ECS-700系统控制系统介绍

1、ECS-700控制系统介绍ECS-700产品经理 聂浩ECS-700系统规模系统节点域数量16控制域 16操作域控制站数量60/控制域操作站数量60/操作域控制网节点总数250单站容量单控制站IO容量2000控制域容量单控制域IO总量20000操作域容量单操作域位号总量20000高可用性的网络技术链路聚合(Trunking)提高链路可用增加链路容量项目灵活配置负载均衡流量自动系统容错A网B网B网A网FCRCCR控制站过程控制网控制站控制站控制站控制站工程师站操作员站操作员站操作员站实时数据库历史数据库控制网络对等模式过程信息网I/O层网络扩展能力距离：2Km、 20KmCOM711U7（通用I

2、O）无线传输U3（一体化控制器）COM731GPRS Modem固定IP传输速率：100MB/s介质：电缆、光纤COM741U6（RTU）本地64个I/O模块64个I/O模块I/O层网络扩展能力7个远程节点LAN1LAN2LAN3LAN4LAN5LAN6LAN7LAN8第三方网络AMS网络ODS网络OTS网络所需部件：时钟同步服务器方案：接入控制网对全厂进行时钟同步同步精度：50ms同步协议：SNTP时钟同步方案标准化的柜内布置设计系统控制机柜端子机柜安全栅机柜（底板式）继电器机柜（底板式）交换机柜电源分配机柜配电端子排直流电源模块空气开关 IO机架 主控制器 系统机柜系统I/O机架结构设计E

3、CS-700p单模块更换，免螺丝，防混插p单基座更换模块基座机架模块支持在线插拔模块的接线方式现场线缆现场线缆现场线缆现场线缆现场线缆冗余基座转接基座普通基座现场线缆现场线缆现场线缆控制器FCU711 采用美国ATMEL公司32位军工级RISC芯片 主频260MHz 低功耗设计，小于5W 内存36M 250页用户程序、2250个自定义变量 过程控制网1Gbps/100Mbps I/O网络100Mbps 控制周期20ms5s 掉电保持数据时间不小于6个月 内置网络防火墙和协议解析、接入设备论证，隔离了网络冲击对控制CPU的影响工业级和商用级区别工业级和商用级区别控制器程序容量FCU711醋酸乙烯

4、装置某控制器l 控制回路数量:75个l 程序量：125Kl用户程序 存储空间：8Ml 程序负荷：5%FCU711加氢精制装置某控制器l 控制回路数量:29个l 程序量：54Kl用户程序 存储空间：8Ml 程序负荷：1w如何处理匹配特殊量程、防止阀门泄漏p超量程范围默认-10%110%，可组态p每个通道均可独立设置p准确识别工艺状况p确保阀门完全关闭，防止泄漏 系统模拟量模块电量程可组态，并具有最大-25125的超量程测量与输出。p举例：4mA20mA信号可调整为8mA16mAp每个通道均可独立设置p利用有效量程p提高分辨率自由量程超量程输入、输出故障安全 系统设计了最恶劣情况（冗余部件均失效）

5、下的安全状态：输入、输出安全模式均可组态。保持输出设定安全值故障时ttOPOP输入输出主控制器AI通过控制器至AO只需要200msDI通过控制器至DO只需要50msI/O模块响应时间快速新增I/O模块功能在线添加硬件组态扫描一键生成默认位号信息调整参数、在线下载组态E-BUS节点L-BUS节点COM711COM721COM741AM712AI/AO713-HAM716IO连接模块Profibus主站通讯模块串行通讯模块FF接口模块模拟信号输出模块（HART）EPA模块可扩展64个IO模块1个Profibus接口4个Modbus接口包含2个FF网段16通道HART输出包含2个FF网段通讯模块一览

6、支持四重化冗余的串行通讯模块 通讯从站COM741通讯主站COM741通讯主站工作备用WebField ECS-700p 每对控制器下最多可下挂7个通讯节点p 4路完全隔离的可编程串行口通讯p 每路支持不同的通讯方式、协议、波特率等p 最多带64个设备p 支持4000个开关量或254个模拟量通讯p 支持RS232、RS422、RS485等通讯方式 p 支持Modbus RTU / Modbus PLUS、HOSTLINK、自定义通讯协议、非标准协议编程p 方便的集成SIS、CCS、FGS、VMS等全厂子系统SIS/PLCFCU711控制器FCU711控制器最多7个通讯节点E-BUS第三方系统通

7、讯互联案例.中控在业界集成经验最为丰富化工项目 江苏灵谷化工4580 兖矿鲁南化工3052 新安迈图10万吨有机硅 山西丰喜华瑞1830 中石化南化6万吨/年环己酮 石化项目 长岭1000万吨级大炼油联合装置 安庆石化800万吨大炼油联合装置 塔河石化350万吨炼油联合装置 武汉石化500万吨炼油装置 宁夏宝塔石化100万吨/年重交沥青 广西东油沥青50万吨/年催化裂化深度的通讯控制方案模板化的通讯参数配置多样化的通讯模式支持“P2P”式的通讯方案优化在线实时网络通讯校验模板化的通讯参数配置预存主流SIS系统参数信息；填报式参数点选，方便快捷。“P2P”式的通讯方案优化n“P2P”的好处案例

8、Szorb清洁化能源在中国大力推广，其主要控制策略闭锁料斗非常难控制，控制不到位的话容易引起料斗磨损，短周期就要停车检修。密闭料斗工艺包一般由Tricon/HIMA等SIL3级安全系统完成顺序控制，DCS完成回路控制。 2家工程公司实施DCS组态SIS组态Step1Step2Step3Step4无互检机制“P2P”式的通讯方案优化n“P2P”的好处案例 Szorb清洁化能源在中国大力推广，其主要控制策略闭锁料斗非常难控制，控制不到位的话容易引起料斗磨损，短周期就要停车检修。密闭料斗工艺包一般由Tricon/HIMA等SIL3级安全系统完成顺序控制，DCS完成回路控制。 1家工程公司实施DCS组

9、态SIS组态Step1Step2Step3Step4有互检机制DCS确认SIS确认DCS确认在线实时网络通讯校验01 05 00 4B FF 00 2C FF01 05 00 4B FF 00 2C FF01 05 00 4B FF 00 2C FF01 05 00 41 F0 00 C1 F0每包数据末两位为16bit CRC校验位DCS接收到数据包先解析CRC，如果一致，则判断数据正确。不一致，认定为异常数据包。超时判断，自定义设置，及时通讯中断报警01 05 00 4B FF 00 2C FF500ms超时现场总线支持p FF现场总线p PROFIBUS现场总线p HARTp EPA开放

10、式通讯总线工具第一个完全支持FF,Profibus,HART,EPA四种总线的厂商！可以通过同一个总线组态工具实现组态！使用同一个资源优化管理软件实现四种资源的管理！FF的认证FF接口模块p 每个机架支持16个FF模块（8对冗余）p 每个控制器支持64对冗余FF接口模块p 位于I/O层，安装非常方便机架AM712-SFF接口模块每对AM712-S支持两条FF-H1网段.每条H1网段支持最多16台FF设备每个DCS控制站支持最多1664台FF设备DCS全局控制系统支持最多台1597440台FF设备PROFIBUS接口模块 GSD FilesPROFIBUS-PAx+PLCPROCESS FIEL

11、DBUSProfibus控制器Profibus主站模块COM721DP/PA链接器DP/PA耦合器单个耦合器可以带10个非本安PA设备，耦合器和连接器5：1配置中控的HART地位 SUPCON是中国目前唯一支持HART-DD技术的DCS制造商！也是全球第9家（Honeywell，Emerson，Yokogawa等） SUPCON是HART基金会（HCF）主站开发团队成员，参与核心代码的共同维护和开发 中控每年向HART基金会缴纳的维护费用高达$12,500 多个成功案例的使用 （鲁南、宜化、灵谷、长岭炼化、上高桥、中石化隐患等） 手持设备定期通讯设备管理系统的即时通讯 仪表调校 故障定位 仪表

12、位号描述 回路测试 参数设置 (量程、单位等)使用的是通用DD 或有限DD库0%100% Savings / Benefits 相对价值量（节省的开支或产生的效益）0%100%100%仅用到HART的部份价值差异化庞大DD/EDD库的支持通过仪表的诊断报警,在仪表故障 前及时处置 通过对关键变量的状态的监控来提 高系统的稳定性与可靠性帮助确认控制系统的信息实现多变量仪表的完整信息读取与设备台帐的结合与ERP/CMMS系统实现数据集成 价值的增加量 设备管理系统价值70例行检查35%无故障28%仪表校验20%6%零点漂移6%导压管堵5%其他故障1020304050 节约例行检查的时间 明确检修计

13、划、精确备件计划设备管理系统价值SAMS设备管理系统架构 AMS中心服务器/AMS客户终端（SAMS EMP）AMS数据采集器/客户终端（SAMS Server）1Gbps高速工业以太网多路转换器RS485转以太网第三方设备DCSFCU711-S01AI713-S01AO713-S01同步组态、系统配置、数据服务DCS网络、硬件组态SAMS ServerSAMS EMPDCSSAMS 系统软件SAMS自动扫描设备建立工厂视图、自动匹配位号修改参数、调校、诊断SAMS全局管理SAMS 设备管理软件工厂工厂视图视图物理物理链接链接节点下设备列表节点下设备列表 设备组态列表设备组态列表具体设备具体设

14、备组态信息组态信息548台智台智能仪表能仪表SAMS 位号自动匹配BeforeAfter设备位号自动匹配功能3分钟内自动匹配2500个设备设备位号HV_1150HV_1150SAMS默认位号资产管理平台通讯服务通讯服务客户端TextFF通讯HART通讯EPA通讯Profibus通讯 服务器诊断服务平台接口 实时数据 诊断数据 远程诊断 第三方 诊断软件具有中国特色的资产管理平台交接班记录日志管理系统配置设备台帐故障、报警、维护查询SAMS Portal 具有中国特色的资产管理平台以前填表、资料查找等工作都是手工操作，费时费力现在Audit Trail文档工作是自动和实时完成的。“当上级有关部门

15、例行检查，需要我们提交报告，当拿出设备投运率以及定期维护成本的考核数据。他们对此印象非常深刻，在报告中可以清晰列出每个仪表维护人员的分管仪表目前的情况，具体哪些仪表出了问题，管理透明度非常高。他们对此非常满意。”115系统组态管理软件系统结构组态软件系统监控软件u根据上位机数量和种类提供软件狗授权u不限制I/O种类和点数规模控制分域操作分域控制域操作域权限分配系统结构-域的划分系统结构-域的对应系统结构可配置1231+2+3454+5原料罐区中间罐区产品罐区循环水空压站1+2+3+4+5多人组态、组态管理1321+2+3组态保存2132+31+21+2+3组态发布主工程师站扩展工程师站便携工程

16、师站扩展工程师站支持离线组态组态主画面控制组态监控组态方便的I/O表导入功能无需网关直接导入位号名最多24位导出工程图纸及数据表趋势数据表测点清单端子板接线图机柜布置图通讯位号清单高效率、高正确率高效的工程工具LDFBDSFCST组态工具的易用性强，开车前EPC能自行轻松完成组态修改组态工具易用性功能块库控制功能块库逻辑控制功能快哭模拟量处理功能块库选择运算功能块库算术运算功能块库逻辑运算功能块库通讯辅助功能块库站间通讯功能块库顺控功能块库行业功能块库IO特殊处理功能块库比较功能块库用户功能块库功能块库丰富的功能块输入处理：1.测量值报警2.输入补偿3.设定值跟踪4.设定值限幅及报警5.设定值

17、回退6.设定值斜坡作用运算处理：1.非线性增益2.偏差死区作用3.旁路作用4.偏差处理5.输出补偿6.控制输出7.量程转换8.积分限幅作用输出处理：1.预设MV处理2.输出限幅报警3.输出速率限幅报警4.闭锁增减及输出保持脉冲式PI控制功能块 手动设置积分项的PD控制功能块 偏差累积PI控制功能块 比率设定功能块 分程控制功能块 模拟量手操器功能块 EPID控制功能块 PID控制模块蒸汽-碳比例控制方案图蒸汽-碳比例控制FBD图蒸汽量控制PID模块前加入大量的比值和比较运算碳量控制PID模块前加入大量的比值和比较运算复杂控制程序的编写屏蔽输入强制动作屏蔽输出调试程序在线调试离线调试在线调试及离

18、线调试仿真控制器快速回路控制模块AM715-S现场设备天然气与氧气比例控制AOAIPV t t 0控制回路响应周期50ms；控制需求应用效果氧化炉启动过程要求控制回路能够 快速进入平衡状态（t1-t010s）；调节过程中能够快速响应 天然气流量变化；控制精度要求高，平衡状态控制； 精度控制在0.5%；控制回路从开车正常运行停车 始终处于自动控制状态，不允许手动控制。响应周期50ms精度0.5%天然气：天然气：氧气：氧气：t 1快速回路LD图FBD图ON输出跟踪值LD优先干预FBD的超驰引脚超驰控制输出跳闸信号恢复正常首出功能块根据工艺及控制要求，合理进行Unit、Operation、Phase的层次划分 ；功能特点监控画