中控 WebField ECS-100 基于網絡技術的控制系統

更新時間：2016-08-03 13:32:32　點擊數：3664

一．系統簡介
WebField ECS-100控制系統是中控WebField控制系統家族的最新成員。是中控為適應網絡技術的發展，特別是Internet、Web技術的發展而推出的基于網絡技術的控制系統。該系統融合了最新的現場總線技術、嵌入式軟件技術、先進控制技術與網絡技術，實現了多種總線兼容和異構系統綜合集成。各種國內外DCS、PLC及現場智能設備都可以接入到ECS-100系統中，實現企業內過程控制設備信息的共享。
該系統主要應用在電力行業等大、中型過程控制現場。
系統網絡由I/O控制總線、現場控制網、操作網、信息管理網組成。操作網在網絡策略和數據分組的基礎上采用了對等C/S架構，在操作網上實現操作站節點之間包括實時數據，實時報警，歷史趨勢，歷史報警，操作日志等的實時數據通信和歷史數據查詢。
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/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
ECS-100系統具有以下鮮明的特點： 
1、安 全 性 系統安全性和抗干擾性符合工業使用環境下的國際標準。
2、兼 容 性 符合現場總線標準的數字信號和傳統的模擬信號在系統中并存，使企業現行的工業自動化方案和現場總線技術的實施變得簡單易行。
3、開 放 性 融合各種標準化的軟、硬件接口，方便地接入最先進的現場總線設備和第三方集散控制系統、邏輯控制器等。
4、集 成 性 作為一個開放的可擴展系統，可以方便地進行擴展和集成，利用數據站、OPCServer或網關卡，可實現與異構系統的互聯。
5、設備管理 增加先進的設備管理功能（SAMS），用戶可對符合現場總線標準的智能變送器進行組態校準，方便智能設備的自動管理，實現了設備管理和過程控制的完美結合。
6、故障診斷 具有從網絡I/O卡件、主控制器到現場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，從而保證過程在最佳的狀態運行。
8、圖形界面 提供集成化圖形界面組態工具，可以方便、快捷地生成圖形畫面，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，可以管理無限報警區域的報警、基于事件的報警、報警優先權、報警過濾以及通過撥號輸入/輸出管理設備的遠程報警。
10、實時仿真 系統具有離線的實時調試和仿真功能，縮短系統在現場的調試周期并降低了方案實施的風險。
11、系統容量 系統規模靈活可變，可滿足從幾個控制回路、幾十個I/O信息量到幾千個控制回路、20000個I/O信息量的用戶應用要求。
12、信號配置 提供4點、8點和16點系列I/O卡件，為用戶提供了多種選擇，優化了系統的配置。
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（∑-△A/D）、先進的信號隔離技術、嚴格測試下的帶電插拔技術、以及多層板和貼片技術，使信號的采集精度更高、卡件的穩定性更好。
14、控制組態 系統控制組態采用了符合IEC61131-3標準的組態工具FBD、LD、SFC、ST等，使原熟悉PLC編程的用戶方便過渡到DCS的使用中來。
15、遠程服務 能夠通過遠程通信媒體實現遠程監控、故障診斷、系統維護、操作指導、系統升級等。
16、快速I/O 提供快速AI和AO，AI采樣周期可達50ms。
17、在線下載 系統支持在線下載。

工程師站是為專業工程技術人員設計的，內裝有相應的組態平臺和系統維護工具。
操作員站是由工業PC機、顯示器、鍵盤、鼠標、打印機等組成的人機系統，是操作人員完成過程監控管理任務的人機界面。
服務器站可與企業管理計算機網（ERP或MIS）交換信息，實現企業網絡環境下的實時數據和歷史數據采集，從而實現整個企業生產過程的管理、控制全集成綜合自動化。
數據管理站用于實現系統與外部數據源的通信，從而實現過程控制數據的統一管理。
時間同步服務器用于實現系統的時間同步。
控制站是系統中直接與工業現場進行信息交互的I/O處理單元，由主控卡、數據轉發卡、I/O卡、接線端子板及內部I/O總線網絡組成，完成整個工業過程的實時監控功能。
過程控制網絡實現操作站節點及控制站的連接，完成信息、控制命令的傳輸與發送，過程控制網采用雙重化冗余設計，使得信息傳輸可靠、高速。
操作網采用快速以太網技術，實現C/S模式下服務器與客戶端的數據通訊及操作網節點的時間同步。
四．系統規模
ECS-100系統站點容量最高可達31個冗余的控制站和32個操作站節點，每個控制站可處理192個控制回路，系統容量達到20000點。
五．系統硬件
1、控制站：
控制站是系統中直接與現場進行I/O數據采樣、信息交互、控制運算、邏輯控制的核心單元，完成整個工業過程的實時控制功能。通過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，主控制卡通過系統內高速數據網絡——SBUS總線擴充各種功能，實現現場信號的輸入輸出，同時完成過程控制中的數據采集、回路控制、順序控制、以及包括優化控制等各種控制算法。
控制站主要由機柜、機籠、供電單元、端子板和各類卡件（包括主控制卡、數據轉發卡和各種信號輸入/輸出卡）組成。
2、操作站節點
操作站節點是控制系統的人機接口站，是工程師站、操作員站、數據管理站和服務器站的總稱。
ECS-100系統可根據實際情況設置成常規工作模式或C/S工作模式，并選擇相應的網絡策略。
在ECS-100系統中，可以設置專用服務器站，也可以通過網絡策略設置，將某個工程師站或操作員站設置為專門的單項服務器。
數據站可以專門配置，也可以用其它操作站節點兼作數據站。
3、系統網絡
ECS-100系統采用成熟的計算機網絡通訊技術，構成高速的冗余數據傳輸網絡，實現過程控制實時數據及歷史數據的及時傳送。
ECS-100系統通信網絡共有四層，分別是：信息管理網、操作網、過程控制網和I/O總線。
信息管理網 
信息管理網采用通用的以太網技術，用于工廠級的信息傳送和管理，是實現全廠綜合管理的信息通道。
操作網
AdvanTrol-Pro在網絡策略和數據分組的基礎上實現了具有對等C/S特征的操作網，在該操作網上實現操作站節點之間包括實時數據，實時報警，歷史趨勢，歷史報警，操作日志等的實時數據通信和歷史數據查詢。操作站節點之間的時間同步也是通過操作網實現。
過程控制網（SCnetII網）
系統采用了100M高速冗余工業以太網SCnet Ⅱ作為其過程控制網絡，具有很高的實時性和可靠性。
I/O總線（SBUS總線）
I/O總線是控制站內部通信網絡，稱為系統的SBUS總線。
六．系統軟件
ECS-100系統采用中控自主開發的AdvanTrol-Pro軟件包，完成系統組態、數據服務和實時監控功能。
系統軟件功能特點及性能指標
1、在網絡策略和數據分組的基礎上實現了具有對等C/S模式特征的操作網絡服務
2、采用大容量、高吞吐量的實時數據庫和兩級分層（分組分區）的數據結構
3、采用多任務、多線程，32位代碼
4、良好的開放性、兼容性，方便實現與第三方智能設備相互通訊
5、提供基于API接口的多種數據訪問接口
6、系統組態結構清晰，界面操作方便
7、控制算法組態采用國際標準，實現圖形組態與語言組態結合，功能強大
8、實時和歷史趨勢操作靈活，支持歷史數據離線瀏覽
9、流程圖功能強大，使用方便
10、報表功能靈活，應用簡捷，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，支持語音報警
12、操作站節點數據更新周期1秒，動態參數刷新周期1秒
13、流程圖完整顯示時間≤1秒
14、命令響應時間≤0.5秒
15、按鍵響應時間≤0.2秒
16、系統安全、可靠，長期運行穩定
系統軟件構成介紹
AdvanTrol-Pro軟件包可分成兩大部分：
系統組態軟件，包括：用戶授權管理軟件、系統組態軟件、圖形化編程軟件、流程圖制作軟件、報表制作軟件、二次計算組態軟件、等等。
系統運行監控軟件，包括：實時監控軟件、數據服務軟件、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服務器軟件、網絡管理和實時數據傳輸軟件、歷史數據傳輸軟件等。
系統組態軟件通常安裝在工程師站，各功能軟件之間通過對象鏈接與嵌入技術，動態地實現模塊間各種數據、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器、工程師站中，通過各軟件的相互配合，實現控制系統的數據顯示、數據通信及數據保存。