Tài liệu hướng dẫn DCS, hệ thống điều khiển phân tán

PHẦN PHẦN CỨNG .2 I Cấu trúc phần cứng hệthống DCS Centum 1.1 Thành phần hệthống : 1.2 Cấu trúc, chức trạm vận hành HIS: .3 1.3 Cấu trúc, chức máy Engineering Workstation (EWS) 1.4 Cấu trúc, chức máy OPC: .6 1.5 Cấu trúc tủFCS: 1.6 Cấu trúc FCS KFCS: .8 1.7 Các modun vào/ra: .17 1.8 Các phụkiệ n I/O card: 24 II Mạng FCS thông sốcác loạibus: .26 2.1 Mạng FCS: 26 2.2 Các loạibus thông số: .28 III Cấu hình phần cứng 30 3.1 Đặt đị a chỉdomain: 30 3.2 Đặt đị a chỉtrạm: 32 3.3 Đặt đị a chỉtrên card VF701 HIS 32 PHẦN .36 PHẦN MỀM .36 I Các chức cơbản phần mề m Centum CS3000: 37 1.1 Phân quyề n ngườidùng mức bảo mật: 37 1.2 Sơlược chức menu vận hành: .39 1.3 Instrument faceplate: 43 1.4 Câu hỏiôn tập: .45 II Cài đặt cấu hình hệthống công cụSystem View 46 2.1 Tổng quan vềSystem View 46 2.2 Khởi động System View .47 2.3 Đị nh nghĩ a Project 50 III Các khốichức điề u khiể n 62 3.1 Khối chỉthịtín hiệu vào (PVI) 62 3.2 Khối chỉthịđầu vào với báo động độlệ ch (PVI-DV) 63 3.3 Khối điề u khiể n (PID) 65 3.4 Tác động điều khiể n khối đặt tay (MLD) 73 3.5 Khối đặt tải tay với chỉthịđầu vào (MLD-PVI) 75 3.6 Khối đặt tải với công tắc auto/man (MLD-SW): .76 3.7 Khối điề u khiể n động cơ(MC-2, MC-3) 83 3.8 Khối đặt tỷlệ(RATIO): 91 3.9 Khối giới hạn tốc độ(VELLIM) 94 IV Các khốitính toán chính: 98 4.1 Các Khối tính toán sốhọc .98 4.2 Khối chức tuyến tính hóa đoạn (FUNC-VAR) 99 4.3 Khối thờigian trễmở(OND) 102 4.4 Khối tính toán chung (CALCU) 103 4.5 Khối đặt dữliệ u (DSET) 108 4.6 Bảng trình tự(ST16): 109 4.7 Khối sơđồlogic: (LC64) 112 PHẦN PHẦN CỨNG Cấ u trúc phầ n cứng hệthố ng DCS Centum I 1.1 Thành phầ n hệthố ng : 1.2 Cấ u trúc, chức mộ t trạm vận hành HIS: Trạ m vậ n hành HIS có chức nă ng trạ m giao diệ n người máy người vậ n hành với hệthống DCS HIS có chức nă ng vậ n hành, điề u khiể n, giám sát, theo dõi trend, alarm, trạ ng thái Interlock Cấ u hình cầ n thiế t cho HIS đểchạ y Centum CS3000 nhưsau: - HIS máy vi tính đa chức nă ng, chạ y hệđ iề u hành Windows 2000 trởvềsau - Cấ u hình CPU: Pentium 300MHz hay nhanh hơ n - Bộnhớchính: 96MB hay nhiề u hơ n - Đĩ a cứng: 4GB hay nhiề u - Có cổng COM: mộ t cổ ng RS232 hay nhiề u - Có mộ t khe PCI đ ểcắ m card giao tiế p bus VF701 - Có card mạ ng Ethernet 100Mb hay Thông tin trao đổ i mỗ i HIS bao gồm hai mạ ng Vnet Ethernet nhưhình sau: Có hai loạ i HIS Loạ i desktop: máy tính bình thường (workstation) đ ặ t bàn đa dụ ng nhưhình sau: Hiệ n nhà máy Đạ m Phú Mỹđ ang dùng loạ i Loạ i console: HIS có bàn vậ n hành loạ iđ ặ c biệ t, hỗtrợhai monitor Có hai loạ i, loạ i kín loạ i hở 1.3 Cấ u trúc, chức mộ t máy Engineering Workstation (EWS) EWS thường máy tính Server, dùng hình CRT hay LCD thường, có chức nă ng thiế t lậ p cấ u hình, chứa cơsởdữliệ u toàn bộproject, thường EWS cũ ng có chức nă ng operation monitor 1.4 Cấ u trúc, chức mộ t máy OPC: Máy OPC thường mộ t Server, dùng hình CRT hay LCD thường, có chức nă ng trung chuyể n thông sốvậ n hành hệthố ng từDCS sang hệthống khác nhưIMS, APC… 1.5 Cấ u trúc mộ t tủFCS: FCS thực hiệ n điề u khiể n công nghệ , giao tiế p vớ i hệthống phụkhác PLC, CCC, Bently Nevada… Có hai loạ i FCS: Tiêu chuẩ n: LFCS KFCS LFCS: loạ i có IO remote IO, kế t nốithông qua RIO bus KFCS: loạ i có IO local IO, kế t nố i thông qua Extended Serial Backboard (ESB) bus and (ER) Enhanced Remote bus Model AFS10S AFS10D AFS20S AFS20D AFS30S AFS30D AFS40S AFS40D Type Field Control Station (19” rack mountable type) Duplexed Field Control Station (19” rack mountable type) Field Control Station (with cabinet) Duplexed Field Control Station (with cabinet) Field Control Station (for FIO, 19” rack mountable type) Duplexed Field Control Station (for FIO, 19” rack mountable type) Field Control Station (for FIO, with cabinet) Duplexed Field Control Station (for FIO, with cabinet) Loạ i nhỏSFCS PFCS: SFCS: loạ i có remote IO, kế t nố i trực tiế p vào RIO, không thông qua RIO bus PFCS loạ i tiêu chuẩ n hệthống CS 3000 Model PFCS-H PFCD-H Type Field Control Station (compact type) Duplexed Field Control Station (compact type) PFCS loạ i tiêu chuẩ n hệthống CS 1000 Model PFCS-S PFCD-S PFCS-E PFCD-E Type Field Control Station (standard type) Duplexed Field Control Station (standard type) Field Control Station (enhanced type) Duplexed Field Control Station (enhanced type) Ghi chú: nhà máy Đạ m chỉdùng loạ i KFCS nên từđ ây vềsau, tài liệ u hướng dẫ n chỉđ ềcậ p đế n KFCS Mọ i thông tin liên quan đ ế n hệFCS khác, tham khả o hướng dẫ n sửdụ ng nhà sả n xuấ t 1.6 Cấu trúc FCS KFCS: 1.6.1 Cabinet củ a FCS tiêu chuẩ n (KFCS) Mộ t cabinet KFCS bao gồm: Thiế t bị cấ p nguồn FCU Các node Thiế t bị cấ p nguồn cho FCU Thiế t bị cấ p nguồn cho node 1.6.2 Cấ u trúc chung mộ t FCU: Cấ u trúc Redundant mộ t card xửlý FCU Mộ t FCU KFCS bao gồ m: Thiế t bị cấ p nguồn -Đèn RDY: Đèn hiể n thịtrạ ng thái, màu xanh Thiế t bịnguồ n làm việ c bình thường Đèn tắ t nguồ n có lỗi hoặ c Thiế t bịnày làm việ c không bình thường Chú ý: - Đầ u nố i bả o trì (CHK) sửdụ ng làm công tác bả o dưỡng Trong công việ c vậ n hành bình thường, không dùng đ ầ u nối - Các cầ u chì có tuổ i thọgiới hạ n (nên thay thếsau nă m) Đối vớ i 100-120V AC hoặ c 220-240V AC, sửdụ ng cầ u chì 6,3A (sốhiệ u: S9578VK); Đối với 24V DC, sửdụ ng cầ u chì 15A (sốhiệ u: S9504VK) - Công tắc ON/OFF pin: Lựa chọ n hoặ c không lựa chọ n nguồn dựphòng đ ểlưu dữnộ i dung củ a bộnhớ card xửlý nguồn bịsựcố - ON: Cho phép nguồn dựphòng Lựa chọ n vịtrí làm việ c bình thường - OFF: Loạ i bỏnguồn dựphòng Thời gian dựphòng đ ược cấ p pin đế n 72 Khi mấ t nguồ n cấ p 72 giờ, đ ặ t công tắ c sang vịtrí OFF đ ểtránh xảhế t pin Đây mộ t công tắ c kiể u chốt kéo Đểchuyể n vịtrí công tắ c, trước tiên kéo công tắ c vềphía trước đ ểnhảkhoá - Thiế t bịpin FCU - Biế n cục bộ: Biế n cụ c bộkhai báo ởđ ầ u chương trình, cú pháp nhưsau: [, ] Ví dụ: Double Flow, inflow - Biế n vào/ra: Chương trình có thểsửdụ ng dữliệ u mà đ ược kế t nố i với đầ u nối khối CALCU, hoặ c đọ c tagname (tên) trực tiế p Trong cả2 trường hợp, chương trình tựđộ ng phát hiệ n kiể u dữliệ u củ ađ ầ u vào hoặ c đầ u ra, nhưvậ y việ c khai báo không cầ n thiế t Có cách viế t biế n vào/ra: + Nế u nố i dây liên kế t khố i chương trình sẽlấ y dữliệ u RV, RV1- RV7 đ ưa CPV, CPV1-CPV3 Ví dụ : CPV = RV + RV1 – RV2 + Nế u không nố i dây đ ầ u nố i vào/ra, có thểđ ọc đị a chỉtrực tiế p theo ng “Tagname.item” Ví dụ: FIC100.SV = FI200.PV + FI300.PV Ngoài ra, dữliệ u bả ng trình tựcũ ng có thểđược tham khả o bằ ng việ c sửdụng ng “ tagname.item.value” Biể u thức ởmỗi phía củ a dấ u“ =”phả iđ ượ cđ ặ t dấ u ngoặ c kép “{ }” Ví dụ: {FIC100.MODE.MAN} = {PI100.ALRM.HI} Lệ nh sẽép bộđ iề u khiể n FIC100 sang chếđộbằ ng tay (MAN) nế ubộchỉthị PI100 báo đ ộng cao - Đị nh nghĩ a bí danh (Alias): “Bí danh” cho phép thay thếmộ t giá trịvào/ra, tên khố i (tagname), hoặ c tham khả o dữliệ u củ a bả ng trình với mộ t chuỗi ký tự Chuỗi ký tựnày sau đ ược sửdụ ng ởmọi nơi chương trình Nó cho phép n giả n hoá việ c sử dụ ng dễđ ọc nhiề u biể u thức Quan trọ ng hơ n, mộ t sốnhãn không thểsửdụ ng trực tiế pđ ược chương trình chúng sẽbịhiể u sai bở i trình biên dị ch Đó nhãn có dấ u gạ ch ngang “ -” (trình biên dị ch hiể u phép trừ), chữsốởđầ u củ a tên nhãn Như: FIC-100.PV 2PI100.PV Đị nh ng cho bí danh nhưsau: alias Ví dụ: - Thay thếchuỗ i ký tự: Chức nă ng làm việ c giố ng nhưchức nă ng gán bí danh, ngoạ i trừrằ ng đ ặ c trưng cho sựthay thếđ oạ n vă n bả n (text) Cú pháp: #define Ví dụ: #define OPEN VALVE1.CSV=OPEN Các biể u thức có thểđược thay thếbởi hệsốbằ ng việ c sửdụng #define nhưsau: #define CFLOW (FLOW-33.0) FLOW=FI100.PV CPV=CFLOW/P02 Dấ u ngoặ cđ ơn tuỳchọ n, sẽcó ả nh hưở ng vềcách thực hiệ n tính toán Chẳ ng hạ n như, nế u dấ u ngoặ c đ ơn CPV đ ược tính là: CPV=FLOW-33.0/P02 - Lệ nh điề u khiể n ( Lệ nh IF): Lệ nh IF có thểđ ược sửdụng ở3 ng + Dạ ng 1: if () Ví dụ: If (FI100.PV>23) FIC100.SV=80 + Dạ ng 2: if () then else end if Ví dụ: If (FI100.PV>23) then FIC100.SV=80 Else FIC100.SV=0 End if Chú ý: Các lệ nh if có thểlồ ng vào nhau, phả i chắ c chắ n rằ ng lệ nh if đ ó đ ược sắ p xế p hợp lệvới “ end if” + Dạ ng 3: if () then else if () then else end if Chú ý: Vài lệ nh “ else if”có thểtồ n tạ i lệ nh if Ví dụ: If (FI100.PV>80) then FIC100.SV=50 Else if (FI100.PV>50) then FIC100.SV=25 Else FIC100.SV=0 End if 4.5 Khốiđặ t dữliệ u (DSET) Khối DSET dùng đ ểđ ặ t dữliệ u cho chức nă ng vậ n hành giám sát (PID, VELLIM, MLD-SW…) Sửdụng khố i này, người vậ n hành chỉthấ yđ ược DSET mà không thấ yđ ược khốiđiề u khiể n Sơđ ồkhốichức nă ng nhưsau: Hình 4.9 - Sơđồkhố i DSET Bảng 4.6 - Kiể u đ ích nố i củ a DSET - Thuật toán tính toán: Khối DSET đ ưa điể m đặ t dữliệ u (SV), đ ược đ ưa vào thông qua bàn phím vậ n hành từchức nă ng vậ n hành giám sát Đầ u đ ược giới hạ n bở i việ c xửlý giới hạ n tốc đ ộ Giá trịcủ a bộgiớ i hạ n tố c độđầ u đ ược đặ t trình soạ n thả o chi tiế t (Edit Detail) - Bộgiớ i hạ n tố cđ ộđ ầ u ra: Sựthay đ ổi đ ược phép mỗ i chu kỳquét vềgiá trị đ ầ u - Các mục dữliệ u: Bảng 4.7 - Các mụ c dữliệ u củ a DSET 4.6 Bảng trình tự(ST16): Bả ng trình tựcó chức nă ng giám sát trình tựthay đổ i trạ ng thái hiệ n tạ i đ ầ u vào bả ng Bả ng trình tựthểhiệ n tín hiệ u vào/ra thông qua mố i quan hệlogic Y/N đểxuấ t tín hiệ u ởngõ hợp lý Hình sơđ ồkhối bả ng trình tự: Hình 4.10 - Sơđ ồkhố i củ a Sequence table block Bả ng kế t nố i dữliệ u: Bảng 4.6 - Kiể u kế t nố i dữliệ u củ a Sequence table block Cách lậ p trình cho bả ng trình tựgiố ng nhưmộ t câu lệ nh if then else, bằ ng cách thiế t lậ p đầ u vào, ởvịtrí quy đ ị nh bả ng, sau tạ o quan hệlogic phầ n“ condition rule setting area” “phầ n action rule setting area” Cấ u trúc củ a bả ng trình tựnhưsau: Hình 4.11 – Lược đ ồkhái niệ m Sequence table block Có hai loạ i bả ng trình tựlà ST16:bả ng trình tự ST16E: luậ t mởrộ ng Tín hiệ u điề u kiệ n: nhậ p tên tag thành phầ n tag tín hiệ uđ ầ u vào vào ô Tag name data item, nhậ p trạ ng thái đ iề u kiệ n vào ô data Tín hiệ u đáp ứng: tương tựnhưng cho tín hiệ uđ ầ u Sốluậ t tậ p luậ t: nơi nhậ p tậ p luậ t, có thểlậ pđ ế n 32 luậ t, tín hiệ u ngõ phụthuộc vào tậ p luậ t trạ ng thái củ a tín hiệ uđ ầ u vào Luậ tđ áp ứng: quy đị nh đ áp ứng củ a ngõ theo đ iề u kiệ n củ a tậ p luậ t Step: quy đị nh bước kếtiế p đểthực hiệ n bả ng điề u kiệ n Thời gian xửlý: bao gồ m thời gian bắ tđ ầ u thời gian xuấ t tín hiệ u ra, thờ i gian bắ t đầ u thời gian thuậ t toán điề u khiể n thực thi có tín hiệ u đ ầ u vào thỏ a mãn logic bả ng trình tự Thời gian bắ tđ ầ u: gồm loạ i thực hiệ nđ ị nh kỳ(T), loạ i thực hiệ n lầ n (O), loạ i thực hiệ n khởi đ ộng (I) loạ i thực thi khởi đ ộng nghiêm ngặ t (B) Thời gian xuấ t tín hiệ u ra: gồ m loạ i xuấ t tín hiệ u đ iề u kiệ n thay đ ổi (C)và loạ i xuấ t tín hiệ u mỗ i đ iề u kiệ n thời gian đ ược thiế t lậ p (E) Chu kỳquét:chu kỳkhởi độ ng bả ng trình tựđ ược kích hoạ t theo chu kỳ quét đượ c đ ị nh nghĩ a Ngoài ra, có chu kỳđ iề u khiể n pha điề u khiể n Các thông sốnày đ ược khai báo cấ u hình Chu kỳquét: gồm ba loạ i cơbả n, trung bình nhanh Chu kỳđ iề u khiể n: từ0 đ ế n 16 giây Pha điề u khiể n: từ0 đế n 15 giây Vịtrí thông sốkhai báo theo hình sau Hình 4.12 – Các vịtrí khai báo thông sốcho bảng trình tự Hình 4.13 – Khai báo loạ i xửlý đ ị nh thời Ví dụtạ o bả ng trình tựnhưsau: Hình 4.12 – Ví dụminh họa cách tạ o bảng trình tự Việ c khai báo trạ ng thái tín hiệ u đầ u vào, đầ u củ a khố i trình tựcó thểáp dụng lên nhiề u khối chức nă ng khác nhau, mỗ i khối chức nă ng có sốtrạ ng thái chung, nhiên, cú pháp hợp lệcụthểcho khối cầ n phả i tham khả o thêm tài liệ u hướng dẫ n củ a nhà sả n xuấ t 4.7 Khốisơđồlogic: (LC64) Khối LC64 có thểthực hiệ n biể u thức tính toán logic phức tạ p mố i quan hệ đ ầ u vào đầ u Cấ u trúc khố i LC64 nhưsau: Hình 4.13 – Cấu trúc mộ t khố i LC64 Bả ng kế t nố i dữliệ u: Bảng 4.7 –Bảng kế t nố i dữliệ u khố i LC64 Kế t nố iđ ầ u vào có thểđược khai báo vùng tín hiệ u điệ u kiệ n củ a cửa sổbiên tậ p logic (phầ n client area) Hình 4.14 – Cấu trúc cửa sổbiên tập logic Hình 4.15 – Của mộ t sơđồlogic Khối LC64 có 32 đầ u vào, 32 đ ầ u 64 thành phầ n logic Thời gian xửlý: bao gồ m thời gian bắ tđ ầ u thời gian xuấ t tín hiệ u ra, thờ i gian bắ t đầ u thời gian thuậ t toán điề u khiể n thực thi có tín hiệ u đ ầ u vào thỏ a mãn logic bả ng trình tự Thời gian bắ tđ ầ u: gồm loạ i thực hiệ nđ ị nh kỳ(T), loạ i thực hiệ n lầ n (O), loạ i thực hiệ n khởi đ ộng (I) loạ i thực thi khởi đ ộng nghiêm ngặ t (B) Thời gian xuấ t tín hiệ u ra: loạ i xuấ t tín hiệ u đ iề u kiệ n thời gian đ ược thiế t lậ p (E) Chu kỳquét:chu kỳkhởi độ ng bả ng trình tựđ ược kích hoạ t theo chu kỳ quét đượ c đ ị nh nghĩ a Ngoài ra, có chu kỳđ iề u khiể n pha điề u khiể n Các thông sốnày đ ược khai báo cấ u hình Chu kỳquét: gồm ba loạ i cơbả n, trung bình nhanh Chu kỳđ iề u khiể n: từ0 đ ế n 16 giây Pha điề u khiể n: từ0 đế n 15 giây Vịtrí thông sốkhai báo theo hình sau: Hình 4.16 – Khai báo loạ i xửlý đ ị nh thời Các phầ n tửlogic có thểsửdụng LC64 Hình 4.17 – Các phầ n tửlogic (1) Hình 4.18 – Các phầ n tửlogic (2) Tươ ng tựnhưbả ng trình tự, việ c khai báo trạ ng thái tín hiệ u đầ u vào, đầ u khối trình tựcó thểáp dụng lên nhiề u khố i chức nă ng khác nhau, mỗ i khối chức nă ng có mộ t sốtrạ ng thái chung, nhiên, cú pháp hợp lệcụthểcho khối cầ n phả i tham khả o thêm tài liệ u hướng dẫ n củ a nhà sả n xuấ t ... trung chuyể n thông sốvậ n hành hệthố ng từDCS sang h thống khác nhưIMS, APC… 1.5 Cấ u trúc mộ t tủFCS: FCS thực hiệ n điề u khiể n công nghệ , giao tiế p vớ i h thống phụkhác PLC, CCC, Bently... thông sốcác loại bus: 2.1 Mạ ng FCS: Có hai mạ ng h thống DCS, Ethernet lan Vnet Lan theo sơđ ồsau: Mạ ng Ethernet: Kế t nố i HIS EWS, HIS h thống giám sát Mạ ng Ethernet dùng đ ể trao đ ổi... PFCS loạ i tiêu chuẩ n h thống CS 3000 Model PFCS-H PFCD-H Type Field Control Station (compact type) Duplexed Field Control Station (compact type) PFCS loạ i tiêu chuẩ n h thống CS 1000 Model PFCS-S