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Prepared By NIKO LIANG Date:2010-04-13 DeltaV系统概述
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1. DeltaV 系统
1.1 DeltaV 系统概述
DeltaV 系统是艾默生过程管理充分应用了当今在计算机、网络、数字通讯等最新技术于1996年推出，是彻底采用完全数字化结构的一套全新系统。做为PlantWeb 工厂管控网机构体系的核心部分，是全球首个数字式自动化系统。
DeltaV 系统至投入市场以来，用户给予了充分肯定。连续6年获得《控制》杂志“最佳过程控制/自动化系统”奖，并包括：
? 最佳过程控制软件 ? 最佳批量控制管理软件 ? 最佳先进控制软件 ? 最佳报警管理软件 ? 最佳回路自诊定软件 ? 最佳过程仿真软件 ? 最佳智能设备管理软件
? 《化工流程》读者评选DeltaV 系统为最佳过程控制系统 ? 微软公司制造行业技术革新（TIM ）Leonardo 奖章
数字化、智能化过程控制系统
DeltaV 系统使数字化、智能化工厂变得更为容易，因为DeltaV 系统基于数字结构设计，完全集成了兼容多种总线的智能化工厂能力，包括HART 、FUNDATION TM 现场总线、高速离散总线（Profibus DP ，AS-i 和DeviceNet ）、嵌入式的先进控制以及批量管理软件。这种智能化现场无缝集成方案为各种系统应用奠定了基础，如智能设备管理系统（AMS ）可快速而简单地实现现场设备的量程设定、组态和诊断，从而提高了过程效率并减少过程变化。
可变的规模
DeltaV 系统规模和功能均灵活可变，规模可变的DeltaV 系统可以根据应用需求选择系统规模，也可以根据项目的需要在系统运行后对DeltaV 系统进行扩展，更好的满足企业生产中对生产规模不断扩大的要求。
开放的互操作性
艾默生先后推出如HART 、FF 现场总线、OPC 等专门技术将之发展成基金会，形成引领世界自动化产品的行业标准，并长期致力于这些基金会行业标准的不断完善和发展。DeltaV 系统完全遵循这些技术并溶入在系统中，使DeltaV 系统具备良好的开放的可互操作，提高了系统的运行效率。
点对点概念
DeltaV 系统控制网络采用以太网技术，实现系统控制网中各工作站、各工作站与控制器、各
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系统的影响。同时容易实现对整个系统的报警管理，基于用户和功能的全局安全性管理，系统和设备诊断等功能。
完整信息交换及集成
DeltaV 系统基于开放OPC 、SQL server 、XML 等标准提供开放的可互操作的信息交换，包括实时过程数据、实时报警和事件数据、实施批量处理数据、过程数据的历史记录、系统组态数据等。通过采用OPC 技术，使DeltaV 系统和其他支持OPC 的系统之间可方便的交换数据，为建立信息化企业打下坚实的基础。
集中式组态数据库
单一的集中式DeltaV 组态数据库集成了HART 、FUNDATION TM 现场总线、Profibus DP 总线，AS-i 总线、DeviceNet 、先进控制以及批量管理，使DeltaV 系统能够方便灵活的协调控制策略组、过程图表、历史记录、事件记录、批量编辑和数据输入等各个方面，并在创建控制策略时，面板的操作和历史数据的采集可自动完成，使组态变得简单容易。
直观的一体工程软件
DeltaV 的文件浏览管理器类似于微软的文件浏览管理器，鼠标拖放、鼠标右键点击操作可选等功能方便易用；DeltaV 文件浏览管理器包含的预定义的控制策略库、经严格测试的数字总线设备库、DeltaV 系统在线帮助和自动产生控制策略文档等功能，以及电子表格方式批量编辑功能，可以简便的完成组态工作。
先进的报警管理
DeltaV 系统可接受来自智能现场设备的数据，显示生产过程中的质量、状态和故障诊断信息，并可明确指出报警是出现在过程中还是设备上。采用EEMUA 191标准的DeltaV 报警管理系统，通过操作员抑制报警避免了不必要的报警，还可通过设置条件报警删除无用的报警。
预测性维护
DeltaV 系统和AMS 管理系统的组合将被动维修转化为预测性维修，智能现场设备具备的预测维护报警信息可传送到DeltaV 系统，降低系统的维护工作，并减少意外停车。AMS 智能设备管理系统可方便地获得关键设备信息，并对设备进行标定、组态及为预测性维护提供高级诊断。
嵌入的先进控制
利用DeltaV 内嵌的先进控制，使系统的监控、分析、调节至最佳性能，并使先进控制的实现变得前所未有的方便。仿真软件可以在离线状态下进行培训、组态及仿真运行。
优越性能的批量控制
DeltaV 批量控制建立在S88.01标准的基础上，满足S88.01控制模型所定义的设备控制、单元监控、过程管理、配方管理、生产计划、生产信息管理等功能，为连续及混合过程中的批量处理和复杂顺序控制增添了类单元和阶段逻辑功能。
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DeltaV 系统支持远程访问应用，在确保系统安全性的基础上，远程用户可以通过局域网、拨号、无线网络连接等方式，对生产过程进行监视或控制，从而满足用户对过程的远程组态、操作、诊断、维护等要求。
模块化硬件
DeltaV 系统的模块化硬件设计及任意安装的位置实现了硬件简单灵活的安装方式；符合空气污染G3标准和危险区域Class 1，Div2区标准的设计，使DeltaV 硬件几乎可以安装在如何地方；硬件的自动识别和即插即用功能使得安装极为容易，控制器和卡件带电插拔可随时进行维护和系统扩展。
1.2 DeltaV 系统结构及控制网络
1.2.1 DeltaV 系统结构
DeltaV 系统是构建在PlantWeb 架构上的全数字化自动控制系统。通过全厂智能化信息无缝集成的方案来实现各种高级系统应用，从而提高过程控制的效率。
DeltaV 的网络构架的设计是基于对整个工厂的生命周期的考虑，因此，构建在模块化理念的系统结构中，一个独立的工作站节点就可以涵盖了整个工厂网络的设计要求，从控制到仿真以及各系统的集成等等。对于网络的集成有以下几个特点：
? DeltaV 的网络将构建在星形结构下
? DeltaV 的控制网络是一个相对独立的局域以太网 ? 网络节点可以是工作站、DeltaV 控制器
? 所有在网络上的节点必须通过DeltaV 的认证，其中包括交换机及有关PC ? 所有的外部连接必须通过DetlaV 的工作站
? 每个DeltaV 网络都必须有且只有一个主工程师站
基本网络结构：
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图1 DeltaV系统结构
DeltaV系统结构由工作站、控制器和I/O子系统组成，各工作站及各控制器之间用以太网方式连接。现场智能设备或常规设备的信号将接入DeltaV卡件，具备HART、FUNDATION TM 现场总线、Profibus DP总线，AS-i总线，DeviceNet总线及RS485串口通讯的设备也将连接到DeltaV的各总线卡件上。
DeltaV的工作站包含主工程师站、工程师站、操作站、应用站等，其中应用站具备OPC Server功能并可通过第三块网卡以以太网的方式连接到其它系统，实现系统间的实时数据交换等功能。根据系统配置功能的需要，应用站也可以用作批量管理站、Web Server站等。控制器及I/O子系统包含控制器、供电模块和各类卡件，卡件负责现场信号采集及处理，由控制器执行控制策略。DeltaV系统支持将控制策略下装到现场总线设备中执行，使控制风险更加分散并提高回路的集成度。DeltaV系统可根据应用场合的需要采用冗余系统控制网络、冗余控制器、冗余电源、冗余卡件等冗余措施。控制器和卡件将安装在底板上，各类卡件可根据需要随意安装在底板上，无需特定的卡件安装特定的位置上。
扩展网络结构：
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DeltaV系统通过应用站节点可以延伸至企业的工厂网，将过程数据及有关历史记录数据上传至上层应用中，如优化分析，实验室分析，工厂生产调度管理等。企业的工厂网做为外部网络将不会遵循DeltaV 的网络协议，应用站或主工程师站做为系统与外部网络的唯一接口将利用OPC的方式进行数据的传递。
远程操控
通过直接连接在DeltaV 控制网上的终端服务器，用户可以从客户端直接执行对系统的各项操作，根据所制定的工作站的不同属性拥有与网络上实际节点完全相同的功能。
DeltaV Application
Station
OPC Server
Historian Server
Web Server Web Client
Station LIMS PIMS
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1.2.2 DeltaV 控制网络
DeltaV 系统的控制网络是以100M 以太网为基础的局域网（LAN ）。
DeltaV 系统的控制网络可以是冗余的或单网，上图是典型的冗余控制网络。
在DeltaV 系统中，控制网络采用的设备包括交换机、以太网线及光缆。DeltaV 系统的节点包括工作站和控制器，各节点到交换机的距离小于100m 时，用以太网线连接各节点到交换机上，不需要增加任何额外的中间设备；各节点到交换机的距离大于100m 时，需要用光缆进行扩展。
DeltaV 系统的控制网络考虑到通讯的完整性，往往采用冗余的方式，并建立两条完全独立的控制网络，即主副控制网络。主副控制网络中的交换机、以太网线及工作站和控制器的网络接口也完全是独立的。
每个DeltaV 控制器都有主副2个网络接口，在采用冗余控制器的配置时，每对控制器会有2个网络接口连接到主交换机上，另2个网络接口连接到副交换机上。DeltaV 系统的各工作站都配有3块以上的网卡，其中2块用于建立控制网络，另1块用于备用或连接其它系统如工厂网络等。
DeltaV 系统的控制网络采用TCP/IP 的通讯协议，系统自动分配各节点的IP 地址。
每套DeltaV 可支持最多120个节点，系统结构灵活，规模可变，易于扩展。
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1.2.3 DeltaV 控制网络安全
除了从物理上对机柜加锁外DeltaV 系统提供了各个级别的网络安全防护机制，从参数的保护、区域的保护到功能模块的保护。系统甚至可以对某个特定的用户或某个特定的参数进行安全级别的设定。
概括的看DeltaV 系统的安全策略有：
? DeltaV 要求运行在一个相对独立的局域网上。
? DeltaV 的工作站将采用Emerson 通过认证的特定机型。另外，在系统运行的时候，可以禁止光驱或USB 口，从而防止外部设备对系统的感染。
? DeltaV 在开发的全过程中都溶入了安全的设计思路，致使许多软件的运用是都内嵌在系统操作软件中的。
? 用户权限的设定，每个进入系统的用户都必须拥有一个唯一的用户名及相应的登陆密码。系统可以按照用户名来对不同的人员进行分级管理，包括操作区域的设定、操作权限的控制等。
? DeltaV 有专门认证的防病毒软件。DeltaV 将会有专人小组按月对微软的操作系统的安全性进行测试。
? 根据DeltaV 的组网方式及结构可以清楚地看到最基本的安全防护。另外，Emerson 针对DeltaV 系统编写了一本网络安全手册，帮助用户在系统搭建的过程中更好地运用DeltaV 的安全策略。