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EUROTHERM NETW


EUROTHERM NETW

分散控制系统( DCS)的硬件构成一般由人机界面MMI(包括操作员站和工程师站)、控制网络、分散处理单元(DPU)、I/O网络和I/O模件等部分组成,其软件体系一般包括操作系统(UNIX或Windows)、组态软件(人机界面MMI组态软件和控制策略组态软件)和应用软件。EUROTHERM NETWORK-6000 2 就是一个典型的分散控制系统,并采用冗余 100M交换式工业以太网控制网络, EUROTHERM NETWORK-6000 2 系统如下图所示。

 

T940星型拓扑的网络结构

EUROTHERM NETW1.jpg

 

T2550星型拓扑的网络结构

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T940、T2550星型拓扑的网络结构

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T940、T2550环拓扑的网络结构

EUROTHERM NETWORK-6000系统的人机界面MMI可以采用工作站或高配置的工业控制计算机,配用Windows操作系统、Project stiduo 组态软件。

EUROTHERM NETWORK-6000支持完整的三级网络体系,即系统网络(Ethernet)、控制网络(ELIN)或(ALIN)、I/O网(Profibus和MODBUS)。

系统网络是位于最高层的网络,它采用了通用的Ethernet连网方式,通信协议可以是易于与PC网络一体化的TCP/IP,并且提供了完善的软硬件支持。这为建立全厂性的MIS系统打下了开放而坚实的基础。

EUROTHERM NETWORK-6000的控制网络是ELIN或ALIN,ELIN网符合IEEE802.3协议,是基于交换式工业以太网,传输数率为100Mbit/sec ;ALIN网符合IEEE802.4协议,是无主令牌的高速总线网络。 传输数率为20Mbit/sec,通信介质可以是采用交换机的双绞线、环型光缆(距离3000km),最多256个站点。

T2550的I/O网络是并行总线,可以配用各种2500模件。

T940的I/O网络是国际标准Profibus/DP,通信介质为双绞线或环型光缆。

1.2.1 MMI人机界面

( 1) 操作员站、值长站和工程师站既可使用工作站,也可使用高硬件配置的工业控制计算机。
( 2) 每台操作员和工程师站均有数据库,具有数据处理能力和存储历史数据的能力,每站可记录曲线点数可达5120点,可以保存200天,操作记录、报警记录、登录记录可以保存200天,画面数量不受限制;
( 3) 操作员站可实现完全汉化,适合老厂运行人员;
( 4) 一次击键可调出所有流程图,操作效率高;
( 5) 可同时打开多个设备级操作面板;
( 6) 32K色,1600×1280分辨率,字符可矢量放大缩小;
( 7) 在工程师站上可同时监视操作画面和控制策略;
( 8) 设备级驱动块可以区分电气故障跳闸、联锁保护跳闸和操作跳闸,电气故障跳闸和联琐保护跳闸具有闪光报警功能,可实现检修/运行、联锁、调试、手动/自动等多种工作方式;
( 9)操作员站和工程师站使用Windows操作系统、组态软件,功能非常强大,画面数量不受限制,汉字和数字可以矢量放大缩小。操作站“死机”概率非常微小,与其他 DCS产品相比,操作站不“死机”。

1.2.2 网络结构

(1) 系统采用客户站结构,每个操作员站都有数据处理能力和数据库, 操作站正常运行不依赖服务器或工程师站,系统可靠性高。
(2) 控制网络速率可达100Mbit/s,T940的CPU与I/O模件的I/O通讯网络采用国际标准Profibus/DP,速率高达12Mbit/s,T2550的CPU与I/O模件采用并行总线通讯。
(3) 采用现场总线FCS作为远程I/O,整套系统采用统一的数据库,工程师站上可对所有I/O点进行组态,具有高度的整体性。

1.2.3 分散处理单元

( 1) T940分散处理单元的CPU为Pentium MMX 266MHz,可联结2048点I/O,可运算4000个Block,具有较高的性能指标。
( 2) T2550分散处理单元的CPU为Pentium MMX 266MHz,可联结128点I/O,可运算2000个Block,每个机架都有冗余的CPU、电源和网络接口,CPU与I/O模件采用并行总线,控制周期快,是具特色的分散处理单元。
( 3) 软件组态为图形化方式,直观易学。
( 4) 不但可以在线组态,更为重要的在运行中可对分散处理单元的控制策略进行在线下载。
( 5) 可采用 DCS软伺放功能该方案既节省了伺服放大器,减少了设备投资,又减少了环节,简化了系统,避免了伺服放大器易损坏,“死区”调整麻烦的缺点;阀门位置控制定位精度优于1%,可以取得较好的效果。采用软伺放,对遥控操作的设备(如风门)可提高运行人员的操作效率,对闭环控制系统,可节省伺服放大器,减少电缆的转接环节。
( 6) EUROTHERM NETWORK-6000除了提供固定功能块外,组态软件LINtools2000还支持在采用ST(结构化文本)编写用户定义的算法,可以实现非常复杂的控制算法,为实现各种优化控制打下了坚实的基础。

1.2.4 I/O模件

( 1) 模件的I/O点数不超过8点,具有高度的可靠性。
( 2) FCS现场总线模件是按照现场使用环境设计、制造的,比一般DCS的标准要高。
( 3) FCS现场总线模件不但可完成数据采集,而且可实现各种算术和PID控制。
( 4) 卡件功耗低,发热量小,对环境温度要求不高:中国电机工程学会过程自动化交流中心在1995年所进行的DCS运行调查表明:目前运行的多数DCS,其卡件损坏率普遍较高,五种国外产品DCS卡件及外设的年损坏率的平均值为7.834%。在这些DCS中对抑制温度过高的办法主要是加强系统的通风量,实际使用情况证明,通风系统多为转动机械,一旦出现故障可造成机柜内部温度迅速升高,引起卡件和设备损坏。EUROTHERM NETWORK-6000的卡件设计耗电小,从而降低了器件的负荷,减少了发热量,因而提高了系统可靠性。
( 5 ) 整个系统的 I/O模件均为全密封,防尘性能好,避免了模件积灰:目前多数DCS机的模件裸露在外,在尘挨较大的电厂环境中,一旦模件落灰则在一定的湿度条件下即可使器件的电路阻抗降低甚至短路造成故障,EUROTHERM NETWORK-6000的模件设计了密封罩,有效地避免了灰尘的侵害并提高了可靠性。
( 6 ) I/O 模件的插入位置不受限制,模块均可带电插拔,不影响系统的正常工作,操作维护十分方便,其系统平均无故障时间( MTBF )大于 175000 小时,约 19.9 年。

1.2.5 系统接口

系统留有RS232、RS422、RS423、RS485和Ethernet接口,可与其它控制系统或PLC(可编程序控制器)进行通讯,也可以通过以太网与管理级进行通讯,具有高度的开放性。

1.2.6 整体性能

(1) EUROTHERM NETWORK-6000 具有多项过硬的技术指标,例如:操作站相对与其他 DCS 而言,可以认为不“死机”;硬件非常可靠,不损坏;界面可以完全汉化;控制策略可以在线下载;汉字和数字可以矢量放大缩小;网络结构有客户站方式;采用图形化组态方式等。
(2) EUROTHERM NETWORK-6000 的各种网络结构可以满足各种领域的应用要求。
(3) 公司针对电厂工艺设备系统和对象特性,开发了多种适合电厂的控制策略,例如,除氧器水位和凝汽器热井水位多变量控制系统、制粉系统自动倒风控制、母管制热电厂协调控制系统和磨煤机模糊控制系统等已在电厂成功投运。
( 4) DCS端子排出线排列我公司DCS机柜端子排出线根据现场电缆情况排列,不但节省中间端子柜和电缆,使系统连接简洁,同时可使电缆整齐美观。
( 5) 允许的电压波动范围大:在中国电机工程学会过程自动化交流中心1995年所进行的DCS运行调查中,很多电厂提出增加备用UPS的要求,原因是每台机组的自动化系统共用一台UPS,在一个检修周期不可能保证UPS不坏,如果UPS损坏需要检修,不得不使 用厂用电,当厂用电供电系统电压波动较大时,即可危及DCS器件,而EUROTHERM NETWORK-6000系统的供电设计允许其主电源(24VDC)在18VDC到36VDC变化范围内工作,这就减少了DCS对UPS的依赖。
( 6) 可以接到电厂主接地网上:对DCS系统来说,一些厂家推荐使用DCS系统独立接地的方案,这种接地方式在电厂中形成了多点接地,这将危及电厂机组的主辅设备的安全 运行和人身安全,只是在用户要求下,表示可以接电厂主接地网,而EUROTHERM NETWORK-6000系 统要求接地直接接到电气主接地网上,从而避免了多点接地引起的很多问题。
( 7) EUROTHERM NETWORK-6000的整套系统的供电电源冗余、通讯高速公路冗余、控制器冗余、I/O也可冗余、操作站与操作站之间互为冗余,控制器与控制器之间相互独立,数据共享,操作系统使用先进可靠的 Windows ,保证了系统的高可靠性。


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