工业自动化-我的控制网络

工业自动控制系统课程

--AC800M

控制系统

工程师：裴斐

课程代码：pf_1_yf工业系统架构－800xA系统架构

adInstrumentation&DrivesInformationManagementAssetOptimizationS88ProductionManagementSafetyMotorControl

CentersAdvancedControlAndIndustrySolutionsSystem800xAProcessandLogicControlSystem

OverviewMadewithCertifiedProductsadSystem800xABasePlatformOnecommonplatformforallsoftwareproductsOperations,Engineering,InformationManagementConnectivityareoptionstoproductsOtherAspectSystemsBatchManagementInformationManagementAssetOptimizationCommonOperations,Engineering,&InformationManagementFieldDeviceIntegrationAC800MAdvantHarmonyMelodyOtherOPCSystem

OverviewUsingStandardsWindows2000/XPInternetExplorerVisualBasicActiveXControlsOPC-OLEforProcessControlMicrosoftComponentObjectModel(COM)ProfibusFieldbusFoundationSystem

OverviewWithinSystem800xAthereareanumberofCoreFunctionalAreas.Theseare:OperationsEngineeringControlandI/OProductionManagement

-BatchManagement

-ManufacturingManagementInformationManagementSafetysystemsAssetOptimizationDeviceManagementAspectObjectArchitecture（AspectObjectsTM

）TheAspectObjectarchitecturebuildsontheconceptsofAspectObjectsandAfwServicesTherulesandconventionsdefinedbythearchitectureareimplementedbytheAspectFramework

(Afw)AspectsystemsAspectFramework(Afw)ConnectivitycomponentsAspectsand

Objectsad4800xA系统拓扑结构NetworkstructureClient/ServerNetworkControlNetworkFieldbusControllers

AspectServer(s)Fielddevices

WorkplacesConnectivityServer(s)ApplicationServer(s)DomainServer(s)

Single1oo22oo3

Single1oo2Architecture

withAC800Mad6ad5SingleNodeSystemAutomationNetworkFieldbusControllers

Fielddevices

AspectServer

ConnectivityServer

Workplace(Client)Architecture

withAC800MOutsideConnectionClient/ServerNetworkControlNetworkFieldbusPlantNetworkControllers

AspectServer(s)RouterFirewallFielddevices

FirewallInternetWorkplacesConnectivityServer(s)ThinClientsApplicationServer(s)ThinClientsCitrixServer(s)Architecture

withAC800MExample:GraphicdisplayAspectDirectoryGraphicDisplayAspectSystemClient/Server

NetworkClient/Server

principlesControlNetworkConnectivityServer(s)AspectServer(s)ClientOperator

Workplace(s)Real-timedataConfigurationdata以AC800M为核心的控制网络市场定位相对于其它公司的产品SIEMENSS7-400系列SchneiderQuantum系列ABControlLogix系列ABBOriginal

“Unpublicized”MigrationStrategy$$$Hartmann&BraunContronicSBaileyInfi90/Net90Fischer&PorterDCISystem6ASEAMASTERTaylorMod300Hartmann&BraunDigimatikAllActiveAlfaLavalSattline199016SystemsFisher&PorterSymphony6ElsagBaileySymphonyAdvantMasterElsagBaileyFreelanceAlfaLavalSattlineHartmann&BraunContronicSAdvantModKentTaylorObsolete20005SystemsFisher&PorterSymphony6ElsagBaileySymphonyIndustrialIT“B”LineHartmann&BraunContronicSAdvantMasterIndustrialIT“A”LineAlfaLavalSattlineAdvantMod20023SystemsFuture1System$$ForcedMigration$$$$ActiveClassicLimitedObsoleteObsoleteIndustrialIT“B”LineIndustrialIT“A”LineObsoleteObsoleteObsoleteObsoleteAutomationMarket

Definitions75%OFALLMANUFACTURINGPLANTSAREAMIXTUREOFBOTHPROCESSANDDISCRETE.BETTERKNOWNAS“HYBRIDMANUFACTURING”

FACTORYAUTOMATIONPROCESSAUTOMATIONHYBRIDMANUFACTURINGMixtureofDCSandPLCDCSPLCAutomotive

ElectronicsElectricalMachineryBuildingFabricatedMetals

Textile

ChemicalPharmaceutFood/BeverCementCranesWater/WasteMarineMetals/MinerPulp&PaperPowerPlantPetroch/RefinOil&GasFunctionalityAnalogBinary/SequentialAdvancedSizepoints10100000100010000100PLCDCSSystemandProductsMarketsSize

TagsPrice

USD010000000100000100000010000100100010000100000DCSSize

I/OPrice

USD010000010001000010010100100010000Size

TagsPrice

USD0100000100010000100100100010000100000HMIControllersSize

TagsPrice

USD0100000100010000100100100010000100000I/OCompactProducts800HardwareFunctional

AreasOptionsCoreSystemOperationsProductionManagementInformationManagementControlandI/OEngineeringAssetOptimizationDeviceManagement800xASafetyApplicationsNewABBIndustrialITSystem800xA的系统结构PlantNetwork/IntranetFirewall

Client/serverNetworkThirdpartyapplicationserverWorkplacesEnterpriseOptimization

SuiteMobile

Operator

ConnectivityServerControlNetwork

RedundantEngineeringWorkplaceApplicationServerAspectServerThirdpartycontrollers,serversetcSerial,OPCorfieldbusFieldBusFieldBusAC800MHIAC800MAC800MAC800MFamilyS900I/OFamilyS800I/OFamilyCompactProductsTTProfibus上的远程I/OModuleBus上的本地I/OProfibus上的传动器ModuleBus上的传动器ProcessPanel过程面板AC800M智能开关装置本地I/O上的传动本地I/OControlBuilderProcessPortalPLCConnect任何符合OPC的客户端第三方I/O及PLC/Device以太网ControlNetwork3:rdpartyPLC/DeviceSerialConnectionModbus,Siemens3964R,COMLI,ModemProfibus远程I/O,传动器,仪器,

第三方I/O及PLC/DCSPM8568MB24MHzPM8518MB24MHzRedundantPM861PM86116MB48MHzPM8608MB48MHz32MB96MHzRedundantPM864PM864AC800M家族通过CPU的速度、内存、及性能进行选择CompactFlashmemoryforstorageofapplicationanddata性能强大的可编程控制器集成大容量的内存，提升CPU的性能和负载，避免由于程序量大而不能下载的尴尬，节约用户成本。ABBAC800MCPUsPM851PM856PM860PM861APM864APM865RAM8M8M8M16M32M32MWORKRAM2.836M2.837M2.838M8.616M24.961M24.962MSIEMENSS7-400CPUsCPU412-2CPU414-2CPU414-3CPU416-2CPU416-3CPU417-4DATARAM128K256K700K1.4M2.8M10MLOADRAM256KWORKRAM128K256K700K1.4M2.8M10MAC800M硬件AC800M硬件通讯接口模件CPU模件以太网口串行口l光纤Modulebus连接I/O和、或传动设备工具口24V供电状态指示灯Uptoatotalof26portsCPU通讯–以太网,TCP/IP控制网络(Ethernet,TCP/IPandMMS)Serial,PPPandMMSSerial,PPPandMMS冗余以太网每个控制器有IP地址MMS(ManufacturingMessageSpecification)isaISO9506standardprotocol串行通讯控制网络(Ethernet,TCP/IPandMMS)COMLIMasterCOMLISlaveMODBUSMasterSiemens3964RMasterCreateyourownserialprotocolAC800M控制器有最多25个串行通讯口最多12通讯接口－任意混装CI851ProfibusDPCI852FoundationFieldbusH1CI853SerialInterfaceCI854ProfibusDPV1CI855MB300CI856S100(I/OInterface)CI857INSUM(MotorControlCenter)Upto12ModulesCI858DrivebusinterfaceCI860FoundationFieldbusHSECI862TRIOI/OMax12S800modulesperI/OCluster<1000mUpto48ControllersonControlNetworkMax12CommunicationmodulesonCEXbusFlexibleandscalableinsizeandperformanceControlNetwork

(EthernetTCP/IP,10Mbps)Max12S800modulesonElectricalModulebusMax24S800modulesperremoteI/OstationRemoteS800I/OviaPROFIBUSDP/V1Max7S800I/OClustersOptical

ModuleBusI/OClusterNote:SeeAC800MControllerHardwareUserManualfordetailsaboutsupportedcombinationsAC800M-I/O接口本地I/O通过Profibus远程IOS900S800S800S200第3方I/Os本地I/OonModulebus12Modulespercluster–8Clusters=96Modules12345678TB820TB840（冗余）Electrical光纤最多7簇，簇间距离15m（塑料）最大200m（HCS石英硅光纤）最大7x200m=1400m第1块模件至最后一块模件OpticalmediaconverterTB825cont.S800I/ONewsPM8xxTB825I/OI/OTB820TB825TB825I/OI/OTB820TB825I/OI/OTB820System(ring)Field(~1000m)SystemSOE时间标签I/OsControllersHMI~1secaccuracy~5-10msaccuracy~1msaccuracyDCSHMI/

PLC解决方案类型ModulesDI830DI831DI885远程IOonPROFIBUSDPorDPV1Upto5PROFIBUSsegmentsUpto32stationspersegmentUpto24modulesperstationsUpto384DI/DOand192AI/AOperstationCI851(DP)CI854for冗余电缆(DPV1)CI830,CI801CI840for冗余子站(DPV1)S800I/O的设计标准现场总线通讯接口(FCI)PROFIBUS,支持冗余提供维修维护接口电源供电监控功能可分配给I/O模块供电I/O模块全范围的信号类型包括AI,AO,DI,DO,Temp,Pulse,Freq,HART,ISinterface,SOE带电插拔功能冗余功能高完整性功能终端单元两线的紧凑型设计三线的扩展型设计,同时含保险通过机械锁定键与I/O模块锁定I/O及终端单元类型I/O模块和终端单元可根据需要灵活地混合安装如果不需要带电插拔功能，可以选用集成设计的S800L模块不同模块可灵活的进行混合安装，满足用户所需模块类型包括IS（本安）模件空MTU可以装在

S800I/O站上可以用于今后插入模件扩展。Modulbus可使用扩展电缆进行扩展可进行水平和垂直混合安装I/O站（Cluster）之间通过光纤进行扩展轻松自如组建I/O站模拟输入S800I/O

模件模拟输出S800I/O

模件数字输入S800I/O

模件数字输出与计数器S800I/O

模件冗余S800I/OCI840

PROFIBUS

DPV1upto12Mbit/s,D-sub9connection24VDC,ExtendeddiagnosisAI845

8ch

AnalogInputwithHART

0(4)-20mA,0(1)-5V,Isolation:1groupof8,Extendeddiagnosis

AO845

8ch

AnalogOutputwithHART

4-20mA,Isolation:1groupof8,ExtendeddiagnosisDI840

16ch

BinaryInput,currentsinking

24VDC,Isolation:1groupof16,Extendeddiagnosis,SOE

DO840

16ch

BinaryOutput,currentsourcing

24VDC,0.5A,Isolation:1groupof16,Extendeddiagnosis

DP8408chPulse/Freqinputs,Alsousefulfornon-redundantapplicationsAI8438chTCInputsS800I/O

模件S800L模件S800I/O

模件功能强大的CBM独立于控制硬件的编程－机动灵活一个ControlBuilder软件支持所有硬件你无需预先选择硬件平台直至系统性能的最终确定您可根据需要灵活地选择相应硬件配置性能预算通讯可靠性..根据需要自由选择编程语言标准IEC61131-3

编程语言容易掌握不同语言都有其自身的特点根据应用选择最恰当的语言选择编程语言标准的容易使用的

IEC61131-3支持所有5种语言指令列表(IL)梯形图(LD)功能块图(FBD)结构化文本(ST)顺控功能图(SFC)功能强大的控制模块(CONTROLMODULES)A:LDIX1(*PUSHBUTTON*)ANDNMX5(*NOTINHIBITED*)STQX2(*FANON*)C2CALCIN1IN2OUTPUMPAUTOMAN_ONACTC1CALCIN1IN2OUTPUMPAUTOMAN_ONACT>=1DIVDOVVARCONSTANTX:REAL:=53.8;Z:REAL;END_VARVARaFB,bFB:FB_type;END_VAR(*Body*)bFB(A:=1,B:=5.3);Z:=X-INT_TO_REAL(bFB.OUT1);IFZ>57.0THENaFB(A:=0,B:=3.9);ELSEaFB(A:=1,B:=7.5);END_IFSTARTSTEPT1T2ACTIOND1ACTIOND2STEPASTEPB使用61131-3的好处–选择你的方言利用公司中已有的知识使用最适合你的应用的语言在同一项目中混合使用多种语言可以语言混用一种优化的软件应用通常是采用5种语言中的超过一种写成的在所有语言中都使用功能块类型利用ControlModules的好处–组态调试更轻松

一种强有力的控制方案多次调用封装概念ABB为提高生产力而提供的专利产品使你专注于控制过程和对象而不仅仅是编制程序特点为性能优化自动进行代码分捡图形化的界面并相互连接为降低内存消耗通过静态参数连接ControlModule包括程序代码可视图形表示交换窗口

数据采集和通讯软控制器软控制器－在PC上运行的高性能低成本控制器用于程序的仿真及测试用于仿真调试强大的离线模拟功能在没有硬件的情况下你可测试你的控制逻辑的-省时省钱控制逻辑的编写不依赖于控制硬件的存在可在控制硬件到位前开始工程在任何地点进行项目工程在公司在家中旅途中..离线模拟支持无硬件组态，可以先根据流程、逻辑进行编程、调试，后期灵活的与硬件连接。大大提高组态效率支持热启动保持、冷启动保持等数据类型，避免下载程序引起的系统停机和参数丢失RealIO、BoolIO数据类型能够获得更多的通道信息，便于故障的快速诊断性能强大的可编程控制器性能强大的可编程控制器整个系统最多可允许运行256个应用（application）每个应用（application）最多运行64个程序（program)每个程序（program）都可以分别定制运行周期，最多可定制32个运行周期，最小周期1ms。查询方式：索引搜索收藏夹可为自定义的功能块创建帮助说明上下文敏锐的在线帮助仅需按F1键打开上下文相关帮助手册解答ControlBuilder功能IEC61131-3相关说明硬件模件说明无需用户手册打印所有文档信息均可在线查看F1通过OPC连接HMIAC800MConnectivityServerAC800M......用户自己编写的程序几乎所有SCADA软件ABBAspectServerConnectivityServer通过OPC连接人机界面(HMI)通过OPC连接人机界面(HMI)AC800M带有OPCServer可以连接OPCServer到任何

OPC兼容HMI支持数据访问(DataAccess)报警和事件(AlarmandEvent)任何OPC兼容HMI通过OPC连接人机界面(HMI)通过OPCServer，人机界面可直接导入AC800M组态中的变量MotorFunctionBlockPlant

Explorer通过OPC连接人机界面(HMI)作为ABBSystem800xA人机界面和控制器的主要通讯方式，设计性能强大，稳定性高采用标准的OPC通讯接口，兼容任何可以支持OPC协议的第三方软件采用标准以太网作为通讯介质，可轻松接入厂级管理网，方便维护，节约成本支持在线加入、离开并更改设置，避免因系统停机而造成用户的损失OPC服务器支持冗余功能，可配置主服务器和备用服务器通讯负载均分，并允许全部负载切换到一个服务器上支持诊断/事故追忆功能，可提前避免通讯故障发生，发生通讯故障时，能够帮助快速的恢复直接把HMI和控制器中的变量连接起来，为人机界面提供实时的数据和信息全级别冗余冗余方案SpareBasePlatesRCULinkSpareBasePlates110/220V24V冗余CPUs冗余I/Os冗余控制网络冗余Profibus线路冗余供电冗余Modulebus从站冗余Profibius从站AC800MCPU冗余冗余组态简单、方便高效的工程组态对工程师开放CPU之间没有额外的同步，大大节约宝贵时间配置简单，以更少的组态时间，获得更高的性能通过几次点击即可完成冗余组态单击完成CPU冗余配置单击完成控制网络冗余配置单击完成从站冗余配置单击完成I/O冗余配置对HMI开放对于HMI而言，冗余的CPU只需作为单CPU处理减少调试时间冗余功能均通过出厂调试Letsyoufocusontheprocess!AC800MCPU冗余硬件故障发生自动切换系统操作不会中断数据无丢失切换期间I/O无重复输出.切换时间少于10ms通讯模块能连接到冗余的任一CPU上可用性PROFIBUS-DP/V1

冗余连接线（可选项）冗余连接电缆

TK851CEXBus

延长电缆TK850#2双PROFIBUS

or

FFHSE主站冗余的通讯主站和CEX总线可用性CEXBussplittercableCEX总线连接模块,BC810双CEX总线CEX总线分别在两个独立的节点

通过冗余的通讯接口改善了系统的性能双通讯主站分别安装在独立的CEX总线节点.支持模块：

CI854A,PROFIBUSDP/V1

CI860,FFHSE#1PROFIBUS-DP/V1orFF-HSE

主站冗余

(可选连接线冗余只应用于PROFIBUS)ApplicationHardwareApplicationHardware总费用传统冗余解决方案AC800M冗余方案节省费用!TestTest高性价比的冗余方案系统选型CPU选型PM856PM860PM861PM861PM864冗余CPU8MB24MHz8MB48MHz16MB48MHzPM86432MB96MHzPM8518MB24MHz适用于小型系统，Modulbus最大支持24块I/O模块（12个传动单元），CEX总线只能扩展一个通讯模块；只有一个标准以太网口有效适用于大、中、小型系统，Modulbus最大支持96块I/O模块（84个传动单元），CEX总线扩展12个通讯模块通过内存、频率来进行选择适用于中、大型且对安全性要求较高的系统，系统架构-小型系统（参考）工程师站/操作员站CompactControlBuilderMOPCServerforAC800M第三方上位软件ControlnetworkAC800M本地I/O本地I/O传动单元光纤Modulebus系统架构-中型系统（参考）工程师站/操作员站CompactControlBuilderMOPCServerforAC800M第三方上位软件Controlnetwork操作员站OPCServerforAC800M第三方上位软件NDBU……光纤ModulebusDrivebusProfibus系统架构-大型系统（System800xA）PlantNetwork/IntranetFirewall

Client/serverNetworkThirdpartyapplicationserverWorkplacesEnterpriseOptimization

SuiteMobile

Operator

ConnectivityServerControlNetwork

RedundantEngineeringWorkplaceApplicationServerAspectServerThirdpartycontrollers,serversetcSerial,OPCorfieldbusFieldBusFieldBusAC800MHIAC800MAC800M强大的传动支持

配合ABB传动的最佳选择

PM8xxDrivesintegration:网络类型: 光纤Modulebus,PROFIBUSDPorDriveBus

网络用途: 用于AC800M和