操作系统简介
第一章 控制系统概述
1.1 系统结构介绍
1 集散控制系统(DCS—Distributed Control System)
集散控制系统又名分布式计算机控制系统,是利用计算机技术对生产过程进行集中监测、操作、管理和分散控制的一种新型控制技术。是由计算机技术、信号处理技术、测量控制技术、通讯网络技术、CRT技术、图形显示技术及人机接口技术相互渗透发展而产生的。
DCS既不同于分散的仪表控制,又不同于集中式计算机控制系统,而是克服了二者的缺陷而集中了二者的优势。它具有通用性强、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、显示操作集中、人机界面友好、安装简单规范化、调试方便、运行安全可靠的特点,适用于石油、化工、冶金、轻工、造纸等各种生产过程,能提高生产自动化水平和管理水平,提高产品质量,降低能源消耗和原材料消耗,提高劳动生产率,保证生产的安全,促进工业技术发展,创造最佳的经济效益和社会效益。
CS1000 和CS3000系统是日本横河公司近几年来开发出来的新型集散控制系统。锦州石化公司第二套催化裂化装置、第二套常减压装置、连续重整装置以及第一套催化裂化改造都采用了CS3000系统。该系统中主要包括PFCD控制站(Dual Redundancy Field Control Station:双重冗余型现场控制站)和HIS操作站(Human Interface Station:人机界面操作站)两大部分,并利用VL 网将系统中定义的每个站连接在一起。控制站之间用10BASE5的VL网粗缆连接,HIS站之间用10BASE2的VL网细缆连接,并利用YCB149粗细缆转换器将两部分VL网连接起来。为了提高系统的安全稳定性,HIS站之间的通讯除了利用VF700网卡构成VL网作为操作站间的通讯总线,还采用了Ethernet(乙太网)连接,因此在每台HIS站上需要分别为两个通讯网定义网址,实现了操作站间通讯的双重冗余备份。在系统的控制站部分配置了双重冗余的VL网,形成了两条总线
BUS1和BUS2完成通讯任务,当一条总线通讯失败时,另一条总线将接管通讯任务。系统结构如图所示:
乙太网 网 控制站 人机界面操作站(HIS)类型: ? 封闭式操作站 ? 开放式操作站
? 安装了HIS功能的个人计算机
输入/输出卡件节点 电源分配板及接口卡件 系统配制:最小:一个FCS,一个HIS
最大:64个站。其中HIS最多16个,超过8个必须加服务器 1.2 系统中的基本概念
1. 域号(Domain Number)
域:由BCV分割的站的集合,或者由同一条V网连接的集合。
域号用于识别VL网上的站,域号的定义范围为1~16,通常情况下,一个工程项目或装置内涉及的所有站应分配同一域号,默认值为1。第二套催化裂化装置DCS的域号为4。 2. 站号(Station Number)
站号用于识别构成系统的每个主要硬件设备。如一个控制站或一个操作站。在CS1000系统中站号的设置范围为1~24,而在CS3000系统中站号的设置范围扩大为1~64。对于控制站部分,站号是依据控制站的个数,从1开始,按照由小到大的顺序分配,如:一套CS3000系统中定义了3个控制站,那么控制站的站号依次为1,2,3。然而,对于HIS操作站,站号是依据操作站的个数,从最大值开始,按照由大到小的顺序分配,如:一套CS3000系统中定义了4个操作站,那么操作站的站号依次为64,63,
62,61。 3. 计算机名
又称为HIS操作站站名,是VL网或乙太网上用于识别每台计算机的唯一名字。其定义方式为HISddss。其中dd是域号,ss是站号。例如:HIS0164是指域号为01,站号为64的一台计算机名。如果操作站上同时采用了VL 网和乙太网,则VL网上的计算机名必须与乙太网上的计算机名相同。查看计算机名的方法:在Win2000的桌面上,选中 “我的电脑” 图标,单击鼠标右键,在弹出的菜单中选择“属性”,在“网络标识”页上即可看到本机的计算机名。 4. IP地址
VL 网和乙太网上识别计算机的唯一地址。例如:计算机名为HIS0164的一个HIS操作站,在VL 网上的地址为172.16.1.64,而在乙太网上的地址为172.17.1.64。查看本机IP地址的方法:在Win2000的桌面上,选中 “网络邻居” 图标,单击鼠标右键,在弹出的菜单中选择“属性”,在“TCP/IP协议”页上可以看到本机在VL网和乙太网上的IP地址及子网掩码,子网掩码通常为255.255.0.0。
5. 操作指引窗口(Operation Guide Windows)
通知操作人员当前的工况或为操作员提供操作指引。操作指引窗口中的内容是由用户在系统组态时事先定义的,当产生一条操作指引信息时,以音响通知操作员,同时系统信息窗上的操作指引按钮闪烁,操作员键盘上的操作指引LED灯闪烁,以通知操作员查看此时的指引内容。 6. 操作标记(Operation Mark)
每个系统可以定义64个操作标记,用户可以根据需要将操作标记加在仪表面板下部的标记条上。每个操作标记最多允许输入8个字符,可选择的颜色有16种,如:“禁止手动”,“仪表维修”等。根据组态时定义的用户级别或钥匙位置,在每个仪表的“Tuning Window”(参数调节窗)中可以为当前仪表分配或删除操作标记。注意:操作标记的资源是在组态时定义的。 7. 控制组(Control Group) 又称操作组,主要用于对工艺过程中的若干相关仪表进行控制,对测量参数进行较集中的监视。一个控制组内可以定义显示8个或16个仪表面板。当定义显示16个仪表面板时,该窗口只能用于监视目的。 8. 位号标记(Tag Mark)
位于仪表面板上仪表位号的右侧,用于标识该仪表的重要级别。分以下三类:
优先级 位号标记 重要位号 普通位号 辅助性位号 位号标记的颜色代表不同的报警状态: