TDC3000

仪表高级工培训扬子石化电仪分公司雷庆国二００九年十一月TDC3000系统授课内容第一章概述第二章TDC3000系统硬件第三章TDC3000系统的组态第四章TDC3000系统的维护第一章概述DCS（DistributedControlSystem）：集散控制系统（集中管理、分散控制）是一种相对的分散，无法做到完全分散（现场总线）；基于“4C”技术：控制、通讯、计算机、CRT；主要组成部分：控制站、操作站（人机接口HMI）、通信网络。TDC3000的发展阶段：美国Honeywell公司开发研制1975年：TDC2000（DataHiway）1988年：TDC3000（UCN）90年代：TPS（TotalPlantSystem）第一章概述一、系统结构第一章概述二、LCN网概述（局部控制网）通信方式：串行传输，传输速率5MB/S；网络拓扑结构：总线型网络、令牌传递（逻辑环）；传输介质：同轴电缆，终端电阻75Ω；通讯距离：每段≤300m；本地网节点≤40；若有远程设备，通过LCNE扩展（光纤≤2Km），节点数≤64；LCN网总长≤4.9Km。1、特点2、网络扩展情况同一LCN网：远程网段通过LCNE（XLCNE）扩展；不同LCN网：NG连接第一章概述3、网络上的主要节点设备HM：历史模块（用于数据、文件的存储）过程数据（瞬时值、平均值、历史值）事件（过程事件：参数报警、操作改变；系统事件）文件（系统文件：NCF；用户文件：流程图等）AM：应用模块UCN网间数据通信桥梁；执行先进控制、复杂运算；运行各种先进控制软件包（LOOPTUNE、RMPCT…）第一章概述操作站（人机接口）万能操作站US：专用操作系统（OPR操作员属性、UNP万能属性）UXS：UNIX操作系统（US基础上增加工业标准的协处理器）全局用户操作站GUS：Windows操作系统（LCNP）CG：上位计算机接口（RS422）；NG：网络接口模块（网关），连接不同LCN网络；NIM：网络接口模块，连接LCN、UCN网，网间通讯协议转换、时间同步等。第一章概述三、UCN网概述（万能控制网，面向过程控制）通信方式：并行传输，传输速率5MB/S；网络拓扑结构：总线型网络，采用MAP协议，兼容IEEE802.4；传输介质：同轴电缆（粗缆Trunk≤750m；细缆Drop≤50m），终端电阻75Ω；一条LCN网≤20个UCN网；每个UCN网≤32对冗余设备；支持点对点通讯（PeertoPeer）：同一UCN网的不同控制器间1、特点2、网络上的主要设备网络接口模块NIM逻辑管理器LM：类似PLC第一章概述安全管理器SM：TRICONESD与TDC3000系统间的接口设备，实现系统间的数据传输；过程管理器/先进的过程管理器/高性能过程管理器PM/APM/HPM构成：管理器模件（PM/APM：4，HPM：2）区别：HPM设计结构更简化、紧凑；运算、处理能力大幅提高（APM160PU→HPM800PU）；支持HLAI、STI、AO、DI、DO卡冗余（PM/APM不支持DI/DO）四、TDC3000系统的冗余功能通讯网络：LCN、UCN必须冗余；LCN网设备第一章概述可冗余设置：AM、NIM、NG；其余节点设备均不冗余（特别注意HM只能做到硬盘冗余）；US操作站可通过软件组态，实现冗余功能。UCN网络设备管理器均可冗余设置：PMM/APMM/HPMM/LMM/SMM；I/O卡件：HLAI、STI、AO、（DI、DO）第二章TDC3000系统硬件一、LCN节点的硬件构成卡笼箱结构：双节点卡笼箱、五槽卡笼箱（单节点）节点硬件构成：处理器卡（主板，K2LCN、K4LCN-4/8/16）、属性卡及相应的接口卡（如：LCNI/O）五槽卡笼箱双节点卡笼箱第二章TDC3000系统硬件K2/K4LCN卡状态信息绿色，自检通过红色，节点地址或错误信息黄色，数据发送状态红色，各种故障状态第二章TDC3000系统硬件LCN节点硬件地址设定方法在K2LCN/K4LCN卡上设定；硬件地址需与软件组态相一致；地址按二进制计算，短接片拔出为“1”，插入为“0”；最高位：奇偶校验位，保证拔出的短接片为奇数；图中所示地址为：20+21+23+25=43第二章TDC3000系统硬件UCN节点硬件地址设定方法PM/APM/HPM在卡笼箱底板上设定；NIM在modem卡上设定；地址按二进制计算，短接片拔出为“0”，插入为“1”，奇校验模式；主/冗余节点地址均设置为奇数，软件对冗余节点自动加1。第二章TDC3000系统硬件1、HM（以五槽模件箱为例）硬盘：SLOT4、SLOT5；左、右托盘（最多2个硬盘）；有单盘冗余/不冗余、双盘冗余/不冗余4种结构类型。属性卡：SPC温盘驱动器控制卡，SLOT2；第二章TDC3000系统硬件卡笼箱背面I/O卡SLOT5：WDII/O（温盘驱动器接口卡）；SLOT2：SPCI/O（扁平电缆与WDII/O相连接）SLOT1：LCNI/O属性软件在线属性（HMO）：正常属性，支持所有系统活动，如：为节点提供文件服务；历史数据采集和存储；离线属性（HMI）：特殊属性，仅支持HM自身工作（HM初始化、HM故障修复后的数据恢复）。HM初始化：根据NCF文件卷组态内容，对HM存储目录结构创建、存储空间分配，将覆盖原先所有数据。历史卷（历史数据）系统卷（系统文件）用户卷（用户文件）第二章TDC3000系统硬件HM初始化适用情况系统初次建立；软件版本升级；增加用户文件空间；增加非操作站节点设备；HM非冗余硬盘故障HM启动方式自启动方式：上电后自动加载HMO属性文件（停电后≥5s才可重新上电）；手动启动方式：手动加载HMI属性文件，进行HM初始化（上电后立即按复位按钮）第二章TDC3000系统硬件组成：主机、显示器、键盘、触屏、轨迹球、驱动器、打印机；主机：K4LCN主板、EPDG属性卡（增强型外设驱动接口卡，提供与上述各外设的接口）属性文件操作员属性（0PR）：仅能操作、监视；万能属性（UNP）：实现系统全部功能（如组态等）2、US操作站第二章TDC3000系统硬件3、其余节点的构成正面背面AMAMR/EAMR（冗余接口卡）AMR/EAMRI/OCGCLI（计算机通信接口）CLII/ONGNGI（网络接口）NGIO或NGFORM（光纤连接）NIMEPNI（增强型网络接口）NIMMODEMLCNI/O五槽模件箱：单板，LCNA/B缆接在同一个卡上；双节点模件箱：A、B缆分别提供接口卡（CLCN-A、CLCN-B），分别位于上、下节点的背面第二章TDC3000系统硬件二、UCN硬件构成1、主要设备电缆（主干、分支）、TAP电缆连接器、终端电阻、过程设备第二章TDC3000系统硬件TAP头的隔离端与非隔离端顺次相连；TAP头的空端必须接75欧终端电阻；主设备与对应冗余设备的A缆或B缆必须接同一个TAP头；A/B电缆必须与设备对应的A/B接口相连。2、UCN网络电缆连接注意事项作用：实现TAP与UCN网间的隔离，使UCN网上各设备相互隔离，避免设备失效影响其它网络设备。结构形式：主干电缆一进一出；分支电缆接口2/4/6/8。3、TAP电缆连接器（TAP头）第二章TDC3000系统硬件4、高性能过程管理器HPM1）组成高性能过程管理模件HPMMa)高性能通信/控制处理器（SLOT1）：与UCN网通信、控制运算；b)高性能I/O链路处理器（SLOT2）：IOP与HPMM之间的数据传输；c)MODEM：UCN接口模块，连接UCNA/B电缆。I/O子系统：IOP卡件、FTA（现场端子板组件）等；电源系统连接电缆：FTA电缆，卡笼箱供电电缆，I/OLink电缆第二章TDC3000系统硬件2）主要功能输入/输出处理；（I/O卡实现）控制及运算处理；（软点实现，常规控制、顺序控制、逻辑控制等）报警功能；（过程参数的越限报警）网络通信功能；（与其它UCN设备共享数据）点对点通信；（同一UCN不同HPM间点的通讯，数量受限）写保护。（HPM特有功能）3）主要IOP卡件类型HLAI：高电平模拟量输入卡，16点，1~5V、4~20mA；LLAI：低电平模拟量输入卡，8点热偶或热阻输入；LLMUX：低电平多通道模拟量输入卡，32点热偶或热阻输入；第二章TDC3000系统硬件AO：8/16点4~20mA输出；DI：32点开关量输入；DO：16/32点开关量输出；STI：智能变送器接口卡，16点数字信号；PI：脉冲输入卡，8通道正弦波或方波输入信号；SI：串行数据接口卡，提供RS232/485接口，实现远程I/O通信；STIM多变量智能变送器接口卡；SDI串行设备接口卡；DISOE数字输入事件顺序处理器卡4）卡笼箱（文件夹）结构：7槽、15槽；形式：主卡笼箱（HPMM卡笼箱）≤2，扩展卡笼箱（IOP卡笼箱）≤6容量限定：总数≤8，主IOP卡件数≤40第二章TDC3000系统硬件HPMM冗余：冗余卡位于不同的主卡笼箱，通过冗余电缆连接；柜内冗余（上下、前后）、柜间冗余；IOP冗余：一般为不同卡笼箱对应位置冗余。5）现场端子组件FTA功能：I/O信号的隔离与调整、电源冲击保护、电流限制；型号与IOP卡件相对应：HLAI→TAIH02/12（无源输入：1/2端子；有源输入：2/3端子）；AO→TAOY22（16点）/TAOX12（8点）冗余IOP共用一个FTA：自动选择6）电源系统简介组成：电源模块（2个，110VAC/220VAC输入）、48V蓄电池（12V×4，25Min电力支持）、3.6VCMOS备份电池（1.2V×3充电电池，45小时内存数据保持）；输出电压：3.6VDC、24VDC、6Vac第二章TDC3000系统硬件电源指示灯（正常全亮）第二章TDC3000系统硬件7）部分卡件状态指示灯的含义1：控制器状态；2：卡件箱形式（非都有）3、4：UCN节点地址如：OK13、B14等高性能通信/控制卡POWER：正常点亮（绿色），供电消失熄灭（保险坏等）；Status：正常点亮（绿色），硬件故障熄灭，软故障闪烁；四位字符显示窗OK：正常A：AliveB：BackupI：IdleF：FailL：Load第二章TDC3000系统硬件型号上带“Y”的IOP卡（AO：PAOY22，DO：PDOY）：Status指示灯有两种颜色（绿色：工作状态的IOP，桔黄色：备用状态的IOP）IOP卡POWER：正常点亮（绿色），供电消失熄灭；Status：正常点亮（绿色），硬件故障熄灭，软故障闪烁；外部供电中断，电池供电正常期间，电池充电CMOS内存数据备份卡件、FTA供电仅主电源模块提供，为LLAI卡提供脉冲参考，以改善共模抑制比第三章TDC3000系统的组态一、概述在TDC3000系统硬件和软件的基础上将系统提供的功能块连接、配置起来，以达到对过程控制的目的。1、组态的含义2、TDC3000系统主要组态内容及步骤1)NCF组态及数据安装；2)HM初始化；3)UCN网络节点组态（含HPM节点详细组态）；4)过程数据点组态（软、硬点）；5)用户文件组态；（流程图、自由格式报表、历史组、自定义键、CL程序等）6)区域数据库组态及安装。第三章TDC3000系统的组态3、组态的实现1)通过工程师主菜单进行2)组态采用填表方式。第三章TDC3000系统的组态二、NCF组态对系统的操作特性和操作环境进行定义，提供每一个LCN节点所需的信息。1、单元名称组态单元（Unit）概念：过程点的集合，所有过程点均需分配单元。每个单元≤255个点。一条LCN网≤100个单元；功能：a)系统按单元进行过程点的报警、信息分类、历史事件检索；b)历史数据采集（历史组）以单元为基础；c)操作员监视、操作、控制按单元