中控 WebField ECS-100 基于網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的控制系統

更新時(shí)間：2016-08-03 13:32:32　點(diǎn)擊數：3777

一．系統簡(jiǎn)介
WebField ECS-100控制系統是中控WebField控制系統家族的最新成員。是中控為適應網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展，特別是Internet、Web技術(shù)的發(fā)展而推出的基于網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的控制系統。該系統融合了最新的現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)、嵌入式軟件技術(shù)、先進(jìn)控制技術(shù)與網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，實(shí)現了多種總線(xiàn)兼容和異構系統綜合集成。各種國內外DCS、PLC及現場(chǎng)智能設備都可以接入到ECS-100系統中，實(shí)現企業(yè)內過(guò)程控制設備信息的共享。
該系統主要應用在電力行業(yè)等大、中型過(guò)程控制現場(chǎng)。
系統網(wǎng)絡(luò )由I/O控制總線(xiàn)、現場(chǎng)控制網(wǎng)、操作網(wǎng)、信息管理網(wǎng)組成。操作網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò )策略和數據分組的基礎上采用了對等C/S架構，在操作網(wǎng)上實(shí)現操作站節點(diǎn)之間包括實(shí)時(shí)數據，實(shí)時(shí)報警，歷史趨勢，歷史報警，操作日志等的實(shí)時(shí)數據通信和歷史數據查詢(xún)。
WebFieldECS-100系統采用了基于更高性能芯片的全封裝主控制卡以及高速I(mǎi)/O處理卡件，提高了系統的運算速度與處理能力。

二．系統特點(diǎn)
ECS-100系統具有以下鮮明的特點(diǎn)： 
1、安 全 性 系統安全性和抗干擾性符合工業(yè)使用環(huán)境下的國際標準。
2、兼 容 性 符合現場(chǎng)總線(xiàn)標準的數字信號和傳統的模擬信號在系統中并存，使企業(yè)現行的工業(yè)自動(dòng)化方案和現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的實(shí)施變得簡(jiǎn)單易行。
3、開(kāi) 放 性 融合各種標準化的軟、硬件接口，方便地接入最先進(jìn)的現場(chǎng)總線(xiàn)設備和第三方集散控制系統、邏輯控制器等。
4、集 成 性 作為一個(gè)開(kāi)放的可擴展系統，可以方便地進(jìn)行擴展和集成，利用數據站、OPCServer或網(wǎng)關(guān)卡，可實(shí)現與異構系統的互聯(lián)。
5、設備管理 增加先進(jìn)的設備管理功能（SAMS），用戶(hù)可對符合現場(chǎng)總線(xiàn)標準的智能變送器進(jìn)行組態(tài)校準，方便智能設備的自動(dòng)管理，實(shí)現了設備管理和過(guò)程控制的完美結合。
6、故障診斷 具有從網(wǎng)絡(luò )I/O卡件、主控制器到現場(chǎng)變送器和傳感器的全方位故障診斷功能，智能化程度高，輕松排除熱電偶斷線(xiàn)等故障。
7、數據管理 收集、管理、儲存數據，并將之傳到公共數據庫，也可以將數據分散到不同的報表中，從而保證過(guò)程在最佳的狀態(tài)運行。
8、圖形界面 提供集成化圖形界面組態(tài)工具，可以方便、快捷地生成圖形畫(huà)面，提供多種預定義圖庫對象。
9、報 警 采用分布式報警管理系統，可以管理無(wú)限報警區域的報警、基于事件的報警、報警優(yōu)先權、報警過(guò)濾以及通過(guò)撥號輸入/輸出管理設備的遠程報警。
10、實(shí)時(shí)仿真 系統具有離線(xiàn)的實(shí)時(shí)調試和仿真功能，縮短系統在現場(chǎng)的調試周期并降低了方案實(shí)施的風(fēng)險。
11、系統容量 系統規模靈活可變，可滿(mǎn)足從幾個(gè)控制回路、幾十個(gè)I/O信息量到幾千個(gè)控制回路、20000個(gè)I/O信息量的用戶(hù)應用要求。
12、信號配置 提供4點(diǎn)、8點(diǎn)和16點(diǎn)系列I/O卡件，為用戶(hù)提供了多種選擇，優(yōu)化了系統的配置。
13、信號精度 I/O卡件采用國際上最新推出的高精度A/D采樣技術(shù)（∑-△A/D）、先進(jìn)的信號隔離技術(shù)、嚴格測試下的帶電插拔技術(shù)、以及多層板和貼片技術(shù)，使信號的采集精度更高、卡件的穩定性更好。
14、控制組態(tài) 系統控制組態(tài)采用了符合IEC61131-3標準的組態(tài)工具FBD、LD、SFC、ST等，使原熟悉PLC編程的用戶(hù)方便過(guò)渡到DCS的使用中來(lái)。
15、遠程服務(wù) 能夠通過(guò)遠程通信媒體實(shí)現遠程監控、故障診斷、系統維護、操作指導、系統升級等。
16、快速I(mǎi)/O 提供快速AI和AO，AI采樣周期可達50ms。
17、在線(xiàn)下載 系統支持在線(xiàn)下載。

工程師站是為專(zhuān)業(yè)工程技術(shù)人員設計的，內裝有相應的組態(tài)平臺和系統維護工具。
操作員站是由工業(yè)PC機、顯示器、鍵盤(pán)、鼠標、打印機等組成的人機系統，是操作人員完成過(guò)程監控管理任務(wù)的人機界面。
服務(wù)器站可與企業(yè)管理計算機網(wǎng)（ERP或MIS）交換信息，實(shí)現企業(yè)網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下的實(shí)時(shí)數據和歷史數據采集，從而實(shí)現整個(gè)企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的管理、控制全集成綜合自動(dòng)化。
數據管理站用于實(shí)現系統與外部數據源的通信，從而實(shí)現過(guò)程控制數據的統一管理。
時(shí)間同步服務(wù)器用于實(shí)現系統的時(shí)間同步。
控制站是系統中直接與工業(yè)現場(chǎng)進(jìn)行信息交互的I/O處理單元，由主控卡、數據轉發(fā)卡、I/O卡、接線(xiàn)端子板及內部I/O總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )組成，完成整個(gè)工業(yè)過(guò)程的實(shí)時(shí)監控功能。
過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò )實(shí)現操作站節點(diǎn)及控制站的連接，完成信息、控制命令的傳輸與發(fā)送，過(guò)程控制網(wǎng)采用雙重化冗余設計，使得信息傳輸可靠、高速。
操作網(wǎng)采用快速以太網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現C/S模式下服務(wù)器與客戶(hù)端的數據通訊及操作網(wǎng)節點(diǎn)的時(shí)間同步。
四．系統規模
ECS-100系統站點(diǎn)容量最高可達31個(gè)冗余的控制站和32個(gè)操作站節點(diǎn)，每個(gè)控制站可處理192個(gè)控制回路，系統容量達到20000點(diǎn)。
五．系統硬件
1、控制站：
控制站是系統中直接與現場(chǎng)進(jìn)行I/O數據采樣、信息交互、控制運算、邏輯控制的核心單元，完成整個(gè)工業(yè)過(guò)程的實(shí)時(shí)控制功能。通過(guò)軟件設置和硬件的不同配置可構成不同功能的控制結構，如過(guò)程控制站、邏輯控制站、數據采集站。
控制站的核心是主控制卡，主控制卡通過(guò)系統內高速數據網(wǎng)絡(luò )——SBUS總線(xiàn)擴充各種功能，實(shí)現現場(chǎng)信號的輸入輸出，同時(shí)完成過(guò)程控制中的數據采集、回路控制、順序控制、以及包括優(yōu)化控制等各種控制算法。
控制站主要由機柜、機籠、供電單元、端子板和各類(lèi)卡件（包括主控制卡、數據轉發(fā)卡和各種信號輸入/輸出卡）組成。
2、操作站節點(diǎn)
操作站節點(diǎn)是控制系統的人機接口站，是工程師站、操作員站、數據管理站和服務(wù)器站的總稱(chēng)。
ECS-100系統可根據實(shí)際情況設置成常規工作模式或C/S工作模式，并選擇相應的網(wǎng)絡(luò )策略。
在ECS-100系統中，可以設置專(zhuān)用服務(wù)器站，也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )策略設置，將某個(gè)工程師站或操作員站設置為專(zhuān)門(mén)的單項服務(wù)器。
數據站可以專(zhuān)門(mén)配置，也可以用其它操作站節點(diǎn)兼作數據站。
3、系統網(wǎng)絡(luò )
ECS-100系統采用成熟的計算機網(wǎng)絡(luò )通訊技術(shù)，構成高速的冗余數據傳輸網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現過(guò)程控制實(shí)時(shí)數據及歷史數據的及時(shí)傳送。
ECS-100系統通信網(wǎng)絡(luò )共有四層，分別是：信息管理網(wǎng)、操作網(wǎng)、過(guò)程控制網(wǎng)和I/O總線(xiàn)。
信息管理網(wǎng) 
信息管理網(wǎng)采用通用的以太網(wǎng)技術(shù)，用于工廠(chǎng)級的信息傳送和管理，是實(shí)現全廠(chǎng)綜合管理的信息通道。
操作網(wǎng)
AdvanTrol-Pro在網(wǎng)絡(luò )策略和數據分組的基礎上實(shí)現了具有對等C/S特征的操作網(wǎng)，在該操作網(wǎng)上實(shí)現操作站節點(diǎn)之間包括實(shí)時(shí)數據，實(shí)時(shí)報警，歷史趨勢，歷史報警，操作日志等的實(shí)時(shí)數據通信和歷史數據查詢(xún)。操作站節點(diǎn)之間的時(shí)間同步也是通過(guò)操作網(wǎng)實(shí)現。
過(guò)程控制網(wǎng)（SCnetII網(wǎng)）
系統采用了100M高速冗余工業(yè)以太網(wǎng)SCnet Ⅱ作為其過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò )，具有很高的實(shí)時(shí)性和可靠性。
I/O總線(xiàn)（SBUS總線(xiàn)）
I/O總線(xiàn)是控制站內部通信網(wǎng)絡(luò )，稱(chēng)為系統的SBUS總線(xiàn)。
六．系統軟件
ECS-100系統采用中控自主開(kāi)發(fā)的AdvanTrol-Pro軟件包，完成系統組態(tài)、數據服務(wù)和實(shí)時(shí)監控功能。
系統軟件功能特點(diǎn)及性能指標
1、在網(wǎng)絡(luò )策略和數據分組的基礎上實(shí)現了具有對等C/S模式特征的操作網(wǎng)絡(luò )服務(wù)
2、采用大容量、高吞吐量的實(shí)時(shí)數據庫和兩級分層（分組分區）的數據結構
3、采用多任務(wù)、多線(xiàn)程，32位代碼
4、良好的開(kāi)放性、兼容性，方便實(shí)現與第三方智能設備相互通訊
5、提供基于A(yíng)PI接口的多種數據訪(fǎng)問(wèn)接口
6、系統組態(tài)結構清晰，界面操作方便
7、控制算法組態(tài)采用國際標準，實(shí)現圖形組態(tài)與語(yǔ)言組態(tài)結合，功能強大
8、實(shí)時(shí)和歷史趨勢操作靈活，支持歷史數據離線(xiàn)瀏覽
9、流程圖功能強大，使用方便
10、報表功能靈活，應用簡(jiǎn)捷，并具有二次計算能力
11、強大的報警管理功能，可以分區分級設置報警，支持語(yǔ)音報警
12、操作站節點(diǎn)數據更新周期1秒，動(dòng)態(tài)參數刷新周期1秒
13、流程圖完整顯示時(shí)間≤1秒
14、命令響應時(shí)間≤0.5秒
15、按鍵響應時(shí)間≤0.2秒
16、系統安全、可靠，長(cháng)期運行穩定
系統軟件構成介紹
AdvanTrol-Pro軟件包可分成兩大部分：
系統組態(tài)軟件，包括：用戶(hù)授權管理軟件、系統組態(tài)軟件、圖形化編程軟件、流程圖制作軟件、報表制作軟件、二次計算組態(tài)軟件、等等。
系統運行監控軟件，包括：實(shí)時(shí)監控軟件、數據服務(wù)軟件、數據通信軟件、報警記錄軟件、趨勢記錄軟件、OPC數據通信軟件、OPC服務(wù)器軟件、網(wǎng)絡(luò )管理和實(shí)時(shí)數據傳輸軟件、歷史數據傳輸軟件等。
系統組態(tài)軟件通常安裝在工程師站，各功能軟件之間通過(guò)對象鏈接與嵌入技術(shù)，動(dòng)態(tài)地實(shí)現模塊間各種數據、信息的通訊、控制和管理。
系統運行監控軟件安裝在操作員站和運行的服務(wù)器、工程師站中，通過(guò)各軟件的相互配合，實(shí)現控制系統的數據顯示、數據通信及數據保存。