中控 WebField ECS-100 基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的控制系統(tǒng)

更新時(shí)間：2016-08-03 13:32:32　點(diǎn)擊數(shù)：3638

一．系統(tǒng)簡(jiǎn)介
WebField ECS-100控制系統(tǒng)是中控WebField控制系統(tǒng)家族的最新成員。是中控為適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，特別是Internet、Web技術(shù)的發(fā)展而推出的基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)融合了最新的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)、嵌入式軟件技術(shù)、先進(jìn)控制技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了多種總線(xiàn)兼容和異構(gòu)系統(tǒng)綜合集成。各種國(guó)內(nèi)外DCS、PLC及現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備都可以接入到ECS-100系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)過(guò)程控制設(shè)備信息的共享。
該系統(tǒng)主要應(yīng)用在電力行業(yè)等大、中型過(guò)程控制現(xiàn)場(chǎng)。
系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)由I/O控制總線(xiàn)、現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)、操作網(wǎng)、信息管理網(wǎng)組成。操作網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)策略和數(shù)據(jù)分組的基礎(chǔ)上采用了對(duì)等C/S架構(gòu)，在操作網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)操作站節(jié)點(diǎn)之間包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)報(bào)警，歷史趨勢(shì)，歷史報(bào)警，操作日志等的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信和歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)。
WebFieldECS-100系統(tǒng)采用了基于更高性能芯片的全封裝主控制卡以及高速I(mǎi)/O處理卡件，提高了系統(tǒng)的運(yùn)算速度與處理能力。

二．系統(tǒng)特點(diǎn)
ECS-100系統(tǒng)具有以下鮮明的特點(diǎn)： 
1、安 全 性 系統(tǒng)安全性和抗干擾性符合工業(yè)使用環(huán)境下的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。
2、兼 容 性 符合現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字信號(hào)和傳統(tǒng)的模擬信號(hào)在系統(tǒng)中并存，使企業(yè)現(xiàn)行的工業(yè)自動(dòng)化方案和現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的實(shí)施變得簡(jiǎn)單易行。
3、開(kāi) 放 性 融合各種標(biāo)準(zhǔn)化的軟、硬件接口，方便地接入最先進(jìn)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)設(shè)備和第三方集散控制系統(tǒng)、邏輯控制器等。
4、集 成 性 作為一個(gè)開(kāi)放的可擴(kuò)展系統(tǒng)，可以方便地進(jìn)行擴(kuò)展和集成，利用數(shù)據(jù)站、OPCServer或網(wǎng)關(guān)卡，可實(shí)現(xiàn)與異構(gòu)系統(tǒng)的互聯(lián)。
5、設(shè)備管理 增加先進(jìn)的設(shè)備管理功能（SAMS），用戶(hù)可對(duì)符合現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的智能變送器進(jìn)行組態(tài)校準(zhǔn)，方便智能設(shè)備的自動(dòng)管理，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備管理和過(guò)程控制的完美結(jié)合。
6、故障診斷 具有從網(wǎng)絡(luò)I/O卡件、主控制器到現(xiàn)場(chǎng)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(xiàn)等故障。
7、數(shù)據(jù)管理 收集、管理、儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，并將之傳到公共數(shù)據(jù)庫(kù)，也可以將數(shù)據(jù)分散到不同的報(bào)表中，從而保證過(guò)程在最佳的狀態(tài)運(yùn)行。
8、圖形界面 提供集成化圖形界面組態(tài)工具，可以方便、快捷地生成圖形畫(huà)面，提供多種預(yù)定義圖庫(kù)對(duì)象。
9、報(bào) 警 采用分布式報(bào)警管理系統(tǒng)，可以管理無(wú)限報(bào)警區(qū)域的報(bào)警、基于事件的報(bào)警、報(bào)警優(yōu)先權(quán)、報(bào)警過(guò)濾以及通過(guò)撥號(hào)輸入/輸出管理設(shè)備的遠(yuǎn)程報(bào)警。
10、實(shí)時(shí)仿真 系統(tǒng)具有離線(xiàn)的實(shí)時(shí)調(diào)試和仿真功能，縮短系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試周期并降低了方案實(shí)施的風(fēng)險(xiǎn)。
11、系統(tǒng)容量 系統(tǒng)規(guī)模靈活可變，可滿(mǎn)足從幾個(gè)控制回路、幾十個(gè)I/O信息量到幾千個(gè)控制回路、20000個(gè)I/O信息量的用戶(hù)應(yīng)用要求。
12、信號(hào)配置 提供4點(diǎn)、8點(diǎn)和16點(diǎn)系列I/O卡件，為用戶(hù)提供了多種選擇，優(yōu)化了系統(tǒng)的配置。
13、信號(hào)精度 I/O卡件采用國(guó)際上最新推出的高精度A/D采樣技術(shù)（∑-△A/D）、先進(jìn)的信號(hào)隔離技術(shù)、嚴(yán)格測(cè)試下的帶電插拔技術(shù)、以及多層板和貼片技術(shù)，使信號(hào)的采集精度更高、卡件的穩(wěn)定性更好。
14、控制組態(tài) 系統(tǒng)控制組態(tài)采用了符合IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的組態(tài)工具FBD、LD、SFC、ST等，使原熟悉PLC編程的用戶(hù)方便過(guò)渡到DCS的使用中來(lái)。
15、遠(yuǎn)程服務(wù) 能夠通過(guò)遠(yuǎn)程通信媒體實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、故障診斷、系統(tǒng)維護(hù)、操作指導(dǎo)、系統(tǒng)升級(jí)等。
16、快速I(mǎi)/O 提供快速AI和AO，AI采樣周期可達(dá)50ms。
17、在線(xiàn)下載 系統(tǒng)支持在線(xiàn)下載。

工程師站是為專(zhuān)業(yè)工程技術(shù)人員設(shè)計(jì)的，內(nèi)裝有相應(yīng)的組態(tài)平臺(tái)和系統(tǒng)維護(hù)工具。
操作員站是由工業(yè)PC機(jī)、顯示器、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、打印機(jī)等組成的人機(jī)系統(tǒng)，是操作人員完成過(guò)程監(jiān)控管理任務(wù)的人機(jī)界面。
服務(wù)器站可與企業(yè)管理計(jì)算機(jī)網(wǎng)（ERP或MIS）交換信息，實(shí)現(xiàn)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)采集，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的管理、控制全集成綜合自動(dòng)化。
數(shù)據(jù)管理站用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與外部數(shù)據(jù)源的通信，從而實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理。
時(shí)間同步服務(wù)器用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的時(shí)間同步。
控制站是系統(tǒng)中直接與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行信息交互的I/O處理單元，由主控卡、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡、I/O卡、接線(xiàn)端子板及內(nèi)部I/O總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)組成，完成整個(gè)工業(yè)過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控功能。
過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)操作站節(jié)點(diǎn)及控制站的連接，完成信息、控制命令的傳輸與發(fā)送，過(guò)程控制網(wǎng)采用雙重化冗余設(shè)計(jì)，使得信息傳輸可靠、高速。
操作網(wǎng)采用快速以太網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)C/S模式下服務(wù)器與客戶(hù)端的數(shù)據(jù)通訊及操作網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的時(shí)間同步。
四．系統(tǒng)規(guī)模
ECS-100系統(tǒng)站點(diǎn)容量最高可達(dá)31個(gè)冗余的控制站和32個(gè)操作站節(jié)點(diǎn)，每個(gè)控制站可處理192個(gè)控制回路，系統(tǒng)容量達(dá)到20000點(diǎn)。
五．系統(tǒng)硬件
1、控制站：
控制站是系統(tǒng)中直接與現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行I/O數(shù)據(jù)采樣、信息交互、控制運(yùn)算、邏輯控制的核心單元，完成整個(gè)工業(yè)過(guò)程的實(shí)時(shí)控制功能。通過(guò)軟件設(shè)置和硬件的不同配置可構(gòu)成不同功能的控制結(jié)構(gòu)，如過(guò)程控制站、邏輯控制站、數(shù)據(jù)采集站。
控制站的核心是主控制卡，主控制卡通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)——SBUS總線(xiàn)擴(kuò)充各種功能，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的輸入輸出，同時(shí)完成過(guò)程控制中的數(shù)據(jù)采集、回路控制、順序控制、以及包括優(yōu)化控制等各種控制算法。
控制站主要由機(jī)柜、機(jī)籠、供電單元、端子板和各類(lèi)卡件（包括主控制卡、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡和各種信號(hào)輸入/輸出卡）組成。
2、操作站節(jié)點(diǎn)
操作站節(jié)點(diǎn)是控制系統(tǒng)的人機(jī)接口站，是工程師站、操作員站、數(shù)據(jù)管理站和服務(wù)器站的總稱(chēng)。
ECS-100系統(tǒng)可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置成常規(guī)工作模式或C/S工作模式，并選擇相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)策略。
在ECS-100系統(tǒng)中，可以設(shè)置專(zhuān)用服務(wù)器站，也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)策略設(shè)置，將某個(gè)工程師站或操作員站設(shè)置為專(zhuān)門(mén)的單項(xiàng)服務(wù)器。
數(shù)據(jù)站可以專(zhuān)門(mén)配置，也可以用其它操作站節(jié)點(diǎn)兼作數(shù)據(jù)站。
3、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)
ECS-100系統(tǒng)采用成熟的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，構(gòu)成高速的冗余數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)的及時(shí)傳送。
ECS-100系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)共有四層，分別是：信息管理網(wǎng)、操作網(wǎng)、過(guò)程控制網(wǎng)和I/O總線(xiàn)。
信息管理網(wǎng) 
信息管理網(wǎng)采用通用的以太網(wǎng)技術(shù)，用于工廠(chǎng)級(jí)的信息傳送和管理，是實(shí)現(xiàn)全廠(chǎng)綜合管理的信息通道。
操作網(wǎng)
AdvanTrol-Pro在網(wǎng)絡(luò)策略和數(shù)據(jù)分組的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了具有對(duì)等C/S特征的操作網(wǎng)，在該操作網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)操作站節(jié)點(diǎn)之間包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)報(bào)警，歷史趨勢(shì)，歷史報(bào)警，操作日志等的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信和歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)。操作站節(jié)點(diǎn)之間的時(shí)間同步也是通過(guò)操作網(wǎng)實(shí)現(xiàn)。
過(guò)程控制網(wǎng)（SCnetII網(wǎng)）
系統(tǒng)采用了100M高速冗余工業(yè)以太網(wǎng)SCnet Ⅱ作為其過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)，具有很高的實(shí)時(shí)性和可靠性。
I/O總線(xiàn)（SBUS總線(xiàn)）
I/O總線(xiàn)是控制站內(nèi)部通信網(wǎng)絡(luò)，稱(chēng)為系統(tǒng)的SBUS總線(xiàn)。
六．系統(tǒng)軟件
ECS-100系統(tǒng)采用中控自主開(kāi)發(fā)的AdvanTrol-Pro軟件包，完成系統(tǒng)組態(tài)、數(shù)據(jù)服務(wù)和實(shí)時(shí)監(jiān)控功能。
系統(tǒng)軟件功能特點(diǎn)及性能指標(biāo)
1、在網(wǎng)絡(luò)策略和數(shù)據(jù)分組的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了具有對(duì)等C/S模式特征的操作網(wǎng)絡(luò)服務(wù)
2、采用大容量、高吞吐量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和兩級(jí)分層（分組分區(qū)）的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
3、采用多任務(wù)、多線(xiàn)程，32位代碼
4、良好的開(kāi)放性、兼容性，方便實(shí)現(xiàn)與第三方智能設(shè)備相互通訊
5、提供基于A(yíng)PI接口的多種數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)接口
6、系統(tǒng)組態(tài)結(jié)構(gòu)清晰，界面操作方便
7、控制算法組態(tài)采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)圖形組態(tài)與語(yǔ)言組態(tài)結(jié)合，功能強(qiáng)大
8、實(shí)時(shí)和歷史趨勢(shì)操作靈活，支持歷史數(shù)據(jù)離線(xiàn)瀏覽
9、流程圖功能強(qiáng)大，使用方便
10、報(bào)表功能靈活，應(yīng)用簡(jiǎn)捷，并具有二次計(jì)算能力
11、強(qiáng)大的報(bào)警管理功能，可以分區(qū)分級(jí)設(shè)置報(bào)警，支持語(yǔ)音報(bào)警
12、操作站節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)更新周期1秒，動(dòng)態(tài)參數(shù)刷新周期1秒
13、流程圖完整顯示時(shí)間≤1秒
14、命令響應(yīng)時(shí)間≤0.5秒
15、按鍵響應(yīng)時(shí)間≤0.2秒
16、系統(tǒng)安全、可靠，長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定
系統(tǒng)軟件構(gòu)成介紹
AdvanTrol-Pro軟件包可分成兩大部分：
系統(tǒng)組態(tài)軟件，包括：用戶(hù)授權(quán)管理軟件、系統(tǒng)組態(tài)軟件、圖形化編程軟件、流程圖制作軟件、報(bào)表制作軟件、二次計(jì)算組態(tài)軟件、等等。
系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控軟件，包括：實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件、數(shù)據(jù)服務(wù)軟件、數(shù)據(jù)通信軟件、報(bào)警記錄軟件、趨勢(shì)記錄軟件、OPC數(shù)據(jù)通信軟件、OPC服務(wù)器軟件、網(wǎng)絡(luò)管理和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸軟件、歷史數(shù)據(jù)傳輸軟件等。
系統(tǒng)組態(tài)軟件通常安裝在工程師站，各功能軟件之間通過(guò)對(duì)象鏈接與嵌入技術(shù)，動(dòng)態(tài)地實(shí)現(xiàn)模塊間各種數(shù)據(jù)、信息的通訊、控制和管理。
系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控軟件安裝在操作員站和運(yùn)行的服務(wù)器、工程師站中，通過(guò)各軟件的相互配合，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)通信及數(shù)據(jù)保存。