Honeywell PKS硬件配置详解 - 周女士工控博客技术论文

    Honeywell PKS硬件配置详解
    XX DCS项目采用美国Honeywell公司的Experion TM PKS分布式控制系统，实现对过程数据的高性能采集、控制和监视。
    1. 系统的结构采用冗余服务器、冗余控制网络以及冗余电源的模式，其中包括2台工程师站、4台操作员站、C200过程控制器和过程I/O接口。
    工程师站主要用来实现对系统的配置与组态，同时作为系统的数据服务器实现对过程数据的保存以及存档。
    操作员站是最重要的人机交互界面，主要用于对生产现场的监视和管理。其中一台工程师站兼做操作员站使用。
    C200控制器由机架、电源、控制器处理模件(CPM)、ControlNet接口，冗余模件和I/O连接模件所组成，完成对过程的控制、与过程I/O接口的通信，通过监控网络将数据传送到服务器等功能。
    过程I/O接口主要包括接线端子、输入/输出(I/O)卡件和连接电缆等，主要实现对数据的采集、处理和工程单位的变换。
    Experion TM PKS系统的网络由上到下分为信息网络、监控网络和I/O网络三个层次。信息网络用于操作员站与工程师站的通讯；监控网络实现C200控制器与服务器的互连；I/O网络实现C200控制器与PM I/O模件的通讯以及PMI/O模件与现场接线端子FTA的联系。
    2. 硬件配置说明
    2.1 工程师站
    本系统工程师站采用冗余服务器的配置，总体硬件配置情况如下：名称型号数量
    服务器 DELL PoweredgeSC1420 1GBRAM 73GBSCI HDD DVD-RW 2
    显示器 DELL 19"Ultrasharp™液晶显示器 2
    键盘 DELL PS/2 104－key 2
    鼠标 DELL USB 2
    交换机 3COM 3C16974 1
    交换机华为S1008D 1
    网络适配卡 DCN-530TX 2
    PCIC卡 TC-PCIC01K 2
    服务器软件环境：
    操作系统 Windows 2000 Server 英文版
    应用软件 Experion PKS R201
    2.2 操作员站
    本系统提供五台操作员站，其中一台工程师站兼做操作员站使用。另几台操作员站的配置为：
    名称型号数量
    计算机 DELL Optiplex (TM) GX280 P4 2.8G 1GBRAM 40GBHDD 4
    显示器 DELL 19"Ultrasharp™液晶显示器 4
    键盘 DELL PS/2 104－key 4
    鼠标 DELL USB 4
    网络适配卡 3C905B-TX 4
    操作员站软件环境：
    操作系统 Windows 2000 Server 英文版
    应用软件 Experion PKS R201
    2.3 C200过程控制器
    C200过程控制器的具体配置为：
    名称型号数量
    C200控制器 TC-PRS021 1
    控制网络通讯模件 TC-CCR013 1
    后备电池模件 TC-PPD011 1
    PM I/O 连接模件 TC-IOLI01 1
    控制器电源模件 TC-FPDXX2 1
    10 槽控制器机架 TC-FXX102 1
    控制器空槽盖板 TC-XXXXX2 4
    2.4 过程I/O接口
    过程I/O接口包括2个15槽文件卡板箱以及各类信号的接线端子FTA模件。I/O模件以卡件的形式插放在文件卡板箱中，并且通过专用电缆与FTA模件相连。主要配置如下：
    名称型号数量
    15槽文件卡板箱 MC-HPFX02 2
    16路模拟量输入模件 MC-PAIH03 11
    16路模拟量输出模件 MC-PAOY22 2
    32路开关量输入模件 MC-PDIY22 7
    32路开关量输出模件 MC-PDOY22 5
    32路低阶信号输入模件 MC-PLAM02 5
    16路模拟量输入FTA MC-TAIH12 11
    16路模拟量输出FTA MC-TAOY22 2
    16路热电阻输入FTA MC-TAMR03 6
    16路热电偶输入FTA MC-TAMT03 3
    32路开关量输入FTA MC-TDIY22 7
    32路开关量输出FTA MC-TDOY22 5
    低阶信号输入配电器FTA MC-TLPA02 9
    3 系统网络连接
    3.1 EPKS系统网络
    EPKS系统的网络由上到下分为3层：
    ² 信息网络用途：实现操作员站与工程师站的互连
    特性：采用TCP/IP以太网；传输速率100Mbps；采用五类双绞线
    ² 监控网络用途：实现工程师站与C200控制器的互连
    特性：采用Control Net网络；传输速率5MB/s；采用屏蔽同轴电缆
    ² I/O网络用途：实现C200控制器与过程I/O模件以及过程I/O与现场设备的互连
    特性：采用专用的PM I/O专用电缆
    在本系统中，大多数网络（过程I/O与现场设备采用单连接）采用可靠性高的双冗余结构，这可以保证在任何一条网络失效的情况下不影响系统通讯，大大提高系统的可靠性。
    3.2 网络连接
    3.2.1 信息网络的连接
    由于信息网络采用的是标准以太网的结构，因此网络通过交换机将工程师站和操作员站连接起来，连接的方法采用标准以太网的连接方法。由于采用冗余网络的配置，两个网络通路应该相互独立，不能有交叉。
    3.2.2 监控网络的连接
    通过控制网络T型接头实现从C200控制器的控制通信模块和两台服务器的连接。对于冗余网络配置，每台服务器采用2个T型头，分别称为A口和B口，T型头一端通过接插件与同轴电缆相连，一头安装控制网络终端电阻。控制通讯模块采用2个T型头，分为T型头A和T型头B，分别与两台服务器相连。
    3.2.3 I/O网络的连接
    采用专用PM I/O电缆实现从控制器上IOLINK模块到文件卡板箱的连接，采用专用电缆实现从文件卡板箱到FTA模块的连接。
    4 设备地址说明
    由于采用不同的网络结构，因此各个网络具有不同的地址约定。
    4.1 信息网络
    信息网络采用的是以太网协议，因此需要设置网卡的IP地址。每台工程师站（服务器A和服务器B）和操作员站都配置两块网卡，采用冗余网络的IP地址设置如下：
    名称 IP地址子网掩码
    服务器A 192.168.0.1 255.255.255.0
    192.168.1.1 255.255.255.0
    服务器B 192.168.0.10 255.255.255.0
    192.168.1.10 255.255.255.0
    1＃操作员站 192.168.0.100 255.255.255.0
    192.168.1.100 255.255.255.0
    2＃操作员站 192.168.0.101 255.255.255.0
    192.168.1.101 255.255.255.0
    3＃操作员站 192.168.0.102 255.255.255.0
    192.168.1.102 255.255.255.0
    4＃操作员站 192.168.0.103 255.255.255.0
    192.168.1.103 255.255.255.0
    4.2 监控网络
    监控网络主要设备包括控制网络通信模件、两台工程师站上的PCIC卡，系统通过设备的MAC地址识别各个模块，具体规定如下：

    设备名称地址
    控制网络通讯模件 1
    PCIC卡（服务器A） 23
    PCIC卡（服务器B） 24
    4.3 I/O网络
    I/O网络主要靠文件卡板箱上的文件号以及卡件号识别。两个文件卡板箱的文件号分别为1和2，设置方法是在文件卡板箱的底部，利用跳线设置。卡件号分别对应于文件卡板箱上的编号。
    5 C200过程控制器
    5.1 功能说明
    过程控制器完成下列功能：I/O处理，RS232/RS485(Modbus)通讯，数据采集、模拟控制、批量控制、顺序控制。另外控制站还可以具有复杂控制功能，如PID参数自整定，模糊控制和先进控制功能。
    控制器完成全部的监测调节和顺序控制功能，包括（但不限于）：温度、压力、流量、液位的监视、PID的调节和各种复杂调节、各种阀门的开关、各种油泵的开关等顺序控制、各种设备运行状态的监视及联锁保护等。
    5.2 指标与性能
    • CPU采用100MHz的PowerPC 603E处理器
    • RAM后备电池
    • 8M字节的EDAC内存（带出错校验和校正电路设计的内存）
    • 4M字节带奇偶校验的闪存用于存储系统软件
    • I/O扫描周期：可组态选择
    • 控制回路处理能力：1400个PID/秒
    5.3 控制器状态说明
    整套DCS系统是通过C200过程控制器来控制的,包括输入,输出过程指示,控制回路和逻辑联锁等。控制器的工作状况可以通过控制器上的LED灯和显示屏来确定。
    1. 控制器电源指示灯：
    显示状态
    绿工作正常
    2. 通讯模块指示灯：
    显示状态
    A绿控制网络A正常工作
    A红控制网络A工作不正常
    B绿控制网络B正常工作
    B红控制网络B工作不正常
    OK绿至少有一个控制网络在正常工作
    OK红所有控制网络工作不正常
    通讯模块显示屏状态：
    显示状态
    OK 控制网络A和B都正常工作
    ERR 至少一个控制网络工作不正常
    3. CMP指示灯
    显示状态
    BAT绿备用电池工作正常
    BAT红备用电池不正常
    OK绿 CMP正常工作
    OK红 CMP工作不正常
    CMP显示屏状态：
    显示状态
    NODB 控制器中无任何数据
    IDLE 控制器处于待命状态
    RUN 控制器处于运行状态
    4. 后备电池指示灯
    显示状态
    OK绿备用电池工作正常
    OK红备用电池不正常
    5. IOLIM模块指示灯
    显示状态
    A绿控制网络A正常工作
    A红控制网络A工作不正常
    B绿控制网络B正常工作
    B红控制网络B工作不正常
    OK绿至少有一个控制网络在正常工作
    OK红所有控制网络工作不正常
    IOLIM显示屏状态：
    显示状态
    OK I/O模块工作正常
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    B. DCS操作站专用显示器无差别供给;
    C. DCS系统维护,卡件专业维修;


    　

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