LN2000分散式控制系統(tǒng)
LN2000分散控制系統(tǒng)繼承和發(fā)揚了傳統(tǒng)DCS的優(yōu)點,融計算機、網(wǎng)絡(luò)、控制以及現(xiàn)場總線技術(shù)于一體,具有開放地結(jié)構(gòu)、分散的I/O模塊、簡潔的人機界面、靈活的控制組態(tài)、開放的通訊系統(tǒng)和強大的軟件功能。實現(xiàn)了控制功能分散,顯示、操作、記錄、管理集中,集數(shù)據(jù)采集、過程控制、生產(chǎn)管理于一體,能夠滿足大、中、小不同規(guī)模的生產(chǎn)過程的控制和管理需求,有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。
LN2000分散控制系統(tǒng)是山東魯能控制有限公司推出的一種新型的分送控制系統(tǒng)(DCS)產(chǎn)品,是公司承擔(dān)完成的山東電力集團公司重大科技公關(guān)項目,2003年7月28日通過了山東省科技廳組織的專家鑒定,獲山東省科技進步一等獎。
LN2000分散控制系統(tǒng)繼承和發(fā)揚了傳統(tǒng)DCS的優(yōu)點,融計算機、網(wǎng)絡(luò)、控制以及現(xiàn)場總線技術(shù)于一體,具有開放地結(jié)構(gòu)、分散的I/O模塊、簡潔的人機界面、靈活的控制組態(tài)、開放的通訊系統(tǒng)和強大的軟件功能。實現(xiàn)了控制功能分散,顯示、操作、記錄、管理集中,集數(shù)據(jù)采集、過程控制、生產(chǎn)管理于一體,能夠滿足大、中、小不同規(guī)模的生產(chǎn)過程的控制和管理需求,有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。

LN2000分散控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如下(見“LN2000分散控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖”)
LN2000DCS采用計算機、通信和屏幕顯示技術(shù),實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)采集、控制和保護等功能,利用通信技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的多計算機監(jiān)控系統(tǒng),其主要特點是功能分散,數(shù)據(jù)共享,可靠性高。
LN2000DCS是一個多功能分級控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)體系,按功能可劃分為管理級、監(jiān)控級、過程控制級、現(xiàn)場級。
1、現(xiàn)場級?,F(xiàn)場級設(shè)備一般位于被控生產(chǎn)過程的附近,典型的現(xiàn)場級設(shè)備是各類傳感器、變送器和執(zhí)行器。它們將生產(chǎn)過程中的各種物理量轉(zhuǎn)換為電信號,或符合現(xiàn)場總線協(xié)議的數(shù)字信號,送往控制站或數(shù)據(jù)采集站。或者將控制站輸出的控制量轉(zhuǎn)換成機械唯一,帶動調(diào)節(jié)機構(gòu),實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的控制。
2、過程控制級。過程控制級可分為現(xiàn)場控制站和數(shù)據(jù)采集站兩種主要類型,直接與檢測儀表和執(zhí)行機構(gòu)相連,完成工藝過程數(shù)據(jù)的采集和處理,并對工藝過程進行控制和監(jiān)視。過程控制站有過程通道(I/O)單元和主控制單元(MCU)組成,過程通道負責(zé)信號和轉(zhuǎn)換,主控制單元負責(zé)運算處理。
3、監(jiān)控級。監(jiān)控級有人機接口及有關(guān)外圍設(shè)備組成,該級主要完成監(jiān)視控制,以及集中監(jiān)視操作處理等功能,主要設(shè)備有操作員站、工程師站和歷史站等。其中操作員站安裝在中央控制室,工程師站和歷史站一般安裝在電子設(shè)備間。
4、管理級。管理級是DCS機構(gòu)中最上面的一級,由管理人員人機接口等組成。該級以綜合信息管理與處理功能為主,包括生產(chǎn)調(diào)度、系統(tǒng)協(xié)調(diào)、質(zhì)量控制、制作報表、收集運行數(shù)據(jù)和進行綜合分析、提供決策支持等。
1、高速、穩(wěn)定的通信系統(tǒng)
LN2000系統(tǒng)采用了兩級通信:實時數(shù)據(jù)網(wǎng)和CAN現(xiàn)場總線。實時數(shù)據(jù)網(wǎng)采用以太網(wǎng)協(xié)議并采用冗余配置,通信速率為 100M,滿足了高速、可靠、開放的工業(yè)控制計算機網(wǎng)絡(luò)要求。CAN現(xiàn)場總線負責(zé)一個過程控制站與其下層各I / 0模塊之間的通信,也采用冗余配置,過程控制站與I / 0模塊之間的通信采用主從方式,使通信更加可靠。復(fù)位無憂的安全控制器技術(shù),使得控制平穩(wěn),現(xiàn)場設(shè)備無故障無擾動恢復(fù)。
2.全冗余的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
LN2000系統(tǒng)應(yīng)用冗余的供電系統(tǒng)、冗余的通信網(wǎng)絡(luò)、冗余控制站和冗余的CAN現(xiàn)場總線來保證系統(tǒng)的連續(xù)正常運行。任一路電源故障不會影響系統(tǒng)的整體供電,從根本上保證了網(wǎng)絡(luò)的無擾切換,抗干擾能力強。數(shù)據(jù)廣播采用獨創(chuàng)技術(shù),實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)流量均衡控制,避免網(wǎng)絡(luò)瓶頸現(xiàn)象。
3.高可靠性的系統(tǒng)部件
控制站采用低功耗CPU,無須風(fēng)扇換熱,極大的延長了使用壽命,提高了工作的穩(wěn)定性。冗余控制站之間實現(xiàn)了進程級監(jiān)控,可靠性高。智能I/ 0模塊采用低功耗元器件,模塊化結(jié)構(gòu)封裝,減小灰塵腐蝕,克服了插件式結(jié)構(gòu)的缺點。熱電偶模塊內(nèi)自動實現(xiàn)冷端補償,線性化處理,可實現(xiàn)零點、增益的自動校準,避免了漂移現(xiàn)象。AI通道與AO通道均為路路隔離。AI通道給變速器供電回路有過流保護,故障后自動恢復(fù)功能。
4、軟件系統(tǒng)操作簡單
成熟、簡單、易用的組態(tài)軟件,LN2000系統(tǒng)選用成熟操作系統(tǒng),用于系統(tǒng)組態(tài)、調(diào)試、維護,既可以離線使用,也可以在線使用。通過它可以進行系統(tǒng)所有軟件的組態(tài),形成系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫和操作員站的各種畫面、報表等。同時,控制算法組態(tài)軟件通過CAD的方法直接得到實現(xiàn)控制策略的工程圖紙,能大大縮短現(xiàn)場的開工調(diào)試時間和減少重復(fù)性的工作。
LN2000系統(tǒng)中的所有算法都是圖形化的,不僅組態(tài)方便,而且功能齊全。
5、系統(tǒng)使用和維護簡便
過程控制站支持在線修改下裝,調(diào)試修改控制邏輯簡便。自診斷功能強,可診斷至每個 I/ 0點,每個模塊I/0點數(shù)少,可帶電拔插,更換方便。每個冗余的設(shè)備都能夠在正常運行狀況下更換不影響系統(tǒng)工作。
6、支持多種對外接口
LN2000系統(tǒng)提供各種接口,如與長級信息監(jiān)控系統(tǒng)(SIS)的接口、與管理信息系統(tǒng)(MIS)的接口等,接口可以采用標準的OPC協(xié)議、MODBUS協(xié)議,也可以采用客戶定制的非標準的協(xié)議。
主干網(wǎng)絡(luò)
網(wǎng)絡(luò)集成:工業(yè)以太網(wǎng)交換機
網(wǎng)絡(luò)形式:快速以太網(wǎng)
網(wǎng)絡(luò)介質(zhì):超5類雙絞線
拓撲結(jié)構(gòu):星型
接口形式:RJ-45
通信協(xié)議:TCP/IP
通信速率:100Mbps
數(shù)據(jù)流量:100,000點/秒
冗余:雙網(wǎng) 1:1冗余
網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù):255個
網(wǎng)絡(luò)負荷:10%以下
二級網(wǎng)絡(luò)
網(wǎng)絡(luò)形式:CAN
網(wǎng)絡(luò)介質(zhì):雙絞線
拓撲結(jié)構(gòu):總線型
通信速率:1Mbps--20kbps可調(diào)
數(shù)據(jù)流量:5000點次/秒最大
智能模塊數(shù):最多63個
網(wǎng)絡(luò)負荷:10%
過程控制站
AMD:Geode/500M/256MRAM
電子盤:DOM 512M
算法塊容量:10,000個
實時數(shù)據(jù)庫容量:10,000點
網(wǎng)絡(luò)形式:32為PCI總線,100Mbps Full Duplex
CAN接口:PCI總線
智能輸入/輸出模塊
模擬量精度:大信號0.1% 小信號0.3%
SOE分辨率:1ms,模塊安裝位置不受限制
人機接口界面
CPU:PIII/1T/4G DRAM
VRT/LCD分辨率:1600*1200
畫面刷新時間:0.5s以下
數(shù)據(jù)刷新時間:0.5s
可靠性
DPU冗余,電源冗余,網(wǎng)絡(luò)冗余
MTBF>100,000小時