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Symphony 系统介绍

Symphony 系统介绍. ABB（www.abb.com） 是电力和自动化技术领域的领导者，服务于公用事业和工业用户，在帮助客户提高绩效的同时，使其降低对环境的影响。 ABB 集团的业务遍及约100个国家，全球员工总数约为133,000人。 ABB 已在中国23座主要城市设立了销售机构并拥有27家公司, 拥有员工6,000多名。. Symphony 系统介绍：系统发展. 第一代（ 80 年） Network-90 第二代（ 8 8 年） Infi-90 第三代（ 94 年） Infi-90 Open 第四代（ 9 6 年） Symphony. 1980.

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  1. Symphony 系统介绍

  2. ABB（www.abb.com）是电力和自动化技术领域的领导者，服务于公用事业和工业用户，在帮助客户提高绩效的同时，使其降低对环境的影响。ABB集团的业务遍及约100个国家，全球员工总数约为133,000人。ABB已在中国23座主要城市设立了销售机构并拥有27家公司, 拥有员工6,000多名。

  3. Symphony系统介绍：系统发展 • 第一代（80年）Network-90 • 第二代（88年）Infi-90 • 第三代（94年）Infi-90 Open • 第四代（96年）Symphony

  4. 1980 Symphony系统介绍：系统发展 • NETWORK 90 Bailey’s First Generation of Distributed Process Control • Introduced in 1980 • Distributed Process controllers • Secure process communication • Panel Boards replaced with CRT’s • Computer based configuration tools • Minimal process information requirements

  5. 1988 1980 Symphony系统介绍：系统发展 • INFI 90 The Evolution • Introduced in 1988 • Bigger, faster process controllers • High speed, secure process communication • “Windows”based operator consoles • Advanced automation tools • Backward compatible with NETWORK 90

  6. 1988 1980 Symphony系统介绍：系统发展 • INFI 90 OPEN The Evolution Continues • Introduced in 1994 • Technology platform for Strategic Enterprise Management • Advanced automation solutions and Open System integration • Embedded third-party applications • Standard operating systems • Advanced ergonomic design 1994

  7. Symphony “The Next Generation” in Enterprise Management and Control Systems is introduced • Enterprise scope • Open architecture • System scalability • Compatibility with INFI 90 / Network 90 systems 1996 1988 1980 Symphony系统介绍：系统发展 1994 Bailey merges with Hartmann & Braun (1996)

  8. Symphony系统介绍：系统发展

  9. Symphony 系统介绍 • Symphony 是ABB的企业管理和控制系统； • 把企业管理和过程控制有机的结合起来； • 不断采用新成果、新设计和标准化技术； • 有效继承ABB贝利原有DCS系统的优点；

  10. Symphony 系统介绍 • Symphony 系统组成 • 区域管理和控制Harmony Series • 为生产过程提供传统意义上的过程控制、数据采集和I/O接口 • 厂区管理和控制Performer Series • 对厂区范围的过程控制、企业数据及网络通讯进行管理 • 人系统接口Conductor Series • 对生产过程进行监视和控制，信息的采集、显示记录及存储 • 系统设计和维护工具Composer Series • 过程设计、现场维护、组态、调试及文件管理

  11. Symphony 系统介绍 Performer Series Plant/Enterprise Management and Control Information Processing Domain Composer Series Conductor Series Operations Network Human-System Interface System Engineering, Operation and Maintenance Tools Control Network Harmony Series Signal and Logic Processing Domain Area Management and Control Field Network

  12. Symphony 系统介绍：网络结构 • 企业数据管理层：操作网络Operation Network(Onet) • 过程数据管理层：控制网络Control Network(Cnet) • 过程控制数据层：控制通道Control way(C.W) • 过程I/O数据层： I/O扩展总线 I/O Expander Bus(X.B)

  13. Onet Harmony Coupler(s) Cnet Harmony Control Units Symphony 系统介绍－通信网络 • Onet 是一以太网结构。 它处于整个系统和应用数据的管理层。这一网络层的主要功能是传递过程、企业管理所需的大量数据。 其数据可为生产、财务、人事、维护、仓储和市场等方面服务。

  14. Symphony 系统介绍－Cnet Structure of Contral Network Composer Control Network Subring Control Network Subring HSI Control Network Central Ring 10 MB 250 Nodes HCU Control Network Subring 10 MB 250 Nodes ICI Plant Loop Subring 500 KB 63 Nodes Remote Ring 10MB 250Nodes IIR IIL IPL

  15. Symphony 系统介绍－通信网络 • 控制网络（Cnet） • 单方向、高速、高可靠性冗余的串行数据网络 • Cnet提供一个全厂范围的通讯网络 • 中央环节点容量250 • 子环节点容量250 • 中央环节点类型：子环、HCU、HSI、计算机 • 子环节点类型：HCU、HSI、计算机 • 通信速率10M • 通信协议：存储转发协议 • 使用的技术：例外报告技术 信息压缩技术 确认重发技术

  16. Symphony 系统介绍－通信网络 • 存储转发 每一节点通过相应的传输介质，与另外两个相邻的节点相连接，最后形成一个闭合的环形网络结构。数据报告将环绕网络的所有节点依次传递，从信息源节点开始至目的节点，再由目的节点回到原发出信息报告的节点止。 • 特点 没有等待时间，响应快 并行性好 抗干扰能力强

  17. Symphony 系统介绍－通信网络 • 例外报告 在过程控制中产生的一些涉及测量数据、操作、报警、管理的信息经过一定的技术处理而形成的一种反映信息值的专门报告。 当过程变量的变化率超过了预先规定的值时，该变量的信息才通过网络通讯，否则系统认为该信息没有变化，仍使用该点的前一次值

  18. 系统介绍：通信技术 • 数据压缩技术： • 使所传送的数据进入标题帧和数据帧格式； • 把具有地址的多个数据压缩在一个信包内； • 信息帧的长度可变(取决于NPM的采集)； 标 题 帧 数 据 帧

  19. 系统介绍：通信技术 • 确认重发技术： • 在数据帧内包括ACK/NAK确认字节； • 信息包被目的节点接收后将NAK改为ACK； • 信息包未被接收依旧保持NAK； • 该信息包返回原节点将校验确认字节： • 表达为ACK将引起源节点撤销信包； • 表达为NAK将引起源节点重发信包；

  20. Symphony 系统介绍－Cnet Main Node Types on Cnet Node: Hardware Devices on Control Network (Cnet). • Control Network Subring (Only for Cnet Central Ring) Communication Interface: Cnet - to - Cnet local Interface (IIL) or Cnet - to - Cnet Remote Interface (IIR) • Plant Loop Subring (Only for Cnet Central Ring) Communication Interface: Cnet - to - Plant Loop local Interface (IPL) • Harmony Control Unit (HCU) Communication Interface: Cnet - to - PCU Interface • Human System Interface (HSI) Communication Interface: Cnet - to - Computer Interface (ICI) (For Conductor NT) • Composer Communication Interface: Cnet - to - Computer Interface (ICI) • Communication rates: 2MB or 10MB; • Max. Cable Distance between nodes: Coaxial: 2000m (for 10MB); 4000m (for 2MB) Twisted Cable: 1000m (for 10MB); 2000m (for 2MB) • Max. Cable Distance of NIS to TU: 25m • System Capability: 250 nodes on a central ring; 250 nodes on a subring; 62,500 system nodes maximum.

  21. 系统介绍：通信网络模件 • Cnet上相应的通信模件

  22. 系统介绍：现场控制单元的通信接口 INNIS01、 INNPM11/12模件 • 同时访问Cnet和C.W； • 支持硬件冗余； • 具有自诊断功能； 通讯模件包括：

  23. Symphony 系统介绍－Cnet Cnet - to - HCU Interface The HCU Interface can support hardware redundancy. In a redundant configuration, there are two NIS and two NPM Modules. One pair of modules is the primary. If the primary fails, the backup comes on-line.

  24. 系统介绍：通信模件的连接图 通信环路连接示意图

  25. 系统介绍：通信环路端子 通信环路端子NTCL01 Input Input Output Output

  26. 系统介绍：网络接口子模件Network Interface Slave Module • 模件的主要功能： 1. 所有系统节点使用NIS与Cnet连接； 2. 与相应类型的数据传送模件构成不同接口； 3.转发网络上其它节点的信包； 4.发送本节点信包及接收返回的信包； 5.接收传送来的本节点信包；

  27. 系统介绍：网络处理模件 Network Processing Module • INNPM11/12模件主要功能： • 与NIS模件一起构成HCU接口； • NPM模件是HCU网络接口的主模件； • 通过C.W采集本节点例外报告； • 按照目的地址打信息包，并保留数据库；

  28. Symphony 系统介绍－Cnet Cnet - to - Computer Interface (ICI) The Cnet - to - Computer Interface (ICI) consists of a Network Interface Slave (INNIS01), a Cnet to Computer Transfer Module (ICT03) and a Multifunction Processor Interface module （IMMPI01).This interface gives a host computer access to point data over Cnet. The computer connects through either an RS-232-C serial link at rates up to 19.2 KB or through a SCSI parallel port. The interface is command driven through software on the host computer. It receives a command from the host computer, executes it, then replies to the host computer.

  29. Symphony 系统介绍－Cnet Cnet - to - Computer Interface (ICI) The INNIS01 Network Interface module is the front end of every Cnet communication interface. It is the intelligent link between a node and the Cnet network. The INICT03 Computer Transfer module handles all communication with a host computer. The module is command driven through software on the host computer. The INICT03 module receives a command from the host computer, executes it, then replies. The INICT03 module can store up to 30,000 point definitions (depending on point types). It uses an IMMPI01 module for host computer connection.

  30. Symphony 系统介绍－Cnet Cnet - to - Computer Interface (ICI) The IMMPI01 Multifunction Processor Interface module handles the I/O interface between the host computer and the INICT03 module. The IMMPI01 module supports either SCSI or RS-232-C computer interface. When communicating through the RS-232-C port, the module can act as data communication equipment (DCE) or data terminal equipment (DTE).

  31. Symphony 系统介绍－Cnet Cnet - to - Cnet Local Interface (IlL) The INIIL02 Local Interface consists of twoINNIS01 Network Interface modules and the INIIT03 Local Transfer module. This interface acts as a bridge between two local Cnet networks. One of the INNIS01 modules operates on the central network side and the other operates on the satellite network side. Bidirectional communication from the central network to the local, satellite network is through cable connection to the NTCL01 termination unit. The maximum distance between termination units on the two communication networks is 45.8 meters (150 feet).

  32. Symphony 系统介绍－Cnet Cnet - to - Cnet Local Interface (IlL)

  33. Symphony 系统介绍－Cnet Cnet - to - Cnet Remote Interface (IlR) The INIIR01 Remote Interface consists of the INNIS01 NetworkInterface module and the INIIT12Remote Transfer module. This interface is a node on the central network that can communicate to an interface node on a remote, satellite network. In this arrangement, two interfaces are required: one for the central network and the other for the satellite network. Bidirectional communication from the central network to the remote, satellite network is through standard RS-232-C ports.

  34. 系统介绍：现场控制单元 Harmony Control Unit • 现场控制单元的主要功能： • 经过配置满足各种I/O信号； • 向整个系统提供I/O数据； • 完成现场所需的各种控制功能； • 将采集的数据进行处理形成所需的信包； • 通过标准接口实现与其它控制设备或第三方计算机的连接；

  35. Symphony 系统介绍-HCU • 主要组成部分 机械安装部分：机柜、MMU、FTP（模件） 数据通讯系统：控制通道、I/O扩展总线、 过程控制部分：通讯模件、控制器、 I/O系统 现场连接部分：端子单元 电源系统：MPS III

  36. 机械安装设备示意图： Symphony 系统介绍-HCU

  37. Symphony 系统介绍-HCU • HCU通讯 • Controlway:连接控制器的冗余总线 • 1M 对等通讯 • 冗余 • 可带32个设备 • I/O扩展总线：连接控制器和Rack I/O模件的并行总线 • 500K • 可带64个子模件

  38. Symphony 系统介绍-HCU Contolway Redundant INFI-Net 250 x 250 Addresses • Controlway is a redundant, serial bus running at 1 Mbaud that allows master modules (controllers) and communication modules (NPM) to exchange point data and module status information. • Controlway provides 32 addresses. Address 0 and 1 for NPM module, address 2 to 31 for controllers. • The communication between controllers and communication modules (NPM) is Peer - to - Peer. Redundant Controlway 32 Addresses NIS NPM MFP* Expander Bus 64 Addresses ••• I / O Module Standard Term Unit ••• Process I/O

  39. Symphony 系统介绍-HCU Expender Bus Redundant INFI-Net 250 x 250 Addresses • The Expander Bus is a parallel communication path between the Harmony rack controller and its Rack I/O module. The communication rate is 500 KB. • A controller’s Expander Bus provides 64 addresses for I/O slaves, that means a controller can supports up to 64 slaves in any combination for a wide variety of field I/O signals without external signal converters. Redundant Controlway 32 Addresses NIS NPM MFP* Expander Bus 64 Addresses ••• I / O Module Standard Term Unit ••• Process I/O

  40. 系统介绍：控制处理器 ControlProcessor • 控制器的主要功能： • 数据采集及处理； • 回路控制、顺序控制、批处理控制、优化控制； • 通信接口；

  41. 系统介绍：控制处理器 ControlProcessor • 控制器的主要特点： • 支持多种控制语言如：功能码、C、Batch90、Ladder； • 支持多种类型的I/O子模件处理各种现场数据； • 在MMU模件安装单元内占用单一槽位； • 在模件间可实现一比一冗余； • C.W内的处理器参与对等通讯； • 与已有的处理器兼容； • 在冗余配置的状态下可实现在线组态；

  42. 系统介绍：控制处理器 ControlProcessor • 所支持的功能码： • 功能码（Function Code):系统提供了一系列完成不同功能的软件模块，并对每个软件模块指定一个代码，称为功能码。 • 具有广泛的功能：从简单的“AND”、“NOT”到复杂的“Smith预估器”共11大类近200种，它们分别是： • 函数运算类功能码； • 常数设定类功能码； • 控制算法类功能码； • 信号转换与选择类功能码； • 与硬件接口类功能码； • I/O类功能码； • 脉冲与定时器类功能码； • 模件控制类功能码； • 通讯类功能码； • BASIC等类功能码； • 其它类功能码；

  43. 系统介绍：控制处理器 ControlProcessor • 模件的操作方式： 1.模件的执行方式： a. 模件采集I/O、执行控制策略； b. LED显示模件为正常状态； 2.模件的组态方式： a. 模件离线并可修改NVRAM的数据； b. LED显示模件为组态状态； 3.模件的出错方式： a. 按程序停止运行并离线； b. LED显示模件为错误状态；

  44. 系统介绍：控制处理器 ControlProcessor • IMMFP11/12模件的LED： 出错显示: 状态LED变红 CPU状态指示出错代码 正常操作显示

  45. Symphony 系统介绍-HCU • Rack I/O模件 特色 • 具有多种I/O类型（模拟、数 字等） • 满足多样的I/O需要（隔离、 A/D转换等） • 具有专用、安全的I/O通讯 • 具有可组态的故障安全输出方式

  46. Symphony 系统介绍-HCU • Rack I/O 和控制器连接图

  47. Symphony 系统介绍-HCU • Rack I/O 模件类型 模拟输入（ASI，FEC） 模拟输出（ASO） 控制输入/输出（CIS，QRS） 数字输入（DSI，DSM） 数字输出（DSO） 专用输入/输出（FCS，HSS）

  48. Symphony 系统介绍-HCU • Rack I/O 模件 模拟输入： • 4－20mA; • -10~+10 VDC • -100~+100mV(DC) • 热电偶：E，J，K，N，R，S，T，U 中国E,S • RTD: 10欧铜 100欧铂（美国实验室标准、美国工业标准、欧洲标准） 120欧镍 中国53欧铜

  49. Symphony 系统介绍－HCU • Rack I/O 模件 模拟输出 • 4－20mA • 1-5VDC 数字输入 • 24，48和125VDC • 120VAC 数字输出 • 24和48VDC • 120VAC

  50. 系统介绍： I/O子模件 • IMMFP11/12支持的I/O 模件： 模拟输入：IMASI13、IMFEC12； 模拟输出：IMASO11； 控制输入/输出：IMCIS12、IMQRS12； 数字输入：IMDSI12/13/14/15、IMDSM04； 数字输出：IMDSO14/15； 专用输入/输出：IMFCS01、IMHSS03、IMSED01；

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