华文DCS系统维护说明.docx
- 文档编号:4282400
- 上传时间:2022-11-28
- 格式:DOCX
- 页数:44
- 大小:1.31MB
华文DCS系统维护说明.docx
《华文DCS系统维护说明.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《华文DCS系统维护说明.docx(44页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
华文DCS系统维护说明
华盛江泉热电厂
135机组DCS系统维护说明
上海华文系统工程有限公司
2006-5-22
一、DCS结构介绍
二、HPCS-3000系统介绍
1、系统结构
2、系统硬件介绍
3、系统硬件特点
4、系统软件特点
5、系统网络结构及参数
三、HPCS-3000硬件维护说明
1、卡件维护方法
2、控制器维护方法
四、HPCS-3000软件使用说明
1、HPCS-3000软件结构
2、虚拟控制的使用方法
3、DPDesign的使用方法
4、HW_DCS的使用方法
五、系统恢复与设置方法
1、操作员站
2、历史站
一、DCS结构介绍
二、HPCS-3000系统介绍
1、HPCS-3000的结构
2、系统硬件介绍
系统中的硬件主要包括:
电源、控制器、各种IO卡件、卡件箱等设备,对于控制器及各种IO卡件都支持带电热插拔。
每种卡件的具体使用方法请参考《硬件说明》。
下面就系统中的一些硬件进行介绍。
1)控制器(DPU)
采用奔腾266,32位CPU
DPU冗余配置
控制器系统采用Linux系统
集电源、CPU、冗余网络通讯、同步网络、双机切换等功能模块为一起
带有散热器的全密封封装
控制器的状态灯指示说明:
POWER:
电源指示
COM1、COM2:
串口通讯指示
MA/SL:
灯亮为主控状态,灯灭且RUN灯亮为辅控状态,MA/SL和RUN灯都灭为等待状态
NET1:
同步网络通讯指示
NET2:
A网网络通讯指示
NET3:
B网网络通讯指示
2)IO卡件
华文公司的IO卡件包括:
3)远程I/O卡
安装方式:
在控制柜内或就地露天壁挂式安装(IP65系列)。
4)卡件通道的接线线方式
现场信号线直接接在机柜内的接线端子上,对于模拟量信号4个端子为一个通道,一块端子板为8个通道,对于开关量信号2个端子为一个通道,一块端子板为16个通道。
每种类型的卡件端子的接线方式不一样,请参考《硬件使用手册》。
特别说明:
请注意AI卡件,对需要供电的信号和不需要供电的信号接线方式不同;热电阻卡件为三线制接线;对于DI通道,偶数端子为公共端。
5)控制柜直流电源电源系统
交流电源采用双路供电,交流切换箱装置实现互为备用
交流切换箱电源容量可达1500VA
采用冗余配置电源组,每组有24V主电源、24V辅电源、48V辅电源,双路冗余配置
24V主电源:
350W,为DPU和I/O卡件箱供电
24V辅电源:
350W,为外部端子板及变送器供电
48V辅电源:
150W,为外部开关量提供查询电压
电源模块支持在线插拔,工作状态在线监视
6)IO卡件箱
IO卡件箱分为10槽卡件箱和12槽卡件箱。
10槽卡件箱可以安装2个控制器和8块卡件;12槽卡件箱可以安装12块IO卡件。
两种卡件箱的主要差别是10卡件箱的背面有4个控制器的网络接口及同步网口,一般在一个机柜中只有一个10槽的卡件箱。
3、系统硬件特点
✓高度的可靠性
表面安装、低功耗每块I/O卡件的功耗<1W。
全金属密封封装。
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系统的模件裸露在外,在尘埃较大的电厂环境中,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。
HPCS的模件设计了金属密封外壳,有效地避免了灰尘的侵害、电磁波的干扰而提高了可靠性。
全方位冗余及自检(电源、PCU、通讯、I/O卡)。
有效抵御病毒的LINUX操作系统(DPU),目前尚无攻击LINUX的病毒从而确保控制器的安全运行。
现场总线通讯方式工作,在控制器与I/O模块间无任何通讯转换模件,大大提高通讯可靠性。
I/O卡件对供电电源的适应性很强。
所有卡件均为单一直流电源供电。
所有卡件上均自带稳压电路,可适应18V-36V的供电电压。
多种保护措施,所有输入I/O卡件通道间隔离电压>450V,输入与输出间隔离电压>1500V。
各路信号的接口处均有多重过压过流保护措施。
✓高度的开放性
HPCS系统是高度开放型的工业控制系统。
HPCS系列产品广泛采用国际标准,努力符合国际标准化组织(ISO)所提出的开放系统互连(OSI)参考模型。
HPCS系列的系统允许将其他制造厂家的产品无缝纳入自己的系统,也充分考虑到把将来新开发的新设备纳入到HPCS系列中来
控制器用完全开放的LINUX操作系统
✓高度的智能性
I/O自检,诊断软件可对I/O卡诊断到通道级。
模拟量输入卡内含基准电源及测温系统。
可在全工作温度范围(0-55℃)内对零漂、温漂进行补偿。
I/O卡件均可带电插拔,且在不拆卸输出引线的情况下也不会产生扰动。
一般厂家生产的I/O卡,如AO卡在使用中若发现某一通道故障,需拆下维修或更换时。
首先要求维修人员在拔下AO卡之前拆下AO输出端子的接线,待维修后的AO卡件的输出稳定后方可恢复接线以避免扰动。
我公司的产品无需这样的操作,可为用户带来方便。
在同一块卡上可同时接受不同类型的信号。
在AI卡上可同时接受电流、电压、热电偶信号并向变送器供电;在AI卡上可同时接受热电阻、热电偶信号。
4、系统的软件特点
✓可靠的控制结构
各控制器组独立完成控制功能
各控制器数据可单独寻址
以Server/Client模型进行数据互访
没有制约系统的瓶颈
✓完全分布控制体系
系统的数据结构为分布式体系
PID功能块
偏差计算(含死区、调节方向)
PID计算(含P/PI/PD/PID模式选择)
跟踪/手动/自动模式
无扰切换
限幅/限速功能
支持串级调节
设备控制功能块:
TWOPOS、DEV1、DEV2三种面向设备的功能块
可控制普通电机、可逆电机、泵、阀、挡板、移动小车等各类电气设备
具有跳闸保护、电气故障保护等功能
故障停机、人工/自动复位
手动、自动、紧急三组控制信号
✓标准、开放、灵活数据访问接口
现场控制器软件自带OPC,用户在上位机方面可任意选择使用所熟悉的上位机软件。
✓虚拟过程控制器(WinDPU.exe)(算法离线仿真调试)
用户可以通过系统的虚拟过程控制器实现控制策略的动态仿真调试用户的组态算法,在试验阶段检查和修改组态中的错误,将动态调试的危险降到最低。
✓系统监视
可以远程监控网络连接状态、DPU运行状态、DPU的CPU负荷率、卡件状态等信息。
5、系统网络结构及参数
1)企业网——厂级监控信息网
HPCS的SIS厂级监控信息网连接SIS系统中各底层的实时控制系统DCS及高层的HMI,如值长站、通讯网关、Web服务器等
SIS厂级监控信息网采用以太网
通讯协议:
IEEE802.3
通讯速率:
100Mbps
2)控制网
DCS实时数据网采用1:
1冗余结构。
1:
1冗余通讯接口卡,设计了传输出错检测技术,任何一条网络故障都不会影响通讯,增强了系统的安全性与可靠性
通讯协议IEEE802.3
通讯速率10Mbps/100Mbps
通讯介质无源同轴电缆、双绞线或光纤
支持250个节点
节点间距离100米--40公里
控制网采用分散式实时数据库,采用组播方式,有效规避故障下的广播风暴。
组播技术特点:
1.实现了IP网络中点到多点的高效数据传送
2.有效节约网络带宽、降低网络负荷
3.防止路由回环引起的广播风暴
3)I/O网络
1:
1冗余的工业控制网络
PCU内I/O站接口卡冗余配置
高速串行总线通讯速率345K~1Mbps,EIARS-485规范
通讯接口光电隔离
通讯介质,双绞屏蔽电缆
节点可达250个
分布式测控,最大分布距离40公里
支持远程I/0
三、HPCS-3000硬件维护说明
由于控制信号引入强电或其它原因都有可能造成硬件设备的损坏,因此硬件维护工作主要包括更换硬件及做相应的设置。
1、卡件维护方法
由于控制信号引入强电等原因可能会造成卡件或通道损坏,因此卡件维护的主要工作包括:
更换卡件、更换单个通道。
1)更换卡件方法
a、确认卡件已损坏;
b、选择和损坏卡件同种类型的卡件;
c、用卡件修改工具连接计算机;
d、将卡件插入到卡件修改工具上;
e、用专用软件修改卡件的地址为损坏卡件的地址;
f、在上位机画面的“系统检测”项或DeDsign中检查更换的卡件工作是否正常。
注:
a、新的卡件地址必须和原来的卡件地址相同,不然控制器不能正确扫描到新的卡件;
b、本DCS系统中所有卡件的波特率均为345600bps,每个控制柜中不能有重复的地址,不然地址重复的卡件将不能正常工作;
c、备用卡件或新采购的卡件的地址一般都默认为127,波特率为115200bps;
d、计算机的串口通讯波特率最高只能到115200bps,所以必须使用USB-485工具。
卡件损坏确认方法
a、在上位机运行画面“系统监视”中查看卡件的状态
b、在就地查看控制柜卡件的COM通讯灯是否闪烁,如果不闪烁则卡件损坏
通道损坏确认方法
a、如果测点的值不对或超量程等,则有可能是通道损坏引起的;
b、更换通道如果测点的值正确,则可以确认通道损坏
c、对于AO卡件,如果通道的状态指示灯“ST”亮时,表示现场信号短路,请检查后将卡件重新上电。
2)更换通道方法
a、确认要更换的通道及测点;
b、将测点信号线接至目标通道;
c、在DeDesign中删除原来的通道设置,在新的通道中设置更改的测点变量。
关于通道接线方法每种卡件的通道接线方式都不一样,具体接线方法请参考《HPCS3000硬件使用手册》。
请注意AI卡件,对需要供电的信号和不需要供电的信号接线方式不同;热电阻卡件为三线制接线;对于DI通道,偶数端子为公共端。
3)修改卡件地址方法
a、把卡件修改工具连接到计算机;
b、将卡件插入到卡件修改工具上;
c、用专用软件修改卡件的地址为损坏卡件的地址;
d、在上位机画面的“系统检测”项或DeDsign中检查更换的卡件工作是否正常。
4)修改卡件地址软件使用方法
a、在“设备管理器/端口(COM和LPT)”中确定卡件修改工具设备使用的串口名称,对于不同的USB端口,串口不同;
b、在卡件地址修改软件Test.exe中先选择a中的端口名称后单击“打开串口”按钮;
c、在卡件地址修改软件Test.exe中选择波特率然后单击“设置波特率”按钮;
d、设置搜索卡件的地址的开始和结束地址,然后单击“搜索”按钮两次开始搜索并且在“搜索地址”框中显示当前搜索的地址;如果用比特率115200bps搜索不到卡件,请用345600bps重新搜索;对于模拟量卡件需要上电后等待20s左右才能搜索到卡件
e、双击搜索到的卡件,修改地址和波特率;
f、单击“串口关闭”按钮,退出程序。
注:
一定要选择“写入Flash”项,这样在卡件重新上电后用户的修改不会丢失,否则卡件重新上电后为修改前的地址和波特率。
2、控制器维护
控制器主要执行用户的算法、IO卡件扫描和与工程师/操作员站通讯等功能,是整个系统的关键设备。
控制器的维护工作主要包括:
控制器更换和设置、控制器算法修改。
1)基本概念
a、在线状态:
上位机控制器组态程序(DpDesign)与控制器相连,能看到程序执行的结果、变量的当前值及卡件状态等信息。
b、离线状态:
上位机控制器组态程序(DpDesign)没有与控制器相连,这种情况下控制器和上位机组态程序没有关系。
c、在线修改:
在线状态下修改控制器的组态信息,修改的部分会立即下装到控制器中并正常运行,在线修改只影响修改的部分,停止在线时,DpDesign会保存用户的修改。
现场设备正常运行后对组态程序的修改主要采用在线修改的方式。
d、离线下装:
在离线状态下把组态程序下装到控制器中,离线下装后所有的状态均为初始设置。
如果在离线状态修改了组态信息造成和控制器的程序不一致后将不能启动在线,只有重新下装或上装后才能启动在线。
e、离线上装:
在离线状态下把组态程序从控制器中读出。
f、组态算法保存:
保存控制器的组态算法,分为离线修改保存和在线修改保存。
离线修改算法时要手动保存算法,在线修改时停止在线会自动保存算法,不要再进行保存了。
控制器的A、B网IP和同步网络IP,设置好后重新将程序下载即可。
设置方法如下:
2)a、启动程序SetNetCfg.exe,程序会自动搜索网络上的控制器更换和设置
由于某些原因造成控制器损坏时需要更换新的控制器。
新更换的控制器需要设置才能正常工作,设置主要是设置控制器及操作员站;
b、选择要设置的控制器单击菜单“网络配置/控制器网络配置”项,调出控制器网络设置画面;
c、设置控制器的节点号、主网(A网)地址、冗余网(B网)地址、同步地址、描述等信息;
d、点击“OK”按钮后,控制器将重新启动以使修改生效。
注:
2.1)整套系统共13个控制柜,1-13#控制柜的控制器节点号为1-13,前端数据采集控制器节点号为15,与一期通讯的控制器节点号为16,节点号不能颠倒或为其它值,每对控制器使用一个节点号;
2.2)系统默认:
A网的地址为192.168.1.1~~192.168.1.254;
B网的地址为192.168.2.1~~192.168.2.254;
C网的地址为192.168.3.1~~192.168.3.254;
这个系统中个控制器及计算机IP地址分配原则为:
1-13#A控制器:
A网地址为192.168.1.11----192.168.1.23;
B网地址为192.168.2.11----192.168.2.23;
1-13#B控制器:
A网地址为192.168.1.51----192.168.1.63;
B网地址为192.168.2.51----192.168.2.63;
前端数据采集控制器:
A网地址为192.168.1.25;
B网地址为192.168.2.25;
与一期通讯控制器:
A网地址为192.168.1.26;
B网地址为192.168.2.26;
1–6操作员站:
A网地址为192.168.1.151----192.168.1.156;
B网地址为192.168.2.151----192.168.2.156;
C网地址为192.168.3.151----192.168.3.156;
值长站:
A网地址为192.168.1.171;
B网地址为192.168.2.171;
C网地址为192.168.3.171;
1–3工程师站:
A网地址为192.168.1.161----192.168.1.163;
B网地址为192.168.2.161----192.168.2.163;
C网地址为192.168.3.161----192.168.3.163;
2.3)同步地址指主辅控制器进行同步的地址,系统规定必须为192.168.222.1或192.168.222.2,即一对主辅控制器的同步地址如果一个为192.168.222.1,则另外一个必须为192.168.222.2。
2.4)新的控制器插入机柜上电后因没有配置所以会做主控运行,这样需要用专用的工具或10槽卡件箱来配置好控制器IP及同步网络后下装组态程序后控制器会正常运行。
3)组态程序修改
根据实际情况对控制器组态程序修改(在线修改和离线)。
注:
3.1)单控制器运行情况下,离线下装后要将控制器设置为主控状态控制器才进入运行状态,否则控制器为等待状态,不运行用户的组态程序;
3.2)在线修改或离线下装组态程序后要进行控制器内存中的组态算法保存,这样可以防止因控制器掉电或重新启动造成用户组态信息丢失;
3.3)离线下装会使控制器的所有状态为初始值,所以在现场设备运行状态下禁止对主控控制器离线下装组态程序;一般操作为:
在线修改主控控制器组态信息,然后再对等待的控制器离线下装,最后保存主辅控制器中的组态信息;
3.4)在现场设备运行状态情况下在线修改,请注意保持AO、DO的输出不跃变,防止造成危险;
3.5)控制器状态说明:
控制器状态由每个控制器中的系统预定义变量STA_CTLA/STA_CTLB表示,说明如下:
STA_CTLA
整形
控制器A的工作状态,该变量是按位组合变量
Bit0–等待状态,1=运行于该状态,下同
Bit1–备用状态
Bit2–主控状态
Bit7–控制器故障,1=有故障存在
STA_CTLB
整形
控制器B的工作状态,含义同STA_CTLB
3.6)控制器网络状态说明:
控制器的网络状态包括同步网络A/B机的A/B网状态,其状态由每个控制器中的系统预定义变量STA_NET1/STA_NET2/STA_SYNC表示,说明如下:
STA_NET1
整形
控制器网络A的状态,该变量是按位组合变量
Bit0–控制器A的A网状态,
0=正常,1=故障,下同
Bit8–控制器B的A网状态
STA_NET2
整形
控制器网络B的状态,该变量是按位组合变量
Bit0–控制器A的B网状态,
0=正常,1=故障,下同
Bit8–控制器B的B网状态
STA_SYNC
整形
冗余控制器的同步状态,该变量是按位组合变量
Bit0–控制器同步状态
0=正常,1=故障,表示控制器之间无法同步
3.7)控制柜中的卡件状态说明:
卡件的状态由每个控制器预定义的变量BD01_16/BD17_32/BD33_48三个变量表示,说明如下
BD01_16
整形
板卡1-16的状态,该变量是按位组合变量,
Bit0–板卡1的状态,
0=正常,1=故障,下同
Bit1–板卡2的状态
…
Bit15–板卡16的状态
0–65535
BD17_32
整形
板卡17-32的状态
Bit0–板卡17的状态
…
Bit15–板卡32的状态
0–65535
BD33_48
整形
板卡33-48的状态
0–65535
用户在上位机使用时,可以将该变量与一个掩码数值作“位逻辑与”操作,得到结果等于0,表示该位等于0,得到结果不等于0,表示该位等于1。
下表列出了每位对应的掩码数值。
位
掩码
0
1
1
2
2
4
3
8
4
16
5
32
6
64
7
128
8
256
9
512
10
1024
11
2048
12
4096
13
8192
14
16384
15
32768
如果需要同时判断几个位的状态,可以将对应的掩码数值相加使用。
四、HPCS-3000软件的使用方法介绍
1、HPCS-3000的软件结构
控制器和上位机采用点传递的方式,而不是功能块的方式。
2、虚拟控制器使用方法
用户在没有控制器或者在运行情况不允许的情况下调试组态算法,可以使用虚拟控制器WinDPU.exe程序。
Windpu的功能基本运算等同于实际的控制器,目前Windpu程序同实际控制器的主要差别在于Windpu不支持IO卡件扫描、数据不上传到上位机、无冗余切换功能。
Windpu使用的条件是用户的计算机必须有网卡并连通,否则DpDesign不能同Windpu相连。
如果用户计算机没有物理网卡或有网卡但不能连通,可以通过添加虚拟的网卡来实现网络连接,其方法如下:
a)双击控制面板的“添加/删除硬件”选项;
b)选择“添加/排除设备故障”选项;
c)选择“添加新设备”选项;
d)选择“从列表选择硬件”选项;
e)选择“网卡”选项;
f)制造商选择“Microsoft”,网卡选择“MicrosoftLoopBackAdapter”选项;
g)单击完成,虚拟网卡设置完成。
Windpu使用方法:
1)设置计算机网卡的IP地址;
2)在DpDesign中进行工作站配置,节点号用户自定义1-255,IP地址为用户的网卡的IP地址,A网或B网的IP地址用户可以只填写一个网卡的IP,重新启动程序即可使用WinDPU了。
注:
3)第一次使用DpDesign或Windpu程序都需要配置物理网络的IP地址,请不要使用自动分配IP,然后打开DpDesign,选择“工具/工作站配置”菜单设置好IP为本机的IP地址即可;
4)在每次改变网卡的IP后都应重新在DpDesign中进行设置。
3、DPDesign的使用方法
DPDesign程序实现对控制器进行组态及修改等功能。
在计算机上第一次使用DpDesign程序必须进行IP配置,方法见WinDpu的使用方法。
DPDesign的工程文件的数据结构如下图。
1)全局变量:
在DpDesign中变量采用预定义方式,即先定义后使用的原则。
在全局变量中的前25个变量为控制器预定义变量,这部分变量有特定的含义(请参考控制器系统变量的使用),用户不能修改。
全局变量的作用范围为整个控制器工程中需要使用变量的地方都可以使用全局变量。
全局变量的使用的地方有:
IO卡件通道映射、上传到上位机画面、逻辑程序运算。
变量的命名规则为:
变量名由字符、数字和_组成且第一个字符不能为数字。
2)IO卡件(板卡信息):
主要完成IO卡件及通道的设置工作,包括:
添加修改卡件信息、通道转换、通道量程设置、温度补偿设置、通道映射到全局变量。
3)远程控制器:
主要是进行控制器之间通讯点的设置,包括添加、修改远程控制器信息、通讯点。
4)逻辑程序:
逻辑程序可以有多个程序组成,每个逻辑程序由程序的局部变量和多个过程组成。
程序的局部变量只在本程序中有效,过程由启动过程和其它过程组成,启动过程主要的作用是通过EXEC功能块来调用其它过程,这样可以方便的设置过程是否被执行。
在过程中可以通过添加和修改功能块的方式进行逻辑组态。
功能块的使用请参考《标准功能块手册》。
5)工程属性:
设置控制器的节点号和IP地址。
主要用于控制器冗余设置和上下装、在线IP地址的指定。
只有正确指定了节点号和A/B控制器的IP后才能正常上下装、在线等。
6)变量强制在变量列表中用黄色表示
端口强制是在功能块端口上用黄色表示
坏点用淡粉色表示。
7)查询功能:
为了方便查找变量的使用或在卡件位置情况,程序提供了查找功能。
在变量名称中添加变量名即可。
在组态中禁止对一个变量多次赋值,所以查找功能提供了一个多输出引用查找,用于查找本控制器方案中对一个变量多次赋值的情况,如果存在多输出引用,用户应根据组态情况进行修改。
8)控制器组态注意事项
目前控制器的登陆级别分为三种:
seng,eng,opu
用户名及密码分别为seng:
空密码;eng:
SysMan和opu:
SysView。
如需要修改密码,可在“工程”下拉菜单中选择“设置控制器密码”,输入旧密码和新密码,确定即可。
seng是最高级别,可对控制器进行任何操作,包括下装;eng是工程师级别,可对控制器进行除下装以外的其他操作;opu级别仅能读取组态程序,不能对控制器进行在线下装和修改(但可以在线修改注释)。
注意同一控制器不要在两台及以上上位机上同时在线。
在线时不能使用复制功能。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 华文 DCS 系统维护 说明