4、ln2000分散控制系统

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1、一、LN2000分散控制系统简介LN2000系统是山东鲁能控制工程公司推出的一种新型的分散控制系统（DCS）产品。它继承和发扬了当今DCS的优点：控制功能分散、系统功能分散；显示、操作、记录、管理集中。LN2000的设计过程中，更是整合了多种先进技术，如：计算机技术、CRT图形显示技术、数据通信技术、先进控制技术等。LN2000分散控制系统是一种系统结构合理、控制功能完善、开放性强的新型分散控制系统，集数据采集、过程控制、生产管理于一体，能够满足大、中小不同规模的生产过程的控制和管理需求。二、系统整体

2、结构该系统为分散型控制系统，系统实现了分散控制、集中管理的功能，具有这类系统精度高、可靠性强、模块化结构、智能化体系的特点。系统整体结构如图所示。从各站功能上看，站点工作相对独立，耦合度较低，但为保证系统可靠协调运行，站间必须进行数据的交换。系统具有上下两层网络，上层网为高速以太网，是各站点间进行信息共享的信息高速公路；下层网为现场总线网，是过程控制柜内各I/O模块与过程控制站（PU）及其之间相互通讯的网络。两层网均为冗余网，数据传输更为可靠。三、LN2000分散控制系统的硬件组成1、过程控制站（LN

3、-PU）以高性能微处理器为核心，能进行多种过程控制运算，并通过I/O模块完成过程控制功能的计算机称为过程控制站。采用PC104系列产品为基础，具有集成度高、可靠性强的优点，使PU的升级换代更加便利，同时使充足的备品备件得了到保证。过程控制站（PU）是过程控制柜内的最重要的器件，每个PU上具有一片嵌入式低功耗CPU（GX1-300），64MBRAM、32MB电子盘（DOM），PU运行软件为QNX实时多任务操作系统，完成主要任务有：•接收并执行工程师站编译下装的控制策略•接收I/O模块采集的数据•向I/O

4、模块发送指令及数据•接收操作员站的操作指令•向工程师站、操作员站发送实时数据PU有三个以太网卡，其中两个用于实时数据通信网，一个用于实现站间的冗余。处于备用状态的PU能够自动跟踪运行的PU，一旦主PU出现故障，备用PU将立即承担过程控制任务，实现PU的无扰切换。PU上还有两个CAN网网络控制器，用于形成环形的现场总线网络，具有完整的冗余能力，完成对I/O模块的管理。2、操作员站（OP）用于现场的过程监视、操作、记录、报警、数据通信等功能，操作员站的典型配置为高性能工业控制计算机。操作员站属于系统的监督

5、控制级，它收集过程控制站的有关输入输出数据，并通过运行人员的简单操作，就可进行生产过程的显示、各种工艺流程图的显示、趋势图显示，是运行人员监督生产运行状态，保证生产过程稳定运行而采取有效措施的主要窗口。3、工程师站（ES）采用通用的计算机和操作系统，以及完整的专用组态软件，用于过程控制应用软件组态、系统调试和维护的计算机称为工程师站。工程师站、操作员站等上位计算机统称为控制计算机。4、LN系列智能模块I/O模块是过程控制站与现场生产过程之间的桥梁，过程控制站通过I/O模块完成过程数据采集和实现对生产过

6、程的控制。在LN2000系统中，I/O模块以微处理器为核心的智能模块，自行完成数据检测与处理，无须过程控制站干涉。LN系列智能模块采用了51系列单片机为CPU，底层软件固化于片内，系统稳定性高；看门狗功能保证系统具有自恢复能力。通讯方式为CAN通讯。CAN通讯方式最多可有4台上位机运行，CAN总线上最多可挂接60个智能模块，通讯协议采用CAN2.0A协议。智能模块按照用户组态指定的时间周期定时与上位机交换数据。模块地址和通讯速率通过模块内拨码开关设定。LN系列智能化I/O模块，具有以往模块所不具有的许

7、多功能，如：自恢复、自诊断功能，能够在通道采用各种隔离措施同时，运用数字滤波技术，使模块无论在功能上还是可靠性上，与非智能模块相比，都有了质的飞跃。本系统的I/O模块采用了智能化的设计，每块模块上都具有一16位单片机及相应的存储器。每种类型模块除具有本身所独有的功能外，还具有如下共有的功能：•自诊断：每块I/O模块都能够监视自身的运行状态，每一执行周期对本板I/O通道进行检测。若出现故障时，能够通告PU进行处理，同时通过板上的报警指示及时提醒现场工作人员进行处理。•信号的预处理：智能模块运行的软件能够

8、对信号进行数字滤波、工程量变换、非线性补偿、热偶信号的冷端补偿等处理，这样既减轻了PU的任务负担，又提高了信号的处理速度。•带电插拔：在系统加电运行时，I/O模块及PU能够进行插拔更换，而不会对模块造成损坏或影响模块使用寿命，给现场维护人员替换模块带来方便。•隔离功能：每块I/O模块与现场信号及网络在电气上是隔离的，既保证模块的安全，又维护了系统的安全性。LN系统智能模块有下面八个型号：1）LN01隔离型模拟量输入模块设有8路双端模拟量输入通道，12位分