一、TDC3000系統(tǒng)的一般構(gòu)成 TDC3000系統(tǒng)是由一系列硬件和軟件組成，來完成數(shù)據(jù)采集和控制。系統(tǒng)主要有兩大網(wǎng)絡(luò)相連接而成。下面是TDC3000系統(tǒng)的一般網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。 [align=center] 圖一、TDC3000網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖[/align] （一）、Local Control Network 局域控制網(wǎng) 局域控制網(wǎng)簡稱LCN，主要是將一些控制窗口（US操作站）、高級控制模塊（應(yīng)用模件AM、計算機模件CM）及過程網(wǎng)絡(luò)連接在一起，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制。其性能有：] 　　Ÿ 廣播式通訊，令牌傳遞，“令牌環(huán)”； 　　Ÿ 傳輸數(shù)率為5M/Sec，串行傳輸； 　　Ÿ 最多可掛64個節(jié)點/LCN； 　　Ÿ 最長達300M/LCN； 　　Ÿ 最多可擴展到7段，最長為4.9KM； 　　Ÿ 75歐姆終端同軸電纜，冗余網(wǎng)絡(luò)，LCNA、LCNB； 　　Ÿ 每分鐘自動切換一次。 直接掛在LCN網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備稱為LCN節(jié)點；主要有以下幾種類型： 1．通用操作站（Universal Station簡稱US）：是TDC3000的人機界口，它可以針對不同的工作而設(shè)定為操作員操作站（Operator）、工程師操作站（Engineer）和萬能操作站（操作員站+工程師站）。作為操作員操作站，它可以實現(xiàn)以下功能：監(jiān)視和操作連續(xù)與非連續(xù)的過程；報警并處理報警；顯示并打印趨勢、報告和報表；監(jiān)視和控制系統(tǒng)狀態(tài)和診斷程序。作為工程師操作站，可以實現(xiàn)的功能：網(wǎng)絡(luò)組態(tài)；建立過程數(shù)據(jù)庫；建立用戶圖形；設(shè)計報表；編寫控制語言程序（CL語言）等等。 2．通用工作站（Universal Work Station簡稱UWS）：也叫遠程工作站，是一種可選的人機界面，功能與US完全一致，唯一不同之處是UWS是用于辦公室環(huán)境。 3．UXS操作站：也是一種可選的人機界面，它有兩套操作系統(tǒng)除了具有US的全部功能以外，還有一套UNIX系統(tǒng)，具有窗口畫面的管理功能。一臺UXS操作站最多可打開4個LCN窗口和若干個WINDOWS窗口并可對任意一個窗口進行縮放。UNIX系統(tǒng)主要是用于和上位機通訊如：ALPHA機，實現(xiàn)在PC機上最多可同時觀看到4幅流程圖畫面。 4．歷史模件（History Module簡稱HM）：提供了大量存儲在硬盤上的數(shù)據(jù)，在HM中可存儲和訪問的數(shù)據(jù)類型有：歷史報警；操作站信息；系統(tǒng)狀態(tài)變化；系統(tǒng)錯誤信息；系統(tǒng)維護指南；提供報表與趨勢所需的連續(xù)過程的歷史數(shù)據(jù)；所有類型的系統(tǒng)文件等等。 5．應(yīng)用模件（Application Module簡稱AM）：具有綜合的控制算法功能，包含了一整套標準的改進型控制算法，并且可運用CL語言進行進一步改進算法和策略。 6．增強型PLC接口模件（Extend PLC Gateway Module簡稱EPLCG）：主要提供LCN網(wǎng)絡(luò)與PLC之間的通訊；轉(zhuǎn)換LCN與PLC之間的數(shù)據(jù)；掃描程序，處理PLC的數(shù)據(jù)并提供報警信息；可支持Modicon PLC、AB PLC和Honeywell PLC；并可進行冗余和非冗余配置。 7．工廠網(wǎng)絡(luò)模件（Plant Network Module簡稱PLNM）：LCN網(wǎng)絡(luò)與上位機網(wǎng)絡(luò)的接口模件，主要提供LCN與上位機之間的通訊和數(shù)據(jù)交換。 8．網(wǎng)絡(luò)接口模件（Network Gateway Module簡稱NG）：連接多條LCN網(wǎng)絡(luò)，進行相互訪問。 9．網(wǎng)絡(luò)接口模件（Network Interface Module簡稱NIM）：是LCN網(wǎng)絡(luò)與萬能控制網(wǎng)絡(luò)（簡稱UCN）的接口，主要完成兩種網(wǎng)絡(luò)間的通訊和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的功能。 （二）、Universal Control Network萬能控制網(wǎng)絡(luò) 萬能控制網(wǎng)絡(luò)簡稱UCN，主要是傳輸過程數(shù)據(jù)，完成對生產(chǎn)過程的控制。其性能有： 　　Ÿ 與過程設(shè)備相連； 　　Ÿ 傳輸數(shù)率為5M/Sec； 　　Ÿ 最多可掛32個冗余節(jié)點/UCN； 　　Ÿ 最長可達800M/UCN； 　　Ÿ 每條網(wǎng)絡(luò)終端都有75歐姆終端電阻； 　　Ÿ 冗余網(wǎng)絡(luò)：UCNA，UCNB。 　　掛在UCN網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點有 1．增強型過程管理器（Advanced Process Manager簡稱APM）：提供了極強的數(shù)據(jù)采集和控制能力，可處理數(shù)字量DI與DO點，模擬量AI與AO點，脈沖量輸入PI，低信號模擬量輸入LLAI、LLMUX等等；多達160條的調(diào)節(jié)控制回路，可進行流量補償?shù)冗\算、PID控制、馬達控制等等各種運算或邏輯控制，使用CL語言還可改進控制策略，并可與UCN上其它設(shè)備進行點對點通訊。 2．邏輯控制器（Logic Manager簡稱LM）：是一種以開關(guān)量為主的控制器，提供高速邏輯控制，與PLC（即可編程序控制器）相似，可執(zhí)行數(shù)字和模擬量邏輯控制，并可與UCN上的APM或其它LM實現(xiàn)點對點通訊。 二、冶銅工藝中的TDC3000系統(tǒng) （一）、系統(tǒng)配置 金隆銅業(yè)使用的這套DCS系統(tǒng)是HONEYWELL公司的R400版本，于上世紀九十年代后期正式安裝投用。下面是該系統(tǒng)在金隆銅業(yè)的詳細配置圖。 [align=center] 圖二、金隆銅業(yè)TDC3000系統(tǒng)配置圖[/align] 金隆銅業(yè)TDC3000系統(tǒng)是以閃速爐為中心，包括硫酸車間、制氧站和電控中心幾個部分，一條冗余的LCN網(wǎng)絡(luò)通過光纜擴展將這幾個區(qū)域相連而成；LCNE是光纜的接口卡，LCN網(wǎng)絡(luò)通過LCNE和光纜相連。系統(tǒng)主體設(shè)備如：歷史模件HM、應(yīng)用模件AM、工廠網(wǎng)絡(luò)模件PLNM、增強型PLC接口模件EPLCG都配置在閃速爐中心。三條冗余的UCN網(wǎng)絡(luò)UCN1、UCN2、UCN3分別對應(yīng)于閃速爐、硫酸車間和制氧站。閃速爐區(qū)域因參數(shù)量較多而配置了兩臺APM和一臺LM，并配置一臺UXS、三臺US，便于工藝人員同時操作；硫酸車間配置了一臺UXS、一臺US和一臺APM；制氧站則配置了兩臺US和一臺APM。 各個區(qū)域通過光纜相互進行通訊和交換數(shù)據(jù)，各區(qū)域之間可相互監(jiān)視，必要時還可以跨區(qū)域操作，任何一臺US操作站都可對各區(qū)域進行組態(tài)、修改程序和監(jiān)控工藝流程等等。兩臺UXS通過90FS模件與上位機（即ALPHA機）相連，辦公室管理人員可通過PC機同時能打開8幅流程圖畫面，便以各個部門管理和監(jiān)視；在電控中心（即電儀樓）還配置一臺UWS，以便于維護人員進行遠程修改組態(tài)和監(jiān)視。各區(qū)域還可以通過EPLCG、PLNM分別和PLC、上位機進行通訊和數(shù)據(jù)交換。上位機通過PLNM，可實現(xiàn)對閃速爐的數(shù)?？刂?。通過EPLCG可實現(xiàn)閃速爐、硫酸、制氧的DCS和轉(zhuǎn)爐、陽極爐PLC之間的數(shù)據(jù)交換。 有點美中不足的是該系統(tǒng)只支持臺灣的繁體漢字系統(tǒng)，但所有流程圖、點的描述、報表等等，均可以用中文進行描述。 （二）、軟件組態(tài) TDC3000系統(tǒng)的軟件組態(tài)主要包括NCF、建點、制作流程圖、報表、按鈕、歷史數(shù)據(jù)庫和區(qū)域數(shù)據(jù)庫等方面的組態(tài)工作，具體說明如下： 1．NCF組態(tài) NCF（Network Configuration File）組態(tài)包含了LCN上所有節(jié)點的信息。在系統(tǒng)組態(tài)時必須先對NCF進行組態(tài)，即對系統(tǒng)如何進行配置，包括：區(qū)域劃分，單元劃分，節(jié)點分配，硬盤分配等等。 　　Ÿ 區(qū)域（AREA）劃分 　　全廠TDC3000系統(tǒng)共設(shè)置為三個區(qū)域 　　AREA 01 閃速爐區(qū)域 　　AREA 02 硫酸車間域 　　AREA 03 制氧站區(qū)域 　　Ÿ 操作臺（CONSOLE）劃分 TDC3000系統(tǒng)中，CONSOLE為一個軟件的邏輯概念，即同一個CONSOLE內(nèi)，其外設(shè)（含US）共享。CONSOLE與區(qū)域是對應(yīng)的。 　　全廠TDC3000系統(tǒng)共設(shè)置為三個CONSOLE： 　　CONSOLE 01 監(jiān)控閃速爐區(qū)域 　　CONSOLE 02 監(jiān)控硫酸車間域 　　CONSOLE 03 監(jiān)控制氧站區(qū)域 　　Ÿ 單元（UNIT）劃分： 單元是為系統(tǒng)劃分而設(shè)立的概念，最多可組態(tài)到100個單元。全廠共配置了27個單元： 　　閃速爐：15個單元，分別為1到15單元； 　　硫酸：6個單元，分別為31到36單元； 　　制氧：6個單元，分別為61到66單元。 　　Ÿ 節(jié)點（NODE）劃分： 節(jié)點劃分即對LCN上所有節(jié)點進行編號，金隆DCS有以下幾種類型：US、UXS、UWS、HM、AM、NIM、CNI、PLNM、EPLCG等，分別對應(yīng)于閃速爐區(qū)域：1#UXS、2#3#4#US、9#UWS、11#12#冗余NIM、17#AM、19#HM、21#CNI和23#EPLCG；硫酸車間域：5#UXS、6#US和13#14#冗余NIM；制氧區(qū)域：7#US、8#US和15#16#冗余NIM。各節(jié)點所編的號必須與節(jié)點上的主板地址一一對應(yīng)。 　　Ÿ 卷組態(tài)（Volume Configuration） 卷組態(tài)即對硬盤進行劃分，包括對系統(tǒng)文件及用戶文件進行卷命名和空間劃分，其中系統(tǒng)卷名有13個，是固定不變的；用戶卷名有2個，分別為PICS和USER，在用戶卷名下可創(chuàng)建若干個分卷名，用于存放流程圖、報表、CL程序等用戶文件。 NCF組態(tài)很重要，一旦分配好，便不能更改，因此在NCF組態(tài)前，必須對整個系統(tǒng)考慮周到。硬盤空間最好配置在90%～95%之間，這樣系統(tǒng)運行最好。NCF組態(tài)好后，才能進行其他的組態(tài)。 2．建點（Building Points） TDC3000系統(tǒng)的點有硬點和軟點之分，所謂硬點即直接和I/O相連的點，其它所有的點為軟點，不論是硬點還是軟點所創(chuàng)建的點名即點的位號必須是唯一的，不能有相同的位號存在。建點主要包括AM、EPLCG、PLNM、APM和LM的建點。 以APM為例：在對APM建點時，必須先對UCN上各個節(jié)點的地址、節(jié)點的類型、節(jié)點的配置進行定義，還需對APM控制功能的數(shù)目與掃描速率以及將每塊卡塊的物理位置與邏輯塊號一一對應(yīng)起來，并分配好。然后才進行建點，信息包括點的描述、單位說明、地址和單元分配、參數(shù)設(shè)置等等。 TDC3000系統(tǒng)點的類型是非常豐富的，有各種各樣不同功能的點，極大地豐富了組態(tài)人員的組態(tài)工作。其類型有： 　　Ÿ 模擬量輸入點AI 　　Ÿ 模擬量輸出點AO 　　Ÿ 數(shù)字量輸入點DI 　　Ÿ 數(shù)字量輸出點DO 　　Ÿ 過程調(diào)節(jié)點REG PV 　　Ÿ 調(diào)節(jié)控制點REG CON 　　Ÿ 標志點FLAG 　　Ÿ 定時器點TIMER 　　Ÿ 數(shù)字組合點DC 　　Ÿ 數(shù)值量點NUMERIC 　　Ÿ 邏輯控制點LOGIC 　　Ÿ 開關(guān)量選擇點SWITCH 　　Ÿ 用戶數(shù)據(jù)段點CUSTOM 　　Ÿ 手動/自動點MAN/AUTO 3．流程圖制作（Picture Building） TDC3000提供了強大的制圖軟件，組態(tài)人員可以在圖形編輯畫面上添加管線、設(shè)備或在原先的基礎(chǔ)上進行修改編輯，還可以在設(shè)備上添加各種條件與變體、增加變量等等。流程圖制作好后，經(jīng)過編輯，便可以調(diào)出監(jiān)視。在流程圖上，操作員可以得到大量的信息，例如：設(shè)備運行狀態(tài)，各個參數(shù)運行指示值，閥門開度等等。TDC3000還帶有觸屏操作功能，操作員可以很方便地在流程圖上進行SP、OP等參數(shù)的輸入和DO、DC等設(shè)備的開停操作。由于閃速爐、硫酸和制氧在同一個LCN網(wǎng)絡(luò)上，各個之間的設(shè)備狀態(tài)可以很方便地在同一幅畫面上進行監(jiān)視。EPLCG的相連可以很方便地將轉(zhuǎn)爐、陽極爐的數(shù)據(jù)顯示在流程圖上，極大地方便了生產(chǎn)上的操作。 4．自由格式報表制作（Free Format Logs） 自由格式報表FFL為用戶提供了自由設(shè)計、尺寸大小、制作過程信息報表并打印的手段。報表尺寸最大為132列寬、66行長，最多可以制作400個FFL。可以將生產(chǎn)過程的參數(shù)和狀態(tài)用報表記錄下來，按請求或固定的時間間隔進行打印。 5．按鈕組態(tài)（Button Configuration） 按鈕組態(tài)是將US、UXS或UWS站的操作員鍵盤上1-85個按鈕賦予一個或一系列特定操作功能。如：某一幅工藝流程圖、某張報警畫面、清屏、趨勢圖等等，以便于操作員操作。 6．建立歷史數(shù)據(jù)庫（Building History Group） 將所有類型的連續(xù)數(shù)值以瞬時值、小時、日、班、月平均和用戶平均值等形式以一定的時間間隔收集，并存放于硬盤HM中用戶組態(tài)的卷下。每個HM最多可建有120個歷史組，每個歷史組里最多可組態(tài)20個點，并且同一個歷史組中的點必須是同一個單元中的點。如果收集到的數(shù)據(jù)，以小時存放可保存170個小時、以班存放可保存43個班、以日存放可保存33天、以月存放可保存14個月。歷史組的功能是將收集到的數(shù)據(jù)用于自由格式報表、趨勢顯示、打印趨勢和歷史記錄等（注：只有在歷史組中組態(tài)為瞬間點Snapshot時，才有歷史趨勢顯示）。金隆銅業(yè)所建的歷史數(shù)據(jù)庫全部為瞬間點（單位為秒）和用戶平均值（單位為分）兩種方式采集數(shù)據(jù)，以便用于參數(shù)的歷史趨勢和用戶平均值顯示，并可作為過程狀態(tài)或報警分析等等。 建立區(qū)域數(shù)據(jù)庫（Building Area Database） 區(qū)域數(shù)據(jù)庫是真正的US數(shù)據(jù)庫的建立，是操作員用于控制本區(qū)域的標準顯示。當用戶流程圖、按鈕組態(tài)和自由格式報表組態(tài)完畢后，才可以建立區(qū)域數(shù)據(jù)庫。區(qū)域數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容包括如下： 　　Ÿ 配置到區(qū)域的單元：將本區(qū)域的單元列出來。 　　Ÿ 區(qū)域總貌顯示：顯示定義在總貌中的組，最多可組態(tài)36個組顯示。 Ÿ 區(qū)域組顯示：將相關(guān)聯(lián)的點放在一個操作組里，這樣操作員可同時監(jiān)視這幾個點。每個組最多可組態(tài)8個點，每個區(qū)域可組態(tài)400個操作組，1～390組為工程師組態(tài)，屬永久性的，操作員不能更改，391～400組操作員可組態(tài)，屬臨時性的，可任意修改或刪除。 Ÿ 區(qū)域的區(qū)域和單元顯示：區(qū)域的區(qū)域顯示是根據(jù)工藝要求，在本區(qū)域選出重要的24個點，并設(shè)定時間基數(shù)，以顯示點的趨勢變化；區(qū)域的單元顯示是從每個單元中選出24個點，設(shè)定時間基數(shù)，作為單元趨勢顯示。 Ÿ 程序點組：是CL語言程序的一個窗口，最多可組態(tài)50個程序點組（401～450組），每組最多可建6個程序點組。 Ÿ 定義自由格式報表：定義如何調(diào)用和什么時間調(diào)用報表，并指定報表的名稱，及可使用的打印機號。 區(qū)域數(shù)據(jù)庫全部建完后，TDC3000系統(tǒng)的組態(tài)也就完成了。當然在以后還可以對以上所有的組態(tài)除了NCF組態(tài)和APM等BOX點的分配不能修改以外其它如：流程圖、建點、報表、區(qū)域數(shù)據(jù)庫、按鈕組態(tài)等等均可以進行添加、修改和刪除等。