西屋公司OVATION系统控制系统简介
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OVATION控制系统培训教材检修部热控专业2005-1目录1.系统硬件 ........................................................................................................... - 1 -1.1.网络系统................................................................................................. - 1 -1.2.DPU ......................................................................................................... - 2 -1.3.I/O机架及柜内总线............................................................................... - 7 -1.4.远程站点的配置及连接......................................................................... - 9 -1.5.I/O模件................................................................................................. - 10 -1.6.AI模件.................................................................................................. - 13 -1.7.AO模件 ................................................................................................ - 15 -1.8.DI模件.................................................................................................. - 16 -1.9.DO模件 ................................................................................................ - 18 -1.10.VP模件 ............................................................................................. - 19 -1.11.脉冲计数模件.................................................................................... - 21 -1.12.其他模件............................................................................................ - 22 -1.13.机柜电源系统.................................................................................... - 23 -1.14.硬件的基本维护工作........................................................................ - 25 -2.服务器、工程师站 ......................................................................................... - 26 -2.1.服务器、工程师站概述....................................................................... - 26 -2.2.访问组态工具....................................................................................... - 27 -2.3.系统硬件组态....................................................................................... - 27 -2.4.系统数据库介绍................................................................................... - 30 -2.5.系统数据库的编辑............................................................................... - 34 -2.6.系统画面的组态................................................................................... - 39 -2.7.系统功能软件的使用........................................................................... - 57 -2.8.系统逻辑图的组态............................................................................... - 59 -3.操作员站基本操作 ......................................................................................... - 69 -3.1.操作员站画面概述............................................................................... - 69 -3.2.报警窗口的使用................................................................................... - 71 -3.3.趋势图的使用....................................................................................... - 72 -3.4.在系统中组建历史点........................................................................... - 75 -4.系统维护和管理 ............................................................................................. - 75 -4.1.SOLARIS系统基本维护 ..................................................................... - 75 -4.2.OV ATION系统备份和恢复................................................................. - 75 -4.3.组态操作员站custom graphic菜单显示的项目 ................................ - 77 -4.4.组态操作员站薄膜键盘中1-48个按钮的功能............................... - 78 -4.5.组态data analysis and maintaince菜单显示的项目 ........................... - 78 -OVATION系统培训教材OV ATION是美国西屋推出的最新分散控制系统,其控制网是标准的以太网,采用了高速、髙容量的商业化的硬件;系统的建立严格按照开放式标准进行,可以把第三方的产品很容易地集成在一起;先进的分布式全局数据库将功能分散到多个独立的站点,而不是集中在一个中央处理器;以上众多特点决定了系统的安全可靠和高可用性。
仿真试验成为数字化仪控系统真正投入运行前原理样机、工程样机研制过程中非常重要的手段之一。
Ovatio n系统简介在核电站数字化仪控系统开发仿真试验中.采用的是西屋公司Ovation的最小配置系统。
这是一个可以扩展的快速以太网系统.其中的SUN Blade150工作站既作为工程师站,又作为操作员站,所有的控制组态都在SUN工作站上进行。
从而建立的最小配置核电站数字化仪控系统组成包括:I /O卡件、控制器、高速数据通信网络、系统服务器、操纵员控制台、工程师站、显示器、键盘、微机等。
该Ovati on系统的硬件配置如图7:(1)Sun Blade15O工作站一台,作为Ovation系统的操作员站和工程师站,主要用于完成监视以及组态等任务。
主要性能指标和配置为:600MHz Sparc处理器芯片;512M内存;36G内置硬盘;32M 显存的显示卡;20英寸纯平彩色CRT显示器;软盘驱动器、CD—ROM驱动器;外置SCSI硬盘盒和磁带驱动器。
(2)Ovatio n控制器一套.可实现从10ms~30 S五种不同频率的过程控制.并实现报警处理、冗余处理、控制状态和备份状态管理、以及故障自动切换等功能。
配备了VxWorks嵌入式实时操作系统。
两组控制器硬件,互为冗余:两组控制器电源.互为冗余。
CiSCO24口高速交换机,作为Ova t ion控制器和Sun工作站通信连接的桥梁.提供1 00M带宽的高速以太网通信条件。
4个I/o模块,主要是数据的采集和发送模块.包括模拟量和数字量的处理。
模拟量输入/输出模块,8路输入/输出信号互为隔离.每路有单独的A/D(D/A)转换器.O.4w低功耗.1 3位分辨力.正常时每秒刷新10次.每8 S自动校验一次.每路电流输入配有熔断保险丝。
OVATION控制系统培训教材检修部热控专业2005-1目录1.系统硬件 ........................................................................................................... - 1 -1.1.网络系统................................................................................................. - 1 -1.2.DPU ......................................................................................................... - 2 -1.3.I/O机架及柜内总线............................................................................... - 7 -1.4.远程站点的配置及连接......................................................................... - 9 -1.5.I/O模件................................................................................................. - 10 -1.6.AI模件.................................................................................................. - 13 -1.7.AO模件 ................................................................................................ - 15 -1.8.DI模件.................................................................................................. - 16 -1.9.DO模件 ................................................................................................ - 18 -1.10.VP模件 ............................................................................................. - 19 -1.11.脉冲计数模件.................................................................................... - 21 -1.12.其他模件............................................................................................ - 22 -1.13.机柜电源系统.................................................................................... - 23 -1.14.硬件的基本维护工作........................................................................ - 25 -2.服务器、工程师站 ......................................................................................... - 26 -2.1.服务器、工程师站概述....................................................................... - 26 -2.2.访问组态工具....................................................................................... - 27 -2.3.系统硬件组态....................................................................................... - 27 -2.4.系统数据库介绍................................................................................... - 30 -2.5.系统数据库的编辑............................................................................... - 34 -2.6.系统画面的组态................................................................................... - 39 -2.7.系统功能软件的使用........................................................................... - 57 -2.8.系统逻辑图的组态............................................................................... - 59 -3.操作员站基本操作 ......................................................................................... - 69 -3.1.操作员站画面概述............................................................................... - 69 -3.2.报警窗口的使用................................................................................... - 71 -3.3.趋势图的使用....................................................................................... - 72 -3.4.在系统中组建历史点........................................................................... - 75 -4.系统维护和管理 ............................................................................................. - 75 -4.1.SOLARIS系统基本维护 ..................................................................... - 75 -4.2.OV ATION系统备份和恢复................................................................. - 75 -4.3.组态操作员站custom graphic菜单显示的项目 ................................ - 77 -4.4.组态操作员站薄膜键盘中1-48个按钮的功能............................... - 78 -4.5.组态data analysis and maintaince菜单显示的项目 ........................... - 78 -OVATION系统培训教材OV ATION是美国西屋推出的最新分散控制系统,其控制网是标准的以太网,采用了高速、髙容量的商业化的硬件;系统的建立严格按照开放式标准进行,可以把第三方的产品很容易地集成在一起;先进的分布式全局数据库将功能分散到多个独立的站点,而不是集中在一个中央处理器;以上众多特点决定了系统的安全可靠和高可用性。
西屋公司的OV ATION型集散控制系统,其先进性在于分散的结构和基于微处理器的控制,这两大特点加上冗余使得系统在具有更强的处理能力的同时提高了可靠性。
100MB带宽的高速以太网的高速公路通讯使各个控制器之间相互隔离,又可以通过它来相互联系,可以说是整套系统的一个核心。
系统的主要构成包括:工程师站、操作员站、控制器等。
一)进入DEH操作画面的方法。
通过操作员站的Window(1-4)点击工具栏上的Page – Top进入主画面,如图1。
在进入DEH的主画面后,可以通过主画面调用不同的画面。
图1二)DEH操作主画面DEH OVERVIEW。
DEH UNIT OVERVIEW是本DEH系统中最重要的操作画面,如图2。
图2三)DEH 基本控制功能基本控制区包含了控制方式、启动方式、目标速率、反馈切投、阀门模式、高低限制以及汽机挂闸、OPC切投、手操面板、阀门活动试验、阀门严密性试验、同期控制、快关功能投切等。
A ) 控制方式选择在DEH主画面上点击CNTL MODE 按钮,弹出DEH控制方式操作画面,如图3。
DEH控制方式包括操作员自动方式、ATC方式、遥控方式、手动同期方式、自动同期方式。
图3进行控制方式切换:先点击控制方式按钮,点击后,相应按钮右方的状态显示框会变成红色,再点击下方的IN SERVICE 或OUT OF SERVICE 按钮,实现控制方式切换。
右方的显示区以IN 或OUT 来表示该控制方式的投入或退出。
遥控、自动同期及手动同期都是建立在操作员自动控制方式的基础上的,三种方式不能同时存在,进入某种方式会自动退出其它方式。
点击手动同期按钮后,会进入手动同期操作画面(图4),点击MANUAL SYNCH按钮后,其按钮右方的状态显示框会变成红色,再点击下方的IN 或OUT 按钮。
右方的显示区以IN 或OUT 来表示手动同期的投入或退出,操作员可以通过安RAISE SPEED-1RPM/LOW SPEED-1RPM升降按钮来调整汽轮机转速。
OVATION-艾默生过程控制公用事业部(PWS) 网络OVATION网络在今天的过程控制领域,对于任何技术的投资必须考虑它与未来科技的发展的兼容性。
因此,控制系统需要一个开放的结构。
OVATION采用适用于实时过程控制的通讯网络,具有最快的速度和最大的容量。
采用全冗余容错技术的OVATION Control Network 严格遵循IEEE的标准。
OVATION网络与通讯介质无关,既可采用光纤,也可采用UTP。
其采用的硬件极易在市场上购得,而且取消了对特殊网关和接口的要求,能够与企业内部LAN,WAN和Intranet 的完全连通。
OVATION的网络不使用常见的过程控制系统中数据高速公路与厂区内LAN连接所需的复杂网桥。
用户可用OVATION的统一网络,在确保过程安全的前提下,把过程控制同企业信息系统结合起来。
OVATION的高速网络不同于其它DCS系统,它是一个完全确定的实时数据传输网络,即使在工况扰动的情况下也决不丢失、衰减或延迟信号。
网络标准OVATION能够把控制机制和信息整体结合起来,是实现投资目标的有效途径。
它能允许最终用户使用最好的方法来组织他们的信息集合,而不用考虑协议、网络管理和操作系统等等。
OVATION网络软件使用ISO/OSI可以在任何一个标准物理网络层中通讯,具有所有网络的特性:冗余、同步、确定和令牌传输。
当在与以太网、快速以太网、令牌环或其它拓扑结构相连时,它使用TCP/IP协议。
因为OVATION系统在控制系统网络术上的突破,最终用户为了在局域和广域范围内(LAN 和WAN)构建信息系统,可以合成多个网络系统。
所有其它分散控制系统厂商为了控制系统和厂区局域网相连接所设计的各种网关和用户接口在OVATION系统并不需要。
OVATION系统设计原则是将从上到下的所有标准都合成一个完全开放的环境,所以OVATION允许最终用户在系统中集成其它厂商的产品。
基于开放式的通讯协议,OVATION 系统已经成功的将全厂区域自动控制和信息组成一个整体,在今后所有的版本中也会继续使用所有标准组合。
浅析OVATION离散控制逻辑宏摘要:随着现代科技的进步,社会的发展,电站单机容量不断提高,机组所需控制的设备和监测参数越来越多,自动化程度越来越高,手动控制已不能满足现代机组的控制要求,分散控制系统(DCS)已开始得到广泛应用。
AP1000作为我国引进第三代核电技术的代表,具备非能动性、高可靠性等优点。
本文对AP1000仪控系统OVATION的离散控制逻辑宏进行分析介绍。
关键词:AP1000;OVATION;离散控制;CCL前言DCS控制系统工程软件基本是由一些标准结构的软件模块即功能块组成,如与非门、宏、PID调节块等,各基本单元简单而标准化,复杂功能的实现通过用标准基本单元的复杂连接而完成,这使得DCS环境下的控制系统具有可任意组态的特点。
AP1000电站单机容量大,控制参数多,由功能块搭接的控制回路较为复杂,给电站仪控人员及时事故分析带来不便,或容易造成故障。
为此,如何既能满足电站设备的复杂性控制要求,又能保证维护人员对控制逻辑一目了然,是各个DCS厂家发展和提高的目标。
在机组控制设备中,电机、阀门等设备较多,且控制逻辑模式基本相同,所不同的是连锁保护、启动条件等外在因素,因此,这些设备的逻辑控制可以固话为一个逻辑图,即逻辑宏(CCL),将外在限制条件分别添加后即可形成不同的设备控制,可极大地节省工程设计人员的重复劳动。
OVATION控制系统为美国西屋公司产品,采用了功能块的搭接模式,不仅简化了设计,减少了工程人员的工作量,更为电站维护人员的事故分析、逻辑检查提供了便利条件。
本文主要对离散控制逻辑宏进行简单介绍。
1 离散控制逻辑宏的输入指令离散控制是指控制系统中有一部分信号不是时间的连续函数, 而是一组离散的脉冲序列或数字序列,在电站中指发出指令打开和关闭具有开关状态的设备,如电机、电动阀等设备。
CCL的输入指令由一个KEYBOARD模块、自动允许(AUTP)、正常自动(AUT)、优先自动(EMG)、远程手动(LRE)等组成。
OVATION系统硬件培训手册(Solaris操作系统)Rev.1上海西屋控制系统有限公司(Aug.2005)OVATION系统 目录Ovation 系统硬件第一章 Ovation分散控制系统概述1.1 系统概述 ……………………………………………………………1-11.2 典型的Ovation系统结构 ……………………………………………1-31.3 Ovation系统诊断 ……………………………………………………1-41.4 参考手册 ……………………………………………………………1-7第二章 Ovation系统网络2.1 系统的组成 ……………………………………………………………2-12.2 网络的结构形式 …………………………………………………... 2-12.3 单网网络星形拓扑结构………………………………………………….. 2-32.4 多网网络 …………………………………………………………... 2-42.5 网络设备的功能 ……………………………………………………2-42.5.1 快速以太网的一般概念 ………………………………….. 2-42.5.2 集线器(Hub) ……………………………………………2-52.5.3 交换机(Switch) …………………………………………... 2-52.6 Ovation网络地址 ……………………………………………………. 2-62.7 网络中的数据流 ……………………………………………………. 2-7第三章 Ovation控制器3.1 控制器 …………………………………………………………3-108/16/05 1目录 OVATION系统3.2 控制器硬件的组成 ………………………………………………… 3-23.1.1 控制器的面板指示 …………………………………………. 3-33.1.2 控制器的标准功能 ………………………………………… 3-43.1.3 控制器的数据流程 …………………………………………. 3-53.1.4 控制器的故障切换 …………………………………………. 3-6 3.2 控制器的供电系统 ……………………………………………………3-63.2.1 供电系统 ……………………………………………………3-63.2.2 电源分配板(PDM) …………………………………………. 3-83.2.3 控制器的接地系统 ……………………………………………3-93.2.4 系统上电注意事项 ……………………………………………3-10 3.3 I/O子系统 ………………………………………………………….. 3-153.3.1 I/O子系统的结构形式 ……………………….……………….. 3-153.3.2 I/O基座结构 ……………………………………………………3-183.3.3 模块的分类及安装 …………………………………………. 3-193.3.3.1 模块的构成 …………………………………3-193.3.3.2 模件的安装 …………………………………3-193.3.3.3 模件的面板指示 …………………………3-193.3.4 机柜类型及卡件安装 ……………………………..…………. 3-203.3.4.1 控制器机柜 …………………………………3-203.3.4.2 控制机柜的命名 …………………………3-213.3.4.3 各机柜间的连接 …………………………3-213.3.5 I/O通讯方式 ……………………………………………………3-223.3.5.1 本地I/O连接方式 …………………………3-223.3.5.2 远程I/O子系统 …………………………3-24第四章 常用I/O卡件介绍4.1 模拟量输入卡(13位) ……………………………………………………4-1 4.2 模拟量输入卡(14位) ……………………………………………………4-6 4.3 高速模拟量输入及热电偶卡 ……………………………………………4-1308/16/05 2OVATION系统 目录4.4 模拟量输出卡 ………………………………………………………………4-294.5 混合型触点输入卡 ………………………………………………………4-324.6 触点输入卡 ………………………………………………………………4-364.7 触点输出卡 ………………………………………………………………4-404.8 4通道热电阻RTD输入卡 ………………………………………………4-464.9 8通道热电阻RTD输入卡 ………………………………………………4-564.10 HART模拟量输入卡 ………………………………………………………4-604.11 HART模拟量输出卡 ………………………………………………………4-644.12 紧凑型顺序事件输入卡(SOE) ………………………………………………4-684.13 链接控制卡(Link Control Card) ………………………………………4-734.14脉冲计数卡 …………………………………………………………………4-754.15阀位卡 …………………………………………………………………4-824.16测速卡 …………………………………………………………………4-854.17回路接口卡 …………………………………………………………………4-87第五章 工作站5.1 工作站类型及硬件组成 ………………………………………………. 5-25.1.1 工作站的类型 ……………………………………………………….. 5-25.1.2 工作站的硬件组成 ……………………………………………….. 5-35.2 操作员站 ……………………………………………………………….. 5-35.2.1 操作员站的特点 …………………………………………….. 5-45.2.2 操作员站的功能 …………………………………………….. 5-45.3 ENG工程师站 ………………………………………………………………. 5-105.3.1 工程师站的特点 …………………………………………….. 5-105.3.2 工程师站的功能 …………………………………………….. 5-115.4 HSR 历史站 ………………………………………………………………5-135.4.1 历史站的特点 ………………………………………………………5-1308/16/05 3目录 OVATION系统5.4.2 历史站的功能 ……………………………………………………5-15 5.5 Ovation(LOG)记录服务器 ……………………………………………5-175.5.1 LOG服务器特点 ……………………………………………5-175.5.2 基本LOG服务器软件包 ……………………………………5-17 5.6 打印机 ………………………………………………………………5-1908/16/05 4OVATION系统系统概述第一章 OVATION 分散控制系统概述1.1 系统概述Ovation系统是集过程控制及企业管理信息技术为一体的融合了当今世界最先进的计算机与通讯技术于一身的典范。
5 OVATION系统概述Ovation人机界面提供操作控制系统的安全、高效和灵活性。
Ovation人机界面,使用了商业化的操作系统,Ovation人机界面为用户提供了强大的监视、操作和维护能力,使Ovation 成为工业领域中最可信赖的和具有交互性的实时监视和控制网络。
Ovation提供了三种可供用户选择的标准平台以提供人机界面:PC、UNIX或Java/浏览器工作站版本。
PC版本使用Microsoft Windows NT4.O操作系统,而工作站版本结合了Sun 微处理系统强有力的操作系统。
任意一种平台都可以作为工程师或操作员的人机界面来完成读取和处理企业级的所有数据。
Ovation人机界面包括:操作员站、工程师站、历史站和记录服务器等。
操作员站用于操作人员监视、操作控制和记录生产过程的运行状况,以保证生产过程的安全经济运行。
工程师站是以个人计算机为基础的系统开发和维护的工具性设备,供系统工程师对系统进行配置、组态、调试及控制方案的维护等。
同时,也具有操作员站的监视和操作功能。
历史站用于历史数据的收集、存储和处理,供生产管理人员进行数据分析、统计和报表打印。
记录服务器提供打印机管理、报表定义及报表生成功能。
5.1操作员接口站OIS有效的控制,要求有清晰、简明的过程运行画面的支持。
Ovation操作员站的软件利用微软的窗口技术,提供了运行现代控制系统所需要的具有稳定性和灵活性的全厂生产过程的动态视图,采用高分辨率的窗口展现控制图形、诊断、处理、报警和状态显示画面。
通过直观的导航工具,操作员可以访问动态系统点、历史数据、通用信息、标准功能画面、事件记录和复杂的报警管理程序等。
高速的Ovation网络通信每秒钟更新一次过程数据。
Ovation系统的安全性对被授权人员限制访问重要的信息和过程控制特性。
操作员软件可以在各种PC平台上运行,提供灵活的处理性能来满足用户的需要。
与第三方应用和部件的兼容性使操作员站随时准备升级,以满足未来工厂的要求。
OVATION系统配置描述OVATION系统特点及其在电厂优化设计中的应用一、DCS发展的新阶段自从70年代年推出第一套工业DCS系统到现在已有24年了。
DCS由于集成了4C技术(puter,munication,CRT,Control)克服了传统仪表自动化系统中诸多缺点,实现了仪表自动化领域中的四个取代,即:1、用数字技术取代模拟技术,使测量精度提高了一个数量级。
2、用CRT取代了常规模拟仪表,压缩了监视面和控制室面积,使运行操作员得到的过程信息更集中、更生动和丰富多彩,操作更灵活有效。
3、用编程技术取代了原调节顺控的硬接线,极减少了施工调试工作量,使自动、顺控的投入率有很大的提高,取得了明显的效益。
4、用先进控制算法部分取代常规PID算法,使一些用PID算法不易取得实效的过程实现了自动。
提高了控制精度,这一过程目前仍在继续。
但是我们还应当看到当前在我国电力工业中使用的众多DCS系统及其应用还存在不少问题。
首先,我们当前使用的DCS绝大部分都是专利的不开放系统,由于目前大部分DCS是不开放的,所以DCS总的技术水平落后于计算机技术的发展水平。
其次,当前电力工业中应用的DCS 绝大部分未实现物理分散。
为了实现DCS ,把所有测点都引入中央控制室,其电缆费用高得惊人。
以2×300MW机组为例,其控制测量用电缆高达1400公里,与电缆有关的直接间接费用高达5000万元,大大高于DCS本身的费用。
第三,DCS使用围不宽,当前还只限于机炉本身的控制,电气控制纳入DCS 才刚开始,未能使DCS成为电厂各车间的信息中心。
工作站和以PC为基础的人机界面,以工业PC为基础的I/O控制器IEEE标准网络技术及规约组成的过程控制系统才是真正开放的计算机系统。
二、OVATION系统特点介绍OVATION系统是西屋公司在总结WDPF系统大量使用经验基础上容纳了最新技术成就,历时3年,于1997年9月正式宣布可在我国投放市场。
艾默生新版DCS控制系统OVATION-XP的可靠性分析和故障预防2007-05-26 22:02:51 未知能动信息网关注:356次文字大小:[大][中][小] 进入论坛讨论核心提示:河津电厂二期工程2×300MW引进型机组的DCS系统,采用了艾默生过程控制公司(原西屋公司)最新一代DCS控制系统OVATION-XP版,为国内第一家火力大机组控制全面以PC机为基础采用视窗XP的应用对象,本文参考DCS系统的通常应用情况,针对该新版OVATION-XP控制系统,提出了故障预防的方法。
关键字:艾默生 DCS控制系统 OVATION-XP 可靠性分析故障预防1 引言近年来,DCS在火电厂过程控制领域的应用水平得到了迅速提高,DCS从单一功能向多功能、一体化方向发展,目前我国主力发电设备300MW等级火电机组大部分都采用了先进的集散控制系统。
河津发电厂二期工程2×300MW机组为国产引进型燃煤火电单元机组,安装两台哈尔滨汽轮机厂生产的 300MW亚临界、一次再热、单轴、双缸(高中压缸合缸)双排汽、直接空冷凝汽式汽轮机。
锅炉型式为哈尔滨锅炉有限责任公司生产的亚临界参数、切圆燃烧、自然循环汽包锅炉。
DCS采用了爱默生过程控制公司的最新OVATION-XP版控制系统,极大地改善了机组运行环境,提高了热工自动化水平,便于热控设备的维护管理,特别是在硬件系统的开放性、接口的灵活性、模块化的设计、在流程画面的汉化、控制策略的修改、历史趋势的记录及事故分析方面优势非常明显。
但是由于对DCS系统的了解不够以及DCS系统本身的特性,为了预防运行过程中或多或少出现影响机组安全与可靠性的故障,在这里笔者参照DCS系统通常的故障情况,针对OVATION-XP版系统进行可靠性分析和故障预防。
2 可靠性分析及注意事项DCS系统的可靠性是指在规定的工作条件下和规定的时间内,系统成功地完成规定功能的能力,它是对一套控制系统的综合评价。
DCS控制系统下装过程中的故障处理一、引言浙江台州发电厂五期工程为2×30OMW机组,分别于2007年19月20日和2008年4月4日通过168h试运行。
全厂热工过程控制采用OVATIONDCS控制系统共六套,分别用于#9机组、#10机组、#9
机组公用系统,四期脱硫、五期脱硫、四期&五期公用脱硫系统。
Ovation系统是美国西屋过程控制有限公司继其CLASSIC,WESTATION后推出的新一代过程控制系统。
西屋公司以控制系统就是信息系统的新理念,采用全面开放的体系结构,工业标准的PENTIUM处理器,符合TCP/IP协议的1OOMBFDDI网络,ORACLE数据库,UNIX或WINDOWSNT操作系统。
而AUTOCAD界面的组态软件则采用SAMA图形式组态,而不再是算法模块搭接的页面式组态。
其可靠的安全机制和系统体系结构,可保证系统自由安全的挂接PLC、FCS和INTERNVET。
因此该系统不仅是一个分布式控制系统,而且是一个能支持任何商业应用的开放式计算平台,具有实时任务临界过程控制能力。
它以其强大的数据库功能、稳定的运行性能独树一帜。
但其DCS组态下装过程同样存在一些问题,本文就现场工作中曾碰到的问题进行分析讨论,并提出相应处理方案。
二、控制系统组态下装控制系统组态下装功能,是众多DCS在现场使用中的一个必需具备的功能,同时也是判断一套DCS功能可靠性的重要指标。
该功能可分为在线下装和离线下装。
在线下装是指在机组运行状态下,将编好的程序(组态)通过下装软件下装到DPU中而不影响机组的运行状况。
由于在线下装具有机动、不受时间限制等优点,因此在机组整组启动调试期间,调试人员对逻辑修改后经常进行在线下装。
但在机组投入商业运行后一般很少再使用在线下装功能。
其原因是由于下装功能伴随着一定的跳机风险(多个品牌DCS在在线下装过程中,都曾偶尔发生过跳机故障)。
离线下装是指在机组停运状态下,对DCS进行下装。
第十三章 Ovation分散控制系统美国西屋电气公司1982推出WDPF,1989年推出WDPF-Ⅱ,1997年推出Ovation。
进入21世纪后,西屋电气公司并入艾默生公司,Ovation又经历了几次大的更新,使Ovation始终跟随自动化新技术的发展。
Ovation进入火电厂后,不但带来了开放式的计算机技术,而且又保证了火电机组的安全和经济运行。
Ovation在国内火电机组的应用较多:300/350MW机组主要有平凉l~4号、宝钢1~2号、铁岭1~3号、姚孟1号、胜利油田1~2号、曲靖3~4号、营口1~2号、华能大连1~2号、华能珞璜1号、广安3~4号、浦圻1~2号、榆社1~2号、古交1~2号、嘉峪关1~2号、江油3~4号、河津3~4号等;600MW机组主要有邹县1~2号、托克托1~8号、北仑1~2号、韩城二厂1~2号、汕头3号、太仓3~4号、利港5~8号、宁德1~4号、上都1~2号等。
1000MW机组主要有邹县3~4号、玉环1~4号。
第一节 Ovation结构Ovation的结构包含系统结构和网络结构两个方面,如图13-1所示。
图中:服务器/工程师站为编程中心,用于建立数据库和控制逻辑;历史站作为长期点数据的存储(周、月、年),检索操作站/报警站的历史趋势;操作员站为监视和控制的人-机接口;冗余控制器对1~52对火电厂生产过程进行监视和控制;SWITCH为交换机。
一、系统结构及特点Ovation由数据高速公路和站点两大部分组成。
站点包括两大类,即:①与生产过程接口的Ovation控制器;②人机接口装置,包括操作员站(OPS)、工程师站(ENG)、历史数据站(HSR)、智能设备管理站(AMS)、OPC SIS接口站等。
同时,它还可以和其他的控制系统以及信息系统进行标准化的开放的连接。
Ovation系统的设计具有开放式的思路,它采用了奔腾处理器、模块化I/O和功能强大的工作站,特点如下:①高速、高容量的主干网络采用商业化的硬件、软件、网络和通信接口,以取代过去有专利性的DCS结构;②基于开放式工业标准,Ovation能把第三方的产品很容易地集成在一起,例如,Ovation可以和ABB公司的可编程控制器(PLC)硬件和软件直接地、实时地集成在一起;③分布式全局数据库将功能分散到每个独立站点,而不是集中在一个中央处理器中;④电子装置具有低功耗可减少控制室通风和空调的费用;⑤从Ovation网络一直到I/O插板的电源装置都可以用冗余组态方式提供,以获得最高的系统可靠性;⑥直观的诊断方法使维护人员能很快地确定系统在哪里出现了问题;⑦Ovation 包括一套直观的编程工具,使用户组态控制系统安全、方便;⑧通过对几个系统的组合,用户还可以获得一个联合网络,并能保证过程的安全,从而显著地减少工程设计工作;⑨整个系统采用了模块式部件,所有模块在线更换时不需要工具或特殊部件。
OVATION-西屋过程控制及信息技术之大成西屋公司OVATION系统,包括以下几部分:1.OVATION 控制网络(FDDI)。
2.OVATION控制器。
3.OVATION过程I/O4.OVATION人机界面OVATION系统概要:西屋采用商用、可靠的工具,包括:•通讯网络•操作系统•标准工作站•工业标准结构•开放式通讯协议1.OVATION控制网络:OVATION的高速FDDI网络不同于其它DCS系统,它是一个完全确定性实时数据传输网络,即使在工况扰动的情况下也决不丢失、衰减或延迟信号。
此外,按照ANSI标准,FDDI提供全冗余的反转双环,并且在双环电缆中断时,使用自动重新组态功能以屏蔽发生错误的部分。
1.1 网络标准FDDI网络可使用户采用最好的方法来获取系统信息,不用考虑协议、网络管理和操作系统等。
OVATION网络软件采用ISO/OSI标准,可以在任何一个标准物理网络层中通讯,在使用FDDI时具有所有网络的特性:冗余、同步、确定和令牌传输。
当在与以太网、快速以太网、令牌环或其它拓扑结构相连时它使用TCP/IP协议。
OVATION系统的设计原则是从上到下的所有标准都合成一个完全开放的环境,所以OVATION允许最终用户在系统中集成其它厂商的产品。
基于开放式的通讯协议,OVATION 系统已经成功的将全厂区域自动控制和信息组成了一个整体,在今后所有的版本中也会无一例外的使用所有标准组合。
1.2 特性:速度 100MB 每秒容量 200,000实时点每秒长度 200公里站点 1,000个介质 光纤或铜缆2.OVATION控制器特点:•具有处理多种应用程序(包括网络)的能力•提供控制器完全无扰动切换的能力•兼容第三方用于数据通讯、控制、 用户 C 语言编程和仿真的软件•支持多任务和优先任务计划•完全符合 POSIX1003.1b的开放系统 标准•容易理解的命名法表示过程点(优于使用复杂的名称或硬件地址加偏移 量的命名法)•RTOS所占内存低于 50KB•RTOS存储和启动使用闪存(Flash Memory-20MB) (无需电池固化的内存)•RTOS的模块式结构只执行控制算法和通讯的功能•应用软件的组态程序记录在闪存中2.1 控制器硬件的规格处理器 Intel 奔腾时钟速度 133MHz控制内存 3MB闪存 20MB内存 32MB DRAM总线结构 PCI总线I/O模件 最多 128个就地卡件远程 最多1024块远程卡2.2 控制器规格:点的类型 最大量发生点(有点名) 最多到 16,000模拟量(硬接线) 1,024数字量(硬接线) 2,048SOE(硬接线) 1,024过程控制区域 最多 5个I/O 采样速度 10毫秒到 30秒I/O 接口 PCI总线(OVATION 和 Q-Line)2.3 应用程序:OVATION控制器为了满足用户的需求 ,提供了大量的应用程序和功能: •连续(PID)控制•布尔逻辑•特殊逻辑和定时功能•数据采集•SOE处理•冷端输入补偿•过程点传感器/限位检验•过程点报警处理•过程点转换为工程单位•过程点数据库存储•就地和远程 I/O接口•过程点上标签2.4 历史事件顺序(SOE)整体的 SOE处理能力由 I/O子系统和标 准软件提供。
SOE记录下用户设定的数字量输入变化状态序列的分辨率为1/8毫秒。
2.5 冗余OVATION控制器的设计是能够提供不 同关键设备的冗余要求,包括:•FDDI网络接口•功能处理器、内存和网络控制器•处理器电源•I/O接口•输入电源•I/O电源•辅助电源•远程 I/O通讯媒介全冗余的控制器能配备:•双奔腾基础的功能处理器•双网络接口•双处理器电源•双 I/O电源•双辅助电源•双输入电源•双 I/O接口3. 模拟量输入/输出模件•IEEE抗浪涌能力•直观的 LED诊断/状 态指示灯•自动归零,自动增益修正•符合 IEC 801-2至5标准•通道到通道与通道到逻辑的电气隔 离•13位分辨率•提供调节过的隔离电源(使用二维变压器技术)•在线初始诊定,使用 EEPROM存储 整定常数3.1 模拟量输入模件:•8路信号输入•不同输入等级组态:+/- 20mV,+/- 50mV,+/- 100mV,0-1 V,0-5 V, 0-10 V,4-20 mA•每个通道每秒 10次转换•热电偶开路检测•广泛的使用低电耗的晶片•点的品质状态报告3.2 模拟量输出模件:•4个通道•3种输出量程: 0-5 V,0-10 V,0-20 mA•电流输出型提供过流和低于额定电 流指示•故障模式-保持上一个状态或关闭•2个电流输出模件可以冗余,只需将信号线串接3.3 热电阻检测(RTD)模件•4个输入通道•支持2线, 3线和 4线制 RTD•每个通道提供开路电流检测3.4 数字量输入/输出模件•IEEE抗浪涌能力•直观的 LED诊断/状态指示灯•点到点与点到系统的对地 1000V光 绝缘对3.5 数字量输入模件•16路微分或单边的数字量输入•2种输入等级组态⇒24VDC或 48VDC⇒125V•符合 IEC 801-2和 801-4至 6标准•过压熔断状态检测•现场电缆允许最长达 1000英尺3.6 接点输入模件•16路单边接点输入•48V带内部电压监视的卡件内电源•符合 IEC801-2和 IEC801-4至6标准•保险丝熔断检测•接地出错检测3.7 数字量输出模件数字量输出模件可以直接与处理器、机械式或固态继电器设备接口。
•16路单边输出•符合 IEC801-4等级4和 IEC801-5等 级3标准•从 I/O总线到现场输出的光隔离对•对接点的时间输出周期和动作(关或保持)可用软件组态通讯•保险丝熔断检测4. OVATION用户界面4.1 操作员用户界面特征:•标准平台:Solaris操作系统的 SPARC工作站•单显示器或双显示器支持,全面多 任务操作•OVATION操作员站能够完全的与 FDDI网络接口,允许对 200,000动 态点进行访问•具有快速直接访问信息能力,例如 通过导向调节显示页的缩放•支持多种语言、字符集和文化背景 转换的能力•Sparc基准平台确保多用户支撑和对 将来硬件发展的兼容性4.2 标准操作员特征1) 操作员时间记录:每个操作员事件消息包含下列内容:•事件子类型•日期/时间(最靠近的秒)•事件说明根据事件的不同,每个消息还可能包括下列内容:•点、设备或站点名•点的描述•老的数值/模式和新的数值/模式•回路号,算法名称和算法类型•数据采集系统功能和失败•算法调整和失败•更新时间•强制键入数值•错误清除/确认2)报警管理说明:历史报警清单 5,000个报警优先级 8级图形模块位图报警 200个报警清单的颜色 16种3) 报警优先级为了区分报警的重要性,过程点定义为1 -8档优先级,8级最低,1级最高。
4) 报警确认•操作员知道一个报警的情况•然后完成确认的行为过程图象 超过 25,000过程图象窗口 每个窗口最多8幅(双CRT支撑 8幅,每个显示器4幅)可选 每幅图象的动态区域 超过 700个每幅图象的颜色 256种图象更新速率 <1秒4.3 LOG服务器特点:•用 Spreadsheets来定义 LOG及报表格 式,使所需培训时间最短•自由格式报表可在同一份报表中将 实时数据、历史数据及文件组合在 一起•打印序列中心管理及高级打印机自 诊断,使打印机管理简化•记录及报表可以打印出来也可以用 ASCII码式商业 Spreadsheets格式将 其以文件存储为 历史数据存档4.4 OVATION高效工具特点•控制建立器是一个友好直观的 AU-TOCAD软件包•图形建立器使用一个 CAD型的环境 来快速创建和编辑高分辨率的过程 图象 •测点建立器专为用户增加、删除或 修改系统测点设计•组态建立器用于定义或维护系统结 构数据库•报表建立器提供了设计和修改用户 自定义类型报表的工具4.5 控制建立器控制建立器是一个友好直观 AUTOCAD 软件包,作为一个快速完整的图形工具,控制建立器是OVATION控制器内的控制功能主要编程手段。
它能自动创建控制器算法需要的所有内部和缺省测点。
控制建立器还提供一个标准的控制库(压缩几个功能如布尔、文本和图形模块)。
控制建立器提供了一个标准的 AUTOCAD的环境,允许用户使 用不同工具、图形库和模块组等功能。
1)控制建立器特性•所有图形用户可定义尺寸、格式或 类型•允许操作员使用任何文本过滤系统 来处理用户标题块、边界组态和数 字化方案•控制方案提供文本和图形两种方式 来注解。
另外提供调试控制器、功 能生成解释和额外细节等等控制策 略中的说明•控制策略可以定义为宏模块并存储 入功能库中以备今后调用。
•使用控制器确认功能,使得用户能 了解控制器内是否能容纳现在创建 模块的执行码大小2)图形建立器图形建立器使用户能够创建和编辑鲜明全色彩的 160,000象素的 OVATION系 统显示图像。
本软件提供了一个扩展图形符号编辑器,允许用户创建、定义和存储最多 256个用户自 定义图形。
3)规格图像分辨率 16K * 16K颜色 256种可选;(共 100万种)线宽 15种可选字型号 不可变比例文本有8种型号可选;可变比例文本无限制填充图案 8种标准可选;256种可组态线的类型 8种标准可选;256种可组态图形/符号编辑器 最多 256个填充图案,建立/编辑器 提供宏模块支撑 提供点击点名功能 提供错误检测功能 提供重定尺寸时维护提供外观比例旋转功能 顺时针/反时针方向倒置功能 上/下和左/右分项拷贝数(同时) 10个组合/取消组合 提供图形中存入摘要 提供编辑 提供自动存储功能 提供缩/放功能 提供栅格功能 提供就地图像组 最多5,000(每组最多 250个测点) 全域图像组 最多5,000(每组最多 250个测点) 就地趋势组 最多 1,000个组,1-8个测点全域趋势组 1,000个组就地历史组 最多5,000(每组最多 20个测点) 全域历史组 5,000个组趋势组 每组最多 20个测点。