分布式控制系统（DCS）系列：Yokogawa CENTUM VPall.docx

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1.系统架构概述

1.1系统组成

YokogawaCENTUMVP是一种先进的分布式控制系统（DCS），广泛应用于制药工业中。该系统由多个组件组成，每个组件都在整个控制过程中发挥着重要作用。以下是系统的主要组成部分：

工程师站（EngineeringStation,ES）：用于系统配置、编程和维护。工程师站通过专用软件实现对系统的全面管理，包括创建控制策略、配置I/O模块、设置报警参数等。

操作站（OperatorStation,OS）：为操作员提供一个直观的界面，用于监控和控制生产过程。操作站通常配备高级图形界面，支持实时数据查看、报警管理、趋势分析等功能。

现场控制站（FieldControlStation,FCS）：负责实际的控制逻辑执行和数据采集。FCS通过与I/O模块的通信，实现对现场设备的控制和数据的实时采集。

网络设备：包括以太网交换机、光纤通信设备等，用于连接各个站和设备，确保数据的高效传输。

I/O模块：用于连接现场设备，采集数据并输出控制信号。I/O模块支持多种通信协议，如HART、Modbus、Profibus等。

服务器（Server）：用于数据存储、历史记录和报表生成。服务器通过数据库管理系统，实现对生产数据的长期存储和分析。

安全模块：确保系统的安全性和可靠性，包括防火墙、安全认证等。

1.2通信网络

YokogawaCENTUMVP采用了一种分层的通信网络结构，确保数据的高效传输和系统的高可靠性。主要的网络层次包括：

工厂级网络（PlantNetwork）：通常使用以太网，连接工程师站、操作站和服务器等高层设备。

控制级网络（ControlNetwork）：使用Vnet/IP网络，连接现场控制站和I/O模块，实现高速数据传输和实时控制。

现场级网络（FieldNetwork）：支持多种现场总线协议，如HART、Modbus、Profibus等，用于连接各种现场设备。

1.3系统特点

高度可扩展性：CENTUMVP系统可以根据生产规模和需求进行灵活扩展，支持从小型到大型系统的无缝升级。

开放性：系统支持多种通信协议和接口，可以与第三方系统和设备进行集成。

高可靠性：采用冗余设计，确保系统在出现故障时仍能正常运行。

易用性：提供友好的用户界面和强大的图形化配置工具，简化系统配置和操作。

安全性：具备多种安全措施，包括防火墙、安全认证、数据加密等，确保系统的安全运行。

2.系统配置与编程

2.1工程师站配置

2.1.1系统配置步骤

安装配置软件：在工程师站上安装Yokogawa提供的配置软件，如IAConfig。

创建项目：启动配置软件，创建一个新的项目，输入项目名称、描述等信息。

配置系统结构：定义系统的网络结构，包括工厂级网络、控制级网络和现场级网络的拓扑。

添加设备：根据实际需求，添加工程师站、操作站、现场控制站、I/O模块等设备。

定义控制策略：配置控制逻辑，包括PID控制、顺序控制、批量控制等。

设置报警参数：定义报警条件、报警等级和报警处理方式。

生成配置文件：完成配置后，生成配置文件并下载到各个站和设备。

2.1.2配置示例

以下是一个简单的系统配置示例，使用IAConfig软件创建一个包含工程师站、操作站和现场控制站的项目。

#创建项目

1.打开IAConfig软件。

2.选择“File”-“NewProject”。

3.输入项目名称“PharmaControl”。

4.选择项目类型“CENTUMVP”。

#配置网络结构

1.选择“Network”选项卡。

2.添加工厂级网络：

-网络名称：FactoryNet

-网络类型：Ethernet

3.添加控制级网络：

-网络名称：ControlNet

-网络类型：Vnet/IP

#添加设备

1.选择“Device”选项卡。

2.添加工程师站：

-设备名称：ES1

-设备类型：EngineeringStation

-网络：FactoryNet

3.添加操作站：

-设备名称：OS1

-设备类型：OperatorStation

-网络：FactoryNet

4.添加现场控制站：

-设备名称：FCS1

-设备类型：FieldControlStation

-网络：ControlNet

#定义控制策略

1.选择“ControlStrategy”选项卡。

2.添加PID控制模块：

-模块名称：PID1

-输入变量：Temp