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Honeywell PKS DCS系统介绍


Experion Process Knowledge System (PKS) 过程知识系统概述
系统备份与恢复 Experion Backup & Restore (EBR) 用最短的时间安全恢复系统

1

Honeywell 的技术领先地位
全厂一 体化控 制系统: TPS 世界第一台智 能变送器 发明4-

20mA 信号TDC3000

World’s first TUV SIL3 (61508) Safety System 2005

1997

1983 1998 1988
世界最受欢迎 DCS I/O 发布: PM I/O 世界第一套混 合控制系统: PlantScape

2006 2002
世界第一套过程 知识系统: Experion PKS 世界最新控制平 台技术: Experion PKS R300

1974

世界第一套集 散控制系统: TDC 2000

Honeywell Leads the Way in Technology Innovation

2

1

改善生产力 降低成本 改善品质, 减少浪费 确保需求

对市场的变化做出回应 什么产品, 在何地, 何时, 何种价格, 是最优的

改善过程控制

提高商业活力

提高资产效力
预知资产中的问题 减少维护成本 提高安全

改善人员的效力
减少或避免意外事件的发生 具有很好工作经验 有丰富的知识

3

什么是 PKS ?

4

2

Experion PKS 系统概貌
融入霍尼韦尔数十的过程控制、资产管、领域专家的经 验。 融合最新控制技术,现场总线,高级控制应用。 融合通讯网络技术,计算机,,数字视频等最新技术。 融合TDC2000/TDC3000/TPS和PlantScape各自的技术优 势,连续发展,保护用户投资。 集成有大基于知识应用的平台。 强大的可组态功能,满足各类工业复杂应用。 简化使用。预制好大的标准画面,节大 的工程时间。 安全,可靠,开放,适合各种规模。

5

Experion PKS 系统结构
先进的企业应用服务器 Business FLEX Workcenter POMS,optiVISION

工厂数据库 UniformancePHD

临时用户安全读取仅 过程显示Web 服务器 eServer

桌面访问用于 eServer Workcenter及先进应用 Web Browsers

安全设备集成 Enterprise Building Integrator

防火墙

工厂信息网
工厂资产管理 Asset Manager 远程操作 Experion Station 多边量控制与优化 Profit Suite 数字视频管理 Digital Video Manager 工厂模型 UniSim

视频以太网

高级应用网络
集成监控 ACE 基于Web的人机界面 Experion Station ASM Operator Effectiveness 符合人体工程学的 落地式操作站 Icon Series 冗余全局数据库及历史数据 精确测量与控制 Experion Server Quality Control System

过程控制网络
现场巡检自动化 IntelaTrac PKS

无线访问

常规、逻辑、顺序 及模型控制 C300/C200 & Profit Loop 冗余和/或远程 I/O

本地控制网

SIL3 安全系统 Safety Manager 无线变送器 XYR5000TM 过程管理器 基本控制器

现场移动终端 Mobile PKS

TPS/TDC3000投资保护 Experion on LCN

6

3

Helping You Manage Your World
www.iac.honeywell.com

7

Experion PKS 系统结构
先进的企业应用服务器 Business FLEX Workcenter POMS,optiVISION

工厂数据库 UniformancePHD

临时用户安全读取仅 过程显示Web 服务器 eServer

桌面访问用于 eServer Workcenter及先进应用 Web Browsers

安全设备集成 Enterprise Building Integrator

防火墙

工厂信息网
工厂资产管理 Asset Manager 远程操作 Experion Station 多边量控制与优化 Profit Suite 数字视频管理 Digital Video Manager 工厂模型 UniSim

视频以太网

高级应用网络
集成监控 ACE 基于Web的人机界面 Experion Station ASM Operator Effectiveness 符合人体工程学的 落地式操作站 Icon Series 冗余全局数据库及历史数据 精确测量与控制 Experion Server Quality Control System

过程控制网络
现场巡检自动化 IntelaTrac PKS

无线访问

常规、逻辑、顺序 及模型控制 C300/C200 & Profit Loop 冗余和/或远程 I/O

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SIL3 安全系统 Safety Manager 无线变送器 XYR5000TM 过程管理器 基本控制器

现场移动终端 Mobile PKS

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8

4

Fault Tolerant Ethernet (FTE) 容错以太网
系统备份与恢复 Experion Backup & Restore (EBR) 用最短的时间安全恢复系统

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什么是容错以太网(Fault Tolerant Ethernet)(一)
容错以太网(FTE)是Experion PKS的控制网络,FTE不但提供了容错的 特点,也提供了快速网络的相应,及工业以太网的控制应用的安全性。 容错以太网(FTE)是冗余网络结构(物理)的单网(逻辑),这种冗 余的结构是通过Honeywell的FTE驱动,及商用的网络设备实现的。
交换机 A 级联线 交换机 B

FTE

双口单网卡 工作站 Station

单口双网卡

服务器 Server

10

5

什么是容错以太网(Fault Tolerant Ethernet)(二)
用在Experion PKS中的主干网络 Honeywell专利技术(与CISCO技术完美结合),为PKS量身定制开发的FTE驱动 与CISO交换技术完美结合突破以太网瓶颈实现优先级选择。 使得商用的100Mbps 以太网实现容错 允许所有的单点故障,以及一些多点故障,以先进的多路由选择替代双网结构 的传统冗余模式网络。 快速切换, 切换时间约为1秒。传统的双网结构切换时间约为20-30 秒 安全 对外仅是服务器才是可见的 通过专用设备对信息进行过滤 易于实现, 组态简单 也可以连接标准的以太网设备 FTE可连接: EPKS 服务器,操作站, ACE等 TPS GUS, APP, PHD 其他PC 和网络硬件
11

FTE网络如何工作(一)-概述
FTE网络包括冗余的交换机和电缆 拓扑:双重并行树形网络在顶部接在一起 FTE节点同时连到两个树网中 普通以太网节点(非FTE)只连在一个树网里

— Crossover cable

A tree

B tree

Switches

FTE

Ethernet

FTE FTE

Ethernet

FTE

12

6

FTE网络如何工作(二)-普通以太网节点之间通讯
FTE网络包括冗余的交换机和电缆 普通以太网节点之间只有1 条路径

— Crossover cable

A tree

B tree

Switches

FTE

Ethernet

FTE FTE

Ethernet

FTE

13

FTE网络如何工作(三)-FTE节点与普通以太网节点之间通讯
FTE网络包括冗余的交换机和电缆 普通以太网节点之间只有1 条路径 FTE节点与普通以太网节点之间只有2 条路径

— Crossover cable

A tree

B tree

Switches

FTE

Ethernet

FTE FTE

Ethernet

FTE

14

7

FTE网络如何工作(四)-FTE节点与普通以太网节点之间通讯
FTE网络包括冗余的交换机和电缆 普通以太网节点之间只有1 条路径 FTE节点与普通以太网节点之间只有2 条路径

— Crossover cable

A tree

B tree

Switches

FTE

Ethernet

FTE FTE

Ethernet

FTE

15

FTE网络如何工作(五)-FTE节点之间通讯
FTE网络包括冗余的交换机和电缆 普通以太网节点之间只有1 条路径 FTE节点与普通以太网节点之间只有2 条路径 FTE节点之间有4 条路径
A-A
— Crossover cable

A tree

B tree

Switches

FTE

Ethernet

FTE FTE

Ethernet

FTE

16

8

FTE网络如何工作(六)-FTE节点之间通讯
FTE网络包括冗余的交换机和电缆 普通以太网节点之间只有1 条路径 FTE节点与普通以太网节点之间只有2 条路径 FTE节点之间有4 条路径
A-B
— Crossover cable

A tree

B tree

Switches

FTE

Ethernet

FTE FTE

Ethernet

FTE

17

FTE网络如何工作(七)-FTE节点之间通讯
FTE网络包括冗余的交换机和电缆 普通以太网节点之间只有1 条路径 FTE节点与普通以太网节点之间只有2 条路径 FTE节点之间有4 条路径
B-B
— Crossover cable

A tree

B tree

Switches

FTE

Ethernet

FTE FTE

Ethernet

FTE

18

9

FTE网络如何工作(八)-FTE节点之间通讯
FTE网络包括冗余的交换机和电缆 普通以太网节点之间只有1 条路径 FTE节点与普通以太网节点之间只有2 条路径 FTE节点之间有4 条路径
B-A
— Crossover cable

A tree

B tree

Switches

FTE

Ethernet

FTE FTE

Ethernet

FTE

19

FTE网络节点通讯状态画面
每个FTE节点连续发布与其他节点通讯的测试信息,并建立状态表

20

10

FTE网络具体实现方法
FTE 电缆: 可以是CAT5 网线或光缆。 FTE 设备(CAT5 接线或光缆接口): 每个节点必须有FTE 软件许可证,和双口网卡。 交换机
主干交换机 典型光缆--最长2km

族交换机

CAT5 网线–最长100m 网线–最长100m 长距离可用光缆转换器延伸 FTE节点 FTE节点
FTE软件

FTE节点 FTE节点 FTE节点 以太网节点 FTE节点 FTE节点 FTE节点

双网卡
21

FTE网络特点总结
通过系统软件驱动及CISCO交换软件实现工业生产的实时确定 性控制,解决了工业以太网长时间困扰的实时数据没有优先级选择 的问题 以多路由选择逻辑单网的组网方式代替了双网结构,实现了多 路由选择、最优路径选择和交换机快速切换。

22

11

Experion PKS 系统网络结构(一)
Level 4

Plant Information Network DMZ
Server Domain Controller APC PHD

Level 3.5

Level 3

Advanced Control
Station Server Station Station ACE

Router/Switch Router/Switch Station Server Station Station ACE

Experion / FTE

Supervisory
Level 2

Switch A

Switch B

Control Firewalls

Control
Level 1

23

Experion PKS 系统网络结构(二)

24

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Experion PKS 系统结构
先进的企业应用服务器 Business FLEX Workcenter POMS,optiVISION

工厂数据库 UniformancePHD

临时用户安全读取仅 过程显示Web 服务器 eServer

桌面访问用于 eServer Workcenter及先进应用 Web Browsers

安全设备集成 Enterprise Building Integrator

防火墙

工厂信息网
工厂资产管理 Asset Manager 远程操作 Experion Station 多边量控制与优化 Profit Suite 数字视频管理 Digital Video Manager 工厂模型 UniSim

视频以太网

高级应用网络
集成监控 ACE 基于Web的人机界面 Experion Station ASM Operator Effectiveness 符合人体工程学的 落地式操作站 Icon Series 冗余全局数据库及历史数据 精确测量与控制 Experion Server Quality Control System

过程控制网络
现场巡检自动化 IntelaTrac PKS

无线访问

常规、逻辑、顺序 及模型控制 C300/C200 & Profit Loop 冗余和/或远程 I/O

本地控制网

SIL3 安全系统 Safety Manager 无线变送器 XYR5000TM 过程管理器 基本控制器

现场移动终端 Mobile PKS

TPS/TDC3000投资保护 Experion on LCN

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Experion Server Experion 服务器
系统备份与恢复 Experion Backup & Restore (EBR) 用最短的时间安全恢复系统

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Experion服务器概述
Experion系统服务器采用模块化设计,其高性能的监控系统是基于 Windows2000/2003操作系统而设计的。系统所有的组件完全集成为一体。 Experion系统服务器采用前沿开放性技术,如Windows2000/2003、以太网、 AdvanceDDE、VB和过程控制的OLE(OPC)以及基于标准Inter处理器的高性能计 算机硬件等、为用户提供配置经济,使用方便、功能完善的系统。将过程控制器的控 制功能与广泛的监控功能有效的优化组合在一起,Experion系统能够在完全集成的系 统环境中提供最简便的操作和工程组态。 Experion系统服务器结构保证用户能完全透明的访问控制器数据库。Experion还 可以集成Honeywell其它产品和大量的第三方设备,充分保护、利用在控制方面的已 有的投资并完成过程信息的集成。操作员、过程工程师和企业级计算机用户都可以使 用这些集成的过程信息,为提高生产效率,降低生产成本、提高产品的一致性和减少 浪费而进行监控。
28

14

Experion服务器-冗余配置
Experion系统服务器可选冗余配置,以提供更高级的可靠性。采用一对配置相同 的服务器,以主/备结构方式相互支持。当主服务器出现故障时,备服务器自动转换 为主服务器,并从控制器或RTU中采集数据,为操作站提供数据服务。主服务器通 过冗余网络将数据库中所有数据处理信息传送到备服务器,使得主备服务器之间同 步。 Experion系统服务器的心脏部分是实时数据库(RTDB-Real Time DataBase)。 实时数据库存储过程数据、历史数据、组态数据、用户数据、报警和事件、系统状 态。服务器将驻留在内存里的实时数据保存到硬盘上,确保在系统掉电时最大限度 的减少数据丢失。
主服务器 备服务器 操作站

RTDB

RTDB

FTE

C200 控制器 C300 控制器

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Experion服务器-报警和事件管理(一)
Experion PKS 提供全面的报警和事件的检测、管理及报告功能。提高操作员效率的一个重 要因素是报警信息的有效显示。系统提供多种工具可以快速查找出现报警和事件的问题所 在: - 可组态报警优先级颜色 - 操作员操作日志 - 报警等级 - 报警/事件报表 - 报警级别升级 - 区域指定 - 相关显示 - 声音报警 - 报警中止 - 多个报警优先级别 - 专用报警区 - 报警/通信/消息/停 车报警器 标准的报警汇总显示可使操作人员将注意力集中在所出现的问题上。下列功能提供一个强 大且具有相当灵活性的操作环境: - 可选区域窗格支持对特定工厂区域报警的快速过滤,并提供报警汇总统计详细清单 - 可选细目显示窗格显示更详细的报警情况细节 - 查看组态生成,存盘,和重新调出用户操作报警内容(按指定的区域/时间/被过滤的点) - 用户过滤器可对报警画面的所有显示列加以过滤,以便操作人员快速地查找到问题的所在 - 报警信息可按优先级进行过滤 报警汇总画面中的报警可以单条或按页确认。在用户流程图上,报警同样也可单条进行确 认。用户也可以在报警汇总画面和用户流程图上,设定各种报警优先级的颜色。Experion PKS 支持报警优先级颜色的组态,各个优先级报警均可在所有的用户流程画面上显示出来。 使操作工可立即判断出什么报警是最为重要的。除了这些功能外,在操作站(Station)状态 栏上的报警指示上,用颜色闪烁显示未经报警确认的最高优先级的报警,减少工厂人员反映 30 时间。

15

Experion服务器-报警和事件管理(二)
对SCADA 点结构,每个点可组态8 个报警信息,支持的报警有: - PV 高报 - PV 低报 - PV 高高报 - PV 低低报 - 偏差高报 - 偏差低报 - 变送器高报 - 变送器低报 - 变化率 - 控制故障 - 控制超时 用户可在Control Builder 中组态过程控制器的报警,并完全取决于控制模块(CM)或顺控 模块(SCM)中所用到的功能块的种类。 每个可组态的报警可以分配的优先级为:日志记录,低,高和紧急几种。为了进一步区报 警的重要程度,每个报警优先级又可分为(0~15)子优先级。 事件汇总显示列出系统中发生的事件,包括: - 报警 - 已确认报警 - 返回正常状态 - 操作员的操作动作 - 操作员的登录和安全级别的修改 - 在线数据库修改 - 通信报警 - 系统重启动消息 事件汇总列表汇总可存储多达30000 条事件信息。扩展的事件归档选项支持在线存储达一 百万个事件,并且可以将事件归档存储到外存储介质上,以备日后调用。
31

Experion服务器-历史数据和趋势(一)
历史数据采集可选用不同的存储时间间隔,对瞬时值和平均值两种格式进行存 储。大量的历史数据采集可在线保存、采用自动归档功能可无限的保存所有的历 史数据。 缺省的历史数据采集间隔为: - 1 秒钟瞬时值 - 1 分钟瞬时值 - 1 小时瞬时值 - 8 小时瞬时值 - 24 小时瞬时 值 - 6 分钟平均值 - 1 小时平均值 - 8 小时平均值 - 24 小时平均值 历史数据可以用于趋势显示、用户流程画面、报表、应用程序、Excel 电子表 格或ODBC 兼容的数据库。归档的数据可以存储在本地硬盘、光盘、磁带等上。 用户还可以存储历史数据到TotalPlant Uniformance 信息台。 灵活的趋势图组态可简单地从数据库中选择点名和相应的参数,就可以在线组 态趋势图画面。 趋势数据可以是任何间隔的历史数据。标准的趋势包括: - 单棒图 - 双棒图 - 三棒图 - 多画笔趋势图 - 多量程趋势图 - X-Y 图 - 数 据表 - S9000 和Micromax 设定点程序图 - 组趋势
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16

Experion服务器-历史数据和趋势(二)
系统提供的数据分析和处理功能有: - 实时/历史趋势组合显示 - 趋势图的缩放、区域和滚动等 - 游标数据显示 - 暂时禁止显示功能 - 可组态趋势密度 - 回读归档历史数据的趋势显示 - 趋势保护 - 只能剪贴板 - 支持数据拷贝/粘贴 采用暂时禁止显示功能可在多点显示的趋势图上临时禁止被选点的显示,使操 作人员能更清晰地查看趋势图而无需重新组态。用户无需生成专用画面,通过标 准的额趋势图画面可非常容易地在线组态趋势画面。实时数据和历史数据可在同 一个趋势图画面上显示。通过移动滚动条或直接输入所需显示地日期合适见即可 自动的存取已存档地历史数据。

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Distributed System Architecture (DSA) 分布式系统结构
系统备份与恢复 Experion Backup & Restore (EBR) 用最短的时间安全恢复系统

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DSA 分布式系统结构介绍(一)
随着现代过程工业不断地往超大规模发展, 对过程控制系统提出了新的要求! Honeywell EPKS创新技术之一,就是很容 易地将多个Experion PKS 族集成一个单一的 系统中。 允许使用低成本,低带宽的网络。 无缝集成所有DCS数据:实时点数据,报 警,操作信息,历史数据等等。 可构成超大规模系统 全局数据命名 无需重复组态
36

18

DSA 分布式系统结构介绍(二)
高性能系统
Experion 操作站 ACE

中央控制室(CCR)
Experion 操作站 ACE

Experion 族

Experion 操作站

ACE

Distributed System Architecture (DSA)
操作站 Server FTE 控制 防火 墙 FTE 控制 防火 墙 操作站 Server FTE 控制 防火 墙 操作站 Server

C200 控制器

PLC

C200 控制器

PLC

C200 控制器

PLC

C300 控制器

C300 控制器

C300 控制器

现场机柜间(FRR)

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DSA 分布式系统结构介绍(三)
支持广域网
Distributed System Architecture (DSA)
微 波 操作站 ACE Server 操作站 微 波 ACE FTE 控制 防火 墙

Server

C200 控制器

PLC

FTE 控制 防火 墙

C300 控制器 Server

C200 控制器

PLC

操作站 微 波

ACE

海 上 平 台

FTE 控制 防火 墙

C300 控制器

C200 控制器

PLC

岸上控制室

C300 控制器

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19

DSA 分布式系统结构的数据交换机制
B 系统 A 系统 FIC101.PIDA.PV FIC101.PIDA.PV

数据直接应用 根据数据变化发布数据

无需重复建点
C 系统

操作工可以方便地连接到任何服务器 数据订单服务。只有发生变化的数据,
FIC101.PIDA.PV

才会送出。 使用已有的安全机制。不会降低安全 级别。
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控制器
FIC101.PIDA.PV

DSA全局报警
报警汇总画面 设置一致的本地/远程报警过滤器 全局报警确认 可仅设置单个服务器报警确认 通讯中断后可自动恢复来自远程服务器的报警 事件 事件存放在各本地服务器中 减少事件传送以节约带宽 可通过Experion PKS ODBC Driver 通讯

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Experion PKS Implementation Software Experion PKS系统组态软件介绍
系统备份与恢复 Experion Backup & Restore (EBR) 用最短的时间安全恢复系统

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PKS组态软件介绍(一)

Enterprise Model Builder 企业模型组态

43

企业模型组态软件概述
面对过程和经营信息量的快速增长及连续提高效率压力的不断持续, Experion 的企业模型提供了完善的数据以支持、帮助操作员和工程师。允 许用户在Experion 平台上显示企业结构。企业模型对工厂中所有数据提供 了统一的定义,范围上自高端经营策略下至单独的点数据。企业模型大大 超越了集散系统功能,为工程师、操作员及应用提供了一个统一的框架。 最终的Experion 企业模型将会由用户企业中广泛应用的四级模型组成:资 产模型、材料模型、工作模型及人员模型。目前的Experion 企业模型由两 个独特的部分构成,资产模型和报警组。

44

22

企业模型组态-资产模型(Asset)(一)
资产模型结构

Precipitation

Train1

Train2

Pumps
TIC907

Filter1
PIC406 LL305

Valves1
AC506

Tank1
TT555 LT203

FI305

TI607

TI404

LI308

Server

LI708

45

企业模型组态-资产模型(Asset)(二)
资产模型分配至操作站

资产模型分配至操作站

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23

企业模型组态-报警组模型(Alarm Group)(一)
报警组模型结构 Filtration

Train1

Train2

Pumps
PIC405

Filter1
PIC407 TIC205 PI506

Filter2
LC203 PI304

Valves2
PI809

PI302

FI301

TI405

Server 1

FilterFlowAlm
Alarm Group 47

企业模型组态-报警组模型(Alarm Group)(二)
报警组在操作站中显示
双击后进入报警组 详细画面

每种优先级的报警 点数量 报警组中的点
48

FI309

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PKS组态软件介绍(二)

Control Builder 控制策略组态

50

25

控制策略组态软件概述(一)
Experion 的控制策略用Control Builder 生成。ControlBuilder 是一个 图形化、面向对象的工具,工作在控制执行环境(CEE)下,支持 Experion 的过程控制器、应用控制器及仿真控制器。在Control Builder 中进行控制策略的设计,生成控制策略的文档,并可进行在线监控。 Control Builder 提供全面的I/O 的处理, 包括FF 现场总线、Profibus、 HART、DeviceNet 等,提供功能块FBs (Function Blocks)的算法 库,支持所有连续、逻辑、电机、顺序、批量以及先进的控制功能。 Honeywell 提供的各种功能块,用以实现不同控制功能。每一个功能块 带有一系列的参数,用于直观显示该功能块所具有作用。功能块之间的 互联,可以通过 “软接线”的方式非常方便地实现,以构建控制策略或 应用。 目前在Experion Control Builder 强大的控制算法库支持各种控制功能 算法。标准的算法包括过程变量、调节控制、ProfitLoop、现场总线 (设备和控制块)、电机控制、离散逻辑、和顺序控制等,还包括一些 通用块,如旗标量、数值、时钟、数组变量等。
51

控制策略组态软件概述(二)
由于其丰富的标准化特点,SCM 极大地简化了批量逻辑的实施。SCM 遵循 S88.01 标准。标准的特点包括异常处理能力,当用户规定的异常条件发生时, 程序转去执行一个替换的处理序列。异常处理器支持重启动能力,从中断点或 任意需要的步骤重新启动顺控程序的执行。标准的异常处理器包括检查,中 断,重启动,保持,停止,中止等。每个SCM 支持50 个配方参数,包括范 围,材料代码,量程等。每个SCM 支持50 个历史数据参数,支持目前的剂量 材料或达到的温度等。SCM 的模式跟踪功能支持各种不同的操作规程。诸如电 机、泵、控制器等设备,将跟踪SCM的模式改变,既可由操作员也可由程序进 行控制。设备还可预先组态为执行相应的动作以适应SCM 启动、异常情况发 生、重新启动等不同情况的要求。这样可以减少SCM 的组态。 把通过基金会注册的基金会现场总线(FF)产品集成到Experion 的数据库。 ControlBuilder 直接读取制造商设备描述 (DD) 文件和能力文件(CFF),在 Experion 的功能块算法库中创建现场总线设备的模板。然后,通过调用模板对 这些总线设备进行组态,并在Experion 的控制方案中调用设备中的FF 功能块。 控制处理器和FF 的功能块可以在同一个控制模块(CM)中被使用, 所有的组态 工作均在Control Builder 中进行。所有设备块中的所有参数都能被Experion 系 统,包括较高层的应用所访问。
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26

PKS组态软件介绍(三)

Quick Builder 系统资源组态

53

系统资源组态软件概述
Quick Builder是组态系统硬件的一种图形工具。通过Quick Builder 用户可以对系统硬件诸如操作站、打印机、控制器及第三方 控制器或RTU 及控制器或RTU 中相应的标准点进行组态,并通 过组态工作室将这些组态信息下载至Experion 的一体化数据库。 Quick Builder 使用关系数据库引擎,提供如数据库用户显示的筛 选、多点编辑工具及直观的窗口风格的用户界面,极大地提高了组 态效率。关系数据库还提供用户自定。

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PKS组态软件介绍(四)

HMIWeb Display Builder 用户画面组态

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用户画面组态软件概述
HMIWeb Display Builder是面向对象,全集成化的用户画面组态工 具,用于生成用户专用的显示图形画面。动态显示可以简单地通过鼠标点 击组态迅速生成。系统还提供一个图形库含有如容器、管道、阀门、罐、 马达等通用的工厂设备,帮助用户进一步加快图形设计的速度。此外,对 于一些多处用到的相似的画面,可以用模板画面的功能减少组态时间。提 供的过程对象和调色板功能可以帮助用户快速简便地创建用户对象,并可 以带有三维效果。通过使用脚本程序(VBScript 和Jscript) 和ActiveX 组 件,可以显著地增强图形画面功能。如高速动画,工具提示,控制操作站 作用等都可以通过脚本程序完成。另外提供大量的ActiveX 的组件类型, 如播放声音和视频图象等都可以插入在画面中被调用。
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Experion PKS 系统结构
先进的企业应用服务器 Business FLEX Workcenter POMS,optiVISION

工厂数据库 UniformancePHD

临时用户安全读取仅 过程显示Web 服务器 eServer

桌面访问用于 eServer Workcenter及先进应用 Web Browsers

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高级应用网络
集成监控 ACE 基于Web的人机界面 Experion Station ASM Operator Effectiveness 符合人体工程学的 落地式操作站 Icon Series 冗余全局数据库及历史数据 精确测量与控制 Experion Server Quality Control System

过程控制网络
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常规、逻辑、顺序 及模型控制 C300/C200 & Profit Loop 冗余和/或远程 I/O

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SIL3 安全系统 Safety Manager 无线变送器 XYR5000TM 过程管理器 基本控制器

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Experion Station Experion 工作站
系统备份与恢复 Experion Backup & Restore (EBR) 用最短的时间安全恢复系统

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Experion 操作站概述
Console 操作站 (ES-C) Experion 服务器 (Experion Server) 移动操作站 FLEX 操作站 (ES-F) Console Extension 操作站(ES-CE)

容错以太网 ( FTE ) Experion TPS 服务器 (ESVT) 控制防火墙 C200 控制器 TPS 操作站 (ES-T) GUS 应用控制环境 (ACE) LCN A/B

NIM C300 控制器 HM AM US UCN A/B

HPM

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Experion 操作站特点
无需通过服务器直接与控制器通讯 高解析的图形 提供300 多幅制作好的系统标准画面 组,趋势,报警过程画面等。 系统状态,维护,诊断画面等 提供细目画面显示 用于访问所有数据的最直接方式 面对操作工使用 集成实时视频 标准的动态指示如液位填充、组合框等 通过VB编写的高级动画
62

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Experion 操作站类型-FLEX 操作站
ES-F 是一种灵活、通用的操作站。它的硬件构成通常是一台工作站 PC,只要与系统网络之间存在一条网络链路,它就可以应用到任何地方, 其中包括因特网、无线网络和拨号连接。 组态ES-F时,用户可以选择以下两种连接方法: 固定连接方法:该方法提供了特定ES-F的一种永久性专用连接。当 用于全日制操作时,这是一种推荐的连接类型。 轮替连接方法:该方法为ES-F提供一种“按需”的连接。当不需要 全日制操作访问时,推荐使用该方法。 在 Experion系统结构中使用ES-F,其在性能上的获益可以达到甚至超 过它在经济上的获益。例如,Experion服务器,按每个ES-F的要求传送数 据和报警/事件。这将大大减小与CEE设备(过程控制器C200/C300和应 用控制器ACE等)的通讯频率。

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Experion 操作站类型-Console 和 Console Extension操作站
ES-C是一种专用式操作站。具有ES-F的全部功能以外还可以直接与CEE (过程控制器C200/C300、应用控制器ACE、FIM等设备)通讯。这为一 些关键过程提供了综合性的运作操作平台。加选LCN连接选项,即可通过 LCN连接Experion服务器实现与TPS的完全集成。 ES-C主要特性包括: 支持报警及显示管理功能 可配置专用工程师和操作员键盘 增加一台ES-C,无须重复数据库组态,即无额外的工程组态工作 ES-CE能与ES-C相连接。它提供了一种经济有效的方法,用来扩展ES-C 的高效可用性功能。每个主ES-C可连接三个ES-CE。

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32

Experion 操作站类型-移动操作站
Experion移动操作站解决方案便于现场用户获取关键信息,优化工作流 程,快速解决过程中的问题,延长工厂正常运营时间。 Experion移动操作站解决方案也非常适用于现场调试。在阀门和变送器 调试期间,控制室和现场之间需要进行大量的双向通讯。维护人员有了移 动操作站解决方案,不必往返于控制室和现场之间即可完成任务,从而大 大缩短了调试时间。 Experion移动操作站解决方案基于Honeywell专利的分布式系统结构 (DSA)和HMIWeb技术,采用了标准无线以太网的通信协议(如: IEEE802.11b 无线网络互联标准)以及微软公司的Terminal ServerTM (终端服务器)等软件产品和COTS(Commerical-Off-The-Shelf)市场 可现货供应的硬件产品。这是世界上第一个无线技术与控制系统的完整集 成方案。

65

Experion 操作站规模
服务器和操作站类型 Experion 服务器 操作站总数(ES-F+ES-C+ES-CE) ES-C ES-C+ES-CE ES-CE Experion TPS 服务器 操作站总数(ES-F+ES-C+ES-CE) ES-T ES-T+ES-C ES-CE 40 20 30 0-3 / ES-C 40 10 20 0-3 / ES-C 最大数值

66

33

Experion 操作站上的画面

67

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68

34

Experion PKS 系统结构
先进的企业应用服务器 Business FLEX Workcenter POMS,optiVISION

工厂数据库 UniformancePHD

临时用户安全读取仅 过程显示Web 服务器 eServer

桌面访问用于 eServer Workcenter及先进应用 Web Browsers

安全设备集成 Enterprise Building Integrator

防火墙

工厂信息网
工厂资产管理 Asset Manager 远程操作 Experion Station 多边量控制与优化 Profit Suite 数字视频管理 Digital Video Manager 工厂模型 UniSim

视频以太网

高级应用网络
集成监控 ACE 基于Web的人机界面 Experion Station ASM Operator Effectiveness 负荷人体工程学的 落地式操作站 Icon Series 冗余全局数据库及历史数据 精确测量与控制 Experion Server Quality Control System

过程控制网络
现场巡检自动化 IntelaTrac PKS

无线访问

常规、逻辑、顺序 及模型控制 C300/C200 & Profit Loop 冗余和/或远程 I/O

本地控制网

SIL3 安全系统 Safety Manager 无线变送器 XYR5000TM 过程管理器 基本控制器

现场移动终端 Mobile PKS

TPS/TDC3000投资保护 Experion on LCN

69

C300 Controller and Series C I/O C300控制器和C系列I/O卡件
系统备份与恢复 Experion Backup & Restore (EBR) 用最短的时间安全恢复系统

70

35

过程控制的发展(一) C200 控制器 – Controller – Redundancy Module – Battery Module – FTE Interface – I/O Link Interface – Power Subsystem – Chassis C300 控制器 – 所有都包括在内

71

过程控制的发展(二)

PMIO卡件 – IOP – Redundancy – FTA Cable – FTA – Backplane

C 系列 I/O卡件 – 所有都包括在内

占用很小的 空间
72

36

连续发展 C200
Honeywell / Allen Bradley 在下一个 10年将继续保持合作关系。

Series C (C300) All Move Forward
I/O和控制器系列最优化,以 满足用户需要。

HPM

Honeywell’s PMx系列控制器在10 年内继续可供货. PM I/O 的供货及支 持将继续到下一个10年.
73

C 系列卡件结构

74

37

C 系列卡件介绍(一)

Series C- Control Firewall C系列卡件 - 控制防火墙

75

控制安全性问题
用普通以太网作为工控网络会带来很多的好处,但是同 时也带来了风险。 某些网络设备的故障,或黑客的入侵可能导致泄密或网 络通讯堵塞。 控制器的收件箱可能会充满无用的垃圾信息。控制器 的将不得不花费额外的时间去处理这些垃圾信息。 控制确定性将会受到很大影响! 一个工厂停车一天,损失往往高达$600,000。

76

38

C 系列-控制防火墙
支持“C系列” 产品 使用C系列24VDC 电源 8+1 口(FTE 交换机) L1 层控制环境的最安全选择 2 个“Firewalls” 支持FTE功能 支持冗余 支持开电和运行自诊断,带故障指示 上连(Uplink)信息控制 广播信息风暴抑制 控制器不受上层IP网络通讯量的影响 可选光纤接口 - 光纤(FO)用于上层设备连接 - 单模光纤(15 km) - 多模光纤(2 km)
77

C 系列-控制防火墙的光纤接口

光纤接口

78

39

R300 控制的安全

通用交换机

Experion R300
控制防火墙 控制防火墙

控制器

在已有可靠的网络架构基础上,增加另外一 层高安全防护,以实现: 拒绝接受所有控制器不需要的信息 如果通讯速度变慢,将对那些不重要的信息 流进行控制 易于维护
79

控制器

控制器

其它系统与R300 的比较

?

?
通用交换机

?

?

某些网络设备的故障, 或黑客的入侵可能导致 泄密或网络通讯堵塞.

垃圾或不明确的信息可能像洪水一样淹没网络 就算非Windows 系统也会受影 其它系统

?
控制器& I/O

通用交换机无法辨别和过滤垃圾信息

?
控制器& I/O

不明信息在网络上可通向每一个节点 每一个节点的收件箱都会充满这些垃圾 信息。处理器将花费宝贵的时间去清理这 些垃圾信息 导致控制性能的降低
80

?
控制器& I/O

40

R300 提供绝对保护

通用交换机

Experion R300
控制防火墙

控制防火墙可以防止攻击!

控制器

控制防火墙只允许与C300控制器有关的信息 通过! 控制,I/O 通讯,和peer-to-peer 通讯不受 影响,保证确定性! 这就使得我们可以在要求安全的专用系统中使 用。
81

控制器

控制器

R300 C系列控制防火墙
最优安全实践模式Best Practice Security Model 保护控制网络免遭攻击(IP 广播Broadcast Storms) 保证迅速且不间断的通讯连接 出厂已设置好安全,无需现场组态 可安心无忧

82

41

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83

C 系列卡件介绍(二)

Series C- C300 Controller C系列卡件 - C300 控制器

84

42

C300 控制器模件(一)
在EPKS 300 版本,C300 是新一代 的基于CEE 执行环境的控制器 C300 有几部分组成: 控制器硬件 控制软件CEE (Control Execution Environment) 相应机电部份 柜内电源 网络接口 - Fault Tolerant Ethernet (FTE) 2个本地 I/O Link 接口
FTE地址 FTE地址 电池接口 GPS接口 GPS接口 (将来) 控制器冗余 接口

I/O Link 接口 #1

C300 控制器

I/O Link 接口 #2

FTE接口 FTE接口 (A/B) A/B)
85

C300 控制器模件(二)
单个C300 模件取代原来在 C200中所需的FTEB,CPM, RM,2个IOLIMs C300 主要完成5 功能,如图 中所示 上位通讯 Peer to Peer 点对点通讯 IOLINK 1 IO通讯 IOLINK 2 IO通讯 确定性控制执行环境

上位通讯

IOLINK1 通讯 讯 IOLINK2 通讯

点对点通

Peer to Peer

确定性控制器 执行环境
86

43

C300 控制器所支持的 I/O
支持灵活的I/O: 可混合使用不同的 I/O 接口 支持2个 IOLINK 接口 每个C300最多支持64个冗余I/O 模件 ‐ 每个 IOL 可以支持40个冗余模件 可混合使用 ‐ IOLink或 ‐ 通过FTEB支持A系列 I/O

I/O Link 接口 #1

I/O Link 接口 #2

87

C300控制器内存备份电池

C300控制器数量 1 2 3 4

备份时间(小时) 110 55 36.6 27.5

备份时间(天) 4.58 2.23 1.52 1.14

88

44

C200/C300 控制软件 C 系列卡件介绍(二)
CEE --Control Execution Environment 功能强大,灵活 & 经过实际考验的控制环境 与已有的C200 和ACE CEE 环境完全兼容 ‐ 灵活,控制回路根据需要易于组态和修改 ‐ 可扩展, 可加入其它库函数,无须系统升级 ‐ 混合控制,连续、逻辑、顺序控制 ‐ 层次分类管理 ‐ 支持S88模块化批量自动化(Modular Batch Automation) ‐ 图形模块化组态生成与实时监控调试环境 ‐ 功能强大的组态监控软件Control Builder 控制时序调度 可组态的执行周期和执行顺序 可选择的控制执行周期: ‐ 50ms,100ms,200ms,500ms,1 sec,2 sec ‐ Peer-to-Peer 更新率:100ms,200ms,500ms,1 sec 89

C300 混合控制环境
每个控制器均可同时进: 连续功能块 ‐ 调节、计算、补偿功能块 ‐ 全面的算法集合 ‐ 用户可写的PV表达式 逻辑功能块 ‐ 布尔、选择、比较功能块 ‐ 支持丰富的IEC1131逻辑功能块 ‐ 设备模板用于显示、连锁、维护及报警 顺序/批处功能块 ‐ 条件/动作的处 ‐ 强大的异常/失败的处和恢复 内置的批设备和相位逻辑 ‐ 内置的配方处用于单个装置内的通讯 ‐ 完全与TotalPlant Batch集成,与S88.01标准兼容

90

45

Profit Loop预估控制技术
Honeywell 预估控制技术已成功地用到很多石化项目上。Profit Loop 已经是Honeywell 的专技术 Profit Loop PKS 已嵌入到控制器C300 及 ACE 节点中,无需额外 费用。 单输入\单输出预估控制算法 基于模型的,可取代PID 的控制算法 用户效益 减少维护成本,增加过程稳定性多大30% 基于PID 所需的参数诊定要求 准确知道如何进生产工艺运的过程
91

Profit Loop 控制性能

详见 Profit Loop 章节

PV 标准差减少50% 阀门移动距离减少43%
92

46

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93

Profit Loop 预估控制算法
系统备份与恢复 Experion Backup & Restore (EBR) 用最短的时间安全恢复系统

94

47

PID基础控制技术回顾

PID 被广泛应用 - 大约99% 的单回路常规控制是由PID控制的 PID的基本算法已经有70 多年没有改变了 - PID 简单, 快速, 通用, 并且灵活 - 其它替代的控制策略都是过于复杂,需要大量的CPU资源,而 无法普遍得到使用
95

控制回路控制性能是企业生产的基础
基础控制回路对业务的重要意义 各种业务决策的实施,最终到底还是取决单个控制回路 多变量控制和区域优化控制的实施,最终到底还是取决 单个控制回路 生产运行/设备的安全性,大多数是由单个控制回路来保 证的 环境控制直接或间接地由单个控制回路控制实现的 不能说PID不好, 应该说现在有更好可以替代 的。底层常规控制的性能,对于企业具有极 其重要的意义。
96

48

PID基础控制技术存在问题
PID 控制难以处理那些大滞后,非线性,和强干扰的过程 - 难以实施优化控制,增加回路诊定的工作量 PID 鲁棒性不理想 - 参数需要诊定,随过程的变化而大不一样 PID 参数诊定不容易 - 需要学习培训,需要PID 参数整定软件,增加回路诊定的工作量 PID 将干扰信号直接传到控制器的输出. - 增加阀门磨损, 增加空气用量 使用PID带来的问题 控制不稳定,其结果是减少产量,降低产品质量,增加操作及维护成本
97

基础控制技术迎来新的机遇
99% 工厂控制回路使用基于PID 的控制技术 50% 的标准控制回路并不完全满足所要求的特性 37% 工厂中的所有控制回路中,至少每年需要一次参数重诊定 只有22% 性能得到改善 带来后果是: PID参数诊定软件,诊定服务, 及阀门维护,上至影响工厂业务。 新技术的来临: Honeywell’s Profit Loop 技术,在常规控制层面解决了使用PID技术 带来的问题,全面引入经过现场考验的、基于模型的、控制和优化技术。
不断发展的基础控制技术,具有更好的控制性能,不需PID诊定软件及服务,做大 地减少阀门的维护要求。
98

49

Profit Loop与PID的比较
与PID 控制的比较: 更加强大功能的算法, 但是所需CPU 资源相差不多 对过程动态变化的容忍度要大的多 对测量信号噪音的敏感度要小的多 参数整定要简单的多:单参数处理 可选范围控制和设定点控制 前馈控制和状态预估 与PID在性能/诊定难易的比较
容易回路 控制性能 阀门磨损 整定难度 相同 小 相同 中等难度回路 好 小得多 更容易 难度较大回路 好得多 小得多 容易得多 99

Profit Loop效益-改善控制
增加控制性能(更稳定的控制, 更小的振荡) 在重要控制回路上的效益约为:$10万/年 增加产率和产品质量 增加产量约: 1-4% 降低能耗(增加工厂效率,减少空气用量) 增加工厂效率约3-5%

100

50

Profit Loop效益-减少调节阀的维护
减少阀的磨损,延长阀的使用寿命 200% 延长密封寿命 延长约1/4维护周期时间

101

Profit Loop效益-使OP输出更加平滑

102

51

Profit Loop效益-减少组态& 维护工作量
专用的组态工具使得基于复杂的模型控制变得简单 在使用中,控制工程师只需调整单个的参数即可很容易地使用 Profit Loop 控制回路。

103

Profit Loop模型生成工具-PID直接转换(一)
PID转换至Profit Loop

104

52

Profit Loop模型生成工具-PID直接转换(二)
选择PID转换至Profit Loop工具

105

Profit Loop模型生成工具-PID直接转换(三)
选择需要转换得回路

106

53

Profit Loop模型生成工具-PID直接转换(四)
转换进行中

107

Profit Loop模型生成工具-PID直接转换(五)
转换完成

108

54

Profit Loop模型生成工具-Profit Loop助手(一)
基于回路类型的基本模型

109

Profit Loop模型生成工具-Profit Loop助手(二)
从PID中得到的模型

110

55

Profit Loop模型生成工具-Profit Loop助手(三)
直接输入模型

111

Profit Loop模型生成工具-Profit Loop助手(三)
测试

112

56

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113

C 系列卡件介绍(三)

Series C- FIM(FieldBus Interface Module) C系列卡件 - FF现场总线

114

57

FF现场总线接口
C 系列FF接口模件 FF与DCS的最完美的集成方案 总线接口卡支持冗余 支持100 Mbps FTE 支持4条H1总线 ‐每条H1总线可接16台设备 可独立于控制器运行 ‐ 不占控制器负荷 ‐ 控制器故障/维护不影响FF接口卡 与EPKS无缝集成 单一的组态维护工程师工具软件: Control Builder

FieldBus 接口模件

每条H1总线可接 每条H1总线可接 FieldBus 冗余的 16台设备 16台设备 IOTA
115

现场总线FF系统结构

操作站

Experion 服务器 (Experion Server)

操作站

容错以太网 ( FTE )

控制防火墙

FF H1 总线 FOUNDATION Fieldbus

C300 控制器

FF接口

FOUNDATION Fieldbus

FOUNDATION Fieldbus C系列 I/O卡件

FOUNDATION Fieldbus

116

58

优化FF总线链路(无优化)

117

优化FF总线链路(优化后)

118

59

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119

C 系列卡件介绍(四)

Series C- Power Support C系列卡件 - 电源系统

120

60

电源系统(一)
垂直设计,支持C系列卡件 可以选择冗余的电源系统 电源输入为冗余的交流电 可以选择备份电池 有30分钟时间操作控制器和I/O卡件 提供现场的设备电源和FF现场总线电源 提供C300控制器内RAM的备份电池的电源 至少48小时 (2个C300控制器) 3“的备份电池IOTA板 24VDC分配给所有模件 模件有自己的运行电压 如果使用PMIO卡件,必需配置PM电源系统 C300的电源不能取自PM电源系统
121

电源系统(二)

电源顶部的输出显示

122

61

电源分配
电源分配给模件是通过+24V 汇线条(Bus Bar)

电源螺丝
IOTA 支架 IOTA 供电板 输入输出终端接线板 模件

顶部

24v

0v

安装螺丝

123

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124

62

C 系列卡件介绍(五)

Series C- Cabinet Layout and Wiring C系列卡件 - 机柜内排布和接线

125

机柜尺寸
机柜每一侧可以放置3列C系列IOTA导轨 每一个IOTA导轨可以安装12块×6”(152mm) 尺寸的IOTA 机柜每面可安装36块×6” IOTA 电源系统不占导轨位置 机柜深度可以为21.75” (550mm)或 31.5” (800mm)

126

63

重要特点
垂直设计 更有利于散热管理 ‐ 减少“热点--hot spots” 更有效现场接线 ‐ 顶/ 底进线 ‐ 更自然接线端子 ‐ 无大的线缆弯曲 更加紧凑的空间设计 ‐ 比任何其他厂商更加有效空间节省 大量的占地空间。 便于维护 ‐ 可去除端子块 ‐ 带屏蔽端子
127

硬件垂直设计 - 有效利用空间

集成接线,减少占用面积 双列接线端子,易于安装和维护 可选冗余,最大增加系统的可用行 独特的散热管理,增加产品的寿命

128

64

水平与垂直安装比较(一)-容易维护 Experion R300
双端子I/O接, 实现接线密度与易于 安装的平衡 可插拔的端子,和 双端子接线易于接 线与维护

其它系统
四端子接线对于底 端的接线造成困难 并列紧挨的模块容 易造成接线混淆

129

水平与垂直安装比较(二)-容易安装 Experion R300
无背板

其它系统

需要更多模件

易于散热

接线分层难以 触及底层
接线混在一起 现场接线与系统接 线混在一起,容易 造成干扰

多点进线

单点进线

垂直接线易于维护,安装…和省钱

130

65

水平与垂直安装比较(三)-易于散热

两次90度 接线 一次90度 自然接线

多点进线

单点进线
131

机柜内接线(一)

IOLink

FTE Y 和 G

132

66

机柜内接线(二)
I/O Link 电缆

133

机柜内接线(三)
I/O Link 电缆

134

67

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135

C 系列卡件介绍(六)

Series C- I/O C系列卡件 - 输入输出卡件

136

68

C系列卡件 - 模拟量输入卡(HART Analog Input)
16路模拟量通道 支持HART协议通讯 有4路通道支持电压模式 可以选择冗余配置 4-20毫安的输入,50毫秒的扫 描速率 有4个可以配置的调制解调器用 来处理HART协议信号

137

C系列卡件 - 多路低电平模拟量输入卡(LLMUX)
R300 的解决方案
LL IN-CABINET CONFIGURATION
A-Size FTA Cable
Power Status

电源适配器的解决方案(将来)
LL REMOTE CONFIGURATION
CU/CC-TAIM01 VL/BS LL TCMUX IOTA

51304465-xxx Internal Cabinet Cable

PMIO LLMUX
CC-PAIM01

C

Model MU-KFTAxxx Internal FTA Cabinet Cable or Model KFTSxxx External FTA Cabinet Cable [50 meters (164 feet) MAximum Length]

Power Status

CU/CC-TAIM11 VL/BS

PMIO LLMUX
CC-PAIM01

C

C

LL TCMUX IOTA

6C on d

PM
uc t or Ca b

FT A

le

He a

d

Co nn ec to r

51304465-xxx Internal Cable or Model MU-KLXxxx External Cabinet Cable [305 meters(1000 feet) Maximum Length]

B-Size

B-Size

LLMUX Models
FTA Assemblies must be installed in a cabinet.

LLMUX Models MU/MC-TAMT04 MU/MC-TAMR04 MU/MC-TAMT14

MU/MC-TAMT03 MU/MC-TAMR03 MU/MC-TAMT13 MU/MC-TAMT04 MU/MC-TAMR04 MU/MC-TAMT14

FTA Assemblies must be installed in a cabinet or a NEMA 12 mounting box.

138

69

C系列卡件 - 模拟量输出卡(HART Analog Output)
16路模拟量通道 支持HART协议通讯 可以选择冗余配置 有4个可以配置的调制解调器用 来处理HART协议信号

139

C系列卡件 - 模拟量输出卡(HART Analog Output)
16路模拟量通道 支持HART协议通讯 可以选择冗余配置 有4个可以配置的调制解调器用 来处理HART协议信号

140

70

C系列卡件 - 数字量输入卡(Digital Input)
32路数字量通道 有2种IO模件类型 24VDC 输入 100VAC / 120VAC / 125VDC / 240VAC 输入 有3种IOTA类型 24VDC 100VAC / 120VAC/125VDC 240VAC 可以选择冗余配置

141

C系列卡件 - 数字量输入卡带有SOE(DISOE)
32路数字量通道 1毫秒的SOE时间标签 可以选择冗余配置

142

71

C系列卡件 - 数字量输出卡(Digital Output)(一)
32路数字量通道 24VDC 触电输出 继电器输出 100VAC / 120VAC / 240VAC / 125VDC / 48VDC 利用继电器扩展卡 可以选择冗余配置

143

C系列卡件 - 数字量输出卡(Digital Output)(二)
继电器扩展卡

继电器扩展卡

数字量输出的 IOTA
144

72

C系列I/O卡件的地址
I/O 卡件的地址

145

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146

73

C 系列卡件介绍(七)

Series C- I/O Fiber Optic Extender C系列卡件 - 输入输出光 纤扩展器

147

C系列I/O连接光纤扩展器
光纤扩展器用于C系列I/O卡件 的连接 将要支持PMIO卡件 有2组光纤扩展口 6” IOTA 2组冗余的IO连接接口 光纤扩展至1.5km 可以重复使用 C系列卡件支持至4km PMIO卡件支持至8km

148

74

拓扑结构-C系列I/O卡件

C300 控制器

C系列I/O卡件 系列I/O卡件

最大
1.5 KM
远程现 场 B

最大1.5 KM

远程现场 A

最大4 KM(要求每个IOLE为1.5 KM) 多种配置结构:
星形结构 链式结构 混合结构

C系列I/O卡件 系列I/O卡件 C系列I/O卡件 系列I/O卡件

C系列I/O卡件 系列I/O卡件

C系列I/O卡件 系列I/O卡件
149

拓扑结构-PMIO卡件
最大1.5 KM 最大1.5 KM 最大1.5 KM

C300 控制器

最大
1.5 KM

最大
1.5 KM

最大8 KM (要求每个 IOLE为1.5 KM)

PM IOP With IOLink Extender IOP

PM IOP With IOLink Extender IOP

远程现场 A

远程现场 B

150

75

拓扑结构的限制
主控室
C300

A(1.5Km)

I/O

远程现场 1#

I/O

B(1.0Km)

远程现场 3#
D(1.0Km)

远程现场 4#
I/O

远程现场 2#

I/O

I/O

C(1.0Km)

配置规则: 单段光纤电缆长度必须小于1.5Km。A段、B段、C段和D段<=1.5Km 每个I/O连接扩展器算为0.25Km的长度。 单段路程长度必须小于4Km。 主控室-远程现场 1#:0.25 + A + 0.25 ≤ 4.0 km 主控室-远程现场 4#:0.25 + B + 0.25 + C + 0.25 + D + 0.25 ≤ 4.0 km
151

机柜内排布

FOE-A FOEI/O Link Extender for LinkA

FOE-B FOEI/O Link Extender for LinkB
152

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Experion PKS 系统结构
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常规、逻辑、顺序 及模型控制 C300/C200 & Profit Loop 冗余和/或远程 I/O

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SIL3 安全系统 Safety Manager 无线变送器 XYR5000TM 过程管理器 基本控制器

现场移动终端 Mobile PKS

TPS/TDC3000投资保护 Experion on LCN

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Application Control Environment (ACE) 高级控制平台(应用控制环境)
系统备份与恢复 Experion Backup & Restore (EBR) 用最短的时间安全恢复系统

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ACE功能概述
基于工作站平台,用于优化,装置开停车,和其它高级控制 软件是基于C200/C300 CEE (Control Execution Environment) 使用与C200/C300控制器相同的工程组态工具(Control Builder) 使用C200/C300 功能块 支持新的功能块 可与Experion PKS 服务器, C300控制器, 其它ACE节点,现场总线接口模件实现 点对点(peer-to-peer)通讯 ACE 的扩充执行周期 500ms, 1s,2s,5s,10s,20s,30s, 1min, 2min, 5min,10min, 20min, 30min, 1hr, 2hr, 4hr, 8hr, 12hr, 24hr。 用户算法块CAB (Custom Algorithm Block) ACE 节点的用户定义功能块 Experion 的可靠用户语言 发挥Visual Basic .NET 语言和Microsoft .NET 环境的优势 与Control Builder 完全集成
156

78

CAB(Custom Algorithm Block)用户自定义功能块

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Experion PKS 系统结构
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无线访问

常规、逻辑、顺序 及模型控制 C300/C200 & Profit Loop 冗余和/或远程 I/O

本地控制网

SIL3 安全系统 Safety Manager 无线变送器 XYR5000TM 过程管理器 基本控制器

现场移动终端 Mobile PKS

TPS/TDC3000投资保护 Experion on LCN

159

TPS Integration TPS系统集成
系统备份与恢复 Experion Backup & Restore (EBR) 用最短的时间安全恢复系统

160

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TPS系统集成概述
通过LCN连接Experion服务器和操作站LCN连接选项可实现 Experion对Honeywell TPS系统的完整,无缝的集成。 采用Experion的TPS集成方案,所有的TPS数据、报警/事件和操 作员信息都被集成进入Experion系统,TPS就象是Experion系统的 扩展。 TPS与Experion的集成无需投资更换现有的诸如控制器、I/O模件 等系统硬件,保障了原有TPS系统的原始投资同时,这种集成也保 障了原TPS系统的工程组态投资,即对操作画面和控制器也无需重 新组态。

161

TPS系统与Experion PKS系统集成结构图
Switch A/B (交换机 A/B)

HUB (集线器)

容错以太网
ESVT ES-T ESES-T ESES-T ES-

以太网
US US GUS

LCNP LCNP LCN A/B

LCNP

LCNP

NIM HM

UCN A/B

HPM

APM 162

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Experion PKS 系统结构
先进的企业应用服务器 Business FLEX Workcenter POMS,optiVISION

工厂数据库 UniformancePHD

临时用户安全读取仅 过程显示Web 服务器 eServer

桌面访问用于 eServer Workcenter及先进应用 Web Browsers

安全设备集成 Enterprise Building Integrator

防火墙

工厂信息网
工厂资产管理 Asset Manager 远程操作 Experion Station 多边量控制与优化 Profit Suite 数字视频管理 Digital Video Manager 工厂模型 UniSim

视频以太网

高级应用网络
集成监控 ACE 基于Web的人机界面 Experion Station ASM Operator Effectiveness 负荷人体工程学的 落地式操作站 Icon Series 冗余全局数据库及历史数据 精确测量与控制 Experion Server Quality Control System

过程控制网络
现场巡检自动化 IntelaTrac PKS

无线访问

常规、逻辑、顺序 及模型控制 C300/C200 & Profit Loop 冗余和/或远程 I/O

本地控制网

SIL3 安全系统 Safety Manager 无线变送器 XYR5000TM 过程管理器 基本控制器

现场移动终端 Mobile PKS

TPS/TDC3000投资保护 Experion on LCN

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eServer Web服务器
系统备份与恢复 Experion Backup & Restore (EBR) 用最短的时间安全恢复系统

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eServer概述(一)
eServer是基于Honeywell专利的分布式系统结构(DSA)和HMIWeb技 术,对通过网络对Experion的临时访问提供了独特的安全管理功能。eServer 通过单一的、可扩展的软件包,对众多的临时访问者提供便利。eServer成为 过程控制和企业经营这两个领域的桥梁,为用户带来诸多利益: 将非关键的企业活动,与过程控制系统相隔离,保证访问安全 将多套Experion系统与企业商务系统整合一体 将临时用户账户和各种许可证归于同一地点管理 使用标准连接访问机制,为无限量的临时用户提供访问功能 集成Experion、TPS和第三方的系统 无需另外创建、维护数据库及用户流程图

166

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eServer概述(二)
最简单的理解,eServer扮演了一道分隔工厂过程控制系统与企业经营系统 的防火墙。它保证了Experion系统安全的完成它们自身的监控任务,而将对 系统的影响和负荷减到最小。eServer承担了预订服务的角色。它向各个控制 系统预订企业经营在”需要时“的必要信息。这种信息的通讯方式采用优化 的”出版/预订“技术,而这一技术恰恰就是DSA的支撑技术。 eServer支持两种客户端应用: 第一种为标准客户端(包含在eServer的基本软件包中),该应用无临 时用户限制,支持所有浏览器,可安全的浏览含有实时和历史过程数据的 过程画面。 第二种为高级客户端(需要可选软件支持),该应用最多支持38个临时 用户,支持IE浏览器,可安全的浏览动态更新的报表、趋势和含有实时和 历史过程数据的过程画面。
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eServer客户端浏览到的画面

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Experion Backup & Restore (EBR) 系统备份与恢复
系统备份与恢复 Experion Backup & Restore (EBR) 用最短的时间安全恢复系统

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系统备份与恢复到安全状态

随着计算机信息的大量使用, 计算机信息安全成为一个非常 重要的议题。 系统灾难性故障的恢复技术, 对减少损失,缩短恢复时间, 确保系统正常运行,是必不可 少的措施。

FAIL

171

Experion 备份与恢复功能简介(一)
万一出现 Experion 节点出现瘫痪时,应用软件的备份与恢复 在不影响系统正常运行的情况下,定期地或随时地在线进 行各种信息的备份 备份所有内容(操作系统, 各种应用, 服务包, 所有组态信息) 快速恢复 如果相同型号硬件,无须重新安装与组态 比传统的备份方式具有明显的优越: - 可靠性 - 时间性 快速备份、快速恢复 - 可用性
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86

Experion 备份与恢复功能简介(二)
EBR 使用盘映像技术 - 逐个扇区压缩拷贝 - 可组态“智能扇区” 选项,只拷贝哪些有数据的扇区或簇。 将硬盘信息按照时间点进行快照(Snapshot),生成驱动器映像 文件(生成快照在一分钟以内) - 通过拦截监视写盘动作,在扇区被改变之前进行保护。 在已有的映像文件基础上,支持根据变化生成增量映像。

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Experion 备份与恢复 - 较少的恢复步骤
Experion 备份与恢复的恢复步骤比起用传统的备份方式要少, 这样就减少了系统恢复时间,而没任何的数据丢失。

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Experion 备份与恢复特点 - 备份
EBR的一些特点: - 性能(Performance) 备份期间对服务器性能影响<10% 恢复期间对网络<10% 备份期间系统正常使用 实践证明,备份期间系统无挂起,崩溃, 或丢失数据。 即时在高负荷运行条件下,系统性能影 响也是不大的。 可以限制备份的速度 - 映像文件可以是网络存储器,或可写的 CD/DVD 可先写入网络存储器,然后写入CD。 或直接写入CD。
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Experion 备份与恢复特点 - 恢复
EBR的一些特点: - 从可自启动CD 恢复 恢复管理用户界面简单 自动检测网络及网络驱动器负荷 可恢复到没格式化的新硬盘中(在恢复时格式化) - 可从网络存储介质或CD中恢复 - OS 诊断恢复(CD恢复盘中含有最小的OS, OS 也被恢复) - 恢复系统备份时的全部“影像”, 包括OS, OS 组态, 应用和应用 组态。 - 恢复后无需重新组态及安装 - 可以整个映像文件恢复,也可以恢复个别文件。
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Experion 备份与恢复特点 - 备份画面

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EBR结构(一)
Experion 备份和恢复服务器将执行代理(Agent)送到需要备份的远程 节点中。 - 需要备份的节点必须在域环境中 - 服务器或工作站的执行代理(Agent) 取决于该节点的操作系统类 型。
t Workstation Agen
Windows XP or Win 2K Prof. Node

Serv er
EBR Server Management Console

Age nt

Windows 2000 or Win 2003 Server Node
178

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EBR结构(二)
管理操作台与浏览器 - 人机界面用于管理备份与恢复, 可装在任何节点上。

179

系统备份和恢复的比较
轻易解决任何灾难性故障!! 系统备份与恢复可以减少服务器和系统恢复的时间比传统的方式恢 复方式缩短达80% - 用最小的干预,在线自动地进行系统备份 - 快速恢复 使用备份向导,周期在线地备份整个系统。 一旦节点故障,可从CD或网络恢复。 无需恢复后再组态和安装。 一小时以内恢复

Typical cost of a plant shutdown is $25,000 per hour
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