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GCS-200 系统. 产品介绍. GCS-200 系统概述. 控制站 ACS. 操作站 AOS. 数据库站 ADS. 工程师站 AES. 内容提要. 1. GCS-200 系统概要. 开放、综合性的集散控制系统. 开放性:系统网络及 I/O 总线均采用工业以太网 综合性:可实现 E 型(电气)、 I 型(仪表)的综合控制 可靠性:在系统设计时,将安全作为第一考虑. 2. GCS-200 系统产生背景. GCS-200 控制系统是浙大中控于2003年推出的一套面向新技术时代的综合型集散控制系统,具有高可靠性和良好的开放性。. 3. - PowerPoint PPT Presentation
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© 2004.2 SUPCON Corporation. © 2004.2 SUPCON Corporation. 浙江中控
GCS-200 系统GCS-200 系统产品介绍产品介绍
内容提要内容提要
11
GCS-200 系统概述
操作站 AOS
控制站 ACS
数据库站 ADS 工程师站 AES
GCS-200 系统概要GCS-200 系统概要
开放、综合性的集散控制系统开放性:系统网络及 I/O 总线均采用工业以太网综合性:可实现 E 型 ( 电气 ) 、 I 型 ( 仪表 ) 的综合控制可靠性:在系统设计时,将安全作为第一考虑
22
GCS-200 系统产生背景GCS-200 系统产生背景
GCS-200 控制系统是浙大中控于 2003 年推出的一套面向新技术时代的综合型集散控制系统,具有高可靠性和良好的开放性。
33
22
GCS-200 系统产生背景GCS-200 系统产生背景
重点关注 :
安全性——三层网络结构,全冗余设计,在线、单点下载,热插拔开放性—— OPC/ODBC 、各种现场总线兼容性——兼具 DCS 的大型化、管理功能和PLC 的快速特性,最大限度保护用户投资
重点关注 :
安全性——三层网络结构,全冗余设计,在线、单点下载,热插拔开放性—— OPC/ODBC 、各种现场总线兼容性——兼具 DCS 的大型化、管理功能和PLC 的快速特性,最大限度保护用户投资
GCS-200 系统产品定位GCS-200 系统产品定位
■ 系统规模从中规模到大规模
■ 开放性的Windows2000 上位机操作系统
■ 高可靠性、易维护性
■ 系统具有扩展性,可以与其他控制系统进行互联 控制
功能
价格
JX-300X
GCS-200
ECS-100
44
GCS-200 系统结构图GCS-200 系统结构图
55
GCS-200 系统特点 1/2GCS-200 系统特点 1/2
1. 系统高可靠性 ◆ 可以根据用户实际要求,对系统重要组件进行冗余配置。 控制器
过程控制网、 I/O 总线 数据库站I/O 单元电源模块、总线接口模块各种类型的 I/O 模块
◆ I/O 总线采用以太网访问协议,独有技术有效地避免了网络通信冲突。
◆ 系统具有强大的单点编译、单点下载功能。
◆ 合理化的模块结构使系统模块的环境适应性更加优越。
66
◆ 系统具有安全、强大的在线修改功能,轻松在线修改自定义程序模块,无需下载,修改完成后直接写入控制器执行。
GCS-200 系统特点 2/2GCS-200 系统特点 2/2
2. 系统开放性
◆ 操作站、工程师站采用通用工控机系统,并使用通用鼠标键盘,使操作更加方便。
◆ 信息网和过程控制网及 I/O 总线均采用以太网标准。
3. 其他特点 ◆ GCS-200 系统具备强大的对话作图功能。
◆ 采用 19 吋国际标准机械结构,满足各种应用环境。
◆ 系统支持通过公用 Internet 网,实现系统远程监控、故障诊断、系统维护等。
77
◆ 上位机操作系统采用开放式 Windows2000 系统。
GCS-200 机柜布置图GCS-200 机柜布置图
88
GCS-200 系统互联-OPCGCS-200 系统互联-OPC
通过 OPC Server 或者 FL-NET DRIVER 网关服务器, GCS-200 系统可与其他控制系统进行互联通讯。下图为 OPC 连接功能示意图: 通过 OPC Server 或者 FL-NET DRIVER 网关服务器, GCS-200 系统可与其他控制系统进行互联通讯。下图为 OPC 连接功能示意图:
99
GCS-200 系统互联-SCAGCS-200 系统互联-SCA
ACS-A 通过安装直连 SCA ( Serial Communication Adapter -串行通讯模块)通信模块,可以实现和 PLC 或者智能仪表的串口通信。下图为串口通信连接示意图: ACS-A 通过安装直连 SCA ( Serial Communication Adapter -串行通讯模块)通信模块,可以实现和 PLC 或者智能仪表的串口通信。下图为串口通信连接示意图:
POW
MPU
ETH
SCA
SCA
SCA
SCA
ETH
MPU
ESA
POW
RS232切换器
1
2
3
4
1
2
3
4
1 2 3 4
ESA
A反应槽温度高异常
显示面板SIEMENS PLC三菱PLCAB-PLC
ACS-2000
DATA LOGGER
MODICON PLC日立 PLCOMRON PLC
ACS-2000
FL-NET 100M BPS
POW
MPU
ETH
SCA
SCA
SCA
SCA
ETH
MPU
ESA
POW
RS232切换器
1
2
3
4
1
2
3
4
1 2 3 4
ESA
1010
过程控制站 ACS过程控制站 ACS
EI综合型控制器ACS-AACS-B
1111
EI 型综合控制器概述EI 型综合控制器概述
具有高可靠性 控制器的运算部分以及网络通讯接口部分采用专用的大规模集成
电路,结构紧凑,处理能力强。 控制器可实现冗余工作模式。 采用 32 位处理器 (CPU) 可实现高速的程序控制。 可实现高速浮点运算功能。 具有大容量的程序空间。 开放的软件环境 系统具有多种编程工具( LD,FBD,SFC, 仪表回路图等 ) 。 在进行软件开发、调试和系统维护时,可以任意使用以上的编程
工具。
1212
EI 型综合控制器的特点EI 型综合控制器的特点
ACS 控制器具备强大的 EI 型综合控制功能。ACS 控制器,融合了电气控制和仪表调节技术。在硬件 / 软件 / 工程上 , 真正实现 EI 综合控制。 EI 控制比例自由设定使 CPU 负荷分散 , 执行效率提高,为生产过程自动化提供优良的系统环境。 ACS 控制器可以方便实现就地维护和在线下载。通过标配的 RS232C 接口,移动工程师站可以方便的进行现场就地的在线维护和在线下
载。 ACS 控制器可灵活搭配系统规模。与系统 WebPIO 单元及其他控制系统单元的组合,可灵活搭建从小规模 I/O 系统,到大
规模、高可靠性的冗余控制系统。 ACS 控制器标配操作维护面板( Maintenance Panel )。通过该面板可以进行基本的操作,同时通过维护面板的显示可以了解系统的运行情况和报警信息。 掉电情况下可以保存组态信息。ACS 控制器标配后备锂电池,可在停电情况保存控制器内部的组态信息。 ACS-A 可选配直连模块。配备直连 I/O 模块,可以实现高速 I/O 采样;选配 SCA 通信卡,可连接支持串口通信的
PLC 或其他智能设备。
控制器 (ACS-A)
控制器 (ACS-B)
1313
ACS-A/B 控制器规格比较ACS-A/B 控制器规格比较
优先级控制的多进程控制系统。 程序空间: 8Mbit ,数据空间: 16Mbit 。 支持冗余 / 非冗余配置,冗余方式为 1 ︰ 1 热备用。 具有操作维护面板。 最多支持 416 个内部仪表回路, 64 个顺控时序图表。 支持直连高速 I/O 采样。 最多可以连接 16 个 WebPIO 机笼单元, 128 个 I/O
模块。 最多可以带 8704 个(其中 512 个直连)开关量、 217
6 个(其中 128 个直连)模拟量。 可以扩展 SCA 串行通信模块。
优先级控制的多进程控制系统。 程序空间: 8Mbit ,数据空间: 12Mbit 。 支持冗余 / 非冗余配置,冗余方式为 1 ︰ 1 热备用。 具有操作维护面板。 最多支持 288 个内部仪表回路, 64 个顺控时序图表。 最多可以连接 8 个 WebPIO 机笼单元, 64 个 I/O 模
块。 最多可以带 4096 个开关量、 1024 个模拟量。
ACS-A 控制器 ACS-B 控制器
注意 当要安装直连型 I/O 模块或 SCA 通信模块的时候,应选用 ACS-A ; 当 1个控制站连接 IPU-Ⅱ 单元数目超过 8时,应选用 ACS-A ; 当 1个控制站内部仪表回路数超过 288 个时,则选用 ACS-A 。
1414
ACS 控制器通信接口图ACS 控制器通信接口图
同步电缆
(冗余用)
FL_net 网络
WebPIO 机笼
冗余配置可选
WebPIO 机笼
1 # I/O 总线
0# I/O 总线
最多 8 个机笼
ETM3—FL_net 以太网接口
EPC—I/O 总线网络接口
A 控制器 B 控制器
1515
开放型 WebPIO 系统开放型 WebPIO 系统
可以方便的应用于GCS-200 控制系统中作为 I/O 处理单元,称作WebPIO
可以和微机( PC )组成 SCADA 系统(数据采集系统)。
1616
I/O 处理单元特点I/O 处理单元特点
小型化 WebPIO 单元是小型、高密度安装的 I/O 单元(宽 440mm×深
130mm× 高131mm), 在提高安装效率的同时,降低了成本并节约了安装空间。 高速性 WebPIO 单元的总线刷新时间为 10ms ( 300 点),完全满足对实时和
高速信号刷新的要求,实际刷新周期和配置点数有关。 高速直连 I/O 采样速度为 4ms 。 环境适应性优越 WebPIO 单元按照能在苛刻现场环境中使用的标准进行设计,因此可以更加适应工业现场的使用。 使用温度范围: -20 ~ 70℃ 使用场所危险等级: Division2/Zone2 耐腐性等级: ISA S71.04 Class G3 使用灵活 WebPIO 单元的 I/O 模块可以接受来自 DCS 控制器、 PC 机等多种主机
的指令,因此可以灵活的配置、使用。
1717
WebPIO 单元各组成部分WebPIO 单元各组成部分
基板( Base Unit)
•是用于安装各种模块的基板框架。•有 DIN轨道安装和 19英寸支架安装两种形式。
总线接口模块( BIM : Bus Interface Module)
•具有 10Mbps 的以太网接口,可实现冗余,采用 EPAP 实时通讯协议。•EPAP 协议可以有效的避免以太网上的通信冲突,切实可靠、高效的进行 I/O 数据和自诊断信息的交换,同时备有 RS-232C 的接口。
电源模块( PWM)
•DC 或 AC 电源可选,可冗余配置。•AC 电源: 100-120V/220-240V DC 电源: 24V/110V
SB-BUS
将各 I/O 模块与 BIM 连接起来的 128Mbps 的内部底板上的冗余总线。
I/O 模块
能方便的实现冗余配置,并且可以在线插拔。在 I/O 模块冗余配置时,仅需拔下端子板,就可进行故障模块的更换。
1818
EPA 通信原理EPA 通信原理
通过 I/O 级的以太网总线, GCS-200 可以十分方便的扩展远程 I/O 单元,同时在 I/O 总线上使用 EPA ( Ethernet For Process Automation )协议。
EPA 的通信原理:控制器依次向 IPU 单元发送通信请求,并等待回应;完成一个单元的通信后才对下一个单元请求。该协议的采用有效避免以太网上的通信冲突,高速、可靠的进行 I/O 数据和自诊断信息的交换。
1919
WebPIO 单元组态界面WebPIO 单元组态界面
直接在 EXECL 表格画面中填表输入即可完成组态任务。I/O 模块的参数直接在 EXCEL界面中设定。显示 I/O 模块的自诊断信息。通过以太网标准的 BIM 接口或 RS-232C 进行数据通信。
2020
系统 I/O 模块选型系统 I/O 模块选型
2121
模块型号 模块名称 配电电源另选功能
能否冗余Bit显示功能
ISA G3 标准
脉冲计数
AAII01 模拟量电流输入, 16点 ○ ○ ○
AAII05 模拟量电流输入, 8点,点点隔离 ○ ○ ○
AAIV01 模拟量电压输入, 16点 ○ ○
AAIO01 模拟量电流输入输出, 8点 ○ ○ ○
AAIO05 模拟量电流输入输出, 4点,点点隔离
○ ○ ○
AAOV01 模拟量电压输出, 16点 ○ ○
AAIS01 热电偶输入, 16点 ○ ○
AAIS02 热电阻输入, 12点 ○ ○
APLI01 脉冲量输入, 8点 ○ ○ ○
ADIV01 数字量输入, 32点,非冗余专用型 ○
ADIV02 数字量输入, 32点, 24VDC ○ ○ ○ ○
ADIV03 数字量输入, 64点, 24VDC ○ ○ ○
ADIV05 数字量输入, 16点, 100V AC ○ ○ ○ ○
ADIV06 数字量输入, 16点, 200V AC ○ ○ ○ ○
ADOT01 数字量输出, 32点,非冗余专用型 ○ ○
ADOT02 数字量输出, 32点 ○ ○ ○ ○ ○ADOT03 数字量输出, 64点 ○ ○ ○ ○
ARL001 继电器输出, 16点 ○ ○ ○ ○
压接型端子板选型压接型端子板选型
模块型号 模块名称 连接点数 适用模块ATES01 模拟量信号用 16点 AAII01,AAIV01,AAIO01,AAO
V01
ATES02 热电偶 /mV 信号用 16点 AAIS01
ATES03 热电阻 /滑线变阻信号用 12点 AAIS02
ATES05 数字量输出信号用 32点 ADOT02
ATES06 数字量信号、继电器输出信号用 16点 ADIV05,ADIV06,ARLO01
ATES07 数字量信号用 32点 ADIV01,ADOT01
ATES08 数字量输入信号用 32点 ADIV02
ATES09 模拟量输入输出信号用 /脉冲量输入信号(隔离)用 8点 AAII05,AAIO05,APLI01
ATED01 模拟量信号用(冗余用) 16点 AAII01,AAIV01,AAOV01,AAIO01
ATED02 热电偶 /mV 信号用(冗余用) 16点 AAIS01
ATED03 热电阻 /滑线变阻信号用(冗余用) 12点 AAIS02
ATED05 数字量输出信号用(冗余用) 32点 ADOT02
ATED08 数字量输入信号用(冗余用) 32点 ADIV02
ATED09 模拟量输入输出信号用 / 脉冲量输入信号(隔离)用(冗余用) 8点 AAII05,AAIO05,APLI01注:压接型端子板都具有抗浪涌选型注:压接型端子板都具有抗浪涌选型
2222
分离型端子板选型分离型端子板选型
模块型号 模块规格OTIFA840F1 OTIFA840F2
单机 冗余 单机 冗余AAII01 模拟量电流输入, 16点 TK4G3688C1 TK4G3689C1 —— ——
AAII05 模拟量电流输入, 8点,点点隔离
AAIV01 模拟量电压输入, 16点AAIO01 模拟量电流输入输出, 8
点AAIO05 模拟量电流输入输出, 4
点,点点隔离AAOV01 模拟量电压输出, 16点APLI01 脉冲量输入, 8点ADIV02 数字量输入, 32
点, 24VDCTK4G3690C1 TK4G3691C1 TK4G4200C1 TK4G4201C1
ADIV03 数字量输入, 64点, 24VDC
TK4G3690C2×2
TK4G3691C2×2
TK4G4200C2×2
TK4G4201C2×2
ADOT02 数字量输出, 32点 TK4G3690C1 TK4G3691C1 TK4G4200C1 TK4G4201C1
ADOT03 数字量输出, 64点 TK4G3690C2×2
TK4G3691C2×2
TK4G4200C2×2
TK4G4201C2×2
2323
WebPIO 和 PC 机构成数据采集系统(SCADA)WebPIO 和 PC 机构成数据采集系统(SCADA)
推荐 PC 配置作为数据采集和 组态用操作系统: WINDOWS NT V4.0CPU : 400MHz 以上内存: 192MB 以上硬盘: 3GB 以上应用软件: MS Excel97作为组态用操作系统: WINDOWS NT V4.0CPU : 266MHz 以上内存: 64MB 以上硬盘: 100M 以上应用软件: MS Excel97
软件环境 SCADA 软件包控制软件包
组态软件 OPC服务器或专用的 I/O驱动
EPAP驱动
Windwos NT/Windows 2000/98/95
控制室
现场
2424
过程操作站、数据库站过程操作站、数据库站
过程操作站 AOS
数据库站 ADS
2525
过程操作站 AOS 的特点过程操作站 AOS 的特点
◆采用开放式环境(通用 PC 、 Windows2000 操作系统、以太网 )。 ◆操作站采用可以连续 24小时运行的工业 PC 。◆既可采用通用鼠标、键盘等操作设备,也可采用专用操作员键盘。 ◆系统采用网络打印机。◆可以利用公用 Internet 网进行系统远程监控。◆对 ADS 进行冗余设置可以实现工艺数据存贮的高可靠性。◆通过以太网的冗余设置实现系统通讯的高可靠性。
AOS-PC2000(平台式 )
AOS-PC2000(立柜式 )
2626
AOS 的画面种类以及容量AOS 的画面种类以及容量
2727
AOS 工艺流程图规格AOS 工艺流程图规格
画面尺寸 1280×1024点阵,可横向纵向两倍、四倍扩大尺寸 文字特点 英文字母,数字,中文(16× 16-96× 96点阵) 窗口显示 动态窗口、内部仪表窗口、趋势画面、设备操作窗口
2828
AOS/ADS 以太网切换器AOS/ADS 以太网切换器
切换控制
AOS/ADS 操作站 / 数据库
切换控制
其他通讯设备
以太网切换器
A 网络
B 网络
10/100M
10/100M Ethernet
10/100M Ethernet
A/B 网络自动切换
发信: A 、 B 网络同时发送
收信:先到优先
2929
系统各站之间的数据交换系统各站之间的数据交换
3030
ADS 数据库站功能ADS 数据库站功能
ADS-2000
数据库站用来获取和记录过程控制数据,并对这些数据进行集中管理
3131
ADS 数据库扩展应用ADS 数据库扩展应用
在不影响DCS运行的情况下 ,可以自由运用 DCS 系统所存储的过程数据
专用数据库.历史趋势数据.报警历史记录.运行操作记录.报表数据
通用数据库 (SQL Server).历史趋势数据.报警历史记录.运行操作记录.报表数据
通用 PC过程操作站AOS-2000
控制器ACS-A
数据库站ADS-2000
ETHERNET 连接通用数据库
.操作管理.品质管理 (SPC/SQC).生产管理.保养 (TPM)
通用软件 (SQL Client)EXCEL,ACCESS 等
3232
AES 工程师站AES 工程师站
工程师站 AES
AES
Mobile AES
3333
AES 工程师站的特点AES 工程师站的特点
所有工程组态可以采用台式机、便携机实施(多台 AES 可并行操作 ) 。 采用 WINDOWS2000 系统操作系统,提高系统稳定性、可操作性。 编程组态工具符合 IEC61131-3 标准。 可安全实现在线修改、单点编译、单点下载功能。 AES 在不进行组态工作的时候,可以兼作 AOS 使用。
AES 移动 AES
3434
AES 工程师站系统规格AES 工程师站系统规格
注:由于 GCS-200 系统是基于多任务、而且每个部分都是固定内存的,所以可以对每部分组态进行单独的编译和下载 。具体下载方式方式又分为离线下载和在线下载,各有各的特点和用途。
3535
系统组态结构系统组态结构
一个系统组态包含控制组态和操作组态两部分。所有组态内容以文件夹的形式出现,如 .CFD、 .PFD、 .IFD等。
3636
AES 组态工具 1/5AES 组态工具 1/5
(1) 梯形图 (Ladder diagram)
3737
AES 组态工具 2/5AES 组态工具 2/5
(2) 功能块图 (Function Block diagram)
3838
AES 组态工具 3/5AES 组态工具 3/5
(3) 顺序控制功能图表 (Sequence Function Chart)
3939
AES 组态工具 4/5AES 组态工具 4/5
(4) 时序功能图表 (Sequence Function Chart)
4040
AES 组态工具 5/5AES 组态工具 5/5
(5) 仪表回路图 (Loop diagram)
4141
批量管理软件- FLEX-BATCH-F批量管理软件- FLEX-BATCH-F
4242
概述 FLEX-BATCH-F批量管理控制软件符合 IEC61512-1 国际标准,是面向工厂批量控制的软件包。它还可以和
SCM 、
ERP 等软件联合使用,实现不同品种、不同批量的生产配方的制作、批量生产控制、批次数据监视、设备监视、工厂
监视、业绩数据的采集和管理、批量报表的输出和打印等多种功能。 另外,在品种追加或变更时,只需要重新对数据排列,就可以完成自动化控制程序的追加和变更。 特点。 配方的制作、登录、实行容易进行 可以对每一个设备的运行状况进行画面操作和监视 对每一个产品、品种、批次、批量的运行监视和可操作性高 批量顺序控制,工段监视画面,报表的管理容易进行 可以采集种类丰富的业绩数据,业绩数据的采集和加工容易 业绩数据,演算数据,手输入数据可以容易的输出到批量报表上 可以在线进行软件的变更和维护 可通过简单的方法完成复杂批量顺控程序的制作 顺控程序分级 利用直接向控制站下载的方式,可靠性高 详细工段显示画面按照配方自动生成,自动修正 标准装备中由顺序程序的暂停,分步进行,跳过,中断的功能 出色的报表功能( Excel 格式) 系统构成多样性,从小规模到大规模的设计思想统一。
© 2004.2 SUPCON Corporation. © 2004.2 SUPCON Corporation. 浙江中控
谢谢大家谢谢大家
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