计算机控制技术6-5DCS的工程师站

6.4DCS的工程师站

6.4.1DCS工程师站的组成

6.4.2DCS工程师站的组态

2010-11-10

HunanUnlveraitvolScU<xn«ondTechnolrxiy

6.4DCS的工程师站

※工程师站(ES)是

DCS的人机界面(MMI)

※功能：

♦组态

♦绘图

♦编程

♦兼操作员站

2010-11-10

HunanUnlveraitvolScU<xn«ondTechnolrxiy

6.4DCS的工程师站

※操作员站的人机界面

♦首先在工程师站上生成,

♦然后装入操作员站运行。

X控制站的输入输出控制

♦首先在工程师站上生成,

♦然后装入控制站运行。

※工程师站

♦既可以在线工作，

♦也可以离线工作。

2010-11-10

.“J/HunanUnlvoraitvolSwoncftandTachnoltMiy

・4DCS的.，咖站

6.4.1DCS工程师站的组成

1DCS工程师站的硬件"

2DCS工程师站的软件

2010-11-10

HunanUnlveraitvolScU<xn«ondTechnolrxiy

1DCS工程师站的硬件

※组成：

♦主机设备

♦外部设备

※主机设备：

♦主机♦CRT/LCD♦键盘

♦鼠标♦外存储器

♦通信板卡♦……等等

※外部设备：

♦打印机♦键盘

♦……等等

2010-11-10

HunanUnlveraitvolScU<xn«ondTechnolrxiy

DCS工程师站的组成

1DCS工程师站的硬件

※主机：

♦32位或64位微型机或工作站，

♦内存512MB以上，

♦硬盘（80GB以上），软盘（L44MB）,

♦光盘（40倍速以上），CD-R或CD-RW,

♦移动盘。

※彩色CRT或LCD：

♦21英寸

♦分辨率1280X1024或更高

2010-11-10

,■，j/HunanUnlveraityolSnianceandTflchnolrxiy

程师站的组成

1DCS工程师站的硬件

※机型：

♦IPC♦工作站

※结构：

程师站的组成

1DCS工程师站的硬件

・4DCS的.，咖站

6.4.1DCS工程师站的组成

1DCS工程师站的硬件

2DCS工程师站的软件Y

2010-11-10

HunanUnlveraitvolScU<xn«ondTechnolrxiy

DCS工程师站的组成

2DCS工程师站的软件

※软件：

♦系统软件♦应用软件

※应用软件：

用户表现形式是组态：

•操作监控层设备组态

•直接控制层设备组态

・控制功能组态

・操作画面组态

※应用软件分类：

♦1.组态软件.2.绘图软件

♦3.编程软件

2010-11-10

,■，j/HunanUnlveraityolSnianceandTflchnolrxiy

⑴组态软件

※（口系统组态软件：

♦建立网络

♦登记设备

♦定义系统信息

♦分配系统功能

※目的：

将一个物理的DCS系统

构成一个逻辑的DCS系统，

便于系统管理、查询、诊断和维护。

2010-11-10

HunanUnlveraitvolScU<xn«ondTechnolrxiy

⑴组态软件

X(2)应用组态软件：

♦建立功能块：

输入功能块、输出功能块、

运算功能块

连续控制功能块、逻辑控制功能块

顺序控制功能块、程序功能块

♦构成控制回路：

连续控制回路

例如，单回路、串级、前馈、…

逻辑控制回路

顺序控制回路

2010-11-10

HunanUnlveraitvolScU<xn«ondTechnolrxiy

，币站的软件

(1)组态软件

※应用组态方式：

♦(1)填表组态方式

♦⑵语言组态方式

♦⑶图形组态方式

♦⑷混合组态方式

2010-11-10

HunanUnlveraitvolScU<xn«ondTechnolrxiy

⑴填表组态方式

※步骤：

♦①根据控制回路或控制策略

确定所需的功能块,

♦②通过菜单选择功能块，

♦③填写参数表：

・输入功能块参数表

・输出功能块参数表

・运算功能块参数表

・控制功能块参数表

2010-11-10

HunanUnlveraitvolScU<xn«ondTechnolrxiy

⑴填表组态方式

※单回路PID控制

功能块组成：

•AI输入功能块参数表

•PID控制功能块参数表

•AO输出功能块参数表

模拟量输入块PID控制块模拟量输出块

图2.17单回路PID控制块组态图

2010-11-10

.“J/HunanUnlvoraitvolSwoncftandTachnoltMiy

⑴填表组态方式

表4.2.1AI功能块参数表

项号参数名名称数据及说明缺省

1NO功能块号I/O模板号00~63,模板内点号00~1500-00

2TAGNAME工位号8个字符

3ALGORITH算法码AI

4ACTIVEAl功能块激活未激活=OFF激活=ONOFF

5ATTRIBUTAI功能块属性OPERATOR=OFFPROGRAM=ONOFF

6PV_MODEPV方式自动AUTO=OFF手动MAN=ONOFF

7PV过程变量工程量RL~RH

8RHPV量程上限工程里RH>RL-99999.00-+99999.00

9RLPV量程卜限工程量RLvRH-99999.00-+99999.00

10EUPV工程单位℃,Pa,m3,（自定义8个字符）

11DECIMALPV小数点位数0,1,2,3,42

12S_PVPV标准数标准数“0~1”

■■■■■■■

2010-11-10

HunanUnlveraitvolScU<xn«ondTechnolrxiy

⑴填表组态方式

表2.1.1PID控制功能块参数表

项号参数名名称数据及说明缺省

1NO功能块号0-255

2TAGNAME工位号8个字符

3ALGORITH算法码8个字符PIDPID

4ACTIVEPID功能块激活未激活=OFF激活=ONOFF

5ATTRIBUTPID功能块属性OPERATOR=OFFPROGRAM=ONOFF

6PVMODEPV方式自动AUTO=OFF手动MAN=ONOFF

7PV被控量工程量RL〜RH

8RHPV量程上限工程量RH>RL-99999.00-+99999.00

9RLPV量程下限工程量RL<RH-99999.00-+99999.00

10EUPV工程单位℃,P.,MP.,n?,（自定义8个字符）

11OV_MODEPID工作方式MAN=0AUTO=1INIT=2NLH=3PBH=40

12SV_MODE给定值方式内给LOC=0,串级CASE,监控SCC=20

■■■■■■■■■

2010-11-10

⑴填表组态方式

表4.2.4AO功能块参数表

项号参数名名称数据及说明缺省

1NO功能块号I/O模板号00~63,模板内点号00~1500-00

2TAGNAME工位号8个字符

3ALGORITH算法码AO

4ACTIVEAO功能块激活未激活=OFF激活=ONOFF

5ATTRIBUTAO功能块属性OPERATOR=OFFPROGRAM=ONOFF

6IV_MODEIV方式自动AUTO=OFF手动MAN=ONOFF

7IV输入变量标准数“0~1”

8OV输出变量工程量RL~RH

9RHOV量程上限工程里RH>RL-99999.00-+99999.00100

10RLOV量程下限工程量RLVRH-99999.00-+99999.000

11EUPV工程单位%（自定义8个字符）%

12S_OVOV标准数标准数“0~1”

2010-11-10

HunanUnlveraitvolScU<xn«ondTechnolrxiy

⑴填表组态方式

※优点：

・原理简单，

・便于实现。

※缺点：

・不直观形象,

・使用不方便。

2010-11-10

HunanUnlveraitvolScU<xn«ondTechnolrxiy

⑵语言组态方式

※组态语言:

♦类似于高级语言，

♦语句针对性强，语法简单，

♦面向输入、输出、

运算、控制功能块，

♦具有一般的算术运算、逻辑运算、

函数、程序控制语句。

※组态语言也称为

脚本(script)语言o

2010-11-10

HunanUnlveraitvolScU<xn«ondTechnolrxiy

⑵语言组态方式

※步骤：

♦①编辑：用组态语言编写

输入、输出、运算、控制

功能块程序,

♦②编译：对功能块程序进行编译，

形成组态文件，

♦③下装：将组态文件

下装到控制站运行。

2010-11-10

HunanUnlveraitvolScU<xn«ondTechnolrxiy

⑵语言组态方式

※优点：

•可以编写

比较复杂的控制组态。

※缺点：

・不直观形象,

・开发难度大,

・使用不方便。

2010-11-10

HunanUnlveraitvolScU<xn«ondTechnolrxiy

⑶图形组态方式

※步骤：

♦①调用功能块，

♦②连接功能块的输出端和输入端,

♦③填写功能块的参数。

2010-11-10

HunanUnlveraitvolScU<xn«ondTechnolrxiy

⑶图形组态方式

※基本图素：

♦输入、输出、运算和控制功能块，

♦功能块左侧为输入端、右侧为输出端。

2010-11-10

HunanUnlveraitvolScU<xn«ondTechnolrxiy

⑶图形组态方式

※步骤：

♦①调用功能块，

♦②连接功能块的输出端和输入端,

♦③填写功能块的参数。

模拟量输入块PID控制块模拟量输出块

2010-11-10

HunanUnlveraitvolScU<xn«ondTechnolrxiy

⑶图形组态方式

※单回路PID控制的组态步骤如下：

♦建立AI模块LT1235

♦建立AO模块LV1235

♦选AI模块LT1235,并拖放到屏幕上

♦选PID模块并取名LC1235,再拖放到屏幕上

♦选AO模块LV1235,并拖放到屏幕上

模拟量㈣入号PID控网块模拟量卸出餐

LT1235|A「LC12351Pl6LV12351A6

APVPVCOVAOIAOV

SVBOVBOV一

BIV

2010-11-10

⑶图形组态方式

※单回路PID控制的组态步骤如下：

♦鼠标先点击LT1235输出端APV,

再为击LC1235输入端PV,两者之间自动形成连线；

♦鼠标先点击LC1235输出端COV,

再为击LV1235输入端AOL两者之间自动形成连线;

♦鼠标先点击LV1235输出端BOV,

再点击LC1235输入端BIV,两者之间自动形成连线;

模拟量㈣入号PID控制块模拟量输出块

LT1235|A「

APV

2010-11-10

⑶图形组态方式

※单回路PID控制的组态步骤如下：

♦鼠标点击LC1235,

打开PID控制模块参数表（如表2.1.1）,

逐项填写参数

模拟量输入块PID控制块模拟量输出块

2010-11-10

，j/HunanUnlveraityolSnianceandTflchnolrxiy

⑶图形组态方式

ControlBuilder-Monitoring

FiteEcftViewInsertToolsOperateOptionsWindowHelp

酗«口旧1X国冈昌1宣网看电1加1=1+胭圉hm怫.|i]

ForHelp,pressFlPRIMARYJocatwst，MNGR»

2010-11-10《以谢泊浦鼓”孽

,HunanUnlveraitvolSw<xn«ondTechnolrxiy

⑶图形组态方式

2010-11-10

⑶图形组态方式

※优点：

•所见所得,

•直观形象,

・使用方便。

模拟量㈣入号PID控网块模拟量卸出餐

LT1235|A「LC12351Pl6LV12351A6

APVPVCOVAOIAOV

SVBOVBOV一

BIV

2010-11-10

(4)混合组态方式

※填表组态方式、

语言组态方式和图形组态方式的综合,

※吸取了各自的优点，

并互相取长补短。

模拟量㈣入号PID控网块模拟量卸出餐

LT1235|A「LC12351Pl6LV12351A6

APVPVCOVAOIAOV

SVBOVBOV一

BIV

2010-11-10

(2)绘图软件

※绘图工具:

绘静态图，绘动态图,

标准图素，建动态点,

※绘制画面：

通用画面，专用画面，

管理画面，……等等

※画面效果：

模拟物理装置、测控点和控制回路，

声光音响效果，工业电视画面，

多媒体功能，

给人以直观形象和身临其境之感觉。

2010-11-10籁曲泊而救/学

.“J/HunanUnlvoraitvolSwoncftandTachnoltMiy

(3)编程软件

※编程语言：

♦专用控制语言(CL)

♦通用算法语言，如BASIC、C语言

※特点：

♦既有原语言的基本语法、语句和函数，

♦也有面向过程的语句和函数，

♦直接运用功能块或实时数据库的变量名。

※目的：

♦实现高级控制算法，提高控制水平，

♦编制优化操作与管理软件，提高操作水平。

2010-11-10

，j/HunanUnlveraityolSnianceandTflchnolrxiy

的工程师站

6.4.2DCS工程师站的组态

1DCS系统设备的组态

2DCS控制功能的组态

3DCS操作画面的组态

2010-11-10

HunanUnlveraitvolScU<xn«ondTechnolrxiy

工程师站

6.4.2DCS工程师站的组态

※先系统组态，后应用组态。

※组态主要针对

直接控制层和操作监控层。

※组态顺序：

♦自上而下的设备组态，

先操作监控层，后直接控制层;

♦自下而上的功能组态，

先直接控制层，后操作监控层。

2010-11-10

,■，j/HunanUnlveraityolSnianceandTflchnolrxiy

师站的组态

1DCS系统设备的组态

※功能：

♦给网络设备

分配节点地址

※含义：

♦将物理DCS

构成逻辑DCS

♦便于管理、查询、

诊断、维护

※内容：

♦L操作监控层设备组态

♦2.直接控制层设备组态

2010-11-10

师站的组态

1.操作监控层设备组态

※设备：

♦操作员站(OS)

♦工程师站(ES)

♦监控计算机站(SCS)

♦计算机网关(CG)

※设备组态方式

因DCS而异

2010-11-10

师站的组态

1.操作监控层设备组态

※内容：

♦⑴系统取名

♦⑵节点组态

2010-11-10

师站的组态

1.操作监控层设备组态

⑴系统取名

※①单元名(UnitNames)

※②区域名(AreaNames)

※③控制台名(ConsoleNames)

※系统结构：

♦被控对象分成若干个区域(Area)

♦每个区域分成若干个单元(Unit)

♦每个单元有若干个点(Point)

2010-11-10

HunanUnlveraitvolScU<xn«ondTechnolrxiy

_____6.4.2DCS工程师站的组态

1.操作监控层设备组态

⑴系统取名

※①单元名(UnitNames)

例如，某DCS

♦最多100个单元

♦单元组态内容：

・序号(No・)：

1,2,3,…，99,00

・单元标识符(UnitID)：

2个字符，

如ULU2,RT

2010-11-10

HunanUnlveraitvolScU<xn«ondTechnolrxiy

_____6.4.2DCS工程师站的组态

1.操作监控层设备组态

⑴系统取名

※②区域名(AreaNames)

例如，某DCS

♦最多10个区域

♦区域组态内容：

•区域名(AreaNames)：

8个字符，

如AREA01

2010-11-10

HunanUnlveraitvolScU<xn«ondTechnolrxiy

师站的组态

1.操作监控层设备组态

⑵节点组态

※内容：

分配节点号和节点名

例如，某DCS

♦操作员站

・节点号01、02、03,

•节点名OS01>OS02>OS03

♦工程师站♦监控计算机站

・节点号04・节点号05

・节点名ES04；・节点名SCC05

2010-11-10

,HunanUnlveraitvolScU<xn«ondTechnolrxiy

师站的组态

2.直接控制层设备组态

※设备：控制站(CS)

※组态方式

因CS而异

※内容：

♦⑴控制站节点组态

♦⑵控制站特性组态

2010-11-10

师站的组态

2.直接控制层设备组态

⑴控制站节点组态

※内容:

分配节点号和节点名

例如，某DCS

♦控制站

・节点号11、12、

13、14,

•节点名CS11>CS12>

CS13>CS14

2010-11-10

师站的组态

2.直接控制层设备组态

⑵控制站特性组态

※内容：

♦分配各类

功能块的个数及扫描周期

♦给I/O插槽

分配I/O模板

操作监控层

二二

宜接控制整

V

2010-11-10

HunanUnlveraitvolScU<xn«ondTechnolrxiy

程师站的组态

2.直接控制层设备组态

⑵控制站特性组态

※控制站处理功能

的用户表现形式是功能块，

※控制站处理容量一

的单位是处理单元(processorunit,PU),

※功能块占用PU数

取决于扫描周期。

♦例如，某DCS控制站

PID控制块的扫描周期为1或0・5秒,

对应占用1或2个PU

2010-11-10

HunanUnlveraitvolScU<xn«ondTechnolrxiy

师站的组态

2.直接控制层设备组态

⑵控制站特性组态

※例如，某DCS控制站

♦允许最多40块I/O模板

(modulenumber1-4^

♦分布在4个I/O模板箱

(filenumber1〜4),

♦每个I/O模板箱有15个插槽

(cardnumber1-15)

Honeywell

2010-11-10泊科

程师站的组态

2.直接控制层设备组态

⑵控制站特性组态

※口。模板类型：

♦HLAI（高电平AI）

♦LLAI（低电平AI）

♦LLMUX（多路低电平AI）

♦PI（脉冲输入）

♦DI

♦AO

♦DO

♦SI（串行接口）

♦等等。

2010-11-10

HunanUnlveraitvolScU<xn«ondTechnolrxiy

6.4.2DCS工程师站的组态

2.直接控制层设备组态

⑵控制站特性组态

※例如，某DCS控制站

特性组态主要内容如下：

♦连续控制模块数为128个,

♦连续运算模块数为256个,

♦逻辑控制模块数为512个,

♦顺序控制模块数为128个,

♦开关设备模块数为512个,

♦程序模块数为64,

♦扫描周期为l(s),

♦……等等

2010-11-10

，j/HunanUnlveraityolSnianceandTflchnolrxiy

师站的组态

2.直接控制层设备组态

⑵控制站特性组态

※例如，某DCS控制站

有40块I/O模板,

逐块板组态。

I/O模板

Honeywell

2010-11-10

6.4.2DCS工程师站的组态

2.直接控制层设备组态

⑵控制站特性组态

※例如，某DCS控制站

有40块I/O模板，逐块板组态。

♦组态的主要内容：

・I/O模板号(ModuleNumber)：1

・I/O模板箱号(FileNumber)：1

・I/O模板槽号(CardNumber)：3

・I/O模板类型(ModuleType)：HLAI

・I/O模板冗余选择(RedundancyOption)：

REDUN(冗余)

・冗余的I/O模板箱号(FileNumber)：2

・冗余的I/O模板槽号(CardNumber)：3

2010-11-10金)谢泊科救女多

HunanUnlveraitvofStuonceandTachnolrxiy

的工程师站

6.4.2DCS工程师站的组态

1DCS系统设备的组态

2DCS控制功能的组态4

3DCS操作画面的组态

2010-11-10

HunanUnlveraitvolScU<xn«ondTechnolrxiy

程师站的组态

2DCS控制功能的组态

※直接控制层的

主要设备是控制站(CS)

※组态内容：

♦⑴建立功能块：

•输入功能块•输出功能块

•运算功能块•连续控制功能块

•逻辑控制功能块•顺序控制功能块

♦(2)构成控制回路：

•单回路•前馈

•串级•比值

2010-11-10

HunanUnlveraitvolScU<xn«ondTechnolrxiy

DCS工程师站的组态

2DCS控制功能的组态

※组态依据：

♦根据I/O模板

•建立

输入功能块、输出功能块；

♦根据控制要求

•建立

运算功能块、控制功能块，

・构成

连续控制、逻辑控制、顺序控制回路

2010-11-10

HunanUnlveraitvolScU<xn«ondTechnolrxiy

DCS工程师站的组态

2DCS控制功能的组态

※组态顺序：

①输入功能块②输出功能块

③运算功能块④控制功能块

※组态结果：

所见所得，自动形成组态文件。

※功能块执行：

♦组态文件

下装到控制站，

♦在控制站

执行构成控制回路的功能块。

2010-11-10

HunanUnlveraitvolScU<xn«ondTechnolrxiy

J能的组态

⑴输入功能块组态

※输入功能块

与输入模板的信号点

————对应,

1

AI]1

1|FT128|AI|

0-*1PT121|AILT1221Al

模拟量r

输入板PVP\TPV

1

1

1

1

※输入功能块组态方式

因DCS而异,

※以某DCS为例。

2010-11-10

HunanUnlveraitvolScU<xn«ondTechnolrxiy

老块组态

※某DCS的高电平模拟量输入

(HLAI)功能块的

主要组态内容如下：

・工位号(TagName)：8字符串，

如FT123

・工程单位(E.U.Descriptor)：8个字符串,

如m3/s

・单元标识(UnitID)：2个字符串，

如U2

cAI」

0-*PT121|AILT1221Al怛T128|Al|

模拟量

输入板PVP\iPV

2010-11-10

，j/HunanUnlveraityolSnianceandTflchnolrxiy

老块组态

※某DCS的高电平模拟量输入

(HLAI)功能块的

主要组态内容如下：

・I/O模板号(ModuleNumber)：192,・・・,40,

如8

・模板内点号(SlotNumber)：1,2,・・・，16,

如5

・模入模板类型(ModuleType)：

HLAI,LLALLLMUX,PI,

如HLAI

•HLAI信号类型(SensorType)：1〜5V或0〜5V,

如1〜5V

2010-11-10

，j/HunanUnlveraityolSnianceandTflchnolrxiy

老块组态

※某DCS的高电平模拟量输入

（HLAI）功能块的

主要组态内容如下：

・信号特性（PVCHAR）：

LINEAR（线性）或SQRROOT（开方），

如SQRROOT

•输入方向（InputDirection）：

DIRECT（正向）或REVERSE（反向），

如DIRECT

2010-1