专利名称：支持功能安全与信息安全的分散控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及分散控制系统的技术领域，具体是一种支持功能安全与信息安全的分散控制系统。
背景技术：
分散型计算机控制系统又名分布式计算 机控制系统，简称分散型控制系统(Distributed Control System即DCS)。分散型控制系统综合了计算机(Computer)技术、控制(Control)技术、通信(Communication)技术、CRT显示技术，即4C技术,集中了连续控制、批量控制、逻辑顺序控制、数据采集等功能。先进的分散型控制系统将以计算机集成制造系统(CIMS)为目标，以新的控制方法、现场总线智能化仪表、专家系统、局域网络等新技术，为用户实现过程控制自动化与信息管理自动化相结合的管控一体化的综合集成系统。分散型控制系统采用分散控制、集中控制、综合管理和分而自治的设计原则。系统安全可靠、通用灵活性、最优控制性能和综合管理能力，为工业过程的计算机控制开创了新方法。如何提供一种结构简单、可靠性较高的支持功能安全与信息安全的分散控制系统，是本领域的技术难题。
发明内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、可靠性较高的支持功能安全与信息安全的分散控制系统。为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种支持功能安全与信息安全的分散控制系统，包括工程师站、属性服务器、应用服务器和连接服务器；所述工程师站、属性服务器、应用服务器和连接服务器通过冗余网络与多个控制器、网络服务器、操作平台和企业优化平台相连，各控制器连接在一现场控制总线上，多个现场设备也连接在所述现场控制总线上；所述网络服务器与内联网相连；所述工程师站、企业优化平台和操作平台包括计算机，所述控制器为基于导轨安装的模块化的控制器(型号为AC800M，CPU类型为PM864K01，用于与现场通讯设备和10模块通信)。所述冗余网络采用双星型冗余网络，适于确保功能安全与信息安全。所述控制器所长的现场站包括I.现场站LCS00 :石灰石破碎、石灰石堆料系统。2.现场站LCS011 1#原料粉磨、1#生料均化库顶、1#废气处理。3.现场站LCS012 2#原料粉磨、2#生料均化库顶、2#废气处理。4.现场站LCS02 :生料均化库底、生料入窑、烧成窑尾及烧成窑中。5.现场站LCS03 :烧成窑头、熟料库顶。6.现场站LCS051 # I煤粉制备及煤粉计量、煤粉输送公共部分。7.现场站LCS052 # 2煤粉制备及煤粉计量、原煤取料系统。[0015]8.远程站RCS052 :原煤破碎系统、煤堆料系统、原煤取料机、辅助原料堆料系统。9.远程站RCSOll :原料配料、水泵房、原料输送至配料站顶。10.远程站RCS012 :原料配料、压缩空气机站。11.远程站RCS07 :熟料输送、熟料散装库。所述双星型冗余网络为网络拓扑结构为双星形的光纤以太网络，网络设备选用了22台Hirschmann工业级以太网交换机设备，中控与各自过程控制站现场采用光纤接口 ；所有RJ45接口速率均为10/100MB自适应；所有光纤接口速率为100MB。所述工程师站使用工业以太网与过程站及其它设备进行通信，可以实现硬件编辑、过程站编程、操作员站组态一体化编程及调试。所述连接服务器负责整个系统的数据读取，储存和传输。所述属性服务器负责整个系统的运行，同步，属性管理，以及授权管理等功能。每一个控制器都具有冗余的电源，通信接口冗余。其中I个控制器中央处理单元采用MPC860处理器，时钟频率48MHz，运算速度为0. 27ms/1000条指令，每个控制器具有700点I/O能力，执行周期为5ms。其中I个控制器中央处理单元采用MPC860处理器，时钟频率48MHz，运算速度为0. 27ms/1000条指令，每个控制器具有700点I/O能力，执行周期为5ms ;其他控制器中央处理单元采用MPC862处理器，时钟频率96MHz，运算速度为0. 13ms/1000条指令，每个控制器具有1000点I/O能力，执行周期为5ms ；1个控制器中央处理单元MPC866处理器，时钟频率133MHz，运算速度为0. llms/1000条指令，每个控制器具有1400点I/O能力，执行周期为5ms。本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点本实施例的DCS的体系结构为三级。第一级为分散过程控制级；第二级为集中操作监控级；第三级为综合信息管理级。各级之间由通信网络连接，级内各装置之间由本级的通信网络进行通信联系，因此具有结构简单、可靠性较好的特点。
为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中图I为实施例中的支持功能安全与信息安全的分散控制系统的结构示意图。
具体实施方式
见图1，本实施例的支持功能安全与信息安全的分散控制系统，包括工程师站、属性服务器、应用服务器和连接服务器；所述工程师站、属性服务器、应用服务器和连接服务器通过冗余网络与多个控制器(以第一、第二控制器为例)、网络服务器、操作平台和企业优化平台相连，各控制器连接在一现场控制总线上，多个现场设备(即第一、第二、第三和第三现场设备)也连接在所述现场控制总线上；所述网络服务器与内联网相连；所述工程师站、企业优化平台和操作平台包括计算机，所述控制器为基于导轨安装的模块化的控制器。所述工程师站和操作员站包括计算机，所述控制器为基于导轨安装的模块化的控制器(型号为AC800M，CPU类型为PM864K01，用于与现场通讯设备和IO模块通信)。连接服务器通过工业以太网与控制器网络和服务器网络进行连接，通过OPC、server进行数据的读取和传输。属性服务器通过工业以太网和服务器网络进行连接，负责整个SOOxA系统的运行，同步，以及属性管理。工程师站使用工业以太网与过程站及其它设备进行通信，可以实现硬件编辑、过程站编程、操作员站组态一体化编程及调试。操作员站为符合配置的标准工业级DELL计算机，安装SOOxA base软件，运行在Windows 7操作系统上；每一个操作员站都是冗余数据网络上(工业以太网)的一个节点；操作员站可冗余使用，即任何一台出现故障时，其功能都可以在其它操作站上实现；操作员 站之间数据及画面完全可以共享。即虽然操作员站的使用各有分工，但任何显示和控制功能均能在任一操作员站上完成；显示功能支持一系列标准预定义显示，如总貌显示、回路面板显示(面板也可以根据用户要求实现自定义)、控制组显示、趋势显示、报警显示、操作记录列表(实现各种操作的实时记录和实时打印)显示等；任何LCD画面更新时间小于2秒，且可以由编程软件定义；操作员通过键盘、轨迹球或鼠标等操作方式发出的任何指令均可在I秒内或更短的时间内被执行；从操作员发出指令到被执行完毕的确认信息在2秒内或更短的时间内在LCD上反映出来；系统诊测显示分为系统总体显示、系统过程站显示、系统模件显示三部分，系统自动进行实时诊断，诊断状态信息在诊测画面上以图形方式显示及文字详细提示；趋势显示系统支持趋势组态，趋势点数量无软件限制，画面可以进行灵活操作，同时支持FTP协议数据远传功能；实时操作记录及打印。800xA系统提供了闻度的各错能力以保障系统的长时间稳定运彳丁。系统中10,控制器，控制网络，连接服务器，属性服务器以及操作站等都可以选择冗余配置并且具备故障时的自动切换功能，以最大限度的保障系统运转的稳定性。AC 800M控制器之间进行通讯是通过认证的TCP/IP控制网络(CONTROLNetwork)，它是具有高性能和高可靠性的实时LAN，基于国际标准，如丽S (制造业信息规范-IS09506，TCP/IP和以太网。运行速率为IOOMbps且可冗余配置-为此可使用RNRP(冗余网络路径协议)协议。如果主控制器故障，将无扰动地自动切换到备用控制器，不会影响到其它任何程序的应用。800xA系统通过使用ABB开发的RNRP技术来实现系统网络的冗余。当一条物理网络出现故障时，整个系统可以自动切换到另一个物理网络中去。控制器实现了多种冗余选项，即可实现最大的可用性。控制和I/O子系统中所有关键领域均可采用冗余。这些领域包括控制网络、现场总线、内部总线、电源、CPU和I/O。主电路中发生故障时会平滑切换到备用电路，确保运行无间断。如某个控制器发生故障，则可通过子系统的通讯总线隔离与切换方案，保持现场总线通讯冗余功能不受损害。在冗余控制器运行过程中，随时可以通过工程师站软件实现主从控制器的切换。本实施例的支持功能安全与信息安全的分散控制系统配置了 2个远程S800I/0站2个站通过Profibus通讯模件，连接到AC800M控制器的Profibus master接口 CI854上，I/O站非冗余。所有模件具备故障自诊断功能，具备LED状态指示及报警，输出模件具备安全值设定功能。本实施例的DCS的体系结构为三级。第一级为分散过程控制级；第二级为集中操作监控级；第三级为综合信息管理级。各级之间由通信网络连接，级内各装置之间由本级的通信网络进行通信联系。I)分散过程控制级此级是直接面向生产过程的，是DCS的基础，它直接完成生产过程的数据采集、调节控制。顺序控制等功能，其过程输入信息是面向传感器的信号，如热电偶、热电阻、变送器(温度。压力、液位)及开关量等信号，其输出是驱动执行机构。构成这一级的主要装置有①现场控制站(工业控制机)；②可编程序控制器(PLC);③智能调节器；④其它测控装置。(2)集中操作监控级这一级以操作监视为主要任务，兼有部分管理功能。这一级是面向操作员和控制系统工程师的，因而这一级配备有技术手段齐备、功能强的计算机系统及各类外部装置，特别是CRT显示器和键盘，以及需要较大存储容量的硬盘或软盘支持，另外还需要功能强的软件支持，确保工程师和操作员对系统进行组态、监视和操作，对生产过程实行高级控制策略、故障诊断、质量评估。其具体组成包括①监控计算机；②工程师显示操作站操作员显示操作站。(3)综合信息管理级这一级由管理计算机、办公自动化系统、工厂自动化服务系统构成，从而实现整个企业的综合信息管理。综合信息管理主要包括生产管理和经营管理。(4)通信网络系统DCS各级之间的信息传输主要依靠通信网络系统来支持。根据各级的不同要求，通信网也分成低速、中速、高速通信网络。低速网络面向分散过程控制级；中速网络面向集中操作监控级；高速网络面向管理级。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本实用新型的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。
权利要求1. 一种支持功能安全与信息安全的分散控制系统，其特征在于包括工程师站、属性服务器、应用服务器和连接服务器； 所述工程师站、属性服务器、应用服务器和连接服务器通过冗余网络与多个控制器、网络服务器、操作平台和企业优化平台相连，各控制器连接在一现场控制总线上，多个现场设备也连接在所述现场控制总线上； 所述网络服务器与内联网相连； 所述工程师站、企业优化平台和操作平台包括计算机，所述控制器为基于导轨安装的模块化的控制器。
专利摘要本实用新型涉及一种支持功能安全与信息安全的分散控制系统，其包括的工程师站、属性服务器、应用服务器和连接服务器通过冗余网络与多个控制器、网络服务器、操作平台和企业优化平台相连，各控制器连接在一现场控制总线上，多个现场设备也连接在现场控制总线上；网络服务器与内联网相连；工程师站、企业优化平台和操作平台包括计算机，控制器为基于导轨安装的模块化的控制器。工程师站使用工业以太网与过程站及其它设备进行通信，可以实现硬件编辑、过程站编程、操作员站组态一体化编程及调试。连接服务器负责整个系统的数据读取，储存和传输。属性服务器负责整个系统的运行、同步、属性管理以及授权管理等功能。
文档编号H04L12/40GK202421873SQ201220011080
公开日2012年9月5日 申请日期2012年1月11日 优先权日2012年1月11日
发明者李臣明, 章微微 申请人:江苏瑞奇自动化有限公司