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AC800M技术描述


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ABB Industrial

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AC800M 系统概述

IndustrialIT ABB Industrial AC800M DCS 系统概述
1 概 述
工业信息技术(IndustrialIT)是 ABB 公司的专利概念,该理念旨在以一种开放式控制

系统来表 征其特性,将产品、服务以及产品运行、维修和维护所需的信息融为一体。 工业信息技术起始于一系列强有力而且高智能的自动化及信息技术产品,每个都获得认证并具有 信息功能,并能结合在一起工作,工业信息技术解决方案为这些产品建立在一个标准的、公开的、信 息实时交换的平台。这一平台使得安装,操作和资产管理更加容易。以及能够在整个价值链中进行实 时互动。

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属性目标( Object) 图 1 属性目标(Aspect Object)技术

工业信息技术的核心是属性目标(Aspect Object)技术。该技术实现了工厂信息的高度集成,用 户只需点击鼠标件即可获得所需任何信息。系统目标泛指任何设备如:泵、阀门、执行机构、反应 罐、某一工段甚至整个厂域。以此目标为中心赋予相关属性如:控制方案、流程图、操作面板、历史
ABB(中国)有限公司 投标代表:周 海 翔 电话:010-84566688 13910069910 地址:北京市朝阳区酒仙桥路 10 号恒通广厦 邮编:100016 传真:010-84567650

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趋势、信息文档、库存、设备管理等等。这使得工厂人员的操作和日常维护甚至管理工作变得轻松自 如,极大地提高了生产效率并确保生产监控的绝对安全。
Planning & Scheduling

Business Systems

Plant Engineering

Design

Asset Optimizatio

Process Engineering

Plant centric information

Operations Plant Floor Maintenance

IT 图 2 ABB Industrial 的一体化架构

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ABB 的一体化架构为企业价值链—从电子商务定单录入、及时的采购和生产到合格产品的发售等 等—的实时交互创造了条件。以动态业务对象的庞大的数据库为依托,行业 IT 建筑师可以象浏览计 算机目录中的文件一样,轻松布置生产和维护系统,从而实现最高的生产效率和最大的利润。 2001 年底,ABB 公司的 900 种产品具有工业信息技术功能,截至 2002 年 2 月,这一数字已经达 到了 3000 种。7 月,达到 10000 种产品,这一数字意味着公司朝预定的目标又迈进了一步,即在去年 年末已有 40000 种相关产品和产品线都达到认证。每种具有工业信息技术功能的产品均用统一的电子 化工具来建档、配置和进行系统连接。这些工具被捆绑在一款名为“目标与属性”的软件中,更好地 纳入到单一的信息框架,实现完全的即插即用,信息共享。迄今为止,已有 100 多家大客户购买了 ABB 的工业信息技术产品和服务。 所有 ABB 产品必须通过工业信息技术认证。同 ABB 相互协作,众多第三方产品已或得认证。如, 德国驱动与传动控制解决方案供应商博世 Bosch Rexroth 宣布,该公司已达成了对其所有气动元件进 行认证的协议。该公司将依据工业信息技术标准对 1200 类产品进行认证,以改进产品信息,并提高 信息的一致性。 IndustrialIT 控制系统(ControlIT/OperateIT)是一种具世界领先水平的全能综合型开放控制系 统,该系统融传统的 DCS 和 PLC 优点于一体并支持多种国际现场总线标准。它既具备 DCS 的复杂模拟 回路调节能力、友好的人机界面(HMI)及方便的工程软件,又同时具有与高档 PLC 指标相当的高速逻 辑和顺序控制性能。系统既可连接常规 I/O,又可连接 Profibus、FF、CAN、Modbus、等各种现场总
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线设备。系统具备高度的灵活性和极好的扩展性,无论是小型生产装置的控制,还是超大规模的全厂 一体化控制,甚至对于跨厂的管理控制应用,系统都能应付自如。 Industrial 控制系统系统包括操作级与过程级。操作级包括传统控制功能,如操作与监视,归 档与信息记录,趋势与报警,回路与逻辑控制功能在相应的过程站中执行。操作员站使用标准 PC, 即可以使用普通 PC 也可以使用工业 PC,系统软件运行平台为 Windows 2000 操作系统。操作级可以 安装多个工程师站与操作员站。工程师站用于系统的配置、编程、仿真与调试,它既可以是台式 PC 又可以是便携机,操作员站也可以安装编程软件成为工程师站对系统进行编程调试,即多用户编 程。过程级由一个或几个过程站组成,每个过程站由 CPU 单元和 I/O 单元组成。过程站 CPU 可以配 置为冗余或不冗余统,系统具有各种 I/O 模块与现场各种类型过程信号相连接。
工厂网络 / 内联
IT

操作平台
Firew

企业优化平台 第三方应用 服务器

客户/ 客户/服务器 互连 服务器 控制网络 属性 服务器 应用 服务器 工程师站

AC 800M 串口, OPC 或 fieldbus 现场总线

AC 800C

现场总线

第三方控制 器、服务器 等等

IndustrialIT 图 3 Industrial 控制系统结构图

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IndustrialIT 特征: 信息高度集成 点击鼠标即可获得所需信息
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属性目标技术 实现大容量信息集成 使用者无需知晓工具如何使用,数据源自何处,各种应用间均可随意导航. 组态高效 一次性数据录入,多用户编程 解决方案可重复使用 典型解决方案可建库存储 完整过程区域的拷贝与粘贴 继承 -> 更新模型后所有的应用随之刷新 系统灵活,扩展自如 系统规模、功能按需配置,自由扩展 基于开放标准,互操作性强 Windows NT 4.0 / Windows 2000 操作系统 ActiveX 控件技术、Microsoft 组件模型 (COM) OPC – 用于过程控制的对象链接与嵌入技术 基于 Visual Basic 的绘图工具及脚本编程 Internet Explorer 环境 IEC 6-1131-3 编程标准,支持五种编程语言 总线标准,通用组态工具组态现场设备 无可比拟的产品范围 产品范围覆盖全厂,IndustrialIT EnabledTM 认证产品均可即插即用

2 ControlIT ControlIT 为用户提供了全方位的控制解决方案,从快速的逻辑控制到复杂的回路控制、多层次的 应用、最高的工程效率、通过标准的办公软件方便的访问生产数据等。同时也保留了传统的实时属 性、工程师级多用户编程方式和程序维护、直观的点击风格及高度的实用性等等。它由三部分组成: AC800M/C 控制器、S800 I/O 卡件、Control Builder M 工程师站编程软件。 2.1 AC800M/C 控制器

AC800M 控制器是一种模件化、节能、规模可大可小的工业应用控制器,隶属于 ABB AC800 系 列。其编程组态由一种高度集成 Windows 2000 应用软件的系统 Control Builder M 实现。

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AC800M 控制器强大的能力决定了其满足各种应用,从基本逻辑运算到高级控制或二者兼而有 之、从少量的 I/O 点到数千点的应用、从本地安装到远程安装,AC800M 都能应付自如。同时,AC800M 支持多种通讯标准,如:Ethernet、Profibus DP、 RS 232C 等。 此控制单元采用 DIN 导轨式安装,通过电气、光纤或 Profibus DP 方式直接与 ABB S800 I/O 系 统连接。由于其高度的模块化和规模的灵活性,AC800M 完全可应用于大范围的工业控制应用,小规模 或大规模、逻辑或回路控制、本地或远程控制。 AC800M 模件的公共特性之一为低能耗,散热问题几乎可以不予考虑并可以方便地紧凑安装。在多 数情况下,AC800M 控制器可密闭安装在无风扇、无开口、无空气过滤等类似设备的柜中。因此,许多 潜在的故障因素被消除,确保了控制器的高可靠性。

2.1.1 硬 件 AC800M 及相关模件均采用 DIN 导轨式安装,每个模件由一可拆卸单元及相互连接的基座组成,基 座实现模件间的外部连接,包括供电及通讯。 控制器的核心为处理器模件及基座,其上安装的两个 IEEE802.3 以太网口可连接至控制网、监控 系统或 Control Builder M 组态工具。 同时还提供了两个可替代以太网方式的 RS232 C 口可连接至 Control Builder 或监控系统或其它 符合通讯协议要求的子系统。用户也可自定义通讯协议。 其中一个 RS232 C 口用于短信息的传递,如:编程工具,因此其只提供部分 RS232 C 信息。另一 通讯口用于长信息的传输,它提供了完全格式的 RS232 C 信息,如:调制解调器的控制。 模件的左侧有一用于通讯扩展(CEX)的插槽。系统提供了 Profibus DP、FF、Modbus 等多种类 型的通讯模件,控制器可连接多至 12 个通讯模件。 特性 PM861 RISC 32 位实时多任务微处理器 16 MB RAM 具有错误检测与校正 后备电池保持,包括电池电压监控 EPROM, 串行, 16 Kbit 内置温度检测设备 Watchdog 支持 12 个现场总线模件扩展 2 个 Ethernet 接口, 2 个 RS 232C 接口,ModuleBus 电气及光纤扩展 现场控制器可冗余设置,切换时间小于 10ms
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多至 16 个任务,最小任务周期 1ms,SOE 顺序发生事件分辨率小于 1ms

2.1.1.1 大量的 I/O 模件扩展

控制器右侧有一接口通过电气 ModuleBus 方式可连接多至 12 个 S800 I/O 模件,192 个 S800 I/O 点。这 12 个基本 I/O 族可通过连接电缆分散至两条 DIN 导轨上安装。 I/O 模件扩展的另一种方式是通过卡件上的光纤 ModuleBus 连接器扩展。此总线上可连接 7 个 S800 I/O 簇。 系统还可通过 Profibus DP 总线扩展出更多的 I/O 组簇,甚至远程安装。此方式下,一个 AC800M 可管理数千点 I/O。 控制器模件上安装了用于 RAM 的备份电池确保系统失电情况下的数据保护。 控制器模件表面具有电源、运行、错误、电池 OK、各种通讯口数据发送/接收的 LED 指示灯,同 时还有一复位按钮。 2.1.1.2 PROFIBUS-DP 通讯模件 Profibus-Dp 模件通过 CEX 总线接口与主(处理器)模件通讯。 AC800M 的 Profibus 模件作为主站通过总线周期性地从从站读取和存储数据。扫描周期取决于总 线传输速率和所能访问的从站数量。 使用中继器,一条总线最多可挂接 124 个节点,每段可挂接 32 个节点。 电缆长度为最长可达 1200 米,其传输距离受制与速率大小。若使用光纤传输,最远可达 20 公 里,且通讯速率为 12Mb/s。 2.1.1.3 FOUNDATION Fieldbus 通讯模件 此接口模件具有连接 FOUNDATION FIELDBUS 兼容设备的能力,标准传输速率 31.25Kbit/s,传输 距离为 200-1200 米,受制于电缆类型。该模件作为主站使用。 2.1.1.4 RS 232C 通讯模件 AC800M 的 RS 232C 模件提供两 RS 232C 标准的 RJ45 插口,支持调制解调,传输速率从 7519200 波特率可选。 系统也提供独立的串口通讯卡件,支持多种电气标准:RS232C、RS422 及 RS485。 2.1.1.5 供电单元 目前 AC800M 产品系列具有三种类型的供电单元:SD821,SD822 和 SD823。三者均为开关电源, 将交流转换为 24V 直流。直流电流为 2.5、5、10A,输入电压范围为交流 155/230V。 转换器的软启动功能降低了浪涌和消除了电源扰动。
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三种供电电源均可冗余或非冗余使用。 2.1.1.6 外部电池模件 电池电源多用作一外部能源(非标准配置)以长期备份 AC800M 控制器相关数据。该单元通过一 根特制的 2 米长的电缆连接至处理器模件。

2.1.2 控制软件 AC800M 具有很强的伸缩性,该控制器运行 ABB 的控制软件,其控制能力与通讯规模可大可小。按 其能力大小分为如下三类: 2.1.2.1 二进制控制权限 包括所有的基本数据类型和功能,如类型转换、算术运算、逻辑运算、触发器、时钟及计数器等 符合 IEC 61131-3 标准的功能。 此权限同时允许 AC800M 在一控制网络环境如 RS232C 或以太网等中作为服务器与其它站如:其它 控制器、OPC 服务器、Control Builder 等通讯。 2.1.2.2 标准控制权限 包括所有上述功能及如下功能: 通讯:AC800M 同样可以在某一遵从标准协议的控制网络如以太网、RS232 中以客户机的方式与其 它系统通讯。 过程对象处理:提供专用功能块用于工厂常见设备的控制如:电机、阀门的控制。这为控制工程 师及工厂操作员提供了极大的便利。 常规控制:提供具有数字量或模拟量输出的单回路或串级控制 PID 功能块。方便的 PID 参数设置 甚至具有 PID 参数自整定功能。 工厂标准的批量控制功能。 可选择具有错误自动修复及报告的冗余控制网络。 2.1.2.3 高级控制权限 包括所有上述功能及如下功能: 高级 PID 控制及自适应常规控制。 籍助于控制模件架构的面向对象的高级控制。 可选择模糊控制算法。 AC800M 通过 Control Builder M 对其进行组态、编程及处理。此软件运行于 Windows 2000 系统 平台,支持 IEC 61131-3 标准规定的五种编程语言。

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2.1.3 设计标准 2.1.3.1 环境条件 允许环境温度 允许内部模件温度 温度斜率 运输及存放温度 允许相对湿度 0°C…60°C 0°C…70°C (基本单元温度监测) 运行状态: 1° C/min, 根据 DIN/IEC 68, Part 14 -25° C…+85°C ≤ 80 % 每年平均,无冷凝现象 ≤ 95 % 每年最多 30 天 湿度等级 气候范围 保护等级 2.1.3.2 电磁抗干扰性 EMC 符合 EMI 规则 89/336/EEC, 1989.05 及 EMVG, 1992.11 (DIN VDE 0878 Part 22/11.89, Class B) RH-1 KWE 根据 DIN 40040, 3K3 根据 DIN IEC 721, Part IP20 3-3

干扰抑制能力 符合 EN 55022/4.1998 噪音抑制能力 基本标准: EN 50082-2

测试通过 IEC 801/EN 60801/VDE 0843 符合 Parts 1-6, 8,11 安全等级 3, 屏蔽通讯 电缆

符合 NAMUR 中涵盖等工业标准(1993.05) 2.1.3.3 电气保护等级 安全等级 过压等级 污染等级 设计标准 1 2 2 符合 IEC 1010-1 (1990-09), EN 61010-1/03.94 DIN EN 61010-Part 1/3.94(VDE 0411-Part 1) CSAC 22.2, No. 1010-1, No. 213 (Class 1, Div 2) SIQ (CB Scheme 97NK2421), CSA/NTRL, CSA/FM 模件供电 2.1.3.4 抗冲击及振动值 测试根据 DIN IEC 68 Part 2-27 及 DIN IEC 68 Part 2-6 运输 冲击
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符合 IEC 364-4-41, 1991

30 g/18 ms/18 次
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振动 3x5 个周期 运行 振动 3x2 个周期

2 g/0.15 mm/5…150 Hz

2 g/0.075 mm/5…150 Hz

2.2 S800 I/O 概述 S800 I/O 是用于过程控制站的分布式 I/O,它通过现场总线与其所属的控制器通信。因 S800 I/O 可以安装在现场, 尽量接近现场传感器和执行器, 从而减少安装费用,节省电缆. S800 I/O 具有以下优点: 灵活性: 对安装数量没有限制, 可小数量安装,也可大量安装, 可以安装在室内,也可安装在室外, 可 以安装在墙上, 也可安装在机柜中. 模块化: 可一步一步扩展, 不会因自身限制而影响系统扩展. 经济性: 节省硬件, 电缆, 从而节省安装及维护费用 可靠性: 因其自诊断及冗余等特性, 可平滑的实现自动转换 S 800 I/O 采用模块化设计, DIN 导轨式安装, 由于对空间及环境要求不苛刻, S800 I/O 尤其适 用于安装在分散的场合, 并且对处理信号几乎没有要求, 从而现场仪表和设备信号可以直接接线到 S800 I/O 站. 2.2.2 特性:

通过 ModuleBus 通信 通过 ProfiBus 通信 所有模件 LED 故障显示 丰富的 I/O 模件类型 DIN 标准导轨式安装 支持电源冗余 所有输出均可设定安全值 所有模件均可带电插拔, 并自动识别 支持冗余现场总线 2.2.3 通讯 S800 I/O 支持 ModuleBus 及 ProfiBus DP 通信 ModuleBus 介质 双绞线,光缆 介质 Profibus DP 双绞线,光缆

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节点

每条总线 8 个节点

节点

每条总线 128 个节点

2.2.4 I/O 模件 S800 I/O 具有多种模拟及数字输入输出模件, 以及电阻和热电偶模件。 所有 I/O 模件均通过了 多种恶劣环境及应用领域的测试, 证实了它在极其恶劣场合应用下的寿命及可靠性。 技术数据 型号 DI 810 DI 811 DI 814 DI 820 DI 821 DI 830 DI 840 DO 810 DO 815 DO 820 DO 840 DP 820 AI 810 AI 820 AI 830 AI 835 AI 810 AO 810 AO 820 AO 845 名称 数字输入模件 数字输入模件 数字输入模件 数字输入模件 数字输入模件 数字输入模件 冗余数字输入模件 数字输出模件 数字输出模件 继电器输出模件 冗余数字输出模件 脉冲计数模件 模拟输入模件 模拟输入模件 模拟输入模件 模拟输入模件 冗余模拟输入模件 模拟输出模件 模拟输出模件 冗余模拟输出模件 规格 24V dc 16 通道, 额定电压 50 V 48V dc 16 通道, 额定电压 50 V 24V dc 16 通道, 额定电压 50 V, 电流源 120 V ac…110V dc 8 通道, 额定电压 250 V 230 V ac…220V dc 8 通道, 额定电压 500 V 24V dc 16 通道, 额定电压 50 V, SOE 24V dc 16 通道, 额定电压 50 V 24V dc 16 通道, 额定电压 50 V, 0.5A 短路保护 24V dc 8 通道, 额定电压 50 V, 2 A 短路保护 8 通道, 额定电压 250 V

24…230 V ac

24V dc 16 通道, 额定电压 50 V, 0.5A 短路保护 2 通道, 1.5MHz, 额定电压 50V 0…20mA, 4…20mA, 0…10V, 8 通道,12 位,250ohm ±20mA, ±10V, 4 通道, 12 位, 250 ohm 8 通道, Pt100, Ni, Cu, 14 位 8 通道, 热电偶, B,C,E,J,K,N,R,S,T, 15 位 0…20mA, 4…20mA, 0…10V, 8 通道,12 位,250ohm 8 通道, 0…20mA, 4…20mA, 500/1000ohm, 14 位 4 通道, ±20mA, ±10V, 12 位 8 通道, 0…20mA, 4…20mA, 750ohm, 14 位

2.2.5 电源

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SD821/SD822/SD823 可为过程模件及 S800 I/O 模件提供 24V 电源,其输出带有短路保护,适用于 高阻抗、高容量及持续性供电要求的负载,如多状态功率整流器等。 型号 SD 821 SD 822 SD 823 规 100-240 V ac/ 24 V dc, 2.5A 100-240 V ac/ 24 V dc, 100-240 V ac/ 24 V dc, 5A 10A 格

2.2.6 设计标准 环境温度 防护等级 EMC max 60°C IP 20 EN50081-2, EN50084-2, EN60439-1 EN60950, EN61010-1 现场总线介质 腐蚀性气体 环保认证 本质安全 IEC1158-2 ISA Class G2 CSA IEC14001 Zone 2, Class 1, div. 2

M(CBM) 2.3 Control Builder M(CBM) 工程师站组态软件 CBM 组态工具直观、易用、基于 Windows 风格。项目管理器使得编程容易、在线的文本帮助 加速了数据的输入。它能平滑地实现与 Windows 应用程序如:文字处理软件、电子表格等大量的工程 数据的交互,包括数据的导入、批量编辑等。 多个组态工程师可按项目中的应用分配并行编程,并可下装至一个或多个控制器。在后一种方式 下,各站之间数据的传输可自动定义,这种分布式控制的最大突破为加快了工程的开发速度并减少了 人为错误。 此组态工具可进行仿真测试而不需连接任何目标系统。因此,你的应用软件可独立运行而不需要 任何硬件安装。 应用程序可以部分加载而无须采用完全加载方式,此时控制器里的程序被快速更换,控制器的运 行几乎无扰。 递阶分级、面向对象的项目管理思想不仅适用于控制系统的编程,同时适用于整个大项目的组 态。ABB 公司长期致力于结构化的面向对象的编程方式并为自动化项目管理提供了强有力的工具。
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Control

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的应用软件及软件开发工具完全符合 ABB 的目标属性(Aspect Object )理念,无论是其

TM

数据结构或工作方法。 具体地说,这种方式意味着任何工厂的所有数据及软件均可按照递阶分级的思想集成在各个层次 中,树状结构的、多维的导航工具项目管理器可以非常容易地找到你所需要的数据和软件,如小孩游 戏般的简单。 应用程序的编程过程中,ABB 这种面向对象的编程方式极大地减少了重复劳动,提高了工作质 量,节省了用户的时间,从而已降低了资金投入。 CBM 支持两大类型的编程方式:IEC61131-3 标准、控制模件(Control Modules)编程。 CBM 基于 IEC61131-3 标准,支持 5 种编程语言,即:指令表(IL)、梯形图(LD)、功能块 (FBD)、结构文本(ST)、顺序功能表(SFC)。 基于 IEC 标准的“控制模件”(Control Modules)编程同样采用了面向目标技术,此控制模件 为一数据及软件功能“容器”,它可表征所有现场设备、工段、直至全厂的监视与控制功能。控制模 件允许分层编程,也即高层模件可基于已有的低层模块创建,各级模块均可反复使用。 CBM 特征: 集成环境,项目树管理风格,一次数据录入 批量数据管理 高效的多用户编程 仿真与在线调试 应用程序装载无扰 强大的用户自定义功能 两大类编程方式:IEC61131-3 编程、控制模件编程 分布式应用实现负载均衡 集成了 Profibus、 FF、 INSUM MCC(多点电机控制)、 Drive(传动) 等功能块 严密的控制方案权限管理 在线帮助

IT 3 Operate – Process Portal A(PPA)

---- 适于工业过程的、高度集成的控制和管理解决方案

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PPA 是 ABB 公司 Industrial 系列产品之一。该产品与 Contol 一道为各种大小规模的过程自 动化应用,小至过程设备,如:仪表、电机、I/O;大至全厂管理提供了强大的、集成的控制系统解 决方案。 PPA 是一个功能强大的、操作便利的、性能优化的人机接口。运行环境为 Windows 2000 ,同时 集成了 Microsoft Internet Explorer 网页浏览技术和 ActiveX Control 控件技术等。 PPA 以标准化的技术为基础,为全厂范围内信息的监视、控制和管理提供了统一的窗口界面。 系统提供了直观的弹出式文本菜单,用户可以极其方便的进行当前的操作和管理,访问从控制系统、 生产过程、工段、直至全厂范围内的信息流。 PPA 同时提供了图形化的用户接口;过程数据的采集、 存储、分析工具;先进的报警管理系统及全面的历史数据记录。 艺术化的人机接口 PPA 为过程控制提供了艺术化的人机接口,为系统工程师及维护人员的日常工作提供了高效 的工具。 Process Portal 强大的属性目标(Aspect ObjectTM)技术使其几乎可以涵盖任何资源的所 有信息。同时为系统工程师提供了友好的组态环境,大大节省了时间和人力。 IndurstrialIT PPA 使得你拥有一个集成的环境,其客户-服务器技术允许用户登录到系统上的 任何一台机器完成指定的工作而不必拘泥于特定的某台机器,实现多用户编程。操作人员可以在控制 室、生产现场、电气柜间甚至路上或家中监视或控制生产过程。 3.1.1 信息集成 如果你参观一个现代化的工厂,通常你会发现该厂大量地依赖信息资源然而不幸的是你很难从纷 繁复杂的信息中找到你所需要的东西。信息存在于不同的系统、不同的平台、甚至以文档的形式束之 高阁。这一切导致了使用的困难,使用者被迫耗用大量的时间去决定怎样查找、到哪儿查找这些信 息。PPA 找到了解决方案,其“属性目标”技术就是将所有的信息集成到一个环境之中,对使用者而 言,这就象一个统一的环境而实际上它集成了多种不同的软件包。 要获取所需信息你只需找到目标点击鼠标右键即可,此时将弹出一文本菜单显示与该目标相关的 属性,此属性一旦组态则可在整个系统被访问。文本菜单提供了一种非常直观的信息访问方式。由于 文本菜单可以以 URL 方式调用其它目标,因此它还可以方便地集成第三方的应用程序。

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你可以自定义文本菜单以满足各类特殊应用,如: MS Word 文档(操作与调试说明、数据表格等) AutoCAD 绘图 控制逻辑图
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设备维护管理软件 MS Excel(数据录入电子表格、常规记录等) 3.1.2 易操作性 大量信息集成到一个用户界面,最重要的一点是必须保证系统易于使用。PPA 可以定义用户界面 的设置及系统信息的集成。例如:操作员可以拥有一个从不被覆盖的报警管理区域;工程师可以有一 个完全的组态界面。点击鼠标右键所显示的信息可只组态为满足一组用户的需要,为操作员提供报 警、面板和趋势;而为维护人员提供控制逻辑、文挡及设备图纸。 PPA 基于并遵循 Windows 2000 操作系统标准。如果你会使用 Windows 则你完全可能会使用 Process Portal 控制你的工厂生产过程。菜单、按钮、导航、属性(动作)完全符合 Windows 2000 标准。这意味着你可大大减少培训时间及费用,用户可快速掌握该系统。 3.1.3 标准化、通用性 传统的自动化产品供应商通常提供的是一个相对封闭的系统环境。他们有着自己的协议和标准。 而 PPA 完全符合当今系统设计的开放性原则。操作系统为 Windows 2000,其上不仅可以运行 PPA,而且 还可运行各种办公软件如:MS Word,Mail,Internet Explorer 等并且均可与 PPA 很好地兼容。 绘图软件(Graphic Builder)基于 Microsoft Visual Basic,Process Portal 能助你为工业过程提 供完美的解决方案。绘图软件的基本功能块为 Windows 标准控件(ActiveX Controls),你可以自己 创建或从第三方购买。你几乎可以集成所有的图形格式及所有的控件。 系统通讯基于 OPC(OLE for Process Control)标准。系统可以从任何 OPC Server 获取数据并在 PPA 上显示。 互操作性标准确保你可集成未来的应用程序,你可以将第三方产品集成到你现有的应用程序中。 当然,PPA 也能和 ABB 其它 IndustrialIT 产品实现完美的集成。

IT 图 4 Industrial 的开放标准

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3.1.4 无缝升级

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PPA 确保你现有控制系统的投资不至损失。ABB 公司将一如既往地确保用户现有的控制器能方便地 移植到最新的操作平台,对 PPA 产品同样如此。我们将为你提供移植工具以升级现有系统,自动转换 或手动转换程度完全取决于你现有的系统。 3.2 工作页面 工作页面(Workplace)是一个通用的人机接口。PPA 使用者通过此接口访问并使用过程、系统及 企业数据。特殊设计的接口元素满足过程控制系统用户监控全厂生产过程的特殊要求。用户可自行设 计工作页面。由于 PPA 是基于 Windows 的标准产品,因此它具有 Microsoft 的许多特征。如“Tool Tips”功能帮助用户实时地打开一文本描述,阐释图符含义。 为减少操作错误,促进工厂生产。PPA 支持语言本地化(Native Languages Support)。这就意 味着用户界面的所有文本,无论是系统还是应用程序文本均可使用本地语言(如中文)。 3.2.1 窗口管理 窗口管理帮助你管理所有工作页面,包括监控显示及与之相连的第三方软件包。 操作员可以根据预置的优先级在 PPA 上持续地访问到所需信息。你可以定义某些信息始终在工作 页面的最前端显示。如:你可以定义面板始终显示在趋势图的前面。此功能实现的手段是使用功能强 大的视类(View Classes)。各种信息,如:趋势显示、面板、报警列表均分配到某一视类。你可以 为每一视类分配优先级、窗口大小、初始位置等等。 操作员可以选择屏幕的顶端和底端始终不被覆盖。顶端部分被称为应用栏(Appliction Bar), 此部分可以显示任何目标属性,如:报警组、报警列表、Web 页面等。底端部分称为状态栏,用于显 示系统的状态信息。 PPA 支持用户管理、组织、操作工作页面,为用户集中精力解决首要任务提供方便。 3.2.2 高效、简洁的导航系统 PPA 为操作人员提供了高效、简洁的导航系统,用户可以快捷地获取到过程信息。 在目标上点击鼠标右键并点击属性。特殊情况下,为减少响应时间,可以为目标设置一缺省属性。当 你点击目标时,缺省属性立即显示。如:控制目标的缺省属性为面板。 作为 Microsoft Internet Explorer 的特性之一,你可以按前进或后退键在你最近所浏览过的属性里 进行选择。对经常使用的属性可以定义快捷方式。 当然,你也可以通过点击某一按钮从属性切换到彼属性。 任何目标上点击鼠标右键,你可以获得一个自动生成的列表清单。这有助于你在操作或组态过程中节 省时间。 3.2.3 项目浏览器

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项目浏览器用于 PPA 中的目标浏览。正如你在你的 PC 机上使用 Windows 的文件浏览器访问文件 一样,你可以以最简单的方式访问所有目标。 目标可以是阀、泵或产品批次,也可以是更高一级的如:过程单元、硬件组件或许多信号。目标可以 放置在一个或多个结构(Structure)中并赋予多种属性。你可以浏览如根据工艺流程安排的目标的 各种信息,先选定其所处位置或属于哪一条控制网络。 3.2.4 用户类型识别 多数情况下,不同的用户或用户组均可访问同一个人机界面。但不同的用户或组对特定的任务信 息有着不同的需求,因此,PPA 针对用户或组登录系统时定义了不同的用户类型。 在用户类型中如下情况可以被设置: 设计监控画面 点击鼠标右键时弹出信息 访问权限识别 你可以为每个用户或组定义安全级别。如1号操作员只能控制A区,2号操作员只能控制B区。你也 可以定义操作员不能编辑图形而组态工程师不能控制生产过程。 用户类型识别采用了完善的、成熟的权限管理技术使得生产管理更加安全有效。 3.2.5 安全性 PPA 在 Windows 2000 的基础上建立了一个安全系统。它确保只有被授权人员方可访问生产过程、 编辑组态或进行系统维护。Windows 2000 授权用户被提升为 PPA 用户,对有关用户类型、操作及维护 设备范围等进行授权。PPA 具有一个监视记录,它随时记录所有违例访问,写操作及报警确认。此监 视记录便于进行事故追忆,优化管理。 3.3 过程图形 PPA 为你提供了一个基于控件(ActiveX Control)技术的艺术化的图形用户接口,你可以方便地 设计图形,以图形化的方式表征工厂生产的某一部分。这些图形常常被用来显示过程数据或访问过程 控制,同时也可从此幅图形采用超级连接(Hyperlink)至其它图形或目标。 3.3.1 绘图软件(Graphic Builder) 基于 Microsoft Visual Basic 的绘图软件被用着在真彩色模式下组态过程图形。你可以导入任 何图形格式,例如以一幅照片作为背景等等。过程数据以数值或图形的方式显示。设计完成后,图形 首先在测试模式下进行测试,然后再应用于整个系统。 Microsoft Visual Basic 环境为图形设置提供了多种解决方案,你可以使用 Visual Basic 提供 的多种特征。 显示图形数量仅受存储空间的限制,组态图形可以在系统的所有客户机上显示。
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3.3.2 面板 操作员的首要任务是浏览生产状态并在必要时与控制过程进行交互。面板方便了这种工作的进 行,操作员可以准确地知道将采取的控制动作而无须依赖于控制目标。 针对不同的用户和任务面板可设计为三种不同模式:紧凑显示表征重要信息并且占用较小空间; 常规显示增加了部分连接和图形; 扩展显示增加了全部调整参数。 框架模板可以方便地创建或调整面板,标准的框架模板大大减少了面板的组态时间。 3.4 报警管理 PPA 集成了一套功能强大的报警/事件管理系统以确保操作人员随时知晓生产状态。报警信息可以 以多种方式显示,如:报警列表、报警行、报警栏及报警组等。 每种显示均可进行报警信息的过滤,你可以只组态你自己所关心的报警信息。 报警信息过滤方式举例: 信息类型(报警/事件) 报警优先级 厂域或工段 报警状态 时间周期 使用目标结构使得报警管理非常容易。将报警列表和报警过滤方式置于表征某一厂域或工段的目标之 下,你可以方便地浏览你所需要的部分或全部报警信息。目标可以分层设计。通常情况下你可设计为 双击某一目标(如电机)弹出所有报警信息以便快速发现问题所在。 3.4.1 事件/报警列表 报警列表显示所有经过过滤后的报警信息,与选定目标相关的当前数值及其状态将被显示。报警 信息的浏览非常自如。你可以使用缺省的排列顺序或在列表顶端双击修改排列顺序。采用“拖拉” (Drag&drop)方式修改列的排列顺序以满足你的要求。单击复位按钮可从新回到缺省模式。 你可以单独、成组或整页地确认报警信息。 选择“信息细节浏览”方式可阅读有关某一报警的详细信息。你可以在细节浏览中加入你的注 释。该注释将存储在报警服务器中并提供给系统中所有的操作员。 在报警行或报警列表上点击鼠标右键将弹出文本菜单,通过此菜单,你可以直接访问面板或与报 警信息有关的操作说明。点击右键也可自动生成包含当前目标的所有图形显示。 报警信息的颜色及是否闪烁可组态设置。你可以定义显示列、时间格式及排列顺序等。

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PPA 支持.Wav 文件格式的语音报警。除常规的语音文件外,系统支持用户自己生成的.Wav 文件。 语音报警与报警优先级相关联,语音可报警一次或多次直至报警确认。 3.4.2 报警栏 报警栏可显示系统最新的最多十次报警信息。每一报警块的颜色代表其优先级。最新的报警处于 报警栏的右端。右击报警块将弹出文本菜单,此菜单显示确认选项及与此目标相关的其它属性。 PPA 允许组态任意多个报警栏。 3.4.3 成组报警 成组报警用于组态与某一区域或设备相关的所有报警信息。报警块上数字显示当前的报警数 量,颜色表征当前未经确认的具有最高优先级的报警信息。点击鼠标右键获取该目标的其它属性。成 组报警数量不受限制。 3.5 趋势 趋势显示是工业过程控制一项重要的工具。PPA 为操作人员提供了一功能强大的趋势显示。 趋势显示将实时数据和历史数据无缝连接。你可以向前或向后移动时间范围而无须关心数据源自 何处。你可以采用时间偏移功能实时跟踪当前数据并和以前的数据进行比较。 趋势显示包含多条趋势曲线并可处理与之相关属性。在同一幅趋势显示中你可以浏览多个目标的 数值及报警限值。你可以点击鼠标显示或隐含某个目标的趋势曲线。标尺功能显示特定时间的精确数 值。你可使用缩放功能显示某一时间段的信息。点击复位按钮回至缺省状态。PPA 具有的放大镜功能 实现曲线自左至右的移动放大浏览。 通常情况下,趋势显示显示的是值随时间的变化关系。但在某些情况下需要显示两个值之间的关 系曲线。PPA 具备这种功能。 趋势表提供了一系列信息,如趋势显示中数据的均值、最大值、最小值。你可以使用功能块如 MIN、MAX、AVG、INSTANTANEOUS 等对显示数据进行预处理。鼠标点击趋势表可显示相关目标属性,如 面板、报警列表、流程图等。 为生成报表,你可将趋势表中的数值粘贴到 Word 或 Excel 文档中,你也可将趋势显示作为一幅 图形粘贴到你的报表中。 3.6 历史记录 PPA 通过客户-服务器方式以功能全面的历史数据服务器进行数据的长期记录。 记录模板定义了如何存储数据,如时间间隔、存储时间、数值死区设置等。数据记录分级管 理,例如可定义第一级数据为每 10 秒钟记录一次,时间长度为一小时;二级数据为每 5 分钟记录一 次,时间长度为 24 小时。记录模板无数量限制。 将选择目标或属性纳入所定义记录模板,从而方便地实现历史数据的存储。
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3.7 一个集成化的控制系统 作为高度集成化控制系统之重要部分的 PPA 完全采用了数据一次录入方式。其独特的、面向目标 的、集成化的方案使得系统组态与维护变得非常自由和便捷。系统为控制器中的每一个目标提供了易 于使用的、系列的、标准化的面板、图形元素、报警/事件列表以及系统状态。当功能单元一旦在控 制器中创建,所有预定义的信息将在 PPA 中予以提供。控制器中任何的组态改变将同时自动地出现在 PPA 中。 功能强大的集成化平台“属性目标”技术使得在你引入如维护信息、产品信息甚至 ERP 系统信息 等方面的工作效率跃升到一个全新的高度。 PPA 为标准的 OPC 数据访问客户端,其可以方便地与具有 OPC 编程接口的控制器系列实现互连。 你仅需简单地连接至 OPC 服务器、揿击上载(UPLOAD)键即可获得所有控制结构中的 OPC 项目。 3.8 软件架构 3.8.1 集成而又独立的应用软件 PPA 采用了突破常规的、具有革命性的、可升级的、分布式软件架构。此架构让客户在安装软件 时各取所需、灵活自如。 系列软件组件的相互组合使得 PPA 成为功能全面的人机接口。ABB 所取得的重大突破在于所有的 操作均基于功能强大的“属性目标”技术。 这种软件架构以网络为基础、以软件为目标。也即这些安装在一台或多台计算机上的软件组件相 互的数据连接是通过软件接口而非通常使用的网络协议接口。 如系统由多个分布式应用组成且每个应用有自己的客户和服务器,PPA 可以采用客户-服务器应用 簇的方式实现整体浏览。客户端分为重载、轻载或瘦客户端。重载客户使用 PC 机运行在高速网络 上、轻载客户基于网络浏览,使用 HTTP 方式并运行在中速网络上。瘦客户端采用 WAP 技术通过通讯 设备如移动电话等在中、低速网络上运行。 事实上,PPA 完全突破了传统人机界面的束缚。系统的基础—“属性目标”技术首要的目标就是 要集成工厂各种系统所提供的所有信息。 PPA 创建了一个软件编程环境,企业管理系统中的第三方软件应用 可在此环境中使用。 3.8.2 属性目录 属性目录是用于跟踪和存储属性和目标间关系的部件,是目标和属性系统间的重要桥梁。属性系 统是属性和目标的组合且二者存在于属性目录中。 目标和属性通过“输出”或“导入”方式可在不同的系统中使用。
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特征: PPA 特征: 信息高度集成 工厂信息窗口 管控一体化 集成互联网技术 基于属性目标(Aspect Object 易于使用 强大的导航能力 系统设计、安全性、信息增删满足用户要求 Windows 环境 全面的操作功能 监控界面 流程图 报警管理 实时趋势 历史数据 标准化、互操作性 微软 Windows 2000 微软 Visual Basic 互联网浏览技术 控件技术(ActiveX Control) OPC(OLE for Process Control) 无缝升级 向后兼容 移植工具 一个集成的控制系统 独特的基于目标的信息集成技术 系统伸缩性强、组态简洁高效
IT 4 Industrial 控制系统通讯接口 TM

)技术

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以开放式控制系统表征其特性。系统具有广泛的、标准的通讯接口,支持大多数总

线及通讯协议,这样系统便能与智能现场设备、指定的控制子系统、PC 监测系统相通讯。除此之外, 它还支持计算机网络标准,这使得 Industrial 控制系统能与整个企业数据过程系统实现完美的整 合,从而使得企业数据流实现自下而上、自上而下实时、无缝的数据交互。 Profibus DP 接口为多种设备提供连接。通过简单的安装方式可以将设备的 GSD 参数文件导入 Control
IT IT

控制器, Profibus DP-V1 提供通讯介质冗余,以便在特殊应用中增强可靠性。

Foundation Fieldbus H1 接口为多种 FF 兼容设备提供连接。 抗噪声干扰的光纤环网可可靠地连至 I/O 系统及变频传动装置。 特殊的、基于以太网标准的接口模件可直接挂接 ABB 低压电器开关装置。通过通讯总线可以访问大量 信息,实现强大的控制及监视功能。 支持 ABB MasterBus 300 通讯协议及 S100 I/O 系统,现存的 ABB 控制系统可以方便的移植。 串口协议如:Modbus、Siemens 3964R 可以方便地连接其它监控系统。系统提供用户自定义手段,方 便用户开发出所需的、特殊串口通讯协议与其它系统通讯。 系统遵循 MMS、OPC 协议标准,可通过以太网接口连至更高一级的计算机网络实现数据交互。因此, 方便地实现了控制网与生产管理信息系统之间的数据集成。 总之: IndustrialIT 为你集成所有的设备、系统提供了优良的手段,它可以在适当的时间、为适 当的人选、提供全面的、正确的信息。而这所有的一切,都集成在一个友好的控制系统环境中。

5 IndustrialIT 控制系统视频集成 Industrial 的核心是属性目标技术,工厂任何被控对象如:阀门、电机、控制器、容器等在 控制系统中均有相关属性与之联系,如:流程图、控制面板、报警显示、历史趋势、控制编码等。同 样,IndustrialIT 控制系统将被控对象的视频也作为一属性集成到了系统中来。操作人员只需在监控 画面上点击鼠标,即可获取被控对象的影像,同时可以控制云台的水平旋转、垂直旋转、镜头缩放 (Pan/Tilt/Zoom)等等。
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图 5 视频与过程控制集成在同一用户界面

5.1

Industrial 视频集成较传统工业电视技术的优越性 统一的用户界面 与其它属性集成在一起 点击鼠标弹出文本菜单,通过鼠标控制视频 控制与视频集成,节省空间,操作性强 全局调用 在任何一幅监控画面下均可调出所需视频 无需外接电缆及切换装置 通过以态网连接,节省硬件投资及安装费用 无需专用监视设备 节省空间与投资

IT

监视器

DCS/SCADA

操作员站

视频控制

摄像头

摄像头

以太网

IT 图 6 传统工业电视监视与 Industrial 视频集成比较

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5.2 Industrial 视频集成示意图

IT

图 7 IndustrialIT 视频集成示意图

IT 5.3 Industrial 视频集成软件组态

设置视频并连接以太网;安装视频集成选项;定义视频数量及 IP 地址;在目标位置生成视频属 性。

IT 图 8 Industrial 视频集成软件组态

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