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1、TiSNet可视化图形组态软件OnXDC,包括两部分：xHMI:人机界面可视化图形组态软件 xCU:控制策略图形组态编程软件,OnXDC软件,xHMI具有强大的图像显示功能和方便、直观、可视化的图形生成功能；xCU控制策略图形组态编程软件具有非常丰富的控制算法，符合IEC 611313标准的应用指令和控制算法的多种编程方式。,OnXDC软件,OnXDC采用统一的分布式实时数据库，在网络上共享，不需要配置服务器，不会产生服务器配置方式的DCS系统在通信过程中存在的通信瓶颈问题。OnXDC和控制器（XCU）是作为一个整体来开发的，整个系统的相互协调性非常好，除了可以数据交换外，还可以通过发送命令的
2、方式，进行各种操作，而不需要通过中间点。OnXDC的组态方便灵活，功能块几乎和逻辑图一样，集在线和离线一体。修改方便，强大的UNDO，REDO功能，以及用户自定义模块。,体系结构网络通讯分布式实时数据库新华控制器XCU/VXCU人机接口站HMI安装和环境要求性能指标,体系结构,Gateway,A,B,XCU,XCU,虚拟,I/O,OPU,ENG,OPU,HSU,A,B,XCU,.,信息网,实时网,HMIs,XCUs,服务器,TiSNet体系结构,HMI站的软件结构图其中：系统主程序：创建实时数据库，显示当前各种状态，必要时启动其他HMI的软件。历史收集：收集历史数据，包括制表收集。制表：根据用
3、户需要，可以做出个种报表。标准显示：包括趋势，数据库一览，报警一览和报警显示。图形显示：显示各种模拟图。组态工具：对控制器进行组态。实时数据库接口：对实时数据库进行管理。网络接口：发送和接受各种XDC的数据，支持双网冗余。,TiSNet与其它系统的软件接口,OnXDC的系统配置软件 OnXDC的系统配置软件作为HMI软件的一部分，主要用于对整个系统中众多的配置文件，包括INI文件、CFG文件等进行再编辑和更新。避免用户直接修改配置文件造成不必要的麻烦。该软件可运行在Windows NT、WIN2000 Professional、WIN2000 Server和WINXP操作系统环境下。该系统配置
4、程序的执行文件名为：SysConfig.exe。双击该文件将其启动运行，将显示系统配置主画面：,在主画面的左侧称为导航器，其中列出了目前支持的配置项目，双击每个项目即可打开相应对话框，提供对应配置文件的编辑功能。工具栏和菜单栏提供了打开和关闭导航器的功能。另外，用鼠标右键点击主画面右侧区域就会弹出快捷菜单，同样提供了导航器的功能，并可直接退出系统。,导航器,HMI人机接口站图像生成新华图形生成系统是一个集成的图形开发环境，它是在Windows操作系统上的可执行文件，可以在Windows 2000、Windows XP以及Windows NT操作环境下运行。图形生成系统为开发人员提供各种基本图形
5、和图库，开发人员可以方便的使用这些基本的图形来完成生产过程的流程图、趋势图、报警和监控摄像等，它将图形与过程中的各种动态参数连接起来，实现了动态数据的显示、记录和报警以及监控等功能。开发人员可以在图形生成系统中完成监控界面的设计、动画连接的定义和配置等，图形生成系统可以方便的生成各种复杂生动的画面，可以逼真的反映现场数据。,新华图形生成系统的开发环境如图,新华图形生成系统的开发环境主要包括三大部分：主菜单、工具栏以及图形编辑区域。主菜单包括了图形开发所有的操作和控制，工具栏包括了画图工具、放大工具、图层工具以及其他图形编辑工具。图形编辑区域是编辑图形的区域，一切和图形相关的编辑活动都在这一区域
6、里面进行。,HMI人机接口站图像显示,HMI人机接口站为操作员提供基于CRT的控制操作、图形显示和报警监视。HMI站显示：模拟流程和总貌显示、过程状态、历史数据显示、统计结果显示、特殊数据记录、趋势状态、以及监控录像。通过IE浏览器，在浏览器窗口查看实时信息和图像，实现文件和数据的远程传输。图形显示程序的程序界面包括菜单、工具条、显示窗口以及右键菜单。,图形显示程序的程序界面,浏览器方式显示画面,摄像头监控显示,系统自检显示,报表数据收集与显示 报表数据收集软件作为OnXDC软件的一部分，主要用于收集各类报表显示和打印时需要的实时和回放数据，其收集内容（包括收集测点和测点收集属性）由专门的收集
7、配置程序设置，并存成INI文件供该收集软件读取。收集软件会在程序启动时读取所有INI配置文件，并对所有测点的收集属性进行解析，然后开始数据的收集工作。收集软件将通过ODBC数据源将实时数据存入ACCESS数据库，供报表制作和显示程序读取。该软件可运行在WIN2000 Professional、WIN2000 Server和WINXP操作系统环境下，在运行该软件前必须首先运行XDCNET.EXE主程序。,报表数据收集程序的主界面：,实现周期型报表（年报、月报、日报）的预定义、显示与打印；事件触发型、事故追忆型以及SOE型报表的显示与打印。,xCU控制策略图形组态软件,TiSNet-XDC800系
8、统运行xCU1控制策略图形组态软件。TiSNet-XDC800系统配置了新华控制器XCU。TiSNet-P600中所有的数据的收集、过程控制、各种数据的运算、对被控对象的所有输入输出都由XCU来完成。XDC800系统的XCU控制器中的各种过程控制的算法的生成，我们称为组态。组态在HMI的工程师站上完成。XDC800系统的控制器的软件包括两部分：下位机控制器控制软件（VXCU）和上位机工程师站上的组态软件（XCU）。当然XCU 的软件也可以在上位机上运行，此时称为虚拟的XCU，功能和实在的XCU类似，只是没有I/O。还有一个差别是运行的操作系统，一般在下位机控制器上运行的是嵌入式系统（如Wind
9、ows CE.net）等，而虚拟的XCU可以运行在Windows NT/2000/XP上。,xCU控制策略图形组态软件层次结构图,软件分为三部分，状态显示部分（VXCU），控制核心部分（VCTRL）和 I/O 驱动。其中VXCU 主要用来起动VCTRL，同时从VCTRL读取本节点的各种状态，然后显示。VCTRL 是整个控制器的核心，它完成所有的控制逻辑运算，根据用户的组态完成相对应的控制。I/O 驱动是和下面的I/O通讯的桥梁，通过它可以和实际的I/O进行读入和输出。当然也可以没有I/O驱动（在虚拟XCU时），也可以接一个以上的I/O驱动。XCU主要的功能是对过程对象进行数据采集输入，按用户组
10、态的算法进行计算，将计算结果输出。周期地高速地进行这种循环，就这样完成了TiSNet的现场监视，计算功能，现场控制功能。此外，XCU还向实时网上广播全局点，供HMI或者其他XCU使用。也从其他的XCU站上接受数据，供本站的计算和闭环控制。,注1：XCU指新华控制器，xCU指新华控制策略图形组态软件,HMI发出的操作指令经点到点通讯到达XCU，XCU软件在处理I/O及计算后，再处理操作指令，并将结果通过点到点通讯返回到源HMI。工程师站通过点到点通讯可对XCU进行组态和操作。操作包括强制XCU主机进入某种运行状态，或者读取XCU状态进行观察。组态就是对XCU进行下装和在线读取某个算法并修改算法的
11、参数。对所有的操作和数据修改指令，XCU在完成I/O及计算后，下一周期开始前处理并作出应答。TiSNet-XDC800系统的XCU的一般都是冗余配置，当一个XCU主机处于主控状态时，另一个可以处于跟踪状态，跟踪主控制机上一周期所有的运行数据和状态。一旦测到主控机故障，跟踪机可立即升为主控机，做到外部I/O控制及实时共享数据的无扰切换。工程师对XCU的组态操作分两种，一种是干预，包括切换XCU的工作状态、拷贝等；另一种算法组态，包括输入算法、编辑、修改。这些操作都通过组态指令来完成。工程师对XCU的组态有两种工作方式：在线和离线方式。在线方式时，可对XCU实行以上两种所有的操作，并可进行调试；离
12、线方式，只能进行算法组态，操作的对象是磁盘上的文件，而非XCU内的组态数据。,组态软件主要完成对控制器的在线组态、调试、组态文件保存的任务。软件也可对一个组态文件进行离线组态，并保存到磁盘上。可读入磁盘上的组态文件下装到控制器。可上装控制器中的组态，再保存到磁盘上。可在图形组态界面上直接对控制器进行修改、操作、调试、观察趋势曲线等。组态界面附合IEC 61131-3中功能块图形组态的标准。每一个控制器可以自成体系单独完成I/O和控制功能，但有时也需要与其它的XCU或者HMI通讯交换实时点信息。可交换的实时点我们称为全局点，由XCU中的上/下网算法块定义。其它一切XCU运算时需要的点为内部点。当
13、XCU需要的实时点来之于其它XCU或HMI时，XCU中组态区有一个从网络接收测点的索引表，定义了需从网上接收点的全局ID号。这样就实现XCU之间的数据共享。,XCU控制器控制策略组态过程如下图所示。,网络通讯,通讯网分实时网和信息网网上只有HMI和XCU两种节点实时网主要完成实时信息的共享实时开关量、模拟量、实时状态实时时钟报警通告、故障通告操作组态指令信息网主要完成非实时数据的共享文件和打印共享历史数据共享，ODBC/SQL的RDBMS操作远程客户应用软件的接入,TiSNet通讯网络,能支持多种网络，典型采用802.3协议100Mbps通讯速率支持255个节点在10Mbps网络下，64K实时
14、点/秒冗余网络同时工作，做同样的工作,任一网络的故障不会影响系统的正常工作,实时网络特性,无源无主网络两条网同时工作,任一网故障不影响正常工作任一节点故障，不影响其他节点节点任意进入或退出网络,实时网络冗余,选用标准的已被广泛应用所证实的网络协议冗余的实时网，同时工作，任一故障都不会影响系统运行网上每一个节点的故障和上下网都不会影响整个网络的工作，更不会影响其它节点。由于有一条非实时的信息网用于非实时数据的传递，使TiSNet实时数据负荷很少，进一步保 证了系统的稳定运行,网络的可靠性,假定每秒需传送16000个模拟量和16000个开 关量算，总共6*16000+2*16000=128K个BY
15、TE假定每秒需传送1000个通告信息，按最长的模 拟量报警信息算，32*1000=32K个BYTE实时网每秒需传送的BYTE为128+32=160K个 BYTE实时网提供的传输量为10Mbps，折去20%的 管理开销，实际为10M*80%/8=1M个BYTE网络的负荷率为 160K/1M=16%,网络的负荷率计算,分布式实时数据库,合并成全局数据库(HMI),XCU1的上网数据库,XCU2的上网数据库,XCUn的上网数据库,.,每个XCU有自己的I/O点XCU按组态要求广播上网点XCU接收所需的全局点HMI接收全部上网点所有XCU的上网点构成全局数据库HMI之间是拷贝型数据库这种工作方式很好地
16、利用了通讯带 宽，节点的上下网不会干扰数据库 全局数据库包含模拟点，开关点，实时状态，时钟，报警通告，故障 通告等,ODBC接口：关系数据库等,分布式数据库的构成,XCU例外加周期地广播上网点，最快50mSXCU也广播报警等通告信息HMI只接收XCU接收少量其它XCU的实时点,分布式实时数据库实现,实时网,HMI发送操作或组态指令到XCU指令采用点到点对等的传送方式,操作和组态的实现,新华控制器XCU,XCU软件结构,8个大类共近100个基本模块，包括I/O，模拟，控制，逻辑，操作，时间过程，特殊模块，页内作用 按用户组态的算法进行计算，将计算结果输出。接受HMI发出的操作指令,处理操作指令，
17、并将结果通过点到点通讯返回到源HMI。双机冗余处理,一个XCU处于主控状态时，另一个可以处于跟踪状态，跟踪主控制机上一周期所有的运行数据和状态。跟踪机和主控机的切换是无扰的完成数据的采集，包括实际的I/O和其他系统的I/O，以及其他XCU 上的点。对所有I/O点和计算结果等全局点进行报警判断。根据I/O上来的数据以及运算的结果，将全局点向实时网广播，以便HMI使用。可以进行加密,新华控制器,采用UDP和TCP两种通讯方式 UDP方式对所有节点广播,象报警,通告等TCP方式用来响应操作命令以及应答,XCU网络通讯,可以接受I/O多种外部设备和控制器的接口是统一的.可扩展性,根据需要可以很容易生成
18、新的I/O接口.,驱动,通讯接口-IO驱动方式,TisNet与其它系统的通讯接口,远程I/O通讯,HMI人机接口站,HMI站的软件结构,开发系统,可以对主要系统参数进行设置,包括节点的地址,节点号,工作路径等等可以方便的生成数据库定义可以对画面的划分以及初始画面进行定义可以定义各种报表收集.,图形中包括静态目标和动态目标静态目标包括线,多线,椭圆,矩型,文本,按钮等等动态目标包括触摸,值输出,颜色,其他等4大类.动态目标是附在静态目标上的通过动态目标,可以和数据库相连,将数据库中的值和状态显示出来图形是按层存放的,可以根据需要显示或者不显示某写层可以生成子图,以便反复使用,提高工作效率子图可以
19、带参数,同一个子图使用不同参数可以有不同的效果可以用滚轮,使图形的显示缩放非常自如把摄像机嵌入到图行中.并通过网上传送，使用户可以直接观察到现场的情况。填充色可以使用渐近色，用户可以比较方便地画出各种立体图，比如象管道，球体等 通过IE浏览图形可以生成各种复杂的图形,图形显示,TiSNet图形生成与显示,多显示风格组态面向对象图形显示技术自定义图库丰富的动态连接支持位图插入灵活的显示调用,图像分辨率可达1600X1200画面调出时间1s画面数据刷新速度0.5s画面操作响应时间1s动态点可达500点/画面,HMI图形显示,自检,显示系统中所有节点的状态显示整个系统的网络状态可以查看每个在线的XC
20、U的板卡信息可以查看XCU 内存使用情况和CPU的负荷查看XCU 的软件日期,方便系统的维护.,自检画面,可以根据需要生成报表格式；报表包括周期性报表,触发性报表,追忆,以及SOE.周期性报表可以选择打印内容,起始时间和结束时间.报表可以统计,模拟量:瞬时值,平均值,最大值,最小值,累积值.开关量:状态为0的秒数,状态为1的秒数,跳变次数,置0次数,置1次数以及当前值.触发性报表的触发条件可以是模拟量达到报警的低低限，低限，高限，高高限，也可以是开关量有正常到报警.打印输出可以手动或者自动方式。,报表生成,报表记录主要特点,多种数据处理方式 多种报表形式 周期报表 触发报表 追忆报表SOE报表
21、 在线组态定义 ODBC数据引擎,报表记录,历史收集,用户可以定义需要收集测点和周期 数据是以压缩方式存放 对当前的硬盘容量进行检测，可以手动或者自动将硬 盘中的数据备份到后备硬盘或者对所占的容量进行清除操作。,标准显示,包括报警一览,报警历史,数据库一览,趋势,单点 除单点外,都有方便的打印功能,报警一览显示的是当前处于报警状态的点.报警历史显示的是报警的过程.报警历史还可以用来显示通告信息,操作已经操作应答.报警一览可以单条或整页地对报警进行确认报警历史可以通过调历史数据查看报警历史数据,报警一览和报警历史,显示实时趋势和历史趋势.显示的测点可以是模拟量,也可以是开关量.以趋势组的形式显示
22、.趋势组由用户自己定义可以数值显示,趋势,TiSNet实时/历史趋势显示,多种显示方式快速趋势扫描实时数据缓冲区高精度显示画面游标回溯趋势值实时/历史趋势在线组态定义数值显示窗口数据存盘打印,主要特点,趋势显示画面,显示当前所有模拟量或者开关量当前的值和状态根据过滤条件,查看所需的测点显示点的总数,坏点数,报警点和报警未确认个数.,数据库一览,显示指定点的所有信息,包括静态信息和动态信息静态信息是在数据库定义文件中生成动态信息指当前值和当前状态可以对当前值和状态进行设置,单点,实时数据库,包括所有模拟量和开关量存取定时发送本节点状态和网络状态提供对实时数据库维护的各种接口用户管理功能通讯队列的
23、管理报警响应接口接受网络广播信息，更新设备点数据和时钟。,TisNet与其它系统的通讯接口,通讯接口GTW方式,使用XDB API实现，实现灵活一般为可执行程序，运行在HMI站上I/O速度和XDB的搜集周期有关，一般不能实现很快的通讯数据交换XCU可以通过HMI站广播点来引用计算，比驱动方式要慢。,GTW通讯方式,常用的GTW软件,Modbus从站OPCServerXODBCXGpsTimerXMis,XCU驱动方式,为DLL形式，XCU直接调入。实现复杂，要实现XCU驱动规范所有必要的接口。由于属于XCU内进程，XCU可以直接引用，速度可以很快。,Modbus主站Profibus主站OpcC
24、lient,常用的XCU I/O驱动,图形组态软件报表生成软件数据库组态软件,离线生成系统中数据库在工程师站上可对数据库在线修改I/O点组态软件，生成各XCU上的I/O点具有数据库交叉检查排错功能具有数据库存档、打印功能,工程师站ENG,的组态,对XCU的组态有离线和在线两种方式离线的组态对象是文件.在线的组态是对某个XCU,可以是实际的XCU,也可以是虚拟的XCU.在线时可以对组态继续编辑,包括添加,删除,修改模块,以及添加,删除连线.修改模块直观方便.编辑时有UNDO,REDO.丰富的查找功能,可以比较方便地找到所需的模块.提供5种不同的查找方式,包括通道地址,模块号,模块名，坏的功能块,
25、切除功能块,后两种只限于在线方式可以上装,下装组态.可以上装,下装文件,原来对系统进行升级,的组态页面,系统状态显示，直观显示网上各节点状态和网络状态系统故障诊断，诊断至I/O图形显示，包括流程图、棒图、趋势图等报警显示与响应历史数据、历史报警显示与打印,操作员站OPU,CRT软手操功能,数字手操面板,按钮/开关,模拟手操器,TiSNet操作界面,多重报警限报警滤波 报警分区 报警优先级报警输出选择 报警显示 报警打印 报警归档报警确认超时限自动重报警报警切除报警相关图,报警管理,报 警 管 理,历史数据存放周期、点数由用户配置收集操作记录、报警、故障等信号以压缩文件或关系数据库方式存放视外存
26、容量大小,一般可存放几个月的历史数据本站功能可并在操作员站或工程师站上运行,历史数据站HSU,安装和环境要求,硬件要求:处理器型号为Pentium IV及其以后更高级别的产品；主频推荐1.7GHz；内存容量256MB；硬盘容量80GB；软件要求:Windows NT/2000/XP,推荐使用Windows 2000.,HMI安装要求,硬件要求:主处理器采用Pentium级，主频不低于300Mhz；内存不小于64M；非易失存储器不小于128M；软件要求:嵌入式系统 Windows CE.,XCU安装要求,TiSNet 系统设计性能,系统性能模拟量64000点开关量64000点最大上网站点 255个网络最大传输速率 100MBPS实时性指标模拟量扫描时间 最快100ms开关量扫描时间 最快50msSOE分辨率 ms算法执行周期 最快50ms双机切换时间 1个算法周期画面调出时间 1s画面数据刷新时间 0.5s操作指令响应时间 2s报警发生到显示和声响时间 1s,完,
