过程控制软件：Emerson DeltaV二次开发_（2）.DeltaV系统架构与组态.docx

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DeltaV系统架构与组态

1.系统架构概述

DeltaV系统是一种分布式控制系统（DCS），由多个硬件和软件组件组成，用于工业过程的自动化控制。理解DeltaV系统的架构对于进行有效的二次开发至关重要。DeltaV系统的架构主要分为以下几个部分：

1.1硬件架构

控制器（Controller）：控制器是DeltaV系统的核心组件，负责执行控制逻辑和数据处理。每个控制器可以管理多个输入和输出点，并且支持冗余配置以提高系统的可靠性。

输入/输出模块（I/OModules）：I/O模块用于连接现场设备（如传感器和执行器），将物理信号转换为数字信号，或反之。

操作员工作站（OperatorWorkstation）：操作员工作站是操作人员与DeltaV系统交互的界面，用于监控和控制过程。

工程师工作站（EngineerWorkstation）：工程师工作站用于系统配置、编程和维护。

网络组件（NetworkComponents）：DeltaV系统使用HART、Modbus、Profibus等多种网络协议，通过Ethernet、ControlNet、DeviceNet等网络组件实现数据传输和设备通信。

历史数据服务器（Historian）：历史数据服务器用于存储和管理过程数据，支持数据查询和分析。

1.2软件架构

DeltaV系统软件：包括DeltaV工程师站软件、操作员站软件和历史数据服务器软件。

控制策略：通过控制模块（ControlModules）和功能块（FunctionBlocks）实现控制逻辑。

通信协议：支持多种工业标准通信协议，如HART、Modbus、Profibus等。

用户界面：包括操作员界面和工程师界面，支持图形化配置和操作。

2.DeltaV组态基础

DeltaV组态是将系统组件和控制逻辑配置到具体的硬件和软件环境中的过程。正确的组态可以确保系统稳定运行，实现预期的控制目标。

2.1组态步骤

系统设计：根据工艺需求设计控制系统架构，确定所需的控制器、I/O模块、网络组件等。

硬件安装：安装和配置硬件设备，包括控制器、I/O模块、操作员工作站等。

软件安装：安装DeltaV系统软件，包括工程师站软件、操作员站软件等。

网络配置：配置网络组件，确保各个设备之间的通信畅通。

控制逻辑组态：编写和配置控制模块和功能块，实现具体的控制策略。

测试与验证：对系统进行测试，确保所有组态正确无误，满足工艺要求。

2.2组态工具

DeltaVStudio：用于系统配置、编程和维护的集成开发环境。

DeltaVExplorer：用于浏览和管理DeltaV系统的组件和配置。

DeltaVSIS：用于配置安全仪表系统（SIS）的工具。

2.3组态示例

2.3.1控制器组态

假设我们需要配置一个DeltaV控制器，以管理一个简单的温度控制回路。以下是具体的组态步骤和示例代码：

创建控制器：

在DeltaVStudio中，选择“控制器”选项，创建一个新的控制器。

配置控制器的IP地址、子网掩码、网关等网络参数。

确定控制器的冗余配置（如双控制器冗余）。

配置I/O模块：

选择控制器，添加所需的I/O模块（如AI模块和AO模块）。

配置I/O模块的地址和类型。

编写控制逻辑：

使用DeltaVStudio的图形化编程工具，创建一个控制模块。

在控制模块中添加PID功能块，用于实现温度控制。

#示例代码：DeltaV控制逻辑组态（Python伪代码）

#导入DeltaVStudioAPI

importdelta_v_apiasdv

#创建控制器

controller=dv.Controller(Controller1,ip=192.168.1.10,subnet_mask=255.255.255.0,gateway=192.168.1.1)

#配置I/O模块

ai_module=controller.add_io_module(AI1,module_type=AI)

ao_module=controller.add_io_module(AO1,module_type=AO)

#配置I/O模块的地址

ai_module.set_address(1)

ao_module.set_address(2)

#创建控制模块

control_module=controller.add_control_module(TempControl)

#添加PID功能块

pid_