SmartPro使用手册.docx
- 文档编号:4350101
- 上传时间:2022-11-30
- 格式:DOCX
- 页数:15
- 大小:795.07KB
SmartPro使用手册.docx
《SmartPro使用手册.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《SmartPro使用手册.docx(15页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
SmartPro使用手册
使用手册
第一篇系统概述
SmartPro系统是和利时公司继MACS系统之后,集多年的开发、工程经验而设计的大型综合控制系统。
该系统采用了目前世界上先进的现场总线技术(ProfiBus-DP总线),采用成熟的先进控制算法,对控制系统实现计算机监控,并且集成了DMS系统、RealMIS系统、ERP系统、SCM和CRM系统等,可在智能现场仪表设备、控制系统、企业资源管理系统之间进行无缝信息流传送,轻易实现工厂智能化、管控一体化,为工厂自动控制和企业管理提供全面的解决方案。
SmartPro是一个完善、经济、可靠的控制系统。
基于Profibus现场总线技术设计,支持FF、DEVICENET、CANBUS等主流总线,采用嵌入式控制系统QNX、分布式数据库,属于C/S、B/S的体系结构。
集成的OPC技术,支持超过100家众多的厂家的典型优秀的应用。
图1.1SmartPro系统体系结构
一、系统特点
实时性:
控制器CPU采用Pentium级芯片,基于QNX嵌入式实时操作系统,保证控制精确、实时、高效。
可靠性:
采用多种冗余结构(网络、控制器、电源模件、I/O模件),系统安全稳定可靠。
先进性:
灵活的Client/Server结构:
适合于大规模系统的I/O、Alarms、Reports、Trends、Time服务器可分布式设置;既保证数据的一致性,又可负荷均担;功能丰富的HMI人机界面,灵活强劲的控制软件,支持离线仿真。
经济性:
现场总线的系统设计,有效节约整体项目投资,降低运行维护成本。
易用性:
智能设备管理(故障诊断、精度校正、带电插拔),维护简单方便。
延续性:
操作站采用通用系统平台,可跟随计算机水平不断提高而同步升级。
SmartPro系统不仅拥有以上优点,更有其高效的可靠性设计:
1.危险分散措施
过程I/O单元采用的智能化设计方法,可有效地将部分控制或采集运算分散到各I/O单元,降低主控单元的负担,提高可靠性。
另一方面,一旦主控制器发生故障,各单元仍能完成基本的输入输出功能。
如控制输出的自动保持功能,回路控制的独立执行等
2.故障隔离措施
所有过程输入输出单元都采用可靠的光电隔离技术,使各单元之间和单元与上位机之间的CPU无任何电气联系,从而提高系统的抗干扰能力、可靠性和安全性。
在同一单元的不同通道间及逻辑功能侧和现场信号侧,也提供了隔离措施,可消除由于现场地电位差对系统造成的损坏。
3.迅速排除故障措施
现场控制站的所有单元上均带有CPU,每单元均可进行周期性自诊断。
诊断主要包括CPU与内存等的自检、开关量输出回读比较、模拟量输入通道的正确性比较判断、模拟量输出通道的正确性比较等。
诊断结果每秒钟都上传到上位机的系统状态图中显示
4.各种运行提示
系统中所有单元上均有状态指示灯,包括运行灯、故障灯、网络通信灯等,可以根据指示灯的状态及时的发现、排除故障。
5.可带电热插拔
一旦发现故障,可带电对故障单元进行更换。
由于采用了特殊保护措施,系统中所有过程I/O单元均可带电拔插,对系统的运行不会产生任何影响。
二、系统构成
SmartPro系统是由若干不同类型的节点组成,我们把这些节点按照其作用的不同划分为不同类型的“站”。
不同的站之间是通过计算机网络进行通讯的。
SmartPro系统中的“站”:
·是系统结构中的一个组成环节
·是物理上的一套独立设备
·是网络中的一个通信节点
·在系统功能中完成某一类特定的处理任务
SmartPro系统主要由工程师站、操作员站、通信站和现场控制站(也称I/O站)组成,现场控制站中包括主控单元设备和I/O单元设备。
1、工程师站
工程师站是一台工业计算机,采用WindowsNT4.0WorkStation+SP6的操作系统,运行相应的组态管理程序,对整个系统进行集中控制和管理。
工程师站主要有以下功能:
1)控制策略组态(包括系统硬件设备、控制算法)、人机界面组态(包括图形、报表)和相关系统参数的设置。
2)现场控制站的下装和在线调试,操作员站人机界面的在线修改。
3)在工程师站上运行操作员站实时监控程序后,可以把工程师站作为操作员站使用。
2、操作员站
操作员站也是一台工业计算机,采用WindowsNT4.0WorkStation+SP6的操作系统,运行相应的实时监控程序,对整个系统进行监视和控制。
操作员站主要完成以下功能:
1)各种监视信息的显示、查询和打印,主要有工艺流程图显示、趋势显示、参数列表显示、报警监视、日志查询、系统设备监视等。
2)通过键盘、鼠标或触摸屏等人机设备,通过命令和参数的修改,实现对系统的人工干预,如在线参数修改、控制调节等。
3、通信站
通信站作为SmartPro系统与其他系统的通信接口,可以连接企业的ERP系统(如:
和利时的HS2000ERP)和实时信息系统RealMIS,或者接入Internet/Intranet/Extranet。
工厂的各个部门可以掌握更多的生产信息,从而为最终用户提供更多的产品和更好的服务。
它不仅提供了对生产过程、人员、设备和资源的管理,还可以帮助用户寻找出现问题的原因和生产过程的瓶颈。
4、现场控制站
现场控制站由主控单元、智能IO单元、电源单元、现场总线和专用机柜等部分组成,采用分布式结构设计,扩展性强。
其中主控单元是一台特殊设计的工业计算机,采用分布式全32-bit微内核实时操作系统QNX,运行工程师站所下装的控制程序,进行工程单位变换、控制运算,并通过监控网络与工程师站和操作员站进行通讯,完成数据交换;智能IO单元完成现场内的数据采集和控制输出;电源单元为智能IO单元提供稳定的工作的电源;现场总线为主控单元与智能IO单元之间进行数据交换提供通讯链路。
主控单元采用冗余配置,通过现场总线(Profibus-DP)与各个智能I/O单元进行连接。
在主控单元和智能IO单元上,分别固化了相应的板级程序。
主控单元的板级程序固化在半导体存储器中,而将实时数据存储在带掉电保护的SRAM中,完全可以满足控制系统可靠性、安全性、实时性要求。
而智能IO单元的板级程序同样固化在半导体存储器中。
三、网络结构
SmartPro系统由上下两个网络层次组成:
监控网络(SNET)和控制网络(CNET)。
上层监控网络主要用于工程师站、操作员站和现场控制站的通讯连接;下层控制网络存在于各个现场控制站内部,主要用于主控单元和智能I/O单元的通讯连接。
图1.2SmartPro系统网络结构
1、监控网络
上层监控网络为冗余高速以太网链路,使用五类屏蔽双绞线及光纤将各个通讯节点连接到中心交换机上。
该网络中主要的通讯节点有工程师站、操作员站、现场控制站,采用TCP/IP通讯协议,不仅可以提供100MB/bps的数据连接,还可以连接到Intranet、Internet,进行数据共享。
监控网络实现了工程师站、操作员站、现场控制站之间的数据通讯。
通过监控网络,工程师站可以把控制算法程序下装到现场控制站主控单元上,同时工程师站和操作员站也可以从主控单元上采集实时数据,用于人机界面上数据的显示。
各个节点用固定分配的IP地址进行标识。
为实现监控网络的冗余,网中每个节点的主机都配有两块以太网卡,分别连接到128网段和129网段的交换机上。
监控网络的前两位IP地址已作了规定,分别为128.0和129.0,现场控制站主控单元IP地址的后两位已经由程序自动分配好,工程师站、操作员站IP地址的后两位则可以自行定义。
一般我们将一个现场控制站里相互冗余的两个主控单元分别成为A机、B机。
它们的IP地址设置是通过一个拨码开关来实现的,具体设置如表1.1所示。
对于工程师站和操作员站的计算机,我们把它看作同一类计算机,进行统一编号,具体IP地址设置如表1.2所示。
#10站主控单元
#11站主控单元
#12站主控单元
#n站主控单元
A机
128网段
128.0.0.10
128.0.0.11
128.0.0.12
128.0.0.n
129网段
129.0.0.10
129.0.0.11
129.0.0.12
129.0.0.n
B机
128网段
128.0.0.138
128.0.0.139
128.0.0.140
128.0.0.(128+n)
129网段
129.0.0.138
129.0.0.139
129.0.0.140
129.0.0.(128+n)
表1.1各现场控制站主控单元IP地址设置
计算机0
计算机1
计算机2
计算机n(0≤n<88)
128网段
128.0.0.50
129.0.0.51
129.0.0.52
129.0.0.(50+n)
129网段
129.0.0.50
129.0.0.51
129.0.0.52
129.0.0.(50+n)
表1.2各工程师站、操作员站计算机IP地址设置
2、控制网络
控制网络位于现场控制站内部,主控单元和智能I/O单元都连接在Profibus-DP现场总线上,采用带屏蔽的双绞铜线(串行总线)进行连接,具有很强的抗干扰能力。
该网络中的通讯节点主要有DP主站(主控单元中的FM121模件)和DP从站(智能I/O单元――FM系列的输入/输出模件)。
利用总线技术实现主控单元和过程I/O单元间的通讯,以完成实时输入/输出数据和从站设备诊断信息的传送,并且通过添加DP重复器模件,可以实现远距离通讯,或者连接更多的智能I/O单元。
图1.3SmartPro系统控制网络结构
四、软件组成
SmartPro系统由硬件和软件两个部分组成。
硬件部分主要包括和利时公司自行研制、开发的FM系列主控单元和输入/输出模件;软件部分包括ConMaker应用程序软件及FacView应用程序软件。
ConMaker软件主要用于实现控制策略程序的设计、运行、监控。
支持算法离线仿真调试,有效提高工作效率,减少错误率,降低了危险性;支持主控单元数据库的增量下装和完全下装两种方式;可以从主控单元中读取当前工程的全部数据,包括所有参数。
ConMaker提供了功能强大的开发语言,采用符合IEC1131-3标准的五种编程语言:
SFC、FBD、LD、ST、IL,方便各个行业、不同种类的组态人员进行控制策略组态。
ConMaker提供了丰富控制算法库,包括算术运算函数库、类型转换函数库、控制策略函数库、定时器/计数器/触发器等函数库,同时组态人员还可以采用五种语言,灵活高效的自定义函数功能块(FunctionBlock),在任何应用程序种灵活方便的调用。
FacView软件主要用于实现人机界面的设计、操作、调试、维护。
FacView软件由FacViewExplorer、工程编辑器、图形编辑器、代码编辑器,以及FacViewRuntime共5个部分组成。
利用图形编辑器可轻松制作各种工艺图形,画面上的各个图形元素具有各自相应的静态特性(点、线、弦、弧、矩形、椭圆、多变形等图形的填充、旋转、拉伸、拷贝、剪切、粘贴等)、动态特性(数值显示、填充、曲线跟踪、平移、旋转、闪烁、缩放及各种动画功能)和交互特性(各种操作按钮,可完成图形切换、弹出窗口、修改参数及各种控制功能)。
灵活运用这三种特性,即可定制各式各样的人机界面,还可定制仪表风格的控制操作界面,符合操作员的使用习惯。
代码编辑器内置的InterCode编程接口,可提供专为工程自动化监控而设计的简单易用的编程语言,无需专业编程经验即可掌握。
支持多任务、多线程、远程调用的程序执行方式,通过功能强大的内部接口函数,可访问系统所有的应用:
变量、报警、趋势、图形、控制、操作系统、通讯接口等。
五、组态流程
组态(Configuration)是指通过专用软件来定义系统的过程。
定义现场控制站中各个智能I/O单元的类型、排列位置,以及相关参数设定的过程叫I/O设备组态;定义所有输入/输出对象的过程叫数据库组态;用一种编程语言来实现控制策略的过程叫控制算法组态;设计各个监控程序(包括工艺流程监控、报警监控、趋势监控、报表监控)的过程叫人机界面组态。
在工程实施的不同阶段中会遇到两种不同的组态状态,离线和在线。
·离线:
是指处于系统开发环境,即非实时控制状态。
一般指在工程前期,使用ConMaker和FacViewExplorer组态软件,根据设计的自动化控制要求进行工程组态。
·在线:
是指处于系统实时运行环境,即实时控制状态。
一般指在工程后期及生产过程中,使用ConMaker和FacView中Runtime监控软件,对设计的控制策略程序、人机界面程序进行调试、运行,完成对现场对象进行实时监视和控制的任务。
图1.4SmartPro系统组态流程
六、系统功能
SmartPro系统是用以完成大中型分布式控制DCS、大型数据采集监控SCADA的计算机系统。
该系统提供了完善、强大的组态、调试和监控功能,包括数据采集、开环控制、闭环控制、设备状态监视、报警服务、实时数据处理和显示、趋势服务、操作日志记录、事故追忆、图形显示、报表服务等功能。
下面详细介绍某些功能。
·控制调节
可进入各种回路调节窗口,修改设定值、切换控制方式和整定回路参数等。
·设备状态监视
系统自动的、不间断的、动态的轮询外围设备的工作状态,包括现场控制站中的主控单元、智能I/O模件的运行状态,以及与工程师站、操作员站之间的网络连接状态,并将所有出现的故障自动报告给操作员站,记入报警表和日志。
·报警服务
通过创建报警服务,对模拟量、开关量、硬件设备和系统运行状态进行报警监视,提供报警发生时间、报警点、报警说明等报警信息的列表显示,以及报警摘要信息。
报警可以按4种状态显示,以不同的颜色进行区分。
对带时标的报警可以精确到毫秒,对模拟量报警可以提供高限、高高限、低限、低低限、偏差、速率等报警。
·实时数据处理和显示
通过创建系统的I/O服务,完成对现场控制点的数据采集,并记录到实时数据库中作进一步的处理。
可用于流程图上的数据显示,趋势的跟踪记录,报警的判断等。
·趋势服务
通过创建趋势服务,对模拟量点和开关量点进行趋势采样记录。
FacView提供实时趋势和历史趋势两种,并且可以多组趋势窗口显示,趋势曲线可以任意放大、平移,同时可以显示曲线上每一采样时刻的具体值。
SmartPro利用磁盘文件方式来存储历史数据,支持多种方式(包括文本方式)的可视数据存储,便于用户的二次开发使用;历史数据采用固定存储算法,可以支持无限大的历史数据存储,存储容量仅受限于硬盘容量的大小。
·操作日志记录
通过创建日志记录设备,可以按时间顺序跟踪记录系统上所有操作发生的具体时间、操作内容、操作人员等信息,并以列表的形式显示出来。
·事故追忆
添加SOE模件(一种智能I/O模件)后,可对现场某些重要的设备进行事故追忆跟踪,系统详细记录了设备工作状态发生改变的时间以及状态改变的内容。
·图形显示
可通过多种途径切换到各个图形画面,在画面上可以显示各种各样的平面、立体图形,以及具有交互特性的各种动态对象,实现会话操作,同时也可以赋予他们相应的动态特性(变色、缩放、移动、旋转等),完成对现场设备的监控。
·报表服务
在SmartPro系统中报表生成软件和EXCEL报表工具共同为用户提供了强大的报表功能,支持Excel格式、RTF(丰富文本格式)、TXT(普通ASCII文本)、DBF(数据库文件)等多种形式的报表。
组态过程采用“所见即为所得”的方式。
用户在报表生成系统中,可利用EXCEL提供的各种强大功能,在既定的单元格中录入说明性文字、定义需打印的动态数据点,修改报表格式,即可完成报表的编辑。
附录一:
MacsDBLoad的使用
MacsdbLoad具有把用户定义的点变量转换成SmartPro需要的变量数据库格式,打印变量表的端子图和生成工程制图图片等功能。
还能够按固定格式输出ConMaker数据和FacView数据。
本工具支持带制表符的文本(.txt)和数据库(.dbf)两种文件格式。
在Excel中定义好变量后存为文本文件(制表符分隔)的文件格式,或者存为MacsView.dbf 文件格式。
如果为数据库(.dbf)文件,文件名必须为MacsView.dbf。
1、创建变量表
点击“开始”,选择“程序”——“HollySysSmartPro”,点击“数据库生成”,启动MacsDBLoad程序。
图1:
启动MacsDBLoad程序
程序启动后,展开“文件”菜单,选择打开。
在弹出的对话框中选中MacsView.dbf文件(在Excel中已预先编辑好),点击打开。
MacsDBLoad程序即根据MacsView.dbf文件中提供的数据,创建一份变量表,生成的变量表如下图所示。
图2:
MacsDBLoad生成的变量表
2、通道检查
首先确保该变量表中只包含一个控制站的数据,若不是,请按站号将数据分离。
接着检查所有的模件号是否连续,若不连续,应该修改模件号,确保所有的模件号是连续的。
然后根据所选模件类型,检查该模件的通道是否完整。
若不完整,则必须添加备用通道,补足该模件的所有通道。
所有模件的通道编号都是从0开始的。
如下图所示的1号模件是一块FM143模件,该模件共有8个通道。
我们只使用了前两个通道(0和1通道),余下的2-7通道,我们都采用备用通道的形式进行补足,并且按照一定的规则进行命名,包括汉字说明。
图3:
以备用通道进行补足
3、参数检查
对于所有的模拟量信号数据类型都是UNIT,报警分类是1,而开关量信号数据类型都是DIGITAL,报警分类是252。
其他项参数的检查如下表所示。
信号类型
所需修改项
所需置1项
备注
模拟量输入
数据单位、报警高限、报警高高限、报警低限、报警低低限、报警分类、量程上限、量程下限、信号类型、通道增益
标签变量、趋势变量、模拟量报警、
置1(HTOENG)
热电阻信号
置一(HTORTD),修改(RTD类型)
热电偶信号
置一(HTOTC),修改(TC类型、冷端点名)
脉冲量信号
置一(HTOPI),修改(脉冲当量)
模拟量输出
置1(ENGTOH)
开关量信号
硬件地址、量程上限、量程下限
标签变量、开关量报警、全局变量
SOE信号
汉字说明
置1(SOE)
表1:
参数检查对照表
4、开关量信号硬件地址的填写
确保所有的模件号是连续的,且模件通道完整,则展开菜单“ConMaker”,选择“硬件配置”,在弹出的对话框中选择路径(默认即可)后,点击确定。
即会在指定的路径下生成名为BASECFG.PRO的ConMaker工程文件。
双击该文件图标,系统将自动启动“控制方案生成系统”程序打开该文件。
图4:
路径选择对话框图5:
生成的ConMaker文件
在文件打开过程中,会弹出的两个信息提示框,点击“确定”即可。
文件打开后,双击“资源”中的“MACS配置”项,在右栏的显示区会显示如下图所示的树状硬件配置图。
图6:
MACS硬件配置树状结构图
单击“FM_161_DI[DP_SLAVE]”左边的加号,将该分支展开到最后一层,会看到该模件所对应的硬件地址“AT%IW84:
WORD;”。
记下这个地址,切换到MacsDBLoad程序,找到该模件第0通道对应的硬件地址,按照“IX84.0”的格式,一直填到第15通道“IX84.15”(如图7所示)。
FM_171系列模件的硬件地址填写方法于FM_161系列模件相同,只不过把“IX”换成“QX”。
对于FM_161_SOE模件的硬件地址,只取“SOE功能1”的第一个子地址,然后按照FM_161系列模件硬件地址的填写方法填写SOE点的硬件地址。
图7:
硬件地址的填写
5、数据生成
关闭前边打开的BASECFG.PRO的文件。
分别先后展开“FacView”菜单和“ConMaker”菜单,选择其中的“全部”项。
MacsDBLoad会在刚才所选路径下生成相应的FacView文件(variable.dbf、trend.dbf、digalm.dbf、anaalm.dbf)和ConMaker(BASECFG.PRO、global.exp、engtoh_prg.exp、htoeng_prg.exp、htortd_prg.exp、htotc_prg.exp、htopi_prg.exp、soe_prg.exp)文件。
6、数据导入
双击打开新生成的BASECFG.PRO文件,选择“工程”菜单下的“输入”操作项。
在弹出的对话框中选择所有后缀为exp的文件(如下图所示)。
点击“打开”,即可把所有的测点数据输入到ConMaker中,包括硬件配置、类型、量程转换等程序,已自动完成。
图8:
选择*.exp文件
对于生成的FacView文件,拷贝到当前FacView工程目录下,覆盖掉原文件即可。
- 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:
- SmartPro 使用手册
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)