NCS3000现场总线控制系统

NCS3000现场总线控制系统

使用指导

沈阳中科博微自动化技术有限公司

1.1 NCS3000控制系统概述

NCS3000系统具有如下概述：

 安全、标准全分布式的网络化控制系统，支持FF现场总线标准。控制功能彻底下放到现场，更安全、更可靠。

 支持FF现场总线标准H1和HSE协议，可集成不同厂商现场总线设备，为用户提供更大的选择空间。

 支持PLC逻辑控制功能，符合FF柔性功能块标准。

 开放式的数据接口，支持OPC标准，可集成各种主流工业自动化软件。

 提供多种工业标准信号连接能力，使老企业自动化系统直接进入现场总线时代。

 低成本的工业控制系统解决方案，系统结构简单可扩展性强，不

仅降低了布线成本而且具有设备远程调试和自诊断功能，维护方便。

 集成先进过程控制技术，提供行业解决方案。

1.2 NCS3000控制系统硬件

NCS3000控制系统硬件由H1、HSE控制站和I/O模块和现场设备(传感器、执行器)构成。控制站是基于FF现场总线协议的智能型网络控制设备，是用于将传统的模拟信号引入现场总线控制系统的设备。 H1控制站和HSE控制站之间可以通过网关设备实现互联。I/O模块是与各种模拟、数字信号相连的输入输出设备，支持电压、热电阻、4-20mA输入与输出以及离散输入与输出等信号。

控制站是组成开放式全分布网络控制系统的关键设备之一，可以将多种模拟信号引入到现场总线控制系统之中，特别适应于传统的控制系统改造，可以在最大程度上保护用户的已有投资，是一种快捷而低成本的解决方案。

关于NCS3000控制系统硬件的具体信息可以参看硬件用户手册。

1.3 NCS3000控制系统软件

NCS3000控制系统的组态软件用于 FF 现场总线设备的组态及维护，同时支持 H1 和 HSE 协议。主要功能包括：

 支持 Windows NT/2000 操作系统，可以多线程并发访问

现场设备。

 网段、设备以及功能块的列举、状态更新和保存。  设备、功能块的属性设置和参数读写。

 可视化的图形操作方式，用户只需简单的拖拽、连线就能完成功能块的组态。  自动优化功能块调度。

 支持设备描述(DD)，可操作任何符合 FF 协议的设备，为用户提供最大的设备选择自由。

 提供 OPC 数据访问服务器，符合 OPC Data Access 2.0 标准。

 提供设备管理服务，用于设备的可靠性分析以及预测性维护。

1.4 NCS3000控制系统的使用

NCS3000现场总线控制系统，适用于中、大规模工业控制环境，提供过程控制、逻辑控制和批处理控制功能。在这一节中我们仅以单回路液位控制为例，向用户介绍NCS3000控制系统的使用。 单回路液位控制，水罐的下水阀打开，罐中的水不断流出，通过调整进水量可控制蓄水池的液位(或压力)，使其保持在设定值。控制系统硬件配置完成后通过在FF组态软件中配置组态控制策略，将设备的功能块连接后下载到现场设备，即可实现控制回路的运行。

图 2.1 单回路液位控制

操作步骤如下：

第一步：FF组态软件的启动接口程序

运行【开始】->【程序】-> 【FF 组态软件】-> 【HSE接口程序】。弹出【FF HSE Init】窗口，在此窗口的“选择网段”项上选择设备类型，用户根据所连接的实际物理设备类型选择(HSE/H1)，再按下启动按钮,接口程序自动检测现场设备。如图2.2所示HSE接口程序窗口。

接口程序启动完成后检测到的现场设备,PT和FI表.

图 2.2 HSE接口程序窗口

第二步：启动FF组态软件应用程序

启动组态程序。运行【开始】->【程序】->【FF组态软件】->【组态程序】。组态软件启动完成会自动打开组态主窗口。如图2.3所示组态软件主窗口。

工程窗口

图 2.3 组态软件主窗口

第三步：新建工程 1．

新建工程。在组态软件的工具栏上选择新建工具，弹出【工程

向导-工程名】窗口，输入工程名称，点击下一步按钮，出现【工程向导-工程类型】窗口，选择“HSE工程”并点击完成按钮，一个新的工程文件建立完成。 2．

刷新所有网段。在工程窗口上的工程根节上点击右键，弹出活

动菜单，在此菜单上选择【刷新所有网段】功能。执行此操作后，组态软件会自动从网络中读取所有的在线设备和设备包含的功能块。刷新所有网段功能在读设备及相关功能块的过程中，会在提示窗口中显示当前读取设备的信息。只有当网络中所有设备被读

出来之后，才可以继续应用组态软件的其他功能。 如图2.4所示刷新所有网段完成后的主窗口。

刷新网段完成后读取到的设备及设备中包含的功能块.

在提示窗口中显示刷新网段完成 图 2.4 刷新所有网段完成后的主窗口

第四步：新建应用，配置组态策略 1．

新建应用。在组态软件工程窗口的“网段(HSE)”节点上点击

右键，弹出活动菜单，在此菜单上点击【新建应用】。在应用节点下将出现应用1（组态软件自动新建一个应用。应用的命名方式为:应用名1，应用2， 应用3…n），双击应用1 图标，打开一个应用视图窗口。如图2.5所示新建应用完成后的主窗口。

新创建的应用应用视图窗口 设备的功能块

图 2.5 新建应用完成后的主窗口

2．在应用视图窗口中配置组态策略。应用视图可包含有若干个功能

块对象及其连接线对象。这些对象集合在一起就形成了一组控制策略。应用视图中的功能块可以从工程窗口的设备节点列表中直接拖拽到应用视图中。从工程窗口的设备中选择FI的AO功能块、PT的AI功能块和PT的PID功能块拖拽到应用视图中连接配置成一个PID控制回路 (注:一个功能块只能被使用一次) 。如图2.6所示PID控制回路。

PT-AI OUT 图 2.6 PID控制回路

PT-PID IN CAS-IN OUT BKCAL-IN BAKCAL-OUT TRK-IN-D TRK-VAL FF-VAL FI-AO1 CAS-IN OUT BAKCAL-OUT 3．连接功能块。将功能块连接,建立功能块之间的联系，使功能块之间

能够进行参数值的传递。在工具栏上选择连接工具建立功能块的连接关系。注意组态连接必须是从输出参数到输入参数。如图2.7所示在应用窗口中配置组态策略。

PID控制回路

图 2.7 应用窗口中配置组态策略

第五步：下载组态 1．

下载组态。在工程窗口中的 “网段(HSE)” 节点单击右键弹

出菜单，选择【下载组态信息】项，弹出【下载对话框】，在应用列表中选择应用，点击下载按钮。如图2.8所示下载对话框。

图 2.8 下载对话框

第六步：修改功能块参数值和功能块状态 1．

修改功能参数值和功能块状态值。组态已经下载到现场设备,

修改功能块的参数值才能使控制回路正确运行。 在工程视图窗口中，找到指定设备的功能块双击该功能块，打开块的参数窗口。如图2.9所示功能块参数窗口。

图 2.9 功能块参数窗口

2． 在功能块参数窗口中，可以修改参数，对参数进行读写操作。

用鼠标指针选择想改变的参数值。如果参数值是灰色的，此参数不能被修改(为只读型)，一般用来表示功能块的各种状态。 3．

读参数。鼠标选中参数项并在参数窗口的右上方按 R 按钮。读写参数时，在下方的提示窗口中显示参数读写提示信息。用户可根据提示窗口的信息判断参数读写是否成功。 4．

写参数。选中一个参数项，输入新的值，可以改变功能块参数

的值。修改过的参数项将以蓝色显示，修改后在参数窗口的右上方按 W 按钮即可。 5．

修改AI功能块的模态参数。将AI功能块的TARGET参数修改

成〝AUTO〞模式。 6．

修改PID的模态参数。将PID的TARGET参数修改成

〝AUTO〞模式。 7．

修改AO功能块的模态参数。将AO功能块的TARGET参数修改

成〝Cas/Auto〞模式。 2．

配置PID功能块中的SP和其它参数。系统通过检测水罐的液位

作为过程值，与设定值SP比较，调节阀门的开度，控制进水量，从而使系统液位保持在设定值。 8．

读取各功能块参数，检查是否正确。此时单回路的液位控制已

经正常运行。 9．

保存组态配置，包括功能块参数设定、组态应用等。保存的文

件可以用来以后打开使用，可以对打开的文件进行修改或重新下载到现场总线设备中。

第七步:启动OPC

启动OPC服务器。运行【开始】->【程序】->【FF组态软件】->【OPC服务器】。OPC服务器启动完成后，用户可以通过OPC客户端程序监控、读写现场设备参数。