分布式控制系统（DCS）系列：Honeywell Experion PKS (煤炭工业应用)_2.HoneywellExperionPKS系统架构.docx

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2.HoneywellExperionPKS系统架构

2.1系统概述

HoneywellExperionPKS（ProcessKnowledgeSystem）是Honeywell公司推出的一款先进的分布式控制系统（DCS），广泛应用于各种工业领域，包括煤炭工业。该系统通过集成的硬件和软件平台，实现对生产过程的实时监控和控制，提高生产效率，确保安全和环保。

在煤炭工业中，ExperionPKS系统主要用于煤矿的自动化控制、选煤厂的生产管理和煤炭运输的调度等关键环节。通过该系统，可以实现对生产过程的全面监控和优化，提高煤炭产量，降低能耗，减少安全事故。

2.2系统组成

2.2.1硬件组件

HoneywellExperionPKS系统的硬件组件主要包括以下几个部分：

控制站（ControllerStation）：

控制器（Controller）：负责执行控制逻辑，处理输入/输出信号，并与上位机进行通信。

I/O模块（I/OModules）：用于连接现场设备，采集数据和输出控制信号。

电源模块（PowerSupplyModule）：为控制站提供稳定电源。

通信模块（CommunicationModule）：实现控制站与上位机及现场设备的通信。

操作站（OperatorStation）：

操作员站（OperatorWorkstation）：提供人机交互界面，操作员可以通过该站监控和操作生产过程。

工程师站（EngineeringWorkstation）：用于系统配置、编程和维护。

网络组件：

过程网络（ProcessNetwork）：连接控制站和操作站，实现数据的高速传输。

信息网络（InformationNetwork）：连接操作站和企业管理层，实现信息的共享和管理。

现场设备：

传感器（Sensors）：用于采集各种生产参数，如温度、压力、流量等。

执行器（Actuators）：用于执行控制指令，如阀门、电机等。

变送器（Transmitters）：将传感器的信号转换为标准信号，便于控制系统处理。

2.2.2软件组件

HoneywellExperionPKS系统的软件组件主要包括以下几个部分：

C300控制器软件：

控制策略（ControlStrategy）：编写和配置控制逻辑，实现对生产过程的精确控制。

控制算法（ControlAlgorithms）：实现各种控制算法，如PID控制、模型预测控制等。

C200控制器软件：

基本控制功能（BasicControlFunctions）：提供基本的控制功能，如开关控制、顺序控制等。

高级控制功能（AdvancedControlFunctions）：实现更复杂的控制功能，如多变量控制、自适应控制等。

UnrealCM控制模块：

数据采集与处理（DataAcquisitionandProcessing）：负责采集现场设备的数据，并进行预处理。

报警管理（AlarmManagement）：实现报警的生成、显示和管理。

C300CM控制模块：

安全控制（SafetyControl）：实现对生产过程的安全控制，防止事故发生。

性能优化（PerformanceOptimization）：通过优化控制策略，提高生产效率和产品质量。

2.2.3系统配置

在配置HoneywellExperionPKS系统时，需要考虑以下几个关键步骤：

硬件配置：

选择合适的控制器、I/O模块、电源模块和通信模块。

确定现场设备的连接方式，如模拟信号、数字信号等。

网络配置：

设计过程网络和信息网络的拓扑结构。

配置网络设备，如交换机、路由器等。

确保网络的安全性和可靠性。

软件配置：

编写和配置控制策略，实现对生产过程的精确控制。

配置操作员站的用户界面，提供友好的人机交互。

配置报警管理，确保及时发现和处理异常情况。

2.3系统架构设计

2.3.1层次结构

HoneywellExperionPKS系统采用了分层的架构设计，主要包括以下几个层次：

现场层（FieldLevel）：

现场设备：传感器、执行器等。

I/O模块：连接现场设备，采集数据和输出控制信号。

控制层（ControlLevel）：

控制器：执行控制逻辑，处理输入/输出信号。

控制模块：实现数据采集、控制算法和报警管理。

操作层（OperatorLevel）：

操作员站：提供人机交互界面，操作员可以通过该站监控和操作生产过程。

工程师站：用于系统配置、编程和维护。

管理层（ManagementLevel）：

企业管理层：实现生产数据的管理和分析，提供决策支持。

信息网络：连接操作站