浙大中控DCS控制系统

第一章硬件介绍1.1主控制卡（部件号 SP243X）主控制卡（SP243X）是控制站的软硬件核心，完成控制站中的I/O信号处理、控制计算、与上 下网络通信控制处理、冗余诊断等功能。它通过 SCnet 网络与操作站相连，接受上层的管理信息， 并向上传递工艺装置的特性数据和采集到的实时数据；向下通过SBUS总线、SP233卡的程控交换和 智能I/O卡件实时通信，实现与I/O卡件的信息交换。SP243X 卡采用完全双重化的通信接口，能完成数采、控制、通信等功能。采用双微处理器结构 主CPU（Master）和从CPU（Slave）,主频24M。它们协同处理控制站的任务，功能更强，速度更快.SP243X 卡内含SCnetil通信接口电路，可直接上挂SCnetil通信网络，和SCnetil网上各节点之间交换信 息。SP243X卡必须经过数据转发卡驱动I/O卡件。由于系统I/O卡件全智能化，所以SP243X卡可灵 活配置I/O卡件。1.2数据转发卡（部件号 SP233）数据转发卡作为主控制器和I/O卡件之间的通道，其运行状况，直接影响着设备运行的稳定性。 数据转发卡在上电以后，其自检的时间比较长，最长可以达到7秒之多，要注意在正常运行情况 下，不要拔出卡件，或让其切换，在检测的数据转发卡不会直接进入工作状态。数据转发卡的电路或程序出错后有可能会影响与其冗余的数据转发卡的正常运行。现在已知的 有当 RAM 被清空以后，数据转发卡就不能工作了，还会影响与其冗余的数据转发卡的正常工作，使 整个机笼通讯失败。因而发现数据转发卡有问题，或怀疑其有问题的时候，最好将坏的拔出，不要 仅仅切换到另一与其冗余的就算了事了。数据转发卡在来回上电的时候，很容易造成数据转发卡或I/O卡件的通讯通道的损坏。因而尽 量少带电插拔数据转发卡（也最好少插拔I/O卡件）。如果一定要插拔卡件的话，要速度快，特别是 在插入卡件的时候，千万不要出现卡件和母板没有完全接触好的这种临界状态。1.3常见I/O卡件JX-300X 常见的 I/O 卡件有 SP311、SP313、SP313X、SP314、SP314X、SP316、SP316X、SP322X、 SP331、SP332、SP335、SP363、SP361、SP362等。I/O卡件用于对I/O信号的处理，主要实现了是 A/D转换、信号调理功能，即将现场送来的I/O信号经调理后转换成数字信号送给主控制卡SP243X。1.4 系统网络维护 过程控制网一SCnetll网络JX-300X系统采用了双高速冗余工业以太网SCnet II作为其过程控制网络。它直接连接了系统的控 制站、操作站、工程师站、通讯接口单元等，是传送过程控制实时信息的通道，具有很高的实时性 和可靠性，通过挂接网桥，SCnet II可以与上层的信息管理网或其它厂家设备连接。在连接SCnetll网络的时候，我们通常用到的网络组件有：1、主控制卡 （部件号 SP243X）SP243X主控制卡安装在控制站上,它内含SCnetll通信接口电路,可直接上挂SCnetll通信网络， 和SCnetll网络上各节点之间交换信息。2、SCnetll 网卡（部件号 SP023）SP023网卡安装在操作站和工程师站上，是SCnetll网络与操作站、工程师站的通信接口，完成 SCnetll网络与操作站、工程师站之间的数据交换和初步数据处理。3、16 口中继式集线器Hub （部件号SP423）16口中继式集线器固定于控制站机柜内，用于联接控制站与操作站、控制站之间的通信电缆。 SCnetll网络的通讯原理过程控制网络SCnet I是在lObase Ethernet基础上开发的网络系统，各节点的通讯接口均采用 了专用的以太网控制器，数据传输遵循TCP/IP和UDP/IP协议。根据过程控制系统的要求和以太网 的负载特性，网络规模受到了一定的限制，基本性能指标如下：拓扑规范：总线形结构，或星形结构；传输方式：曼彻斯特编码方式；通讯控制：符合TCP/IP和IEEE802.3标准协议；通讯速率： 1OMbps； 节点容量：最多15个控制站， 32个操作站、工程师站或多功能站； 通讯介质：双绞线，50Q细同轴电缆、50Q粗同轴电缆、光缆；通讯距离：最大 1Okm。冗余度： 1： 1 热冗余SCne t II真正实现了控制系统的开放性和互连性。通过配置交换器（SWITCH）,操作站之间的网 络速度能提升至100Mbps，而且可以接多个SCnet II子网，形成一种组合结构。对于数据传输，除专用控制器所具有的循环冗余校验、命令/响应超时检查、载波丢失检查、冲突检 测及自动重发等功能外，应用层软件还提供路由控制、流量控制、差错控制、自动重发（对于物理 层无法检测的数据丢失）、报文传输时间顺序检查等功能，保证了网络的响应特性，使响应时间小于 1 秒。在保证高速可靠传输过程数据的基础上，SCnet I还具有完善的在线实时诊断、查错、纠错等手 段。系统配有SCnet I网络诊断软件，内容覆盖了网络上每一个站点（操作站、数据服务器、工程 师站、控制站、数据采集站等）、每个冗余端口（0#和1#）、每个部件（HUB、网络控制器、传输介 质等），网络各组成部分经诊断后的故障状态被实时显示在操作站上以提醒用户及时维护。第二章软件介绍2.1 概述集散控制系统（Distributed Control SystemDCS），是一种以微处理器为基础的分散型综合控制系统。DCS综合计算机技术、网络通讯技术、自动控制技术、冗余及自诊断技术等先进技术， 是当今工业过程控制的主流系统。由于DCS系统的通用性，系统的许多功能及匹配参数需要根据具体要求由用户设定。例如： 系统采集什么样的信号、采用何种控制方案、怎样控制、操作时需显示什么数据、如何操作等等。 另外，为适应各种特定的需要，集散系统备有丰富的I/O卡件、各种控制模块及多种操作平台，用 户一般根据自身的要求选择硬件设备，有关系统的硬件设备的配置情况也需要用户提供给系统。本 系统具有良好的数据接口，当需要系统与另外系统进行数据通讯时，用户还需要将系统所采用的协 议、使用的端口告诉控制系统。以上需要用户为系统设定各项操作即所谓的“系统组态”。JX-300X DCS的组态工作是通过该系统的组态软件SCKey来完成。该软件用户界面友好， 功能强大，操作方便，充分支持各种控制方案oSCKey组态软件将帮助工程师们系统而有序地完成“系 统组态”这一复杂的工作SUPCON JX-300X系统的SCKey组态软件是一个全面支持该系统各类控制方案的组态软件平台。 该软件运用面向对象（OPC）和对象链接与嵌入（0LE2）技术，基于中文Windows NT操作系统开发 的32位应用软件。SCKey组态软件通过简明的下拉菜单和弹出式对话框建立友好的人机对话界面，并大量采 用Windows的标准控件，使操作保持了一致性，更为易学易用。对组态信息的管理，该软件采用分 类的树状结构管理方式，并以直观的树形结构显示当前的组态信息，使用户能清晰把握系统的组态 状况。另外，SCKey组态软件还提供了强大的在线帮助功能，当用户在组态过程中遇到了问题，只须 按F1键或选择菜单中的帮助项，就可以随时得到帮助提示。2.2 软件安装与维护1.1装机准备1、Windows98 启动盘（保证对光驱的支持）2、Windows NT Workstation4.0安装光盘（包括3张1.44M安装磁盘）3、NT Service Pack4 安装光盘4、显示卡驱动程序安装盘5、网卡驱动程序安装盘6、IE5.0 安装光盘7、AdvanTrol 安装光盘1.2 硬盘的分区、格式化1、将Windows98启动盘插入软驱，启动计算机；2、在DOS运行环境下键入命令：fdisk；3、在随后的“是否支持大容量硬盘”选择中，选择N （亦即否）；4、创建主DOS分区：（在系统提示是否使用最大容量时，选择“NO”）C： （驱 动器容量为2047M），并将该分区设置为Active （激活）；5、重新启动计算机（此时98启动盘应仍在软驱中）；6、格式化 C 盘： Format C：；1.3中文 Windows NT4.0安装方法1.3.1 初步安装中文 Windows NT4.01、在C盘根目录下创建子目录I386；2、将Windows NT Workstation4 .C安装光盘插入光驱，并将光驱中I386目录下所有文 件拷贝到C盘I386目录下；3、在C盘I386目录下启动安装程序，键入命令：winnt /x （参数X的作用是不制作 安装启动盘），在系统提示下，确认安装源文件位于： C： I386；4、按照安装向导的提示，往软驱中插入标号为“ Setup Boot Disk ”的磁盘，按回车 键重新启动计算机；5、按照安装向导的提示依次插入标号为“Setup Disk 2”和“Setup Disk 3”的磁盘, 过程中应确认进行大容量存储设备的自动测试；6、在系统提示下，确认安装程序检测组件列表与计算机相符，确认安装在C盘上， 选择“保持现有文件系统（无变化）”，并确认安装目录为WINNT、允许安装程 序检测硬盘后重新启动计算机；7、进入安装程序后，选择“自定义”安装模式，并作以下具体设置：在“名称和组织”中，名称：test （视具体安装需要设置）组织：SUPCON （视具体安装需要设置） CD-KEY： 1111-111111 （请键入NT安装光盘包装上的注册码） 计算机名称：software （随意但是请不要忘记，同时不要与已在网上 的计算机的名称重复，字符数以不超过8 个为宜） 管理员帐号密码：* （随意但是请不要忘记，字符数以不 超过 8 个为宜）8、在系统提示是否制作“紧急修复磁盘”时，可根据实际需要决定；9、选取安装组件： 安装其他输入法 附件（计算器、写字板） 其他全部不予以选取10、网络的设置：在系统提示网络安装时，选择“这台计算机将加入网络”以及“用线路连到网络”，进行网络 的设置，具体说明请参阅4.5：双网卡设置。11、网络设置好后，在系统提示下，选择系统缺省设置不变，并跳过显示卡安装 步骤，重新启动计算机。1.3.2 NT补丁 SP4的安装1、用设置好的管理员帐号密码登录进入Windows NT系统；2、将Windows NT4.0补丁SP4安装光盘插 入光驱，并运 行其上的安 装程序: spsetup.exe；3、在系统提示下，选择“接受许可协议”，不选择“备份”选项；4、重新启动计算机，在系统弹出的2000问题对话框中，选择“否”；5、可考虑将SP4安装光盘中的I386目录，备份到计算机硬盘上。1.4 显卡驱动程序安装1、将相应的显卡安装光盘插入光驱；2、在“显示属性”的“设置”项中点击“更改显示类型”按钮，选择“从磁盘安装”， 在“浏览”窗口中选择光盘上正确路径安装显卡；3、重新启动计算机；4、系统重新启动后，修改显示器属性为：分辨率： 1024*768、颜色设置为 65536色、刷新率为 85Hz；5、重新启动计算机。1.5 双网卡设置1、在计算机主板上，插上一块网卡，并将相应网卡安装软盘插入软驱；2、在系统提示下，选择“用线路连到网络”选项，点击“从列表中选择，” 在提示下选择“从磁盘安装”，安装网卡；3、添加协议 TCP/IP 和 NetBEUI,设置 TCP/IP 地址，范围为：128. 128. 1. 1291281281160 （掩码为2552552550），并设置工作组；在“开始”菜单中选择“运行”，在其对话框中（或进入DOS环境）键入命令：ping *， （此处的*指本机上刚刚设置好 的 TCP/IP 地址。例如如果本机设置为 1281281150，则相应的命令则为： ping 1281281150），如有 reply from 提示，即可判定该路网卡安装成功； 将正在安装的计算机与其他计算机（特别是下位机）相连，键入 ping 命令，其 中 IP 地址为相应下位机的 IP 地址，如有 reply from 提示，即可判定该路子网通 讯正常，第一号网卡即安装成功；在该网卡上明显标注 No.1；关闭计算机，插上另一块网卡，重新启动计算机，在NT环境中，右键点击“网 上邻居”，在其“属性”栏中选择“适配器”，点击“添加”按钮；仿照上述安装第一块网卡的步骤安装第二块网卡，只需按要求设置TCP/IP地址, 范围为： 12812821291281282160（掩码为 2552552550）； 仿照第一块网卡的检验措施，进行网卡的检验，如果测试正确，则第二块网卡安 装成功；10、在该网卡上明显标注No.2。4、5、6、7、8、9、1.6 扩展分区1、重新启动计算机，进入Windows NT系统；2、在“管理工具”选项下的“磁盘管理器”程序中，将光驱的盘符改作 H： ，并 在未分好的硬盘区域上创建若干个逻辑驱动器（此处以10G的硬盘为例，创建 了以下3个逻辑驱动器）： D：2047M E：2047M F：3640M3、在资源管理器中，分别用FAT格式格式化D、E两个驱动器、F盘用NTFS格式 格式化；4、将C盘上的I386整个目录全部剪切到D盘上（为稳妥起见，可先将C盘上的I386 目录拷贝到D盘上，然后再将C盘上的该目录删除）。对 JX-300X DCS 系统控制组态的全过程，步骤如下：1. 进行系统的单元登录，以确定系统的控制站（即主控制卡）和操作站的数目。2. 进行系统 I/O 组态。这是对每个控制站（主控制卡）硬件结构的组态，其组态方法是 分层、逐级、自上而下依次组态。3. 进行系统的控制方案组态。控制方案组态又可分为常规控制方案组态和通过四种编程 方式编写的用户自定义控制方案组态。4. 此外还有自定义变量组态和折线表组态。通过以上过程，完成了系统控制方面的组态，以下将开始面向操作人员的操作组态。