1、北京ABB DCS組態學習總結2008年1月7到11日我們運行部由陳部長帶隊同檢修部熱工同事們一起參加了北京ABB Baily公司的DCS課程培訓.在短短的5天時間內，我們主要學習ABB Baily 公司的Symphony系統的簡述、過程控制單元組態/Composer和PGP組態課程的學習.通過對上述課程的學習我們大致了解了 Symphony 系統的概況,Composer組態軟件的應用和PGP組態軟件的應用。下面就將學習情況作一總結。ABB Baily Symphony 分布式過程控制系統簡述ABB Baily Symphony 分布式過程控制系統是ABB于九十年代末推出的,融過程控制和企業管

2、理為一身的新一代分布式過程控制系統。他是Network-90、 Infi-90、Infi-90 Open的繼承和創新，具有分布式控制系統所能做到的控制器物理位置相對分散、控制功能相對分散、系統功能相對分散及顯示、操作、記錄和管理集中基本功能，還借助當今世界上先進的多種技術如微處理器及計算機及圖形顯示技術、數字通訊技術、以質量和高效能為基礎的先進和現代控制技術等，逐步形成一個強于一般分布式控制系統能力,功能更完善、更具有時代氣息、具有決策管理性能，更加開放的新型分布式控制系統。1、Symphony系統具有以下功能：1。1區域管理與控制：為各種生產過程提供傳統意義上的過程控制、數據采集及I/O接口

3、；1。2廠區管理與控制對廠區范圍內的過程控制、企業數據及網絡通訊進行管理并涵蓋過程網絡服務器，以及互聯網絡信息；1。3人系統接口：在相應的操作系統下，通過人系統接口實現對生產過程的控制、數據采集。企業信息的監視、記錄和歸檔等管理；1。4系統設計和維護工具：提供一套完整的用于工程設計和維護的工具。包括:工程設計、現場維護計劃，組態調試及文件管理等功能.2、Symphony系統的組成結構2.1 Symphony系統的設備：2。1.1、過程控制單元Harmony Control Unit(HCU）；用于工程控制和現場的數據處理,實現物理位置相對分散、控制功能相對分散并包括了控制器及通道模件和端子在內

4、的設備叫做過程控制單元（HCU）。 圖2、Symphony系統網絡結構圖2。1.2、人系統接口Human System Interface（HSI)； 用于過程及系統監視、操作、記錄，以及報警及事件管理、數據處理、歸檔等功能，并以通過計算機為基礎的操作員專用的設備即人系統接口（HSI）.2。1。3、系統組態、維護工具Composer；采用通過計算機及相應的專用組態軟件來為過程控制器、人機接口等設備組態和維護并能在線工作的設備接口叫系統工具（Composer）；2.1。4計算機接入網絡的接口Network Computer Interface(ICI)； 用于把系統所涉及的相關獨立設備，構成一個

5、完整的分布式控制結構，并使那些分散的過程數據貫穿整個系統的結構叫做控制網絡（Cnet）；2.1。5、過程管理數據傳遞的網絡Control Network（Cnet）；把第三方計算機或系統配置的操作員工作臺，工程師工作站等重要設備接入系統的接口設備叫網絡計算機接口（ICI）;2。1.6、網絡至網絡的接口CnetCnet Network Interface；把兩個獨立的控制網絡接在一起,組成一種復合的控制網絡結構。該設備會使系統配置的功能結構更加合理。這一通訊接口設備叫網絡至網絡的接口(CnetCnet ）2。2 Symphony系統的設備結構與網絡：Symphony系統的設備組成結構如下示意圖。

6、所有設備通過下面講述的三層網絡結構連接而組成Symphony的硬件系統。2。2。1雙環狀網絡拓撲結構過程控制及數據采集等有關管理層方面的數據將借助系統配置的網絡硬、軟件等結構進行傳遞，對過程控制中有關現場、系統涉及管理方面的數據進行交流。該網絡叫做控制網絡Control Network(Cnet），它采用了典型的雙環狀網絡拓撲結構。該環利用同軸電纜為通信介質，具有250個節點地址.2.2。2過程控制數據層該層將借助網絡硬件、軟件等結構傳遞，交流過程控制中有關控制特性及為操作員參與過程等方面的數據提供了交流環境。該網絡叫控制通道Control Way(C。W)，采用的是總線拓撲結構.該層控制通道

7、采用印刷電路板為通訊介質，具有32個節點容量，即地址范圍為031。2。2.3過程I/O數據層該層將借助與網絡硬件、軟件等結構進行傳遞,交流過程現場輸入，輸出等方面的數據。該網絡叫I/O擴展總線I/O Expander Bus（X。B)，它仍采用總線型拓撲結構。該層網絡采用印刷電路板為通訊介質,具有64個節點容量，即地址范圍為063。3、Symphony系統的過程控制單元(HCU）過程控制單元是Symphony系統實現過程控制的主要現場設備。在過程控制單元MMU內配置模件電源系統、過程控制單元（HCU)的通訊模件對NIS和NPM、控制器模件、端子單元等。通過對這些設備的安裝、組態、調試以達到過程

8、控制中的回路控制、順序控制、數據采集等操作。3.1過程控制單元(HCU）的通訊模件對NIS和NPM在一個過程控制單元內共設二層通訊網絡結構。它們分別支持控制器，以及多種類型的通道子模件。其通訊模件分別為支持環狀結構的NIS、NPM模件對。NIS是保持通訊協議一致的網絡必備模件，NIS也能將接到的信息包傳入相應的控制器中，去執行過程控制任務。NPM模件的一邊與NIS搭配成對缺一不可，另一邊支持控制通道，將控制器產生來的相應例外報告收集起來并按要到達的地址分類形成信息包傳入相應的NIS模件。此通訊模件對可以組成冗余結構,支持冗余的通訊電纜及端子，以提高通訊的可靠性。該通訊接口通過環路端子板NTCL

9、對上連接到控制網絡Cnet上，另一邊對下連接控制通道C.W,占據C.W地址0和1。圖3：NIS、NPM模件對3。2過程控制單元的智能模件及子模件過程控制單元在Symphony系統實現過程控制的核心設備是具有智能的控制模件MFP、BRC模件。這些過程控制單元的智能模件具有如下特點：支持多種控制語言如：功能碼、C語言;支持多種類型的I/O子模件處理各種現場數據；在MMU模件安裝單元內占用單一槽位；在模件間可實現一比一冗余；C.W內的處理器參與對等通訊；與已有的處理器兼容;在冗余配置的狀態下可實現在線組態；圖4、MFP、BRC模件過程控制單元的智能模件及子模件具有以下功能： 數據采集及處理通過子模件

10、及電纜與現場連接獲得相應的物理通道，并可進行相應的運算而得到不同的數據處理環境；各種類型的過程控制：通過組態配置的控制器及輸出通道得到不同的控制方案：滿足閉環要求的回路控制、滿足開環要求的順序控制、媽祖特殊環境的批處理控制、優化控制等等。通信協議的轉換：控制器經過針對通信協議轉換方面的組態，可以成功地連接外部的智能設備。3.3模件電源系統Modular Power System 為支持模件、現場各通道的運行，系統配置了模塊化的、獨立的電源系統，向過程控制單元提供電源。該電源系統具有以下特點：電源系統采用模塊化,并可做到N+N，2N冗余;電源系統功率因數調整好；系統可在線更換電源模塊；具有電源監

11、視功能；系統可直接接受120VAV、240VAC、125DC外部電源輸入；在2N冗余狀況下，雙外部電源可為混合類型；所有電源模塊具有負載共擔電路，在正常時可降低每一模塊的輸出。3.4 端子單元過程控制單元內有關子模件均通過固定搭配的NKXXOX預制電纜與端子單元上連接器連接，構成完整的物理通道。而端子單元上的端子排為現場的有關I/O準備了連接口.4、系統組態、維護工具Composer；4.1 Composer 的功能 Composer為Symphony 企業管理控制系統的組態及維護提供一個集成的開發環境。它提供了建立與維護控制系統組態所需的必要功能： u 控制策略圖形化的開發功能；u 公用數據

12、庫的開發與維護功能;u 系統資源庫的管理功能；u 系統的故障診斷與維護功能；u 人系統接口的離線組態功能等；4。2 Composer 的結構如下圖所示:Object Exchange窗口System structure窗口Output 窗口圖形說明：n Object Exchange 窗口Exchange 是一個用于控制邏輯文件組態和畫面組態的資源庫.Exchange 窗口列出了各種文件夾，一些文件夾中包含用于建立控制器組態（控制邏輯文件)的各種元素（如控制邏輯模板，功能碼、宏、形和邊框)；另一些文件夾中包含用于人系統接口畫面組態的各種元素（各種符號）.在Exchange窗口中有兩種類型的文件

13、夾：一種為系統文件夾，另一種為用戶文件夾。系統文件夾包含了Composer 提供的標準元素；用戶文件夾包含了用戶存入的元素和 Composer 提供的標準元素。這樣使用戶能夠對 Exchange 中的元素進行靈活的組織和管理.Exchange文件夾中所有用于控制邏輯組態的對象（元素)都可使用拖放的方法拷貝到控制邏輯文件中。在不同的文件夾或項目之間也可剪切、拷貝和粘貼對象。n System structure 窗口系統結構窗口的功能類似于Windows的資源管理器。窗口的左邊顯示了代表Symphony 系統結構的項目樹結構。該項目樹結構與實際控制系統的結構直接相關。窗口的右邊顯示了所選對象的結構

14、及其所屬的文件.通過雙擊文件名可打開該文件，其相應軟件將自動啟動。 n Output 窗口輸出(Output)窗口位于Composer窗口的底部,該窗口提供了Composer應用程序所有操作的文本反饋信息。在輸出窗口中有5個選項按鈕.這些選項按鈕將文本信息分組管理,從而便于對特定信息的查詢。4.3 應用Composer為控制器組態控制器組態就是賦予控制器完成一定任務的能力.應用Composer進行控制器組態的步驟如下：1 打開包含所喲組態控制器的項目.2 建立一個控制邏輯文件CLD（Control logic document)建立控制邏輯文件的兩種方法:A.將一控制邏輯模版從Exchange

15、窗口拖放到該控制器。B。用鼠標右鍵單擊該控制器，在彈出菜單中選擇NewLogic Document3 打開該控制邏輯文件。此時將制動打開Automation Architect窗口.4 應用Automation Architect應用軟件組態控制邏輯圖紙（詳見下圖及說明）。5 重復第24步,組態該控制器所需的所有控制邏輯文件。6 返回到Composer窗口。7 編譯控制器，將控制器的控制邏輯文件編譯成組態文件。8 將組態文件下裝到實際的控制器中。9 測試、調整組態。Tune ConfigurationDefine a Project Configure ControlLogic Documen

16、tsCompile ControllerDownloadConfig. Fileto Controller.CLD.CLD .EBP.CFGNVRAM of the Controller控制邏輯圖紙Function Code功能碼ExchangeSystem文件夾Automation Architect 工作窗口應用Automation Architect應用軟件（參見上圖）建立控制邏輯文件的步驟說明（控制器組態第4步）：1 調用邊框方法:從ExchangeSystemBorder文件夾中選擇合適的圖框，將其拖放到Automation Architect 窗口的工作區域。2 調功能碼(Func

17、tion Code)方法:從ExchangeSystemFunction Codes 文件夾中選擇相應的功能碼，將其拖放到圖框中的合適位置。然后用鼠標左鍵雙擊功能碼，在彈出的對話窗口可賦給(修改）塊號及填寫(修改）規格參數。3 調常數塊方法：從ExchangeSystemConstant Blocks 文件夾中選擇相應的常數塊，將其拖放到圖框中的適當位置.4 調IO連接符（一個控制器從其他控制器接受輸入的功能碼稱為IO連接符)方法：從ExchangeSystemFunction Codes 文件夾中選擇相應的IO連接符，將其拖放到圖框中的合適位置.5 調交叉參考符（交叉參考符表示圖紙信號間的連

18、接關系)方法：ExchangeSystemCross Reference 文件夾中選擇相應的交叉參考符，將其拖放到圖紙的制定位置。然后用鼠標左鍵雙擊交叉參考符，在彈出的對話窗口可填寫（修改）交叉參考描述符。6 插入形(形是由基本組態元素,如：直線、弧、圓、矩形、文本以及其它的形組成的復雜圖形）方法:從ExchangeShapes 文件夾（系統提供的形）或Object Exchange窗口（用戶建立的文件夾）中找到要插入的形，然后拖放到圖紙中。7 插入宏（宏是由用戶建立的各種組態元素及文檔元素的集合）方法：從Exchange窗口中打開存放宏的文件夾,找到所要插入的宏，然后拖放到圖紙中。8 用信號

19、線連接各功能塊及交叉參考符等元素。9 為產生例外報告的功能碼分配標簽。10將控制邏輯文件存盤。11退出Automation Architect.應用Composer對控制邏輯文件進行編譯（Compile）的步驟說明(控制器組態第7步):所謂編譯就是檢查某一控制器的所有控制邏輯文件有無語法錯誤，若無語法錯誤則生成一個可以下裝的組態文件。對控制器的控制邏輯文件進行編譯的步驟如下:1 在項目樹下用鼠標右鍵單擊要進行編譯的控制器。2 在彈出的菜單中選擇Compile.3 如果為第一次編譯,則應輸入所期望的組態文件名稱，然后進行第6步。如果不是第一次編譯，則選擇覆蓋已存在的組態文件或建立一個新的組態文件

20、。4 如果建立一個新的組態文件,輸入所期望的組態文件名。5 點擊OK.若編譯成功，則生成一個可以下裝的組態文件.編譯過程的信息將顯示在輸出窗口。應用Composer將編譯成功的控制邏輯文件（即組態文件)下裝到控制器的步驟說明（控制器組態第8步）：所謂下裝組態就是將某一控制器的當前版本組態文件下裝到該控制器的NVRAM中的過程。下裝組態時,應將控制器設置為組態方式,完成下裝后再將控制器置為執行方式。下裝組態的步驟如下：方法一：1 用鼠標右鍵單擊控制器。2 在彈出菜單中選擇Run TimeLoad to Controller。3 在彈出窗口中選擇Configuration選項,點擊OK.方法二：1

21、 用鼠標右鍵單擊組態（或程序）文件。2 在彈出的菜單中選擇Load to Controller。3 在下裝窗口中選擇Configuration選項，點擊OK.另外還可以將控制器NVRAM中的組態保存到項目下的一個組態文件中,也可以將某一控制器下的兩個組態內容進行比較。4。4 在線組態在線組態是在過程運行的同時，進入組態環境，在組態環境中對組態進行修改，只有在控制器為冗余配置時才能實現在線組態；在線組態允許在下述條件下改變控制器中的組態：（1）過程仍在控制系統的控制之下；（2)原始組態內容一直保留直到新的組態經過測試并被接受為止。在線組態要求控制系統的控制器為主 備份控制器對(Primary b

22、ackup Controller Pair），并且控制器應組態為允許在線組態方式。在在線組態過程中,備份控制器將處在離線狀態，并對其中的組態進行修改。而主控制器仍然對過程進行著控制。在改變組態之后，才能切換物理控制器的功能作用，改變后的組態將投入對過程的控制.在線組態有如下限制： a、不能刪除已經存在的功能塊; b、規格參數的修改不應引起該功能塊內存的增加； c、所增加的功能塊只能放在該分段控制塊的最后一個塊之后 。5。 PGP操作員站與組態5。1 PGP概述 PGP（Power Generation Portal ）為Industrial IT Symphony 系統的人系統接口（即操作員站

23、）之一。PGP以Windows2000 / NT為運行平臺,具有完全開放性的界面,標簽容量大(最大標簽容量為130000)，可為運行人員隨時提供監視、控制、診斷、維護、優化管理等各個方面強有力的支持和實際運行的界面.由于支持大量的標準借口，使得其不僅能完成操作員站的功能，而且可成為多種信息匯總的平臺。服務器 / 客戶機的明晰結構易于理解與應用;服務器的多冗余功能提高了數據的安全系數。作為ABB針對企業管理與控制解決方案的一部分,操作員站起著運行人員級信息管理系統的作用。PGP采用開放的通訊網絡結構，支持多種標準協議:DDE、OLE2 / COMTM、TCP / IP、ORACEL / ODBC

24、 SQLTM、OPC Server 和 OPC Client，使其不限于Industrial IT Symphony DCS的通訊，而且有能力成為多系統的公用平臺,讓運行人員在相同的界面運行不同的系統，從而簡化了運行人員的工作，統一了控制室的風格。PGP在設計上運用了人體工程學的原理，具有適合操作員的特性和功能，使Industrial it Symphony系統具有了對過程監視和控制，故障排除及優化等更加完備的功能。圖片說明:PGP 操作員控制站的基本架構圖5。2 PGP操作員站的基本功能操作員站最主要的功能是讓操作員對就地設備進行監控、操作；對生產過程進行監視、調節；為運行工程師、生產工程師

25、、維護工程師提供原始信息，用于分析、優化與指導.所以以下內容為PGP的最基本功能：n 采集由控制系統送來的現場模擬量和數字量信號；n 在數據庫中存儲數值與狀態；n 存儲當前和歷史過程量及計算量;n 獲取用于顯示和存檔的數據。n 對被控設備發出指令；n 顯示過程畫面，打印報表；5.3 PGP操作員站的硬件結構PGP是一種靈活、開放的客戶機服務器結構。基本配置如下： 客戶服務器一體設計：個人計算機一臺； 客戶服務器單獨設計：多臺服務器PC，客戶機PC； 彩色顯示器； 數字鍵盤； 鼠標、跟蹤球; 硬盤、軟驅、CD-ROM； 外部接口； Industrial IT Symphony 系統接口：SemA

26、PI 相關的輔助外部設備配置，用戶可根據需要做相應的選擇，例如:n 顯示器類型、分辨率;n 硬盤、軟驅、CD-ROM；n 鍵盤、鼠標、跟蹤球；n 觸屏及背投大屏幕等；n 高速打印機。5.4 PGP操作員站的特點 PGP 采用交互式的運行方式.操作員可以借助相應外部設備,完成監視和控制所有來自過程控制單元的模擬控制回路及開關量控制設備；用于用戶完成需要的過程畫面顯示、報警匯總、歷史和實時趨勢等功能。過程畫面為用戶提供了對過程狀態和操作員信息的實時查詢。多優先級報警可以有效對瞬間的警報情況做出響應.可由操作員組態的畫面,使關鍵數據成組的在畫面上顯示. 操作員站還為工程師構成了組態接口。通過它來組態

27、和修改結構圖形畫面,標簽數據庫，過程控制方案，以及打印報表及設定保密級等特性。通過它可立即在線對各種參數做修改，并且在下裝組態前不需要進行編輯，因此,工程師在操作員站上所進行的畫面及數據庫的組態，不會中斷過程控制。 由于操作員站所具有的開放特性,使它可以為系統用戶提供動態訪問其他范圍內信息的能力.這一功能強大的人機接口，可以作為過程控制與工程管理信息系統的接口,并使控制網絡通過操作員站與其他的系統聯系起來.PGP操作員站概括起來有如下特點：n 采用服務器/客戶機結構；n 可實現服務器多冗余的自動切換；n 可通過多種標準接口接入來自各方的數據；n 支持大多數外部設備；n 能在線對采入數據根據需要

28、計算,產生新的過程數據用于顯示和記錄；n 具備直觀、靈活的畫面組織結構；n 標準圖庫、可導入已有畫面；n 組態畫面支持多種語言；n 動態畫面每秒刷新；n 組態畫面數量只取決于硬盤容量；n 利用用戶分組，授予不同權限，實現全面安全性管理;n 單個或多個彈出面板可用于操作過程畫面上的設備；n 可設定“Pegboard”用于同時操作不同系統的多個設備；n 報警按照結構、畫面順序、優先級進行分類顯示。n 任何數據都可擁有實時和歷史數據趨勢并用趨勢或表格形式來顯示；n 報表使用標準的微軟工具實現,便于存儲和打印；n 報表中可顯示趨勢或柱狀圖；n 通過標準接口向實時數據庫傳送信息.5.5 PGP 軟件的說

29、明在本次培訓中，對PGP軟件的啟動、關閉和登錄的方法進行說明,讓我們對該軟件有了一個比較感性的認識,還對該軟件的相關功能進行了講解，如下:1）軟件用戶界面功能的了解。2）對PGP提供的報警管理系統的作用進行了認識。PGP提供了比較完整的報警系統，不僅為過程，也為系統報警的檢查、排列、顯示、優先級和確認提供保證。當現場、系統發生任何報警時,它可以按照報警組、優先級和時間等要求對報警信息進行排列,此外，為確保報警響應及時，過程報警條件的檢查將在控制模件中進行.PGP還具有報警抑制和過濾的功能，使操作員可以有效的略去那些雖出現異常，但又不需要的報警。3）熟悉了過程控制的作用和不同類型的過程控制面板的組成部分。4）了解了相關趨勢組頁面的顯示和操作的方法。趨勢組分為三大類，即實時趨勢組、歷史趨勢組及跳閘趨勢組?？梢酝ㄟ^在PGP組態趨勢組，就可在趨勢組頁面中以曲線或列表的方式顯示出趨勢組所含模擬及數字標簽的數據。5.6 PGP的組態這個部分主要講述了：1）PGP系統的安裝和運行。我們現在安裝的是4。3版本，為了防止該軟件被盜版，在安裝方法有一定的技巧，需要我們去掌握.系統安裝以后,需要對其進行一些設置，比如服務器器主機名、輸入LICENSE等,還要與CNET進行接口配置，只有做好這些