GCS-200 系统

© 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

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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

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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。

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◆ 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。

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◆ 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

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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：

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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

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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)

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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）。

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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。

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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

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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


(2) 功能块图 (Function Block diagram)

3838


(3) 顺序控制功能图表 (Sequence Function Chart)

3939


(4) 时序功能图表 (Sequence Function Chart)

4040


(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。

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谢谢大家谢谢大家

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