ECS-700系统控制系统介绍

中控的HART地位
SUPCON是中国目前唯一支持HART-DD技术的DCS制造商！也是全球第9家 （Honeywell，Emerson，Yokogawa等） SUPCON是HART基金会（HCF）主站开发团队成员，参与核心代码的共同 维护和开发 中控每年向HART基金会缴纳的维护费用高达$12,500 多个成功案例的使用 （鲁南、宜化、灵谷、长岭炼化、上高桥、中石化隐患等）
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控制执行体 下载更新体 映射备份区
数据更新
映射备份区 控制执行体
确保在线下载时的生产安全！在线下载全过程控制不间断！
单点在线下载
备用
工作
监控组态调整
修改监控组态 保存 工程师站
操作员站
操作域 组态发布
操作员站
监控软件不重启
I/O模块一览
序号
1 2 3 4 5 6 7 8
型号
AI711 AI713 AI721 AI731 AO711 AO713 DI711 DI715
块 块 能 功 控 顺 行 处 IO 特 殊 业 理 比 用 功 功 较 户 能 能 功 功 块 块 能 能 库 库 库 块 块 库 库 库 控 制 功 逻 辑
站
间
通
讯
功
能
能 块
库
丰富的功能块
控 制 功 模 能 拟 快 量 哭 处 选 理 择 功 运 能 算 块 算 功 库 术 能 运 块 算 库 逻 功 辑 能 运 块 算 库 通 功 讯 能 辅 块 助 库 功 能 块 库
模板化的通讯参数配置
•预存主流SIS系统参数信息； •填报式参数点选，方便快捷。
现场总线支持
FF现场总线
总线工具
PROFIBUS现场总线
HART EPA 第一个完全支持FF,Profibus,HART,EPA四种总线的厂商！
可以通过同一个总线组态工具实现组态！ 使用同一个资源优化管理软件实现四种资源的管理！
系统模拟量模块电量程可组态，并具有最大 -25％～125％的超量程测量与输出。
举例：4mA~20mA信号可调整为8mA~16mA 每个通道均可独立设置 自由量程 利用有效量程 提高分辨率 超量程范围默认-10%~110%，可组态 每个通道均可独立设置 准确识别工艺状况 确保阀门完全关闭，防止泄漏
商用级CPU的优劣（Intel 兼容商用处理器 ）
优势1：速度快，品种多 优势2：依托通用操作系统（QNX、WINCE），开发周期短
劣势1：安全系统标准IEC61508中禁止使用的功能 ：例如 动态内存分配，任务抢权等 劣势2：发热大、功耗高
浙大中控的控制器（更注重可靠性）
自主研发的确定性多相位分时操作系统 采用3CPU协作 ，隔离了网络冲击对控制CPU的影响
内存36M
250页用户程序、2250个自定义变量 过程控制网1Gbps/100Mbps I/O网络100Mbps 控制周期20ms~5s 掉电保持数据时间不小于6个月 内置网络防火墙和协议解析、接入设备论证，隔 离了网络冲击对控制CPU的影响
FCU711
工业级和商用级区别
SAMS设备管理系统架构
AMS中心服务器/AMS客户终端（SAMS EMP）
1Gbps高速 工业以太网
AMS数据采集器/客户终端（SAMS Server）
RS485转 以太网 多路 转换器
FCU711-S01
AI713-S01 AO713-S01
第三方设备
DCS
SAMS 设备管理软件
工厂 视图
节点下设备列表
开放式通讯
FF的认证
FF接口模块
AM712-S
机架
每个机架支持16个FF模块（8对冗余） 每个控制器支持64对冗余FF接口模块 位于I/O层，安装非常方便
FF接口模块
......
......
每对AM712-S支持两条FF-H1网段 每条H1网段支持最多16台FF设备 每个DCS控制站支持最多1664台FF设备 DCS全局控制系统支持最多台1597440台FF设备
长岭1000万吨级大炼油联合装置 安庆石化800万吨大炼油联合装置 塔河石化350万吨炼油联合装置
武汉石化500万吨炼油装置
宁夏宝塔石化100万吨/年重交沥青 广西东油沥青50万吨/年催化裂化
……
……
深度的通讯控制方案
•模板化的通讯参数配置 •多样化的通讯模式支持 •“P2P”式的通讯方案优化 •在线实时网络通讯校验
COM741
U6（RTU）
传输速率：100MB/s
介质：电缆、光纤
COM731
GPRS Modem
U3（一体化控制器）
本地64个 I/O模块
I/O层网络——扩展能力
7个远程节点
时钟同步方案
第三方 网络
LAN1 LAN2 LAN3 LAN4 LAN5 LAN6 LAN7 LAN8
AMS 网络 ODS 网络
模块名称
模拟信号输入模块 模拟信号输入模块 热电偶信号输入模块 热电阻信号输入模块 模拟信号输出模块 模拟信号输出模块 数字信号输入模块 数字信号输入模块
性能及输入/输出点数
8通道、隔离、支持HART、可冗余 16通道、隔离、支持HART、可冗余 8通道、点点隔离、可冗余 8通道、点点隔离、可冗余 8通道、点点隔离、可冗余 16通道、点点隔离、可冗余 16通道、分组隔离、可冗余 32通道、分组隔离、可冗余
组态主画面
控制组态
监控组态
方便的I/O表导入功能
无需网关 直接导入
位号名最多24位
高效的工程工具
端子板 接线图 机柜布置图
测点清单
导出工程图纸 及数据表
通讯位号清单
趋势数据表
高效率、高正确率
组态工具易用性
组态工具的易用性强，开车前EPC能自行轻松完成组态修改 LD SFC
FBD
ST
功能块库
所需部件： 时钟同步服务器
方案： 接入控制网对全厂进行时钟同步 同步精度：50ms 同步协议：SNTP
OTS 网络
标准化的柜内布置设计
系统控制机柜
端子机柜
安全栅机柜 继电器机柜 （底板式） （底板式）
交换机柜
电源分配机柜
系统机柜
主控制器 IO机架 空气开关 直流电源模块 配电端子排
系统I/O机架结构设计
……
通讯 从站
SIS/PLC
第三方系统通讯互联案例
WebField ECS
HIMA
ICS
TRICON
FSC/SM
Bently
……..
中控在业界集成经验最为丰富
化工项目 石化项目
江苏灵谷化工4580 兖矿鲁南化工3052 新安迈图10万吨有机硅 山西丰喜华瑞1830 中石化南化6万吨/年环己酮
模块
基座
模块支持 在线插拔
ECS-700
单模块更换，免螺丝，防混插 单基座更换
机架
模块的接线方式
普通基座 现场线缆 现场线缆 转接基座
现场线缆
现场线缆
现场线缆
现场线缆
冗余基座
现场线缆
现场线缆
控制器
采用美国ATMEL公司32位军工级RISC芯片
主频260MHz 低功耗设计，小于5W
超量程
输入、输出故障安全
系统设计了最恶劣情况（冗余部件均失效）下 的安全状态：输入、输出安全模式均可组态。
故障时
OP
保持输出
t
OP
设定安全值
t
I/O模块响应时间
输入
输出
主控制器
AI通过控制器至AO只需要200ms DI通过控制器至DO只需要50ms
快速新增I/O模块功能
在线添加
硬件组态扫描
一键生成默认位号信息
在线调试及离线调试
屏蔽输入强制动作 屏蔽输出调试程序
离线调试
仿真控制器
在线调试
报表管理
基于实时数据库 常规报表制作 和历史数据库
常规报表制作
Excel报表制作 报表系统
Excel报表制作
自带12个默认统计模块 支持33个常用函数
报表浏览
自带100多种行业报表模板
报警管理
系统报警表 过程报警表 状态表 历史报警表 当前报警显示 最新未被确认报警显示 分类报警显示 报警显示 报警面板
SCnet网络
L-BUS总线
控制数据区
控制数据区
SCnet 通讯CPU
控制CPU
IO 通讯CPU
IO 通讯CPU
控制CPU
SCnet 通讯CPU
热备缓冲区
热备缓冲区
工作控制器
备用控制器
E-BUS总线
无扰在线下载专利技术
控制执 下载完毕 下载信息 行指针
组态更新
CPU
控制执 行指针
比较过程 CRC校验过程
SAMS 设备接入
系统软件结构
系统结构组态软件
系统组态管理软件
根据上位机数量和种类提供软件 狗授权 不限制I/O种类和点数规模
系统监控软件
系统结构-域的划分
多人组态、组态管理
便携工程师站 扩展工程师站
支持离线 组态
1
组态保存 组态发布
3
扩展工程师站 主工程师站
1+2+3 1+2 2+3 2
B网
CCR
链路聚合(Trunking)
•提高链路可用 •增加链路容量 •项目灵活配置 •负载均衡流量 •自动系统容错
A网
A网 B网
FCR
百度文库
控制网络——对等模式
过程信息网 工程师站 操作员站 操作员站 操作员站
实时数据库 历史数据库
过程控制网
控制站
控制站
控制站
控制站
控制站
I/O层网络——扩展能力
COM711 U7（通用IO）
9
10 11
DO711
DO715 PI711
数字信号输出模块
数字信号输出模块 脉冲输入模块
16通道、分组隔离、可冗余
32通道、分组隔离、可冗余 6通道、点点隔离
I/O模块整体特性
模块精度：模拟量输入1‰，模拟量输出2‰ 所有模块支持带电插拔 抗干扰：符合EMC 3A级标准，通过CE认证 模块工作状态、通讯状态、故障状态LED显示； 所有模拟量模块、开关量模块均可1：1冗余配置 超电量程输入、输出，电量程可自由设定 DO脉宽输出、DI开关量抖动处理、DI短脉冲测量
控制器程序容量
加氢精制装置某控制器 醋酸乙烯装置某控制器
控制回路数量:29个 程序量：54K 用户程序 存储空间：8M
控制回路数量:75个 程序量：125K 用户程序 存储空间：8M
FCU711
程序负荷：<2%
FCU711
程序负荷：<5%
多CPU协同处理与冗余机理分析
ECS-700控制系统介绍
ECS-700产品经理 聂浩
ECS-700系统规模
域数量
控制站数量 操作站数量 控制网节点总数
16控制域 16操作域
60/控制域 60/操作域 250
系统节点
单站容量
控制域容量 操作域容量
单控制站IO容量
单控制域IO总量 单操作域位号总量
2000
20000 20000
高可用性的网络技术
具体设备 组态信息
物理 链接 设备组态列表 548台智 能仪表
SAMS 位号自动匹配
Before
After
设备位号自动匹配功能
3分钟内自动匹配2500个设备
SAMS默认位号
设备位号 HV_1150
HV_1150
具有中国特色的资产管理平台
故障、报警、维护查询 设备台帐
系统配置 SAMS Portal 交接班记录 日志管理
支持四重化冗余的串行通讯模块
WebField ECS-700
FCU711 控制器 FCU711 控制器 E-BUS COM741 通讯 主站 工作 COM741 通讯 主站 备用 最多7个通讯节点
每对控制器下最多可下挂7个通讯节点 4路完全隔离的可编程串行口通讯 每路支持不同的通讯方式、协议、波 特率等 最多带64个设备 支持4000个开关量或254个模拟量通 讯 支持RS232、RS422、RS485等通讯 方式 支持Modbus RTU / Modbus PLUS、 HOSTLINK、自定义通讯协议、非标 准协议编程 方便的集成SIS、CCS、FGS、VMS等 全厂子系统
调整参数、在线下载组态
通讯模块一览
E-BUS节点
COM711 IO连接模块 可扩展64个IO模 块 COM721 Profibus主站通讯 模块 1个Profibus接口 COM741 串行通讯模块 4个Modbus接口 AM712 FF接口模块 包含2个FF网段
L-BUS节点
AI/AO713-H 模拟信号输出模块 （HART） 16通道HART输出 AM716 EPA模块 包含2个FF网段
系统EMC能力
通过CE认证，达到了EMC3A级指标！
G3环境腐蚀实验报告
防腐鉴证 试验报告
支持二、三、四线制仪表
信号+ 信号-
二线制仪表 信号+
电源+ 信号- 电源-
三线制仪表 AI模块 每通道4个接线端子 四线制仪表 电源+ 电源信号+ 电源+ 电源信号-
功率>1w如何处理
隔离电源
匹配特殊量程、防止阀门泄漏
画面跳转
报警功能
操作员键盘 AT_8401B
372.01μ s/cm
报警和事件特色功能
-捕捉尖峰报警：流程图内所有位号报警可选择以背景闪烁方式显示 -预防报警雪崩：允许每秒最多上送1000个实时报警 -多种报警显示：当前报警显示、最新未被确认报警显示、 分类报警显示（已发生未确认、已发生已确认、已消除未确认） -事件记录：记录重要I/O信号跳变的相关信息