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一篇文章幫你瞭解ECS-700——中國的DCS


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系統概要

ECS-700系統是浙江中控技術股份有限公司WebFiedld系列控制系統之一,是致力於幫助用戶實現生產過程自動化的大規模聯合控制系統,繼承和發展了中控多年來積累的過程控制經驗和核心技術,融合了最新的大規模組網技術、現場總線技術和信息管理技術。ECS系統的強大功能和高可靠性可以全面幫助企業提升生產效能。

  2001年,第一套ECS系統正式在工業現場安裝並投入使用。截止到2013年底為止,中控已經在全世界銷售出約3000多套ECS系統,廣泛地應用於石化、化工、電力、冶金、建材、食品等各種工業領域。ECS系列控制系統經過多年的實際運行考驗,被公認為最成熟的過程控制系統之一。

 

系統理念

ECS系統是中控InPlant整體解決方案的核心平臺。ECS系統具有管理大型聯合裝置的一體化能力。系統在設計時已經充分考慮到大型工廠信息共享與協同工作的需求,其一體化的系統結構和系列應用軟體可幫助用戶及時獲得決策信息,協同不同部門的人員工作,減少維護費用,提升生產效率。ECS系統具有OPC/ODBC等與上位信息系統易於進行資料交換的開放接口,能夠充分滿足企業信息系統的各種信息需求。同時,ECS系統具備靈活的系統結構,支持持續的在線系統擴容,從而保護用戶的投資。

控制系統總體結構圖


系統特點 

1.可靠性

  • 全冗餘系統結構 

ECS-700系統應用冗餘的供電系統、冗餘的通信網絡、互為備用的操作員站、冗餘控制站和全冗餘的輸入/輸出模塊來保證系統的連續正常運行。任一路電源故障不會影響系統的整體供電,任意單一部件的故障不影響系統的正常運行。在冗餘配置情況下,模塊可以快速在線無擾切換,無需任何人工干預。

  • 高可靠性部件

ECS-700系統硬體模塊都經過嚴格的可靠性設計,具有多層次的環境防護能力。ECS-700系統EMC防護能力達到III級,並已取得CE認證,所有電子部件均適用於G3嚴重污染的環境。所有模塊都具有在線自診斷,具有面板指示燈進行狀態提示。ECS-700系統可以分析故障位置到I/O通道級;通過維護軟體還可觀察每個故障的詳細信息。所有模塊都支持熱插拔,允許在線更換故障模塊;並可在線增減I/O模塊,無需系統重啟。


2.擴展性

  • 支持在線升級和擴容

ECS-700系統支持系統在線擴容和並網,從而保護用戶的投資。ECS-700系統通過分域管理、協同多人組態、單點在線下載和在線發佈等關鍵技術實現了系統的無擾動在線擴容。ECS-700系統支持在不停車的情況下在線擴展新型別模塊,使最新技術可以源源不斷地應用到現有系統中,從而幫助用戶企業持續提高未來的競爭力。

3.先進性

  • 創新的協同組態 

ECS-700系統創新地採用了多人協同技術,允許多個工程師在統一組態平臺上同時開展組態和維護工作,系統保證組態的一致性和完整性,從而使得工程實施周期大為縮短。系統資料可以備份在主工程師站和擴展工程師站中,並可實施定期備份,防止信息意外丟失。通過安全的權限管理,不同的用戶可以獲取其管理範圍的資料,併在其權限範圍內實施相應的系統操作。

  • 簡便靈活的工程工具

ECS-700系統在功能性、易用性、可除錯性上進行了深入的設計以確保系統組態工作能夠高效地進行。系統採用統一的全域性資料庫,在組態時一次輸入控制器所需要的信息,無需多次對不同層次的資料庫進行分別組態。所有組態工作都在一個統一的平臺下進行,包括系統結構組態、硬體組態、位號組態、控制方案組態和流程圖組態。系統也支持通過EXCEL匯入資料庫信息,從而提高工程組態效率。

ECS-700系統同時可以實現連續控制、順序控制、梯形邏輯控制和批量控制。ECS-700系統採用圖形化面向物件的控制編程工具,不僅節省組態時間,同時還可以在線除錯與監控。控制組態生成後可進行組態關聯檢測,以保障組態的正確性。

ECS-700系統具有單點在線組態下載功能,確保現場無擾動地連續運行。ECS-700系統具備完善的組態和操作記錄,提供快速準確的歷史追溯。ECS-700系統支持在通用PC上模擬實際操作環境進行控制器仿真,實現系統除錯或構建操作員培訓系統。

4.開放性

  • 開放式應用環境

近年來,開放的計算機技術以及軟體技術發展速度極為迅速,ECS-700系統緊密跟隨最新技術的發展。ECS-700系統採用Windows系列操作系統,操作員站硬體配置最新款的工業級PC,並可集成Windows平臺豐富的功能軟體。用戶在不同層次上可以通過Excel軟體、VBA語言、OPC資料交互協議、TCP/IP網絡協議等開放接口與DCS進行信息交互。ECS-700系統的人機交互界面(HMI)與Windows操作界面相同,也可以使用專用鍵盤或觸屏功能進行操作,用戶非常容易掌握系統操作。

  • 現場總線綜合集成

ECS-700系統採用高速以太網構建控制網絡和信息網絡,用戶可以通過TCP/IP或UDP/IP與系統進行直接信息交互。系統無縫整合PROFIBUS、FF、HART、EPA等國際標準現場總線,併在統一的設備管理平臺上管理多種現場總線設備。對於任何符合標準現場總線協議的供應商設備,ECS-700系統都可以將其設備內的引數作為維護信息讀取到系統中,從而減少維護費用。

系統網絡結構

 

系統網絡結構概述

ECS-700系統由控制節點(控制站及配套設備)、操作節點(工程師站、操作員站、主工程師站、資料站、AMS站等)及系統網絡(包括過程控制網SCnet 、I/O總線I/O BUS)等構成。

ECS-700系統最大支持32個工程,60個控制域和128個操作域;其中,每個控制域支持60個控制站,每個操作域支持60個操作站,單域支持位號數量為65,000點。

ECS-700系統具備良好的擴展性和開放性,可通過增加控制節點、操作節點、系統位號方便地擴大系統規模。ECS-700系統支持通過PROFIBUSMODBUSOPC多種方式與第三方系統連接,並支持標準以太網連接信息管理網,共享資料。

 

SCnet 

過程控制網SCnet連接工程師站、操作員站、資料站等操作節點和控制節點,在操作節點和控制節點間傳輸實時資料和各種操作指令,具備高速、可靠、穩定等特征。 

  •       支持1:1冗餘,A/B網同步工作,無切換時間;

  •       採用分域設計,劃分控制域和操作域,既實現資料共享,又實現資料隔離,防止數 據風暴,保證系統可靠性;

  •       支持多種網絡拓撲結構,可靈活劃分過程控制網,統一過程信息網;

  •       實時資料傳輸採用時間驅動模型,資料量穩定,微觀流量平衡;

  •       傳輸資料型別單一,網絡流量小;

  •       控制器內置防火牆,隔離故障及無關資料;

  •       資料傳輸採用多級資料校驗機制,確保資料正確性;

  •       故障診斷軟體對網絡狀態及節點狀態實時監控、實時報警;

過程控制網SCnet基於100Mbps/1Gbps工業以太網,支持總線型、星型、環型多種拓撲結構,最大傳輸距離20 km

I/O總線

I/O總線包括本地I/O總線(L-BUS)和擴展I/O總線(E-BUS)。控制器通過本地I/O總線連接本地I/O模塊,通過擴展I/O總線連接通信模塊或者I/O連接模塊。

I/O連接模塊進一步通過其下的本地I/O總線連接I/O模塊,從而擴展控制器連接的I/O模塊數量。本地 I/O總線與擴展I/O總線均支持冗餘配置。其中,擴展I/O總線基於100M工業以太網構建,可採用光纖等傳輸介質,最大傳輸距離可達20km

系統硬體 

控制站硬體主要由機櫃、機架、I/O總線、供電單元、基座和各類模塊(包括控制器模塊、I/O連接模塊和各種信號輸入/輸出模塊等)組成。

組態管理軟體

組態管理軟體(VFExplorer)作為系統組態的工作平臺,關聯控制站硬體組態軟體、位號組態軟體、控制方案組態軟體、功能塊編製軟體和監控組態軟體,支持離線下載、在線下載、在線組態、離線組態、多人組態和組態發佈、單控制站組態備份和讀取、仿真等功能。

組態管理軟體應用於工程師站,既與組態服務器相連,維護系統統一的組態資料庫,又與各控制站相連,進行組態同步,同時還可對各節點進行組態的發佈。在系統結構組態軟體中將系統框架搭建完後,通過組態管理軟體可以完成各控制站硬體、位號、控制方案、用戶功能塊的組態,還可以完成監控組態,以及組態的在線下載和在線發佈等。


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