ECS700系统概述腾伟

1、ECS-700系统概述腾伟(仪电车御摘耍：介绍浙人中控的ECS-700系统的性能和駛件结构&关键词：冗余拧制站总线组态前言随着国产控制系统技术日渐成熟，我公司在新项目中的控制系统正逐渐采用国产控制系统，在 HTBE控制系统升级时就采用了浙大中控的ECS-700系统，经过2年多的使用，英性能得到了大家的认可。 故在供排水改造项目中也将采用浙大中控的ECS-700系统，在本文中将对该系统进行一下简单介绍。正文1、概述ECS-700系统是細中控技术股份有限公司WebField系列控制系统之一，系统支持60个控制域和128个操作域，每个控制域支持60个控制站，每个操作域支持60个操作站，单域支持位号数

2、量为65000点。ECS-700系统所有部件都支持冗余，在任何单一部件故障情况下系统仍能正常工作。ECS-700系统 具备故障安全功能，输岀模块在网络故障情况下，进入预设的安全状态，保证人员、工艺系统或设备 的安全。ECS-700系统作为大规模联合控制系统，具备完善的工程管理功能，包括多工程师协冋工作、组 态完整性管理、在线单点组态下载、组态和操作权限管理等，并提供相关操作记录的历史追溯。ECS-700系统融合了最新的现场总线技术和网络技术，支持PROFIBUS、MODBUS. FF、HART等国际标准现场总线的接入和多种异构系统的综合集成。CCRr rr e一、汽RouterOlob丨fcr

3、 ULIiannnunSrvL BUSL-BU8匚E只PMESWeblglital* v拧制系统整休绡构图炷程依朋财 SOnet)nirseeE-BUSl，O1.1系统特性ECS-700系统基于国际标准和行业规范进行设计和研制，保证了系统的可用性、可靠性和开放性。 系统具有以下鲜明的特点：1）开放性：融合各种标准化的软、硬件接口，兼容符合现场总线标准的 数字信号和传统的模拟信号，提供符合MODBUS. HART、FF和PROFIBUS等标准协议的开放接口。2）安 全性：系统安全性和抗干扰性符合工业使用环境下的国际标准。全系统包括电源模块、控制器、I/O模 块和通信总线等，均实现冗余。10模块具

4、有通道级的故障诊断，具有完备的故障安全功能。系统具 备组态单点在线下载和在线更改功能，确保现场安全连续运行。3）易用性：控制站采用19吋国际标 准机械结构，部件采用标准化的组合方式，方便在各种应用环境下的安装。控制柜采用双而垂直结构, 独特的柜内布局兼顾混装灵活性、I/O容积率以及维护方便性。I/O模块功能选择通过软件配置实现， 无需跳线设巻。精致封装的I/O模块及模块基座均采用免螺钉的快速装卸结构。软件采用最新人机工 程设计技术，符合工业控制操作习惯。4）实时性：系统提供快速逻辑控制功能，支持20 ms的髙速扫 描周期。系统具有顺序事件记录功能，精度达到1ms。5）强大的联合控制：ECS-7

5、00系统具有矩阵式 的分域控制和实时数据跨域通信管理功能，满足用户对大型生产工艺过程分段控制、集中管理的需求。 在过程控制网络进行域间数据共享而不是通过服务器进行域间访问，确保域间控制与域内控制具有相 同的控制效果，将整个工艺过程作为一个整体进行控制管理。6）高效的多人组态：ECS-700系统具备 了多人协同工作的能力。分布式组态平台允许多个工程师在各自权限范囤内同时管理一个项目，从而 提高工作效率和缩短工程周期，保证设汁的一致性和安全性。7）完备的系统监控：ECS-700系统除了 具有强大的报警功能和丰富的故障诊断功能外，还可以全面地实时监控超量程/强制禁1上/开关量抖 动/故障等各种系统状

6、态信息。所有这些状态信息都记录在历史数据库中，可以按照多种查询模式进 行査询。1.2系统结构ECS-700系统由控制节点（包括控制站及过程控制网上与异构系统连接的通信接口等）、操作节 点（包括工程师站、操作员站、组态服务器（主工程师站）、数据服务器等连接在过程信息网和过程 控制网上的人机会话接口站点）及系统网络（包括I/O总线、过程控制网、过程信息网、企业管理网 等）等构成。企业管理网连接各管理节点，通过管理服务器从过程信息网中获取控制系统信息，对生产过程进 行管理或实施远程监控。过程信息网连接控制系统中所有工程师站、操作员站、组态服务器（主工程师站）、数据服务器 等操作节点，在操作节点间传输

7、历史数据、报警信息和操作记录等。对于挂在过程信息网上的各应用 站点可以通过各操作域的数据服务器访问实时和历史信息、下发操作指令。过程控制网连接工程师站、操作员站、数据服务器等操作节点和控制站，在操作节点和控制站间 传输实时数据和各种操作指令。扩展I/O总线和本地I/O总线为控制站内部通信网络。扩展I/O总线连接控制器和各类通信接口模 块（如I/O连接模块、PROFIBUS通信模块、串行通信模块等），本地I/O总线连接控制器和I/O模块， 或者连接I/O连接模块和I/O模块。扩展I/O总线和本地I/O总线均冗余配置。ECS-700系统可以灵活方便地组建大规模系统以及实行全厂级的分域管理。下图简单

8、描述了ECS-700系统中的数据流向，控制网上的实时数据同时送到了操作站和服务器。 由于操作站从服务器查询历史数据时需要占用大量的网络带宽，所以ECS-700的历史数据通信通过过程信息网进行，从而极大减小了过程控制网的网络负荷.过程控制网的实时性和稳左性得以提髙。ECS.700系统数据沆图1. 3分域管理ECS-700系统具有独特的系统分域管理功能，根据实际仪控系统的规模和结构，可以将ECS-700 控制系统划分为一个或多个控制域及操作域，每个操作域可以同时监控多个控制域，并对这些控制域 进行联合监控。ECS-700系统通过分域管理，有效地减少了系统网络负荷，从而保证了在大规模系统 构建下过程

9、控制网的实时性。ECS-700系统通过不同的配置，可以实现历史数据全系统集中存储或多域分布式存储。ECS-700系统除了实现以上的分域操作和管理外，还实现了数据的分组管理。操作员可以根据自 身的权限，监视不同的数据分组，工程师则可以按照数据分组进行数据的管理。ECS-700系统分域管 理示意图如下图所示。绍务ESZ用站用制杀统分域伶现力、也用多个控制域挂接在同一个过程控制网上，一个操作域可同时监控多个控制域的运行情况。如上图 所示，组态时可设置为操作域#1监控控制域#1和控制域#2的运行情况，操作域#2监控控制域#2和控制 域#3的运行情况，操作域#3监控控制域#4的运行情况，这种分域方式使操

10、作域#1和操作域#2能同时监 控重要控制域（控制域#2）的运行情况，确保系统可靠运行。各操作域内设置有一对互为冗余的数拯 服务器，管理指定控制域内的历史数据和报警信息。操作域内的操作节点通过过程信息网传输历史数 据和报警信息，通过过程控制网传输实时数据和下发操作命令。1. 4网络连接当ECS-700系统应用于大规模控制系统时，过程信息网、过程控制网以及扩展I/O总线都可采用光 纤环网构架，确保大规模的控制系统具备高可靠性。过程信息网可采用总线形结构或星形结构连接所有操作盯点，可采用冗余或者单网工作模式。过程控制网使用髙速冗余工业以太网，网络拓扑结构为总线形结构或星形结构。飲据服务黠工秤邮站操作

11、员站工卷備站过程控制网连接示意图1. 5系统规模ECS-700系统单工程最大可有60个控制域和16个操作域。每个控制域内最大60个控制肖点，操作 域内最大60个操作节点。单控制域内位号最大数量为65000个，单操作域内位号的最大数量为65000 个。系统可以跨域进行控制站间的通信，每个控制站不仅可以接收本控制域内其它控制站的通信数据 还可以接收英它15个控制域内控制站的通信数据。单历史数据服务器最大历史记录10000点，每个操 作域内可有多个历史数据服务器，操作站可以透明访问多个历史数据服务器的历史数据。2控制站控制站是系统中直接从现场采样I/O数据、进行控制运算的核心单元，完成整个工业过程的

12、实时 控制功能。2. 1控制站结构控制站硬件主要由机柜、机架、I/O总线、供电单元、基座和各类模块（包括控制器模块、I/O 连接模块和各种信号输入/输出模块等）组成。控制站机柜外形尺寸为：髙X宽X深（不带侧板）2100mm X800mmX800mm,支持机柜的拼装。机柜正而可装配控制器单元（或I/O连接模块单元）和机架，每 个机架上可装配各类I/O模块基座，基座上可装配I/O模块。机柜背而可装配电源单元、机柜报警单 元、网络交换机以及机架。控制站内的各种模块都可以冗余配宜，保证实时过程控制的可靠性。2.2控制器控制器是控制站软硬件的核心，协调控制站内软硬件关系，完成各项控制任务。控制器可以自动

13、 完成数据采集、信息处理、控制运算等各项功能，通过过程控制网络与数据服务器、操作员站、工程 师站相连，接收上层的管理信息，并向上传递工艺装置的特性数据和采集到的实时数据；向下通过扩 展I/O总线和I/O连接模块相连（或通过本地I/O总线与I/O模块宜接相连），实现与I/O模块的信息 交换，完成现场信号的输入采样和输岀控制。控制器最多可扩展7对通信模块（含I/O连接模块、PR0FIBUS模块和串行通信模块等）。每对I/O 连接模块最多可带4个机架，每个机架最多可带16个I/O模块。控制器的状态诊断：控制器实时检测软硬件状态，并可获取控制柜内温度、风扇运行状态、电源 状态等信息。若有故障发生，将在

14、监控软件中触发系统报警，并以声音、闪烁图表等形式提示操作人 员。系统报警记录在日志中，可执行历史査询。控制器的故障安全：A0/D0模块在与控制器断开通信后进入故障安全状态，此时，根据工艺要求 的不同，系统可按预先组态选择：1）输出保持：2）输出预设安全值。I/O模块进入到故障安全状态 后，系统通过监控软件中的“故障安全状态”提示进行相应的维护操作，在故障恢复后，系统通过“故 障恢复表”提示用户确认曾发生故障的位号，确保系统故障期间及故障恢复时的安全性。事件记录：控制器对关键事件，如初始化、组态下载、系统升级、冗余切换等事件进行记录。冗余功能：冗余的一对控制器都执行同样的应用程序，一个运行在工作模式，另一个运行在备用 模式。工作控制器负责数据采集、过程控制以及过程控制网信息交互等功能。备用控制器诊断和监视 工作控制器的状态，实时备份控制所需信息。当工作控制器发生故障后可以无扰动切换到备用控制器. 无扰动切换完成后，可以对故障的控制器进行检修，而对控制功能不造成异常影响。冗余的关键特性 包括：自动同步一控制器冗余功能不需要进行任何组态工作，控制器自动检测冗余配置状况并在冗余 配置情况下自动进行冗余处理：实时同步一冗余控制器间每个扫描周期进行一次完整的数据同步；无