大,增强16位，1024＊768，字体为小字体
启动方式和步骤
选择组态文件名称
选择登录权限
选择操作小组
实时运行和仿真运行
软件的界面组成
工具栏标题栏报警信息栏光字牌综合信息栏
系统简介画面:
保存在安装程序的文件夹中，路径为\introduciton。

htm位于系统安装目录的根目录下。

可以用任意的网页文件编辑器对他进行修改和编辑，但不能更换文件名称和保存路径。

报表画面
以报表的形式显示实时数据，包括管理重要的系统参数和状态参数
报警画面
光字牌画面
控制分组
图形化编程
四种语言：
梯形图LD
顺块图
功能块图MFD
SC语言
文件特征：prj文件
存放位置：control
启动方法：组态软件中选取“算法――指定主控卡――指定文件名称――编辑（新建或修改）”
工程、段落、区段
用一个工程来描述一个控制站的所有程序，扩展名为.prj,还有一个于工程名称同名的文件夹用来存放各种参数.
每个工程唯一对应一个控制站,
段落：工程包含一个或多个段落。

通过任务管理来管理多个段落文件,在工程文件中保存配置信息。

段落是通常意义上的一个文档,是组成工程的基本单位.
根据使用的语言不同，文件的扩展或可能为FBD LAD SFC ST等四种
新建段落时必须指段落的编辑类型和程序类型。

区段：是指在一个段落中有数据信号相连的元素的总和。

一个段落可以包含一个或多个区段，SFC段落只有一个区段。

区段只是一个表示段落中元素间关系的概念，新建区段不会生成任何新的文件.
BIN 二进制代码文件
C 临时文件
编程基本步骤
建立图形化工程并与系统软件建立关联
根据控制方案的特点及需要选择合适的编辑器，在建好的工程中新建段落,在段落中编写程序，编写的过程上进行保存
程序编写完毕后，通过编译检查程序语法错误,修改程序至程序编译无误
将程序下载到主控卡，联机调试程序，使程序运行时符合控制方案的要求。

段类型：模块只是一个功能块，是供其它程序来调用的，程序是一段独立的程序，可以被控制器直接执行，据此将段类型分成模块段和程序段.
工程管理
包括段落管理和任务管理
段落管理包括段落的名称，类型，所用的编辑器，执行导入或导出功能。

任务管理的内容包括段落执行的周期和执行的次序，运行周期相同时，次序靠前的程序段将被优先执行。

数据类型
布尔型BOOL 一般情况下用来表示开关量，只有两种状态
字型WORD 用于控制站之间通讯的时候用到
又字型DWORD 用于控制站之间通讯的时候用到
整型INT 整数型的
无符号整型UINT 正数
长整型LONG
无符号长整型ULONG
浮点型FLOAT
半浮点型SFLOAT 只能表示±23 0和1用来表示满量程的百分数，模入量和模出量都是半浮点型的数据。

变量
系统资源。