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1、Experion PKS R300培训课件,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,Experion PKS 架构,全局数据&历史数据库Experion 服务器,TPS/TDC投资保护Experion on LCN,高级控制平台ACE,常规,逻辑顺序&基于模型控制C300/C200&Profit Loop,HPM,BCController,工厂资产管理Asset Manager,工厂数据库系统PHD,远程操作Experion 操作站,数字视频管理器Digital Video Mana
2、ger,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,基于Web的人机界面Experion 操作站含ASM 操作工效率方案,多变量优化控制Profit Suite,现场移动操作站Mobile PKS,无线访问,冗余I/O,高级应用网络,工厂信息网络,现场巡检自动化IntelaTrac PKS,Local Control Network,Video Ethernet,企业级高级应用Business FLEXPOMS,OptiVISION,防火墙,过程控制网络,无线变送器,SIL 3 安全系统Safety Manager,仿真系统UniSim,Experion PKS,C30
3、0,摆脱传统局限，提高控制品质，便于安装维护和节省空间。,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,硬件垂直设计，有利接线与散热,Heat,单点进线,两次90度接线,Heat,多点进线,一次90度自然接线,硬件垂直设计，有效利用空间,Experion R300 特点及好处,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
4、Control Execution environment,过程控制的不断提高,PMIOIOP冗余FTA 电缆FTA备板,Series C I/O全部包括,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:控制器硬件控制软件CEE(Control Execution Environment)相应机电部份柜内电源控制网络接口-Fault Tolerant Ethernet(FTE)2 本地 I/O Link 接口,FTE接口,Series CC300,GPSConnection(Future),冗余控制器接口,FTE接口,IO
5、L接口,C300 控制器所支持的 I/O,灵活的 I/O 支持: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,IOL连接,C300 控制器,运行 CEE(控制操作系统)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,上位通
6、讯,Peer to Peer 点对点通讯,IOLINK 2 IO 通讯,IOLINK 1 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)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 secPeer-to-Peer 更新率:100ms,200ms
7、,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,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输出卡具有输出保持功能。保证修改回路期间的输出正常。,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
8、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),FTE连接,可选光纤连接口,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-P
9、AOX01 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(主要用于热电阻和热电偶),Experion服务器,操作站,控制防火墙,C300 控制器,FF接口,R300 C系列现场总线FF架构,C300 IO,FF H1 总线,容错以太网FTE,容错以太网FTE,Experion PKS系统服务器的心脏部分是实时数据库RTDB（Real Time DataBase）
10、。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,Experion 服务器,组态信息数据库连续历史及事件杂志数据库报表服务支持基于服务器的微软脚本Basic语言-VBScriptSCADA 子系统集成支持分布式系统 DSA 功能OPC DA 和 A&E 服务器及客户端，支持外部子系统。,C300,Experion服务器,操作站,OPC服务器/客户,DSA,PLC/RTU,长历史数据存储,长期灵活的历史数据采集处理系统1 秒或 5 秒、1 分钟、1 小时和1 天的瞬时值6分钟、1小时、8小时和1天的平均值对任何参数采集历史(如PV,SP,
11、PVHIHI)在线自动归档将数据直接存储到硬盘或通过网络存储到其它介质(如 ZIP,JAZZ,Optical,etc.)历史数据可以无限存储,EPKS 操作站,强大的界面易于使用操作简单,操作站的类型：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。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Co
12、nsole.,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，还有其他数据信息，直接来自于ES-C。,Server,ES-F,ES-C,ES-CE,控制器,FTE网络状态监视,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。逻
13、辑上为一条网络逻辑上不在区分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。安全架构，容许单点故障和一些多点故障。,Switches,A tree,B tree,C300,C300,C300,ACE,Server,Switches,Station,Crossover,C300,Switches,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
14、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。,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数PV
15、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。,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P
16、ID调节，使控制输出OP向使偏差变为零的方向变化。PID功能块支持如下计算公式：比例、积分和微分作用于偏差比例、积分作用于偏差，而微分作用于PV积分作用于偏差，而比例微分作用于PV只有积分作用只有比例作用 PID功能块可用于单控制回路，也可以将多个PID模块组合起来构成串级控制回路。在具体应用该模块时，需要设置的主要参数为：设定值SP：可以双击SP的输入端，调出参数设置窗口；或者该值来自其它模块。PID参数：双击该模块，调出模块配置页面，在Algorithm选项卡上分别配置K(增益系数)，T1（积分时间），T2（微分时间）；选择控制公式：默认为EQA，同样可以在Algorithm选项卡中选择。
17、,基本功能块的使用,FLAG（标志模块）该模块位于Utility Blocks子目下。该模块提供了存贮2值逻辑的功能，并且可以通过PVFL参数以简单的布尔值（OFF或ON）的形式访问；或者通过PV参数以用户定义的状态值（比如，RUNNING或STOPPED）的形式访问。在组态过程中，该模块主要用来定义状态位，通过检查PVFL的状态，决定是否执行程序或者产生报警等。5 AUXCALC（辅助计算模块）该模块位于Auxiliary Blocks子目下。该模块可以编写多达8个计算PV值的表达式，每个表达式都可以执行算术或逻辑操作，检测条件等。通过配置，你可以将表达式的结果，状态或者一个输入指定给PV以
18、及PVSTS参数。该模块可以接受6个可选输入，可以提供最多8个输出。在组态过程中，该模块可以方便的执行各种数学计算，比如复杂的温压补偿公式等。,基本功能块的使用,6 TOTALIZER(累积计算模块)该模块位于Auxiliary Blocks子目下。该模块可以周期性的将一个输入值（P1）加到一个累积值（PV）上，实现对参数的累积计算。用户可以为该模块指定一个累积目标值，当累计量达到该值时，模块会提供一个状态位来表明该值已接近目标值，在没有外部操作或命令的干预下，该值会一直累积，直到用户的外部操作发生。该模块最典型的应用是对流量进行累积计算。实际应用中，当流量变送器在接近零流量时，若没有较精确的
19、校准，可以利用零流量切除特征（a zero-flow）使低于该信号的值嵌位到零。,基本功能块的使用,7 LOGIC（逻辑模块）LOGIC是一组模块的名称，该组模块提供了大量单独逻辑模块，由于使用比较简单，这里只是择要说明：逻辑操作模块 主要包括AND（与），OR（或），NOT（非）等比较模块 主要包括EQ（相等），GE（大于或等于），GT（大于），LE，LT等触发模块 主要包括FTRIG（下降沿触发）、RTRIG（上升沿触发）等延时模块 主要包括DELAY，ONDELAY或者OFFDELAY等脉冲模块 主要包括 PULSE模块，MAXPLUSE模块或MINPLUSE等移位模块 主要包括 ROL
20、（循环输出左移），ROR等,基本功能块的使用,8 单级PID回路的创建建立一个单级PID控制回路：建立一个CM模块，然后从“Library”中“PMIO”下选择需要参与控制的AI信号，可以是一个压力、或者温度信号。配置输入信号的量程、工程单位、控制域等基本参数。从“Library”中“DATAACQ”下选择“DATAACQ”模块拖放到CM中。配置参数的量程、上下限、控制域等参数。从“Library”中“REGCTL”子目下选择PID模块拖放到CM中，设置模块设定值，PID参数，以及控制公式等内容。从“Library”中“PMIO”下选择控制调节机构的AO信号。并配置参数量程、控制域等参数。按照
21、如下图所示，用“软接线”连接起来，就构成一个基本的PID单级回路。下装并且激活该模块。,基本功能块的使用,基本功能块的使用,基本SCM的组态SCM(Sequential Control Modules)极大的简化了批量逻辑的处理。主要的特点是异常处理能力，当用户规定的异常条件发生时，程序转去执行一个替换的处理序列。异常处理支持重启动能力，从中断点或任意需要的步骤重新启动顺控程序的执行。标准的异常处理器包括检查，中断，重启动，保持，停止，中止等。每个SCM包含多个Handler模块、Transition 模块和Step模块组成。Handler模块在SCM图中充当“跳格符”的作用。每个SCM都可以
22、包含多个Handler模块，每个Handler都是包含Step以及Transition的执行模块。根据作用的不同，handle可以有多种类型：如Main，Check，Interrupt 等Transition模块用于为Handler模块定义明确的输入条件。每个Handler模块最多可以组态10个条件，这些条件可以用3个一级逻辑门以及一个二级门组成不同的逻辑关系。Step模块是输出模块，通常用来给设备发出一定的请求，比如打开一个阀门或者启动一台水泵等。典型的SCM图如下：,基本功能块的使用,温压补偿功能块,与门联锁,基本功能块的使用,基本SCM的组态SCM(Sequential Control
23、Modules)极大的简化了批量逻辑的处理。主要的特点是异常处理能力，当用户规定的异常条件发生时，程序转去执行一个替换的处理序列。异常处理支持重启动能力，从中断点或任意需要的步骤重新启动顺控程序的执行。标准的异常处理器包括检查，中断，重启动，保持，停止，中止等。每个SCM包含多个Handler模块、Transition 模块和Step模块组成。Handler模块在SCM图中充当“跳格符”的作用。每个SCM都可以包含多个Handler模块，每个Handler都是包含Step以及Transition的执行模块。根据作用的不同，handle可以有多种类型：如Main，Check，Interrupt
24、等Transition模块用于为Handler模块定义明确的输入条件。每个Handler模块最多可以组态10个条件，这些条件可以用3个一级逻辑门以及一个二级门组成不同的逻辑关系。Step模块是输出模块，通常用来给设备发出一定的请求，比如打开一个阀门或者启动一台水泵等。典型的SCM图如下：,监控操作部分,一 系统状态查询 系统状态主要包含站、通道、控制器、打印机状态、系统冗余、分布式系统等内容.本系统主要涉及到对站、打印机和系统冗余三方面的状态查询.1 站状态的监视 打开的方法为,View System Status Stations Flex Stations 从该界面可以查询到登录站的名称、
25、操作用户以及相应操作站的网络地址.图中“Status”显示为“OK”的表明，该站已经打开，未打开的站显示“failed”.,监控操作部分,2 打印机状态的监视打开的方法为，View System Status Printers,监控操作部分,3 系统冗余状态的监视 打开的方法为，View System Status Server Redundancy 在该界面可以查询到主服务器的名称、同步状态、同步序列的可靠性以及数据传输率等内容，还可以对服务器进行同步操作、改变检查点的周期等.,监控操作部分,二 报警查询 本系统提供了完备的报警系统画面，这些报警画面可以实现按照报警源、报警时间、控制域、优先
26、级进行查询.1 站状态的监视 打开的方法为,View System Status Stations Flex Stations 1 查询登录 进入报警界面的一般方法为：点击工具条上的Alarm按钮.或者点 击系统状态栏的红色报警区域（当有最新的报警到来或者报警未被确认掉,该报警状态为闪烁).系统将打开如下的报警画面：每条报警信息由”Date&Time”,”Area”,”Source”,”Condition”,”Priority”,”Description”,”Value”,”Units”内容组成.,监控操作部分,单击 按钮可以确认报警信息.三 趋势查询 本系统提供了完备的实时趋势画面和历史趋势
27、画面显示，这些画面可以按照趋势的不同表现形式，比如多点趋势、多量程趋势等进行查询.1 趋势登录 点击主菜单上趋势按钮 打开趋势画面,选择所需要的趋势组.,监控操作部分,2 实时趋势 点击相应的趋势曲线，可以打开如下图所示的趋势曲线界面.该画面默认显示变量的实时曲线，每个趋势组最多可以显示8个不同的变量，这些变量通过不同的颜色加以区别.可以通过”Pen on/off”选框确定需要添加或者删除曲线.,监控操作部分,通过在趋势曲线顶部的下拉列表框，可以选择不同的趋势组、趋势的表现形式、采样周期等内容.下图为上位监视软件的System Configration的菜单选项,Configuration Menu Display,可组态下拉菜单,可组态工具条,操作导航区,报警画面的调用,登入不同的权限,最近未确定的最紧急报警,标签式显示,电机运行及状态显示,EVENT事件记录,控制器状态监视画面,I/O卡件状态监视画面,空分流程,空分流程画面,空分流程画面,空分流程画面,空分流程画面,空分流程画面,空分流程画面,空分流程画面,空分流程画面,Thank You,
