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集散控制系统4.1TDC-3000系统概述4.2TPS系统概述4.3TPS控制站组成4.4TPS系统组态4.5系统实时监控4.6工程应用实例第4章TDC-3000和TPS/PKS2霍尼维尔DCS发展历程1、1975年11月Honeywell——分散控制系统TDC－2000（TotalDistributedControl）系统。2、以IEEE802.3和ISA8802／3通信标准为基础，1988年开发了开放性分散控制系统TDC－3000。3、90年代Honeywell公司又推出TotalPlant全厂一体化系统TPS，成为第四代DCS的代表产品之一。它是一种功能强大、配置灵活、结构开放的自动化系统，经济高效地集营销和生产信息、先进过程控制、全厂历史数据以及信息管理于一体。第4章TDC-3000和TPS/PKS34、2004年，Honeywell推出过程知识系统(ProcessKnowledgeSystem，ExperionPKS)系统。特点：集成了Honeywell公司的资产和异常状态管理、操作员效率解决方案、设备健康管理和回路管理等过程知识解决方案，帮助操作员提高操作水平，提前发现设备隐患，避免异常状态的发生，确保生产安全。第4章TDC-3000和TPS/PKS4CRT操作站管理计算机过程控制单元过程控制单元数据采集单元…集中操作与管理装置分散控制装置通信系统集散控制系统的结构第4章TDC-3000和TPS/PKS5网络结构从站从站从站从站主站星型网络结构站站站站站总线型网络结构站站环型网络结构站站站站通常有星型、总线型和环型及混合型：星型第4章TDC-3000和TPS/PKS64.1TDC-3000系统概述TDC-3000系统由哪些部分构成?图3.1TDC-3000系统构成图第4章TDC-3000和TPS/PKS71.局部控制网络LCN及其模件2.万能控制网络UCN及其管理器3.数据高速通道DHW及其设备系统构成第4章TDC-3000和TPS/PKS8万能工作站UWS应用模件AM新型应用模件AXM连接器CG、PLCG网络连接器NG万能操作站US新型万能操作站UXS全局用户操作站GUS高速通道接口HG网络接口模件NIM历史模件HM1.局域控制网(LCN)(Ⅰ)LCN构成示意图第4章TDC-3000和TPS/PKS9(1)万能操作站（US）由彩色CRT、键盘、打印机、软盘驱动器构成，是TDC-3000系统的主要人/机接口。(2)万能工作站（UWS）具有US的全部功能，它主要为工厂办公室管理而设计。(3)历史模件（HM）是系统软件、应用软件和历史数据等的存储地。第4章TDC-3000和TPS/PKS10(4)应用模件（AM）用控制语言（CL）编程，实现用户算法和特定的控制系统的连接。(5)计算机接口（CG）是LCN和用户选择的非霍尼韦尔计算机的通道门。(6)网络接口模件（NIM）是LCN网络和UCN网络之间的接口，它提供了LCN网络与UCN网络的通信技术及协议间的相互转换。第4章TDC-3000和TPS/PKS11局部控制网络及其模件（LCN）构成LCN和万能操作站US、万能工作站UWS、历史模件HM、应用模件AM、网络接口模件NIM、数据通道接口HG、计算机接口CG、可编程逻辑控制器接口PLCG（Ⅱ）LCN构成第4章TDC-3000和TPS/PKS12局部控制网络及其模件（LCN）功能完成用户需要的各种功能，如系统的监视、操作、工程管理和维护；用于先进控制和综合信息处理；提供与过程控制网络之间的连接；实现LCN网络上模件之间的通信，信息处理与存储。（Ⅲ）LCN功能第4章TDC-3000和TPS/PKS13先进过程管理器APM过程管理器PM高性能过程管理器HPM2.万能控制网(UCN)UCN逻辑管理器LM第4章TDC-3000和TPS/PKS14(1)万能控制网络（UCN）是一个开放式通信网络，它采用IEEE802.4标准通信协议，与ISO标准相兼容，通信速率为5Mbps，点对点（Peer-to-Peer）对等通信方式,令牌总线传送。(2)过程管理器（PM）为数据监测和控制提供了输入输出功能、控制功能。第4章TDC-3000和TPS/PKS15(3)先进过程管理器（APM）它比PM增加了数字输入事件顺序(DICOE)处理、设备(DEVICE)管理点、CL程序等数据点和非TDC-3000设备串行接口能力。(4)逻辑管理站（LM）是用于逻辑控制的现场管理站，提供逻辑处理、梯形逻辑编程、执行逻辑程序、与UCN和LCN网络中的模件进行通信等功能。第4章TDC-3000和TPS/PKS163.数据高速通道DHW多功能控制器MC先进多功能控制器AMC数据高速通路端口DHP增强控制器EC过程接口单元PIUDHW第4章TDC-3000和TPS/PKS17数据高速通道及其设备组成数据高速通道（DHW）、增强控制器（EC）、多功能控制器（MC）、先进多功能控制器（AMC）、过程接口单元（PIU）、数据高速通道接口（DHP）(Ⅰ)DHW组成第4章TDC-3000和TPS/PKS18数据高速通道及其设备功能实现生产过程的控制和数据采集。通过高速通道接口（HG）与局部控制网络(LCN)相连，实现用户需要的监视、操作、信息管理和系统维护等功能（Ⅱ）DHW功能第4章TDC-3000和TPS/PKS19数据高速通道及其设备容量可连接63个模件（32个冗余设备），传送控制方式为优先方式和询问方式，通信距离为1500m，通信速率为250kbps。DHW已经被UCN取而代之（Ⅲ）DHW及其设备容量第4章TDC-3000和TPS/PKS204、TDC-3000系统的特点1.开放式系统2.递增的分级控制3.范围广泛的数据采集与控制功能4.面向过程的单一窗口5.工厂综合管理、控制一体化6.系统规模配置灵活、扩展方便7.系统安全可靠，便于维修8.真正的分散9.新老系统兼容系统特点第4章TDC-3000和TPS/PKS214.2TPS/PKS系统概述4.2.1TPS系统构成TPS系统由哪些部分构成?应用处理平台APP过程历史数据库PHD新型应用模件AXM多种网关VG全厂一体化批量控制器TPB全局用户操作站GUS历史模件HM网络接口模件NIM逻辑管理器LM故障安全控制管理器FSC高性能过程管理器HPMHB网络浏览器UD性能集成平台EW工程师工作站工厂信息网(PIN)TPS过程控制网络(TPN)万能控制网(UCN)第4章TDC-3000和TPS/PKS221.工厂信息网络(PIN)通过GUS、PHD、APP等节点与TPS过程控制网络（TPN）直接相连，实现信息管理系统与过程控制系统的集成。2.TPS过程控制网络及其模件(TPN)主要用于模件之间通信，通过人机接口实现先进控制策略和综合信息处理功能。(1)全局用户工作站(GUS)(2)历史模件(HM)(3)网络接口模件(NIM)第4章TDC-3000和TPS/PKS233.万能控制网络及其模件(UCN)(1)高性能过程管理器(HPM)(2)逻辑管理器(LM)(3)故障安全控制器(FSC)第4章TDC-3000和TPS/PKS241、TPS过程控制网络TPN的性能通信速率为5Mbps，采用国际标准IEEE802.4令牌总线协议，带有传输数据错误检查功能，连接的节点最多可达64个，通信距离一般为300m，最远距离可达4.9km。4.2.2TPS系统性能第4章TDC-3000和TPS/PKS252、万能控制网络UCN的性能UCN采用双重冗余，由冗余的同轴电缆组成，整个网络具有点对点(PeertoPeer)的通信功能，使得网上HPM、APM、PM、LM、FSC之间可以共享网络数据。UCN上可挂接32个冗余的UCN设备，通信速率是5Mbps，载波、令牌总线网络通信，通信距离为300m。第4章TDC-3000和TPS/PKS264.2.3TPS系统的特点1真正实现了系统的开放2人机接口功能更加完善3数据采集和控制的范围广泛4系统总体实现数字化5工厂综合管理控制一体化6系统安全可靠、维护方便7系统的兼容性好第4章TDC-3000和TPS/PKS27PKS系统完全与现有的Honeywell系统（包括TPS、TDC-3000、TDC-2000等）兼容，提供与FF、Profibus、DeviceNet、ControlNet、HART的接口，通过OPC互连选项和丰富的第三方接口，使PKS具备了现有的最高性能、跨工厂范围的体系结构。4.2.4PKS系统构成第4章TDC-3000和TPS/PKS28EWS工程师站FSCPKS系统基本结构是什么第4章TDC-3000和TPS/PKS294.2.5PKS具备的最新技术和优势(1)基于Windows2000操作系统的服务器。(2)基于开放的工业标准的html文件格式。(3)混合控制器提供了真正的一体化的控制。(4)可快速简便地生成可重用的控制策略。(5)采用先进技术的控制网络。(6)利用FoundationFieldbus基金会现场总线技术。(7)安全的Internet浏览器访问界面的技术支持。第4章TDC-3000和TPS/PKS30逻辑管理器LM先进过程管理器APM故障安全控制管理器FSC过程管理器PM高性能过程管理器HPM4.3TPS控制站组成第4章TDC-3000和TPS/PKS31通信处理器和调制解调器(M68000)I/O链路接口处理器(80C51)控制处理器(M68000)PMM高电平模拟输入处理器16低电平模拟输入处理器8低电平多路转换器32智能变送器接口处理器16模拟输出处理器8脉冲输入处理器8数字输入处理器32数字输出处理器16至远处I/O处理器光缆双重冗余的I/O链路I/O子系统(80C31)UCN4.3.1过程管理器PM1.过程管理器组成第4章TDC-3000和TPS/PKS32(1)I/O处理功能(2)控制功能(3)报警功能2.过程管理器功能由选择不同类型的I/O卡件实现。PM的连续控制、逻辑控制和顺序控制等功能由控制处理器中的软件功能模块实现的。具有报警功能和报警操作参数，使操作员能得到及时准确又简洁的报警信息。第4章TDC-3000和TPS/PKS33什么是报警链中断参数?用于给出顺序事件的主要报警源什么是最高报警选择参数?当某一个数据点的几个报警参数同时处于报警状态时，HIGHAL参数会确定最危险的那一个报警参数，在报警画面中显示。第4章TDC-3000和TPS/PKS344.3.2先进过程管理器APM1.先进过程管理器构成I/O子系统先进过程管理模件由先进通信处理器和调制解调器、先进I/O链路接口处理器和先进控制处理器三部分组成。I/O子系统由冗余的I/O链和最多40个I/O处理器组成。共11种，比PM新增：①数字输入事件顺序②串行设备接口③串行接口比PM新增①设备管理点②数组点③时间变量点④字符串点I/O处理功能控制功能2.先进过程管理器功能第4章TDC-3000和TPS/PKS35APM机柜先进过程管理器机柜第4章TDC-3000和TPS/PKS361.高性能过程管理器构成4.3.3高性能过程管理器HPM第4章TDC-3000和TPS/PKS372.高性能过程管理器功能HPM的常规控制点算法比APM增加了三种，分别是：乘法器/除法器、带位置比例的PID、常规控制求和器。第4章TDC-3000和TPS/PKS38逻辑管理器结构框图4.3.4逻辑管理器LM1.逻辑管理器构成第4章TDC-3000和TPS/PKS39简单的梯形逻辑编程方法，可与UCN上其他模件PM、APM、HPM等进行数据通信，使PLC和DCS有机结合，能集中显示、操作和管理。2.逻辑管理器功能快速执行逻辑控制、顺序控制和联锁逻辑处理。第4章TDC-3000和TPS/PKS404.3.5故障安全控制管理器FSCFSC是一种具有高级自诊断的生产过程保护