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系统概述
随着计算机和通讯技术的发展,通过CPU和通讯接口的系统升级,形成了DLCS-3000分散型控制系统系列产品。DLCS-3000可以构成各种独立的控制装置、分散控制系统(DCS)、监控和数据采集系统(SCADA),完成工业生产过程实时数据采集、过程控制、顺序控制、高级控制、报警检测、监视、操作,对数据进行记录、统计、显示、打印等处理。
这套系统已在50MW、100MW、125MW、200MW、300MW机组上广泛应用。与目前国内已经进口的DCS系统相比,功能相当,并在组态与人机界面上超过了进口DCS系统。此外,该系统也已在冶金、石化、造纸、建材等工业过程控制项目上得到了应用,而且还可用于供电、水处理、油田、楼宇中的远程调度和监控。
DLCS-3000分散控制系统的特点
DLCS-3000系列的最大特点是系统的开放性,硬件、软件与通讯都采用了国际标准或主流工业产品,构成开放的工业控制系统。
硬件-----硬件跟随计算机发展潮流。人机接口(MMI)采用标准工业PC机,分布处理单元DPU采用标准工业PC总线结构。
软件-----Windows2000、NT系统软件,以及基于Windows NT的实时多任务操作系统RMX-X。方便直观的符合IEC-1131-3的DPU图形组态软件、图形显示、报表、控制、记录统计的生成工具软件。
通讯------采用成熟的计算机网络通讯技术,构成高速的冗余实时数据网,符合IEEE802.3标准,通讯速率10Mbps/100Mbps。
显示-----高分辨率显示,分辨率1280×1024或1600×1200。窗口显示及三维空间的显示画面。
一体化-----通过以太网(Ethernet)与其它信息网络联接,从工业生产过程控制、测量、生产管理信息一体化。
汉化-----全汉化显示、支持中英文显示界面。
网络-----实时数据网(A网、B网)冗余总线式网络,传递实时数据,支持1~250个网络节点。信息数据网(C网)实现数据库文件与打印共享,传递系统非实时性文件信息。
容量-----分布实时数据库,对网上各节点透明,全局数据容量达64000点模拟量,64000点开关量。
实时性-----1秒内可更新所有全局点,1秒内调出任何图形显示,最快50ms的控制周期。
灵活----除可接本公司的I/O模块外,通过标准的通讯协议(如DNP3.0、Modbus、SC1801等),还可接其它常用的I/O系统、各种PLC、厂级MIS和其它控制系统。
发展-----硬件与软件跟随国际工业主流产品同步发展。
功能-----集过程控制、顺序控制、数据监视和记录于一体。
可靠性-----系统经可靠性设计,采用冗余技术,容错技术,双路电源供电,保证系统MTBF≥150000小时。
备件-----标准化与系列化,备件种类大大减少。
维护-----通道级的自诊断程序,CRT自动报警与显示,可实现快速带电更换,MTTR<5Min。
DLCS-3000分散控制系统是开放工业控制系统
DLCS-3000由高速实时数据网络和连接在网上的人机接口站MMI与分散处理单元DPU三大部分组成,DPU面向被控对象,进行快速数据输入输出处理和闭环控制计算,完成报警检测、接收操作指令和组态修改指令。MMI包括操作员站OPU、工程师站ENG、历史数据站HSU、计算站CAC。面向操作员以流程图、棒状图、曲线、表格、按钮、对话框等方式提供数据,解释操作指令并送到DPU。通过MMI、操作员和工程师可对监控过程进行干预和修改,还可在网上任一台打印机上打印任何所需资料。MMI还能完成数据记录统计功能。
DLCS-3000广泛采用国际标准,产品符合国际标准化组织(ISO)提出的开放系统互连(OSI)参考模型系统,允许将其它制造厂家的产品纳入自已的系统,也考虑到把将来新开发的新设备纳入到系统中来。
●硬件:系统操作员站、工程师站通用的工业PC机。
●软件:采用Windows通用软件平台。
●软件与硬件独立发展,但不会因硬件更新而使所用的软件失效。
●以太网协议的开放通讯结构,采用IEEE802.3标准,支持企业决策管理及其它通讯网络、PLC及现场设备。
●DLCS-3000分散控制系统已由机组级发展到全厂级的监控管理系统SIS,DCS与SIS融为一体
由DLCS-3000组成的DCS控制系统已广泛应用于电力、钢铁、石化、化工、造纸、配电网等不同生产过程的实时控制层。为提高全厂监控自动化水平,能满足高层次的生产管理需要,已将DCS系统由原来的单元机组发展为全厂级,能够对全厂的生产过程提供优化分析、能损分析、经济运行、在线监测、设备故障诊断、负荷自动分配及运行指导,从而实现全厂的管控一体化。
DLCS-3000的系统网络分为实时数据网与信息数据网二部分,均采用以太网。

DLCS-3000系统网络
实时数据网
DLCS-3000的实时数据网连接系统中分散处理单元DPU、操作员站OPU、工程师站ENG、历史数据站HSU等不同的节点。高速传递实时数据、组态信息、控制指令。
实时数据网1:1冗余。1:1冗余通讯接口卡,设计了传输出错检测技术,任何一条网络故障都不会影响通讯,增强了系统的安全性与可靠性。
●通讯协议IEEE802.3广播方式。
●通讯速率10Mbps/100Mbps。
●通讯介质无源同轴电缆、双绞线或光纤。
●支持250个节点。
●节点间距离100米--- 40公里。
●全局实时数据库容量:64000点模拟点,64000开关点
信息数据网
DLCS-3000的信息数据网,单网配置,连接操作员站OPU、工程师站ENG、历史数据站HSU等节点。为MMI提供快速高效的信息传递通道,用于操作系统支持的文件及打印共享。信息数据网通过路由器与高层或外部网络厂级MIS网连接,作为其它网络的服务器。
●通讯协议:TCP/IP。
●通讯速率:10Mbps/100Mbps。
I/O网络
分布处理单元DPU的I/O站,通过I/O网络与DPU相连,I/O网络采用高速串行总线BITBUS传递实时数据及控制操作指令,软件检错与纠错、增加了系统的可靠性。
●1:1冗余的Bitbus或Ethernet工业控制网络
●DPU、I/O站接口卡冗余配置
●命令/响应方式,主从结构
●通讯速率375K~2Mbps,EIARS-485规范
●通讯接口光电隔离
●通讯介质,双绞屏蔽电缆
●节点可达250个
●分布式测控,最大分布距离1.2公里
●支持远程I/0
远程I/O网络
DLCS-3000的远程I/O站采用同一系列I/O 卡件,配符合IP56防护等级的机柜,组成远程控制柜并就近布置于现场,组成远程I/O系统,环境温度-20℃~60℃,远程I/O站与冗余DPU的连接采用TCP/IP协议以太网结构的远程I/O网络,通讯速率10Mbps。

DLCS-3000分散型控制系统硬件系统
分布式处理单元DPU
分布式处理单元DPU是DLCS-3000的过程控制站,存储系统信息和过程控制策略与数据,通过冗余的实时数据网络与MMI节点及其它DPU连接,通过I/O网络与I/O站节点连接,通过远程I/O网络与远程I/O站连接,提供双向的信息交换,实现各种先进的控制策略,完成数据采集、模拟调节、顺序控制、高级控制、专家系统以及其它不同用户的特殊功能要求。
DPU功能的扩展
根据不同的应用,DLCS-3000可接不同的I/O系统,通过标准总线(ISA、PCI)和串行口(网络、RS-232、RS-485、PROFIBUS、Hart),使用不同的I/O驱动,可连接不同厂商的I/O卡件和现场智能仪表,而其它软硬件无需作任何变动。DLCS-3000具有应用到各种控制和信息处理场合的能力。
DLCS-3000将实现全部或部分DPU功能的计算机或软件包定义为虚拟DPU。与非标I/O接口的计算机,专用的与外部控制系统接口的计算机都定义为虚拟DPU。DLCS-3000的MMI站支持虚拟DPU映射功能,通过通讯接口将非本系统的控制设备或现场智能仪表在逻辑上映射为系统的一个DPU节点,如同操作本系统的其它DPU一样,这样使系统能适应各种控制应用场合。
人机接口MMI
DLCS-3000的人机接口站采用高性能的Windows NT/2000为平台的PC工作站,可以使用户直接和实时地获得生产过程的运行数据,安全有效地进行整个过程的控制和管理。人机接口站包括操作员站、工程师站、历史数据站、计算站均采用相同的硬件平台,通过下载和运行各种本公司开发的过程监控及信息管理软件包来实现对生产过程的全过程控制,图形界面模块化软件包,使DLCS-3000的操作更为方便、性能更优越。
操作员站OPU
操作员站OPU采用开放结构,选用高可靠工业PC机,配以CRT监视器、打印机、触摸式键、鼠标/跟踪球组成完整的操作员站。
OPU的特点
●高性能主机,高分辨率图象显示
●Windows窗口显示,三维空间显示画面
●图形响应速度<1s
●图形动态信息刷新速率≤1s
●多种信息直接调用
●屏幕软手操,直接完成对过程的控制
●高分辨率实时/历史趋势显示
●增强报警处理、显示及语言功能
●在线检索/显示/打印历史数据
●在线图形、报表、成组、棒图显示及定义
●高分辨率图形彩色拷贝
●多级安全限制
●可以运行Windows兼容的第三方软件VB及Active X控件
●多级系统自诊断。诊断层次:数据通讯网、节点、I/O卡件、通道
●全汉化显示,支持中英文显示界面
工程师站ENG
DLCS-3000工程师站与操作员站相同配置,可以作为一个全功能的操作员站。工程师站附加的工程师工具软件完成整个系统的功能组态、组态数据下装、修改与维护。
工程师站提供数据库生成工具,图形方式的流程图生成工具,图形方式的DPU组态调试工具,使用户工程师以可视的图形干预/组态/调试控制过程。
I/O子系统
I/O站
I/O站由机箱、I/O总线板、I/O站通讯卡、I/O卡组成。I/O站的设计符合国际标准、可安装14块卡件。其中,I/O站通讯卡二块,I/O卡件12块。I/O通讯卡与冗余DPU通讯,I/O卡分别与相应端子板连接,I/O站根据现场应用场合的不同灵活配置,可以组成汽轮机阀门控制站、OPC控制站及各种功能I/O站。
I/O站与DPU安装在DPU机柜内。DPU柜与I/O端子柜配合使用。
I/O卡件
DLCS-3000的I/O卡件是带CPU的智能型输入/输出卡件,输入/输出信号的转换与处理在卡件内完成。可在本地及远程I/O系统中使用。
卡件采用标准化设计,卡件的类型有:模拟量输入卡AI、模拟量输出卡AO、数字量输入卡DI、开关量输出卡DO、脉冲量输入卡PI、回路控制卡LC、伺服控制卡LC-S、转速测量卡MCP、伺服阀控制卡VCC、汽轮机超速控制与保护卡OPC、汽轮机逻辑保护卡LPC、电气控制备用电源控制卡BZT及同期控制卡SYN、I/O通讯卡BC/BCnet。
DLCS-3000的I/O卡件由进口件组装,采用SMT工艺,I/O卡件的电磁兼容性通过国际权威测试机构ITS公司CE—EMC测试认证并取得证书。
每块卡件都有运行状态指示灯,MMI站可以有效地诊断与检测卡件及通道的运行状态。 实现了故障自诊断与带电插拔。
I/O端子柜
I/O端子柜与DPU机柜配套,安装I/O卡件的适配端子板。现场I/O信号进入I/O端子柜内对应端子,每一块端子板用预制电缆与DPU机柜内的对应的I/O卡件连接。
对于一些小系统,可将端子板安装于DPU机柜内。对于远程I/O系统,远程I/O站与端子板安装于远程控制柜内。
电源系统
DLCS-3000系统的电源放置在DPU机柜的上部,提供5V、24V电源,1:1冗余配置,为I/O卡件及现场变送器提高可靠的供电电源。I/O卡件采用了隔离技术,现场与控制系统的电源完全隔离。
DPU电源安置在DPU组件内。
DLCS-3000分散型控制系统的软件体系
DLCS-3000系统的软件体系分为人机接口站MMI软件、DPU站的过程控制软件与GTW软件三大部分,通过系统网络与I/O网络的通讯软件融为一体,交换各种数据及管理、控制信息、完成工业生产过程的实时控制,监视与操作。
DLCS-3000系统的软件设计思想是:使用方便,便于调试、容易理解、给设计留下进一步开发的空间,给用户留有扩展功能的空间。系统的软件是一整套完善的适应过程控制的软件系统,它提供用户最优化过程控制和管理能力,既能生成数据采集、回路控制、顺序控制、优化控制的策略,又能组成从简单到复杂,从常规到优化的各种控制算法。
这套软件是建立在开放系统互连模型上的以对象为基础的通讯结构,允许将功能和计算能力分散,并提供与不同制造商的计算机系统的连网能力。
特点:
●软件的可移植性,可连接性和可互操作性
●全局数据库
●友好的人机界面
●SAMA图与组态图一致的图形化组态
●开放的开发环境
1.操作员站软件
MMI总控软件
DLCS-3000总控软件是实时数据库管理及网络通讯管理系统。在启动其它任何MMI或GTW软件时,必须启动总控软件,也即启动XDPS实时数据库和实时网驱动程序。
●指示实时网状态
●设置项目数据路径,用于项目的组态数据。
●显示MMI节点号与MMI级别,显示当前实时网上具有最高级别的MMI节点号和级别。
●网络管理权,最高级别的MMI具有网络管理的职责,校对网上节点的时钟。
●让用户启动其它MMI软件,运行自检、数据一览等软件,具有工程师站级别的MMI运行DPU组态、图形生成等组态软件。
自检
●冗余实时数据网上各节点的运行状态监测。
●系统中各分散处理单元(DPU)中各I/O站工作状态监测。
●各I/O站内各输入输出卡件上各通道的状态监测。
图形显示
图形显示软件是操作员站的主要软件,是人机交互的界面接口,在一个系统中,可以根据系统大小配置若干个操作员站。操作员站为操作员提供基于CRT的控制操作,图形显示和报警监视显示的内容
●模拟流程图和总貌显示
●统计结果显示
●过程状态
●特殊数据记录
●历史数据显示
●趋势状态显示
单点显示
单点显示监测全局数据库中某一测点实时数据的变化,能在线修改测点的状态、报警、实时值。
数据库一览
数据库一览XList用来监测全局数据库中测点实时数据的变化,具有简便直观的操作界面,绝大部分功能与设置均在画面的工具条上,与Windows应用程序相似。按下工具栏中的图标按钮,无需通过菜单或对话框中去查找。
数据库一览软件提供完善的观察手段。
●根据测点的静态特性过滤输出:测点类型、服务器、节点号、测点组、测点名。
●根据测点的动态特性过滤输出:品质坏点、扫描点切除、报警点、报警未确认点。
●命令行中指定过滤参数,程序启动后直接显示目标测点。
●单个测点查找。
●测点显示输出项目选择。
●打印输出,支持本地打印及网络打印,打印格式“所见即所得”。
XList还能与系统中的其他模块协同工作,方便系统的调试和控制。如:
●调用单点Single在线修改测点设置和实时数据。
●拷贝指定测点至系统其他模块,如趋势Trend。
XList具有简便直观的操作界面,绝大部分的功能和设置均反映在工具条上,一目了然。用户无需到菜单或对话框中去查找所需的功能。
报警一览
报警一览用来监测全局数据库中报警测点实时数据的变化,使用不同的字体颜色直观地标注了各报警测点的优先级。
报警一览提供了完善的观察手段,画面上显示工具栏、过滤栏、标题栏、测点视图、状态栏。以Windows常用的方法观察相关的测点。
●根据测点的静态特性过滤输出,过滤栏显示:测点类型、服务器、节点号、测点组、报警优先级。
●在命令行中指定过滤参数,程序启动后直接显示目标测点。
●测点显示输出项目选择。
●测点视图中,报警测点按其发生时间由新至旧顺序排列,保留报警状态变化时数值与状态,符合过滤条件的测点进入报警一览,并出现在测点视图的顶端。
●打印输出
●报警弹出功能,及时提醒操作员系统的状态。
●状态栏显示报警一览中所有测点的统计数据,包括测点总数,测点总数中的报警点、坏点、复归点的数量。
报警一览软件具有简便直观的操作界面,绝大部分功能和设置均反映在画面上,以图标方式显示,直接用鼠标/跟踪球按击对应的图标,进行浏览操作,单个测点查看。系统调试和控制操作、打印输出操作、其他辅助操作无需通过菜单或对话框中查找。
●测点过滤,命令行过滤
●周期性扫描全局数据库,刷新测点视图,也可以停止扫描只是静态显示过去读取的测点。
●测点输出项目选择
●行移动和视图翻页
●单个记录查看
●在线确认单个报警测点
●在线确认整页报警测点
●打印预览与打印,支持本地打印与网络打印,打印格式-----“所见即所得”。
●测点状态标注,以不同的测点行字体和背景颜色表示报警优先级,确认与未确认。
报警历史
报警历史软件用来显示报警实时队列和报警历史文件的记录,用不同的字体颜色标志记录的类型。
报警历史提供了完善的观察手段,通过画面上的工具栏、过滤栏、标题栏、测点视图、状态栏,以Windows常用的方式点击图标,观察所关心的记录数据。
●报警记录的来源
●报警记录类型
●报警记录的静态特性:节点号、测点组、最低报警优先级
●单个记录查看
●打印输出
报警历史具有简便直观的操作界面,绝大部分功能和设置均在画面上的工具栏,以图标方式显示,直接用鼠标/跟踪球按击对应的图标,选择实时队列/历史文件浏览记录类型,单个记录显示、打印预览、打印输出及其它辅助操作,无需通过菜单或对话框中查找。
●选择报警记录来源,实时队列与历史文件,实时队列可以记忆1000条记录。
●显示模拟点与开关点报警记录、品质坏点记录、通告记录、操作记录、操作回答与不同的记录类型。
●显示报警记录的报警时间、节点号、性能。
●显示报警记录的服务器号、节点号、测点组、优先级。
●单点记录显示
●打印预览与打印,支持本地打印及网络打印,所见即所得的打印格式。
●定周期地扫描实时队列,刷新记录视图,也可停止扫描,静态地显示过去读取的记录。
●记录状态标注,以不同颜色表示品质、报警级别、通告、操作、操作回答。
实时趋势和历史趋势
实时趋势和历史趋势是以图形的方式显示测点的实时趋势和历史趋势。
●趋势点配置
●实时趋势显示趋势点的实时值
●历史趋势显示历史收集记录点历史值
●图形方式与文本方式显示数据
●打印输出
报表打印
报表打印程序为用户提供选择报表格式和选择打印时间的用户界面。
●周期型报表:选择打印的报表页名称和报表的起始时间。
●触发型报表、追忆记录、SOE记录,选择打印内容的起始时间和结束时间。
条件触发器
条件触发软件用于当满足给定条件时推出相应的操作画面,或定时翻动画面。
●模拟量触发:低低限、低限、高限、高高限触发推出图形。
●开关量触发:正常状态变为报警态时触发推出图形。
2.工程师站软件----先进实用的图形组态软件
DLCS-3000提供了统一的分布处理平台软件,经过不同的定义或组态,构成不同功能的信息控制系统。XDPS的组态主要为全局点目录组态和独立的节点组态。
工程师软件属于MMI,工程师站属于MMI站的一种。安装了有关工程师软件的MMI站为工程师站。
工程师站软件主要是DCS工程师维护和管理系统的工具软件,这是一套先进实用的图形组态软件。主要包括网络设置、全局点目录组态、DPU组态、MMI过程图生成、报表生成、历史数据和日志记录的组态等。因此可以说,工程师软件是构造系统应用的必备工具。
全局点目录的组态
全局点目录是系统的分布式数据库。它是系统各节点实现共享数据的基础。全局点目录是一个列表文本文件,直接采用字处理器进行组态。它定义了在节点间的全局点的定义信息,包括测点名、描述、所属DPU号、分组分区信息、单位。
在进行DPU组态或运行MMI软件前,全局点目录必须预先组态好,在组态DPU、MMI的各方面都需要点目录存在。而且各MMI节点上必须安装相同的点目录文件。
系统的DPU将需共享的点以上网功能块的组态形式,按点目录意义的索引号广播到实时网上,MMI按照点目录接收所有DPU广播的全局点,DPU则以点目录定义的索引点为基础,用下网功能块挑选接收需要的全局点。
全局点目录以文本文件的方式存放,全局点目录组态可用通用文本编辑工具、数据库生成工具进行离线组态。Windows中的NotePad和Writer是很方便和常用的工具。
DPU图形组态软件
DPU在线组态软件主要完成对DPU或VDPU的在线组态、调试、组态文件保存的任务。软件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DPU。可上装DPU中的组态,再保存到磁盘上。可在图形组态界面上直接对DPU进行修改、操作、调试、观察趋势曲线等。组态界面符合IEC-1131-3中功能块图形组态的标准。
由于是在线组态软件,它必须在已有点目录基础上进行。而DPU组态软件仅用于定义某一个DPU的I/O和算法,即控制策略。在定义DPU与其它DPU的关系时,必须依靠点目录来统一上下网点的标识。因此,在开始在线DPU组态前,必须生成好所需的全局点目录。
图形组态软件的特点
●符合IEC-1131-3功能块图形语言标准。
●集离线和在线修改调试于一体。
●每个DPU可定义999个页,每个页可包含999个功能块。页的执行周期为50ms~10s可调。
●打印和显示采用所见即所得方式,形式类似于SAMA图。用户可不用画SAMA,直接用本组态软件组态,再存盘打印存档。
●所有的组态内容,包括连线、注释等都可直接从DPU或磁盘文件中全部恢复。
●可脱离系统离线生成全局点和控制策略,便于大系统的分工实施。
●在单台PC机上开出虚拟DPU,可对组态进行全面真实的仿真。
●具有近百种预定义的功能块,用户还可自定义新的功能块。
●功能块的添加和连线采用拖放形式,非常简单直观。
●在线调试时,功能块的输出脚上标出实时值,开关量连线用红和绿表示1和0。
●在线调试时可禁止或开放页和功能块的扫描,可对功能块输出置值,进行局部调试。
●在线调试提供直观方便的趋势和操作器功能。
●DPU或虚拟DPU都用本软件进行组态。而虚拟DPU还可应用于单控制器、SCADA、RTU等场合。因此,其组态功能极为强大。
DPU图形组态软件可以实现在线组态、离线组态和远程组态,组态功能已超过目前已经进口的DCS系统。
离线组态
离线组态的组态对象是文件,用户具有增减修改页和功能块的所有权利。
在线组态
MMI站的级别由高到低依次是:SENG、ENG、SOPU、OPU四种。OPU级别只能读、对组态只能上装。SOPU级别具有组态中修改功能块参数的权限。ENG则具有对DPU的操作和所有组态的下装、增加删除页和功能块的权限、能修改DPU、页和功能块的属性。SENG在ENG权限的基础上,还有上下装文件的权限,可进行DPU软件升级。
具有ENG和SENG级别,可进行DPU在线操作和下装组态。
●DPU属性编辑
●组态页的增加、删除和页属性编辑
●页编辑的缩放、平移、前一视窗、全景等变换。
●功能块的增加、删除和参数修改。
●功能块输入输出间的连接。
●功能块和连线的选中与编辑。
●在线修改和调试。
●查找8种不同功能块属性、相应的页。
DPU的远程组态和调试
DPU图形组态软件是基于TCP/IP的,因此,可利用NT内置的RAS技术,可方便实现算法远程组态和调试。
图形生成软件
图形生成软件是DLCS-3000组态流程图的工具软件。
DLCS-3000的图形以其特有的格式,按紧凑的二进制文件存放。图形文件的大小,以其复杂度有3~50K。
通过图形生成软件,用户可在一幅中生成三种大类的图形目标对象,静态基图对象、动画连接对象和特殊对象。静态基图对象包含了各种线段、填充形、文本、位图等主要绘画对象;动画连接中包含了值或状态变化引起的颜色、闪烁、数字串、填充色、位移等动画描述,还包括鼠标或键盘操作发出操作命令的触摸连接;特殊对象中则包括了类似于控制的趋势图、X-Y曲线、报警、特殊位图动画等。这三类对象,还可组态成组对象,组对象还可以库文件的方式存盘,极大方便了对象的重用、复制和共享,加快工程进度。
图形生成软件提供了对这些目标对象和组对象进行生成、编辑、拷贝、修改的手段,让用户在很短时间内生成彩色图形,通过图形显示软件,与实时数据库连动,并接收操作指令,完成直观的显示与操作任务。
图形生成软件是一个在Windows下运行的32位窗口软件,可同时编辑几个图形,并管理图形库。图形与图形之间、图形与库之间可很方便地进行图形对象的共享。
报表生成和再现
DLCS-3000的报表系统是基于MS EXCEL电子表格软件之上的。报表的收集软件将需收集和统计的数据按定义存放入数据库(一般采用Access),由报表再现软件打印出报表。
DLCS-3000制表系统包括两大部分功能:数据收集和数据再现功能。数据收集应用程序运用了ODBC (开放式数据库互连)的概念,收集的数据可以写入用户定义的支持ODBC的数据源中,这样用户不仅可以运用我们提供的数据再现工具再现、统计、打印记录的数据,而且可以运用通用的数据库管理工具再现收集的数据,提高了系统的开放性。XDPS制表数据再现是基于EXCEL 7.0的应用程序,充分利用了EXCEL功能,方便了用户配置各种样式的报表。
XDPS报表包括周期型报表、触发型报表、追忆数据型报表、SOE型报表。周期性报表是指在一定的时间内所形成的报表,如时报、班报、日报、月报等。触发型报表是指当给定的条件满足时生成的报表。事故追忆是对事故发生过程的记录,一般过程为当某一开关量发生跳变时,记录跳变之前一段时间的数据和跳变之后一段时间的数据。SOE是指事件跳变序列,它是高速采样(<1ms)开关量板采集到的开关量跳变序列,SOE型报表就是记录和再现这些跳变序列,以供分析事故使用。
由于报表生成是基于MS Excel之上的,用户可利用Excel的所有功能,直观方便地生成各种式样的报表,包括列表、统计、直方图、编辑图等等。除此之外,XDPS还提供了编排和读取记录数据的VBA宏,使报表生成更为方便。
报表再现软件与报表生成软件集成在一起,也基于MS EXCEL。再现软件提供了直观的界面,由用户选择已生成的报表类型和时间段,预览或打印各种报表。再现软件在XDPS系统中同时可作为服务器,接收来自远程操作站的打印指令,打印出指定的报表。
历史记录软件
历史记录分为历史数据和报警日志记录器与周期和触发报表记录器二个,此两个软件可记录系统中所有的数据和事件。
历史数据记录模拟点和开关点的历史趋势。记录的点及周期可由组态定义。点数最多可达全部全局点,周期最小为0.5秒。记录存放的天数由磁盘容量、总数和周期综合决定。通常,2GB的硬盘可存放一个月的历史数据。
报警日志记录器记录系统中的所有发生的报警和系统日志。日志包含操作记录、软硬件的故障或异常、用户登录、软件启停等。从报警或日志中,可查出被控对象异常情况引起的原因。
周期和触发报表是按周期或定义的事件得到满足时产生的报表,记录在数据库中,可由再现软件随时调出。报表内容可以是对实时数据的统计结果。
追忆及SOE记录包含在触发报表中。追忆记录了触发事件前后一段时间的数据;SOE则是分辨率达到1ms的开关量变化的排序列表,以便分析被控系统中哪一部分先出故障。
以上所有记录构成系统的历史记录。历史记录存放于磁盘上,达到一定容量(一般为几个月后),可手动或自动备份到后备磁盘或删除。
DPU软件
DPU是DLCS-3000信息自动处理和控制的基本单元。DPU周期地从I/O卡或网上获得输入测点,经过用户组态的控制运算,再将结果输出到I/O卡件或网上。形成一个控制信息闭环,周而复始。在此期间,DPU还接收来自操作员的操作指令,对控制作出调整。DPU内的控制策略(算法)由工程师预先组态好,也可被在线地修改调整。DLCS-3000对DPU的组态工具采用了图形界面,符合IEC-1131-3标准,以方便对DPU的组态和调整。
DPU软件是一种可运行于Windows 32位环境下的模块化软件。采用RMX-X实时多任务操作系统,驱动显示器、键盘、网络、Bitbus通讯、串行通讯。它可以装载多个不同的I/O驱动程序,以驱动不同的I/O硬件,目前已包括以下几种:
●RS-485的Bitbus或Ethernet连接本公司的I/O卡件系列,用于本地及远程I/O。
●多个RS-232串行接口,用于连接本公司DEH-III的I/O卡件系列。
●ISA/PCI总线上的工业I/O卡件。
●RTU驱动,可连接DNP、CDT、SCHDI协议的RTU设备。
●Profibus驱动,可连接标准的Profibus设备。
●Hart驱动,可连接标准的Hart设备。
●893驱动,可连接标准的893设备。
●Modbus驱动,可连接标准的Modbus设备。
DPU总与TCP/IP的网络相连,网络可以是冗余的或单网。在单节点的XDPS系统中,可以没有物理网卡,但TCP/IP协议一定要存在。
DPU软件通常运行在单独的特别配置的工业PC机上,包含主机卡、网卡、I/O驱动卡。主机卡上往往带有VGA显示口和电子盘(Disk ON Chip)。主机卡上运行RMX-X实时操作系统。
DPU软件还可宿主在WindowsNT/2000的MMI站上运行。这种DPU往往又称为虚拟DPU或VDPU。VDPU的表现特性与DPU完全相同,具有单独的节点号,可冗余,可带或不带I/O驱动,也用DPU图形组态进行组态。在需节省硬件和需作仿真的场合,VDPU大有用武之地。
DLCS-3000的DPU软件具有可配置的特性,除可接多种驱动外,其节点号、是否具有SOE功能、用户名和口令都可根据不同应用设置。用户的级别很好地限制了没有权限的DPU操作和组态,起到安全防范的目的。
通过与MMI上DPU的配合,DPU软件可进行离线或在线升级,使维护变得非常方便。
与其它系统的接口软件(GTW)
与其它系统的接口软件称网关软件(Gateway或GTW)。GTW软件通常用于系统与其它的仪表、PLC、DCS、MIS等等的数据交换。应用于系统中的一些特殊的计算软件,如热力计算、负荷分配、无功功率分配等,也称为GTW软件。
系统提供了一套标准的实时数据库VC++的接口规范,按照此规范,用户可编制各种应用软件,存取XDPS的实时数据库。不久的将来,系统还将提供基于MS COM组件的实时数据接口规范,使编制特殊的GTW软件更为方便。
目前,DLCS-3000的GTW软件,可提供以下几种:
●通用级联GTW软件,可用于RMIS、值长站软件及系统间的数据交换。
●基于RS232的DEH与DCS的接口软件,包括WDPF、西门子系统等。
●Modbus接口软件,可用于与各种系统的连接,如MAX-1000、I/A、西门子系统等。
●支持OPC标准,可将数据传送给SIS系统数据库平台,如PI、Oracle、MS SQL、SYBASE等。
●Infi90的CIU接口软件
●FTP接口软件
●893接口软件
●写文件方式的MIS接口软件
●写数据库方式的MIS接口软件
●多种巡测仪接口软件
●功率仪表接口软件
●通用AGC通讯接口软件
●GPS卫星时钟校时接口软件
有些设备用DPU的I/O驱动也可以接口。但I/O驱动与GTW是有区别的。GTW一般只能实现测点值的信息交换;而I/O驱动可方便地实现组态、报警、控制运算等;但由于GTW软件是单独编程,只要愿意写复杂的程序,可以完成许多特殊的功能。通常一些简单的和要求特殊的接口或计算软件采用GTW方式完成。
DLCS-3000分散型控制系统可靠性设计与质量保证体系
高可靠性设计
----最小故障率
●成熟技术应用和验证措施
●与现场全电气隔离
●各功能部分独立供电
●关键部件的降额使用
-----最小故障后果
●1∶1冗余配置
●软、硬件功能自治
●软、硬件分散结构
●通讯网络冗余
●操作员站与工程师站互为冗余
-----最短维修时间
●易维护性的硬件结构
●模件种类最少
●标准软、硬件平台
●在线诊断和在线维修能力
-----完善的安全保护措施
●多级口令保护
●误操作警示
●分级功能闭锁
●断电安全状态设计
----通过CE—EMC测试认证的I/O卡件
●对电磁环境的耐受程度附合IEC61000—4标准
完善的质量保证体系
DLSC-3000完全按照严格的质量保证体系进行开发、设计、生产,符合ISO、IEC、IEEE、ISA、NEMA等国际标准化组织的有关规范和标准。新华公司的质量保证体系遵循ISO-9001标准并已通过国内及国际认证。
-----严格采购控制,保证进货质量
●所有的系统元器件、接插件均由国外直接进口,并全部采用国际上知名的高质量产品。
●所有的控制计算机主机均直接从制造商进口。
-----加强进货检验,严格筛选老化
●元器件经过高低温冲击严格筛选,通过生产检验和老化试验。
●整部件及计算机主机均经过高低温冲击试验及24小时55℃高温通电测试。
-----系统联调考机,确保现场投运成功
●DCS系统总装完成后均连接仿真器进行全工况闭环调试
出厂前连续长时间通电考机三~六个月,进行全面测试及老化。
系统的技术性能指标
精确度
●模拟量输入大信号误差:≤0.05%
●模拟量输入小信号误差:≤0.1%
●模拟量输出误差:不大于0.2%
●事件顺序记录(SOE)时间分辨率:<1ms
●系统内时间同步误差:
I/O站内(各I/O板之间)不大于0.25ms
I/O站间<1 ms
抗干扰能力
●模入通道共模干扰抑制比:>120db
●模入通道差模干扰抑制比:>60db
●输入回路绝缘强度 1000V
网络性能
●I/O网络通信速率:Bitbus375K~2M bps,以太网10Mbps。
●系统网络通信速率:10M~100M bps
实时性
●实时数据扫描周期:开关量>50ms;模拟量100ms
●控制周期:50~5000ms可调
●实时画面响应时间:<1s
可靠性措施
●冗余电源
●冗余系统网络
●冗余分布式处理单元(DPU)
●冗余I/O模块
●带电更换板件
●模出保持(系统不失电)
●系统可靠性评价
系统平均无故障工作时间(MTBF)和可用率:
系统MTBF不低于150000h。
系统可用率不低于99.95%
电源性能
●交流供电:220VAC±10%,47~53HZ
●直流输出:现场电源模块24V最大负载时压降不大于1%,系统电源模块5V最大负载时压降不大于1%。
●纹波系数:现场电源模块不大于1%,系统电源模块不大于1%。
●保护:
过电流保护:负载达到额定值105%~150%时保护
过电压保护:输出电压达到标称值140%~170%时保护
容量
●全局实时数据库容量:64000点模拟点,64000开关点
●分布式处理单元(DPU)最大容量
I/O点数:1536点
控制回路数:无限量
根据系统负荷、系统控制周期、控制机柜的物理空间容量要求,一个I/O站的控制回路数及I/O点数建议为:
-脉冲量输入、模拟量输入/输出点数:≤192个
-开关量输入/输出点数:≤384个
-中断开关量(SOE)点数:≤384个
●历史数据库容量:16000点,典型3个月,最长取决于硬盘。
●实时画面数量:>500幅,取决于硬盘。
●每幅画面动态刷新点数量:>512。
●系统网络节点数量,总数250个
工程师站(ENG)/操作员站(MMI):40个
分布式处理单元(DPU):80个
●报表:基于Excel,数量与容量没有限制。
系统负荷率
典型配置情况下:
●操作员站(MMI)<40%
●分布式处理单元(DPU)<40%
●系统网络<20%
对现场信号的接口特性
●AI输入阻抗
电压型信号 10MΩ
电流型信号 250Ω
●AO最大负载(24V供电)
4~20mA 1KΩ
0~10mA 2KΩ
●DI干接点
查询电压48V时导通电阻小于10KΩ
关断电阻大于100KΩ
查询电压24V时导通电阻小于5KΩ
关断电阻大于50KΩ
●DO最大负载能力
阻性:250VAC 10A30VDC 10A
感性:250VAC 4A30VDC 4A
●PI最高频率20KHZ
●各种I/O信号回路均加有过压及过流保护电路,防止从信号线串入高电压及大电流造成内部系统的损坏。
8.XDPS输入/输出卡技术数据
| 类型 |
通道 |
信号范围 |
模拟量输入AI |
8-16 |
电流4~20mA 热电偶-50~+50mV
电压0~10V,-5~+5V, 热电阻PT100,PT50,Cu50 |
模拟量输出AO |
8 |
电流4-20mA/电压1-5V,0-10V |
开关量输出DO |
16 |
功率继电器NO/NC输出
AC220V10A或DC30V/10A |
数字量输入DI/SOE |
32 |
干触点/晶体管/BCD码输入
软件消抖动处理,作SOE时分辨率<1ms
查询电压24V或48V |
| 脉冲量输入PI |
8 |
1~20KHz
无源晶体管输入,查询电压5V/15V/24V
有源波形输入Vpp>0.2V
旋转编码器相位信号输入 |
| 脉冲量计数卡SMC |
4 |
1Hz~50KHz |
回路控制卡LC |
双回路,每个回路接模拟后备手操器 |
数字量输出4路 继电器触点NC/NO输出DC30V/2A
模拟量输入8路 4~20mA/0~10V/-5~+5V
模拟量输出2路 4~20mA/1~5V
数字量输入2路 干触点/晶体管输入/采样电压24V或48V |
| 伺服控制卡LC-S |
双回路,可接开关后备手操器 |
模拟量输入8路4~20mA/0~10V/-5~+5V
模拟量输出2路4~20mA/1~5V
数字量输入2路,干触点/晶体管输入/采样电压24V或48V
数字量输出6路,其中4路可直接作为伺服放大输出 |
| 通讯控制卡BC |
可冗余 |
RS485物理接口2M BPS
BitBus通讯方式 |
| 网络通讯卡 BC—NET |
可冗余 |
以太网IEEE802.3 |
| 测速卡MCP |
4 |
1~8000r/minVpp>0.2V,30齿/37齿/60齿可选 |
| 高速采样卡 MCP—OPC |
1 |
1000Hz~4095Hz |
| 伺服阀控制卡VCC |
一个伺服阀 |
模拟量输入2路 位移传感器直接波形输入
模拟量输出1路 0~40mA/-40~+40mA
数字量输入8路 干触点/晶体管输入/采样电压24V
DEH TV/GV/IV手/自动逻辑
MEH LP/HP手/自动逻辑 |
| 汽轮机超速控制与保护卡 OPC |
三选二 |
数字量输入 8 路
数字量输出 2 路 |
| 汽轮机逻辑保护卡 LPC |
三选二 |
数字量输入 24 路
数字量输出 6 路 |
| 备用电源控制卡 BZT |
12+10 |
数字量输入 12 路
数字量输出 10 路 |
| 同期控制卡SYN |
检同期同步发电机并网 |
8路PT交流量输入100VAC/50Hz
8路DI查询电压 24V
12路DO |
环境条件
●工作温度:-20℃~+60℃
●贮存运输温度:-40℃~+85℃
●工作相对湿度:10%~95%不结露 |