霍尼韦尔TPS控制系统硬件介绍

3.2 TPS系统概述TPS(Total Plant Solution) 是Honeywell 公司研制的一种集散控制系统，它的前身是TDC-3000。

3.2.1 TPS系统构成如图3.2所示。

TPS 系统与Honeywell 公司先前的TDC-2000、TDC-3000完全兼容。

HM-历史模件；NIM-网络接口模件；UCN-万能控制网络；HPM-高性能过程管理站；FSC-故障安全控制器；LM-逻辑管理站；VG-多种网关；APP-应用处理平台；PHD-过程历史数据库；GUS-全局用户操作站；TPB-全厂一体化批量控制器；A x M-带X- Windows应用模件；TPN-TPS过程控制网络；EW-工程师工作站；HB-国际/国内网络浏览器；UD-性能集成平台；PCN-工厂控制网络1、工厂信息网络工厂信息网络(Plant Information Network，PIN)通过GUS、PHD、APP 等节点与TPS 过程控制网络（TPN）直接相连，实现信息管理系统与过程控制系统的集成。

操作级TPN有限度的开放以保证系统的安全，而控制级UCN网络仅对与控制有关的模件开放，极大限度的满足了工厂对于安全控制的要求。

2、TPS过程控制网络及其模件(3)网络接口模件(NIM) 网络接口模件(Network Interface Module，NIM) 是TPN 和UCN 之间的接口, 它提供了TPN 与UCN 的通信技术及协议间的相互转换，也可将NIM 设备的报警信息传送到TPN 上，每个NIM 允许组态8000个数据点。

3、万能控制网络及其模件3.2.2 TPS系统的特点1、真正实现了系统的开放2、人机接口功能更加完善3、数据采集和控制的范围广泛4、系统总体实现数字化5、工厂综合管理控制一体化6、系统安全可靠、维护方便7.系统的兼容性好3.2.3PKS系统简介过程知识系统(Process Knowlegy Solution，Experion PKS)系统特点：集成了Honeywell 公司的资产和异常状态管理、操作员效率解决方案、设备健康管理和回路管理等过程知识解决方案，帮助操作员提高操作水平，提前发现设备隐患，避免异常状态的发生，确保生产安全。

TPS系统概述一系统基本结构最新的HONEYWELL控制系统称为TPS系统。

构成TPS系统的网络及设备的名称是本章的主要内容。

1节点（NODES）在TPS（LCN）和UCN上的操作站，通讯和控制设备成为节点。

GUS就是一种节点。

2网络（NETWORKS）在TPS系统中用到的几种网络称为. *TPN；：过程管理网*UCN：过程控制网*ETHERNET NETWORK：以太网--典型的LAN局域网*DATA HIWAY：TDC2000过程网GUS就连接到了TPN网上3摸件（MODULES）TPS系统中的节点也称为摸件：*TPS摸件：连接到TPN（LCN）望上的设备*AM ：应用摸件*HM：历史摸件*NG：TPN网关*NIM：网络接口摸件*GUS：全局用户操作站UCN设备*HPM：高性能过程管理器*SM：安全管理器二GUS的配置一、TDC3000X开放而安全的生产与过程控制系统：1. 强大与多样性TDC3000集散控制系统，它是TotalPlant全厂一体化开放概念里的一个平台。

通过一个创新的系统结构和开放的通讯环境，TDC3000将过程和现场仪表的管理（控制层）与生产和信息的管理（信息层）集成在一起，形成一个信息与控制的集成系统。

由此，通过一个单一窗口就可以为企业管理者提供各类数据，辅助他们及时地作出经营决策；同时，系统的通用性和可靠性确保了过程运作的安全进行。

2.开放与安全性控制层与信息层的结合，主要是靠系统内的两种双处理器模件--------万能工作站（UxS）与应用模件（AxM）来实现。

这两种模件形成了TDC3000结构中称为X－LAYER的X层。

UxS是TDC3000系统的用户界面，符合X WINDOWS/MOTIF工业标准，它向操作者和工程师提供了一个面向现场过程控制与全厂信息的统一窗口；AxM是TDC3000系统内一个高性能且可靠的应用平台，可执行专用的或开放的应用软件。

这两种模件均使用RISC处理器工作站技术，运行UNIX操作系统。

HONEYWELL TPS锅炉控制系统摘要：TPS控制系统是一个将整个工厂的信息系统与生产过程控制系统统一在一个平台上的自动化系统，具有控制功能强，操作简便，可靠性高等特点。

论述了HONEYWELL TPS控制系统的特点，冗余网络结构，控制功能，并结合公司实际论述了美国HONEYWELL TPS系统在循环流化床锅炉的应用。

1 前言随着市场需求的不断增加和公司项目的不断扩产，公司决定在原有的两台130T/H循环流化床锅炉（CFB锅炉）的基础上再增加一台260T/H CFB锅炉。

虽然CFB锅炉具有燃烧效率高、煤种适应性广、NO排放浓度低、负荷调节范围大等优点，但其结构的复杂程度却远远胜于普通锅炉，这就对锅炉的正常运行提出了更高的要求。

而Honeywell TPS控制系统采用多处冗余设置，增加了系统的可靠性，其强大的逻辑控制功能是系统的长周期安全稳定运行的保障。

2 系统配置及特点TPS系统是美国Honeywell公司在TDC-3000系统基础上推出的将工厂的信息系统与生产过程控制系统统一在一个平台上的全厂一体化解决方案控制系统，引入了最新计算机系统的软硬件技术平台，将Windows 2000操作系统，OLE公共软件，ODBC公共数据库技术集成在一起，从而形成功能强大，配置灵活，结构开放的自动控制系统【1】。

2.1 系统配置在整个TPS系统中，配置了两对冗余的高性能过程管理器 (HPM)，节点号分别为11、12和13、14，其主要功能是快速的内部数据处理和强大的存储能力，以及通过UCN网络点对点通信共享数据的控制能力，最终完成扫描、控制TPS系统过程数据；一对冗余的网络接口模件NIM（Network Interface Module），节点号为21和22，主要用于系统组态、通信、报警、命令处理、时钟广播等；一个公用的HM（History Module）历史模件，节点号是25，用于存储整个系统的系统文件、属性文件、用户组态文件和工艺参数及其产生的历史数据；三台GUS（操作员站），用于操作人员对整个生产工艺进行监视和控制，一台工程师站用于组态和调试，GUS和工程师站互为冗余，所有GUS和工程站组态相同，互为备用，大大提高了系统的安全可靠性。

对霍尼韦尔集散控制系统TPS的数据采集方式研究和探讨作者：朱泓睿来源：《硅谷》2014年第16期摘要针对霍尼韦尔集散控制系统TPS不开放导致的数据采集比较困难的问题，通过对该系统结构的分析和研究，给出了三种数据采集的方法，解决了数采问题的同时分析了每一种方法的优势和略势，用户可以根据自身的实际需求和系统配置情况进行选择数据采集方式，使问题达到了很好的解决。

关键词集散控制系统TPS；OPC通讯协议；数据采集中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）16-0058-02霍尼韦尔的集散控制系统DCS由于其稳定、可靠，广泛用于钢铁、化工及铝行业等一线生产控制，随着企业的发展，各种管理的功能需求的不断增长，例如企业数字化工厂、能源管理中心项目的建设，上层管理网需要从底层DCS进行生产实时数据的采集，而霍尼韦尔DCS 的TPS型系统由于自身结构和开发的专用性和安全性设计，造成其系统的不开放，特别是不提供OPC授权，根据常规的技术手段读取其控制器数据比较困难，针对这种情况，专门进行了研究和测试，依据现场的控制系统实际配置得到了几种可行的方式和方法。

1 TPS系统结构特点及数采分析霍尼韦尔TPS是由操作站GUS、控制器HPM、网关NIM和历史网络模件HM组成，系统是两层网络结构，底层局域控制网UCN和上层通用控制网LCN，网关NIM既是LCN网又是UCN网络设备，负责系统数据的上下传输和转换。

多套控制器同时挂在一个NIM网关上。

从这样的系统结构分析可以看出，我们可以从LCN网络读取需要的数据，也可以从UCN网络读取数据，取到的数据都是一个网关的数据。

也就是说我们既可以从操作站取数，也可以从控制器取数，只要是挂在同一个网关NIM上的数据，不论是哪一个控制器里的数据，都可以读取的到。

2 从操作站读取数据从操作站通过读取需要通过OPC方式，因为其本身不提供OPC服务，所以需要利用Matrikon OPC霍尼韦尔TPS服务器（MatrikonOPC Server for Honeywell TPS），建立与霍尼韦尔TPS系统的通信，使得数据在OPC客户端和霍尼韦尔的LCN网络上的模块之间自由交换。

1．自备电厂系统配置LCN网络及节点介绍一． TPN(LCN) 网络(1)TPN(LCN)网络结构总线拓扑型网络结构，采用串行通讯方式，传输速率为5M/秒，网络介质是同轴电缆，40节点/30米同轴电缆。

TPN(LCN)网缆通过光纤扩展至4.9 公里，允许64个节点，广播类型的LAN网络，利用令牌环传递(逻辑环)，冗余电缆LCN A/LCN B遇故障时自动切换，保证整个系统运行的稳定。

(2) TPN(LCN)网络设备GUS：Global User Station 全局用户操作站。

功能：GUS是TPS系统的人机接口，基于MS Windows 2000 Professional 平台的，Native Window窗口，用于整个TPN（LCN）系统的信息访问。

过程信息通过实时TPN(LCN)网络访问，工厂信息通过UCN网络访问，GUS 平台支持过程操作和过程组态及设计功能。

GUS操作站为操作员、工程师提供不同的画面以供其操作、组态。

（3）网络接口模件NIM（Network Interface Module）提供LCN网络访问UCN 网络的接口，完成LCN网和UCN网间的数据交换。

（4）历史模件HM（History Module）为TPS系统提供大容量存储器的一个模件，相当于文件服务器。

它可以记录连续的过程历史、事件历史、区域数据库、系统软件（TLK1等）、用户应用软件等。

（5）应用模件AM(Application Module)提供了高一级控制和计算算法，其是LCN上的模件，能实现复杂控制，并通过HPM实现，除一组标准的算法外，允许用户使用CL程序开发用户的算法和控制策略。

锅炉蒸汽流量，厂外供汽流量通过在AM编写CL语言计算得出，详见附表1.二. UCN网络及节点介绍(1) UCN网络结构UCN网络是一条控制网络，通过NIM节点(HPM)实现与LCN的通讯和协议转化。

(2) UCN 网络a)UCN网络传输速率：5M/秒b)UCN网络通讯协议：兼容IEEE(802.4)和ISO标准，载波通讯，令牌环传递c)UCN网络传输介质:75欧姆同轴电缆，冗余d)UCN网络拓扑结构：干线和支线拓扑e)UCN网络设备：32对冗余设备(2) UCN网络组件1.电缆：干线电缆：网络的主干通道，75欧姆RG-11同轴电缆。

工业装置的Honeywell TPS控制系统介绍一、TPS系统的网络PCN：Plant Control Network 工厂控制网，也就是计算机局域网TPN（LCN）：TPS Process Network （Local Control Network）TPS过程网络我们习惯于叫LCN。

它是过程管理网。

UCN：Universal Control Network 万能控制网，也就是过程控制网。

二、主要设备及功能简介：1、LCN网络设备：A、GUS—Global User Station全局用户操作站功能：GUS是TPS系统的人机接口，基于Windows 2000操作系统工作站平台的Native Window 窗口，用于整个TPN(LCN)系统的信息访问。

过程信息通过实时TPN(LCN)网络访问，工厂信息通过PCN网络访问，GUS平台支持过程操作工程组态及设计功能。

B、HM—History Module历史模件功能：文件服务器C、NIM:Network Interface Module 网络接口模件，它既是TPN(LCN)上的设备，又是UCN 上的设备。

功能：提供TPN(LCN)网络访问UCN网络的接口。

转换TPN(LCN)的通讯技术和协议到UCN的通讯技术和协议。

D、APP：Advanced Processing Platform 应用处理平台功能：采集系统实时数据,并可将经过计算后的数据再回写到回系统中2、UCN网络设备：A、NIM NIM:Network Interface Module 网络接口模件B、HPM: High Performance Process Manager 高性能过程管理器功能：HPM是一个控制设备，通过UCN网络连接到TPS系统中。

它具有快速的内部处理器和大内存容量，扫描和控制TPS系统过程数据。

三、主要状态画面系统状态画面，如下图所示系统状态画面在系统状态画面上显示LCN网络电缆的状态及LCN网的全部设备的状态。

60万吨/年加氢裂化装置DCS ----HONEYWELL TPS系统操作规程TPS系统DCS即Distributed Control System集散型计算机控制系统,又名分布式计算机控制系统,其实质是利用计算机技术对生产过程进行集中监视,操作,管理和分散控制的一种控制技术。

加氢裂化装置DCS系统为Honeywell公司的TPS系统，以Windows NT 或Windows 2000 为基本操作系统平台，具有开放性强、用户界面友好、方便与第三方软件通讯的优点。

TPS系统是一个多层通讯网络结构系统，由PIN网、LCN网、UCN网及其挂在上面的模件组成，系统配置灵活，可扩展性强。

其中TPS是Total plant system全厂一体化系统的缩写。

一、几个基本概念：1．GUSGUS是Globel User Station的缩写，GUS属于TPS系统中LCN节点，是TPS系统的HMI--人机接口，它通过LCNP卡连接到TPN网络。

本装置有七台GUS，其中一台为工程师站（GUS1）。

2．单元TPS系统组态时，要求对所组态的参数进行事先分单元，每一个点在组态过程都要求根据其物理位置确定其单元，以便对同一单元的点进行管理；例如在一个单元处于停工状态时，可以禁止此单元的报警信息，为此，将装置各岗位划分单元如下：3．区域一个区域可以包括多个单元，也可以包括多台GUS,不同的区域有不同的区域数据库，必须组态不同的自定义键，以及操作组。

本系统划分三个区域：分馏区域、PSA和机组区域、公用和反应区域。

一个区域所包含的GUS只能操作控制属于这个区域的单元中的点。

否则系统会提示“UNIT NOT ASSIGN”的错误，表示这个点所在的单元不属于这台GUS所在的区域，不能操作。

二、TPS系统的基本操作方法每台GUS在启动后会自动以操作员权限登录，可以设置自动LOAD（装载）GUS 属性和NCF 文件，也可以手动。

文件装载完成后，可以以两种方式进行操作：Native Window 或流程图画面，不管哪种操作方式都必须使用操作员键盘。

H o n e y w e l l T P S系统简述TPS是Honeywell公司于九五年推出的新一代融合过程控制网络，实时操作网络和工厂信息网络管控一体化的控制系统。

该系统继承了传统DCS系统的全部优势，同时将商业管理信息融合进工艺控制之中，进而为企业决策、减低产品成本、提高产品竞争力提供基础平台。

TPS系统是一个多层通讯网络结构系统，由PIN网、LCN网、UCN网及其挂在上面的模件组成，系统配置灵活，可扩展性强，通过相应的网桥，可以与第三方产品实现无缝集成。

该系统广泛应用于生化、石化、工业电站、冶炼等行业。

TPS的组成可参见图1：图1标准的TPS由三个网络组成，PIN、LCN、UCN。

和前代的产品TDC3000（SSP21、22现使用的DCS系统）相比，TPS增加了一个PIN网，用以实现不同DCS系统的数据访问，从而实现全厂一体化。

职以为在TPS系统中最有质的进步的是GUS（Global User Station）的使用。

GUS是基于WIN NT的DCS操作系统，利用PC的通信技术实现PIN网络的功能，同时又使用专门的LCNP主板实现与LCN网络的通信，集操作站和网桥的功能于一身。

以下是我对这门课程各篇章的理解。

一、系统硬件、软件按照设备所处的网络，在LCN网络上的设备可以有：GUS：Global User Station 全局用户操作站，TPS的人机接口，使用基于MSNT工作站平台的Native Window，用于整个LCN系统的访问。

过程信息通过LCN网络访问，工厂信息通过PIN网络访问，GUS平台支持过程操作和过程工程组态及设计功能。

在GUS上运行的软件有Native Window、Display Builder（流程图制作软件）及其它相关软件。

NIM：Network Interface Module 网络接口模件，提供LCN网络访问UCN网络的接口HM：History Module 历史模件，实现文件服务器的功能，存储系统的组态设置文件、相关设备的属性软件、历史采集数据及用户自定义文件。

基于honeywell的tps系统的远程控制及串口通讯的设计和应用-回复Honeywell TPS系统是一种先进的工业自动化控制系统，具有远程控制和串口通讯的功能。

本文将从设计和应用两个方面详细介绍基于Honeywell TPS系统的远程控制及串口通讯的原理和方法。

设计部分：1. 远程控制的原理和目的：远程控制是指通过网络或远程通信手段，对TPS系统进行参数配置、状态监测和控制操作。

其目的是使操作人员能够在远离控制现场的条件下，实时监控和控制系统的运行。

2. 远程控制的基本组成：基于Honeywell TPS系统的远程控制主要由远程终端、通信网络和控制节点组成。

远程终端提供用户界面，通信网络传输控制指令和数据，控制节点接收指令并执行控制操作。

3. 远程通信方式的选择：Honeywell TPS系统支持多种远程通信方式，如以太网、无线通信和串口通信等。

在选择通信方式时，需考虑传输距离、安全性、带宽和稳定性等因素。

4. 串口通信的设计与接口：串口通信是一种常用的控制设备与TPS系统间的通信方式。

通过串口通信，可以实现设备和TPS系统的数据交换和控制信号传输。

设计时需考虑串口协议、通信速率、数据格式和错误检测等因素。

应用部分：1. 远程参数配置：操作人员可通过远程终端对TPS系统的参数进行配置，包括控制规则、报警设置、模拟量范围等。

参数配置的过程中，需要确保通信稳定和正确的数据传输。

2. 状态监测与数据采集：远程终端可以实时监测和显示TPS系统的运行状态，包括温度、压力、流量等关键参数。

通过远程通信，可以实现对各个节点的数据采集和存储，为后续分析和优化提供数据支持。

3. 远程控制操作：操作人员可以通过远程终端执行远程控制操作，包括设备的开关、调节和调试等。

在执行控制操作时，需保证指令的准确性和及时性，同时需满足安全和稳定的要求。

4. 故障诊断与维护：远程控制和串口通信还可用于故障诊断和系统维护。

通过远程终端，操作人员可以获取系统的告警信息和故障记录，快速定位问题并采取相应措施。