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

更新時間：2016-08-03 13:32:32　點擊數(shù)：3706

一．系統(tǒng)簡介
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)場總線技術(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)，實現(xiàn)了多種總線兼容和異構(gòu)系統(tǒng)綜合集成。各種國內(nèi)外DCS、PLC及現(xiàn)場智能設(shè)備都可以接入到ECS-100系統(tǒng)中，實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)過程控制設(shè)備信息的共享。
該系統(tǒng)主要應(yīng)用在電力行業(yè)等大、中型過程控制現(xiàn)場。
系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)由I/O控制總線、現(xiàn)場控制網(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)上采用了對等C/S架構(gòu)，在操作網(wǎng)上實現(xiàn)操作站節(jié)點之間包括實時數(shù)據(jù)，實時報警，歷史趨勢，歷史報警，操作日志等的實時數(shù)據(jù)通信和歷史數(shù)據(jù)查詢。
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/O處理卡件，提高了系統(tǒng)的運算速度與處理能力。

二．系統(tǒng)特點
ECS-100系統(tǒng)具有以下鮮明的特點： 
1、安 全 性 系統(tǒng)安全性和抗干擾性符合工業(yè)使用環(huán)境下的國際標(biāo)準(zhǔn)。
2、兼 容 性 符合現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字信號和傳統(tǒng)的模擬信號在系統(tǒng)中并存，使企業(yè)現(xiàn)行的工業(yè)自動化方案和現(xiàn)場總線技術(shù)的實施變得簡單易行。
3、開 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)場總線設(shè)備和第三方集散控制系統(tǒng)、邏輯控制器等。
4、集 成 性 作為一個開放的可擴(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），用戶可對符合現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)的智能變送器進(jìn)行組態(tài)校準(zhǔn)，方便智能設(shè)備的自動管理，實現(xiàn)了設(shè)備管理和過程控制的完美結(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(shù)據(jù)管理 收集、管理、儲存數(shù)據(jù)，并將之傳到公共數(shù)據(jù)庫，也可以將數(shù)據(jù)分散到不同的報表中，從而保證過程在最佳的狀態(tài)運行。
8、圖形界面 提供集成化圖形界面組態(tài)工具，可以方便、快捷地生成圖形畫面，提供多種預(yù)定義圖庫對象。
9、報 警 采用分布式報警管理系統(tǒng)，可以管理無限報警區(qū)域的報警、基于事件的報警、報警優(yōu)先權(quán)、報警過濾以及通過撥號輸入/輸出管理設(shè)備的遠(yuǎn)程報警。
10、實時仿真 系統(tǒng)具有離線的實時調(diào)試和仿真功能，縮短系統(tǒng)在現(xiàn)場的調(diào)試周期并降低了方案實施的風(fēng)險。
11、系統(tǒng)容量 系統(tǒng)規(guī)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(yīng)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(yōu)化了系統(tǒng)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(shù)（∑-△A/D）、先進(jìn)的信號隔離技術(shù)、嚴(yán)格測試下的帶電插拔技術(shù)、以及多層板和貼片技術(shù)，使信號的采集精度更高、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編程的用戶方便過渡到DCS的使用中來。
15、遠(yuǎn)程服務(wù) 能夠通過遠(yuǎn)程通信媒體實現(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)升級等。
16、快速I/O 提供快速AI和AO，AI采樣周期可達(dá)50ms。
17、在線下載 系統(tǒng)支持在線下載。

工程師站是為專業(yè)工程技術(shù)人員設(shè)計的，內(nèi)裝有相應(yīng)的組態(tài)平臺和系統(tǒng)維護(hù)工具。
操作員站是由工業(yè)PC機、顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)、打印機等組成的人機系統(tǒng)，是操作人員完成過程監(jiān)控管理任務(wù)的人機界面。
服務(wù)器站可與企業(yè)管理計算機網(wǎng)（ERP或MIS）交換信息，實現(xiàn)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)采集，從而實現(xiàn)整個企業(yè)生產(chǎn)過程的管理、控制全集成綜合自動化。
數(shù)據(jù)管理站用于實現(xiàn)系統(tǒng)與外部數(shù)據(jù)源的通信，從而實現(xiàn)過程控制數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理。
時間同步服務(wù)器用于實現(xiàn)系統(tǒng)的時間同步。
控制站是系統(tǒng)中直接與工業(yè)現(xiàn)場進(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、接線端子板及內(nèi)部I/O總線網(wǎng)絡(luò)組成，完成整個工業(yè)過程的實時監(jiān)控功能。
過程控制網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)操作站節(jié)點及控制站的連接，完成信息、控制命令的傳輸與發(fā)送，過程控制網(wǎng)采用雙重化冗余設(shè)計，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)，實現(xiàn)C/S模式下服務(wù)器與客戶端的數(shù)據(jù)通訊及操作網(wǎng)節(jié)點的時間同步。
四．系統(tǒng)規(guī)模
ECS-100系統(tǒng)站點容量最高可達(dá)31個冗余的控制站和32個操作站節(jié)點，每個控制站可處理192個控制回路，系統(tǒng)容量達(dá)到20000點。
五．系統(tǒng)硬件
1、控制站：
控制站是系統(tǒng)中直接與現(xiàn)場進(jìn)行I/O數(shù)據(jù)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(yè)過程的實時控制功能。通過軟件設(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，主控制卡通過系統(tǒng)內(nèi)高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)——SBUS總線擴(kuò)充各種功能，實現(xiàn)現(xiàn)場信號的輸入輸出，同時完成過程控制中的數(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。
控制站主要由機柜、機籠、供電單元、端子板和各類卡件（包括主控制卡、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡和各種信號輸入/輸出卡）組成。
2、操作站節(jié)點
操作站節(jié)點是控制系統(tǒng)的人機接口站，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。
ECS-100系統(tǒng)可根據(jù)實際情況設(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)置專用服務(wù)器站，也可以通過網(wǎng)絡(luò)策略設(shè)置，將某個工程師站或操作員站設(shè)置為專門的單項服務(wù)器。
數(shù)據(jù)站可以專門配置，也可以用其它操作站節(jié)點兼作數(shù)據(jù)站。
3、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)
ECS-100系統(tǒng)采用成熟的計算機網(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)，實現(xiàn)過程控制實時數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)的及時傳送。
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)、過程控制網(wǎng)和I/O總線。
信息管理網(wǎng) 
信息管理網(wǎng)采用通用的以太網(wǎng)技術(shù)，用于工廠級的信息傳送和管理，是實現(xiàn)全廠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)上實現(xiàn)了具有對等C/S特征的操作網(wǎng)，在該操作網(wǎng)上實現(xiàn)操作站節(jié)點之間包括實時數(shù)據(jù)，實時報警，歷史趨勢，歷史報警，操作日志等的實時數(shù)據(jù)通信和歷史數(shù)據(jù)查詢。操作站節(jié)點之間的時間同步也是通過操作網(wǎng)實現(xiàn)。
過程控制網(wǎng)（SCnetII網(wǎng)）
系統(tǒng)采用了100M高速冗余工業(yè)以太網(wǎng)SCnet Ⅱ作為其過程控制網(wǎng)絡(luò)，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(nèi)部通信網(wǎng)絡(luò)，稱為系統(tǒng)的SBUS總線。
六．系統(tǒng)軟件
ECS-100系統(tǒng)采用中控自主開發(fā)的AdvanTrol-Pro軟件包，完成系統(tǒng)組態(tài)、數(shù)據(jù)服務(wù)和實時監(jiān)控功能。
系統(tǒng)軟件功能特點及性能指標(biāo)
1、在網(wǎng)絡(luò)策略和數(shù)據(jù)分組的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了具有對等C/S模式特征的操作網(wǎng)絡(luò)服務(wù)
2、采用大容量、高吞吐量的實時數(shù)據(jù)庫和兩級分層（分組分區(qū)）的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
3、采用多任務(wù)、多線程，32位代碼
4、良好的開放性、兼容性，方便實現(xiàn)與第三方智能設(shè)備相互通訊
5、提供基于API接口的多種數(shù)據(jù)訪問接口
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)采用國際標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)圖形組態(tài)與語言組態(tài)結(jié)合，功能強大
8、實時和歷史趨勢操作靈活，支持歷史數(shù)據(jù)離線瀏覽
9、流程圖功能強大，使用方便
10、報表功能靈活，應(yīng)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(qū)分級設(shè)置報警，支持語音報警
12、操作站節(jié)點數(shù)據(jù)更新周期1秒，動態(tài)參數(shù)刷新周期1秒
13、流程圖完整顯示時間≤1秒
14、命令響應(yīng)時間≤0.5秒
15、按鍵響應(yīng)時間≤0.2秒
16、系統(tǒng)安全、可靠，長期運行穩(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、報表制作軟件、二次計算組態(tài)軟件、等等。
系統(tǒng)運行監(jiān)控軟件，包括：實時監(jiān)控軟件、數(shù)據(jù)服務(wù)軟件、數(shù)據(jù)通信軟件、報警記錄軟件、趨勢記錄軟件、OPC數(shù)據(jù)通信軟件、OPC服務(wù)器軟件、網(wǎng)絡(luò)管理和實時數(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對象鏈接與嵌入技術(shù)，動態(tài)地實現(xiàn)模塊間各種數(shù)據(jù)、信息的通訊、控制和管理。
系統(tǒng)運行監(jiān)控軟件安裝在操作員站和運行的服務(wù)器、工程師站中，通過各軟件的相互配合，實現(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。