西门子T3000系统概述

《西门子T3000系统概述》由会员分享，可在线阅读，更多相关《西门子T3000系统概述（55页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、. SPPA-T3000 系统概述 目 录 1 概述 2 1.1 主要设计特性 2 2 系统体系结构 3 2.1 介绍 3 2.2 硬件体系结构 4 2.3 软件体系结构 5 3 功能与任务 6 3.1 介绍 6 3.2 控制 7 3.3 操作 10 3.4 工程设计 29 3.5 诊断 37 3.6 通讯 42 4 组件 44 4.1 介绍 44 4.2 电力服务器 45 4.3 网络 46 4.4 过程接口 48 精品 . 1 概述 电力市场的自由化以及对进一步提高电厂发电效率和降低运行维护费用的要求是当今发电行业的焦

2、点问题。与过去相比，现代化电厂必须达到最高可用率和安全级别、符合排放指标、优化电厂效率以及响应短期调度指令。 电力行业日益激烈的竞争迫使电厂既要优化发电能力又要优化业务过程。竞争力正在成为电力行业的核心成功要素。从其全世界范围内超过1500 套控制系统装置所获得的知识积累使西门子公司不仅仅是世界发电市场中最有经验的，而且还是最成功的电力和I&C 系统的供应商。西门子公司从超过一个世纪的电厂运行中所吸取的技术为其客户提供了一个更大的优势：为特定的电厂工艺进行精准设计，针对具体需求提供最理想的电气和I&C 系统。西门子具有客户可以信任及依赖的专门技术。 多年来，控制系统供应商一直致力于采用新技

3、术以提高发电能力。为了适应日益增长的实时数据的需求，基于开放性及标准的组件被集成到控制系统中。例如： 现场总线 企业管理层与生产过程间数据交换的开放接口 开放的数据库 这些集成的结果，DCS 系统已经发展成非常复杂的、难以维护的结构。而且，多重接口、部 件、操作系统以及支持工具的激增导致了对可用率的危害和对报废顾虑的增长。 西门子公司采取了一个革新的方案：实时数据自由流动的设想、无需将任何内部接口结合到专用的软件体系结构中。 根据此设想，并依靠在发电行业中的优势和经验，西门子公司已经开发了世界上第一个真正的基于组件的控制系统――SPPA-T3000。 所有设计的组件都使S

4、PPA-T3000 可方便地执行电厂过程的所有功能，包括与第三方接口的 集成以及与基于WEB 的应用的无缝接口。 SPPA-T3000 不仅满足了传统电厂控制任务的要求，而且提供了能提高发电业务过程的实时数据平台。SPPA-T3000 避免了传统控制系统的弱点，用基于组件方法进行系统的设计，成功地用软件解决方案来替代“强制性适配”部件的组合。 SPPA-T3000 的解决方案提供了可根据具体需求进行工程设计的强有力的应用环境。它包括了协调与管理业务过程每个方面的能力，以实现出色的运营。这意味着SPPA-T3000 将提供电厂工程设计、启动及运行，以及管理和维护所需的极具竞争力的优势。

5、1.1 主要设计特性 基于组件的设计理念 嵌入式组件服务――ECS，嵌入了所有过程相关数据到每一个单独组件中。此嵌入式组件方式允许所有数据对操作、设计或诊断作为内在使用。一个统一的系统体系结构简化了系统结构，提供一个面向所有任务的单一用户界面，并且消除了传统控制系统中对子系统以及详细接口的需求。 SPPA-T3000 使用XML 和Java 技术，其应用不受任何操作系统或硬件平台兼容性的限制。这 改进了任务实现能力(如I&C 支持)和主动性(如电厂优化、过程修改和参数调整)。所有这些功能也可以从任何地点远程使用。传统的控制系统包含附带大量通讯接口的隐藏子系统，必须要对所有这些子系统进行

6、工程设计。映射数据交换和子系统通讯使数据一致性成为一项挑战。额外的处理时间、管理负荷及多重软硬件版本可导致多重故障点和更多的维护工作。 精品 . SPPA-T3000 消除了这些子系统，其统一的系统体系结构保证了内在数据的连贯性和更少的组件，大大减少了管理工作以及故障点。 SPPA-T3000 通过提供完全建立在开放标准上的平台和成熟的软硬组件实现上述要求。平台的独立与开放保证了业务应用的简便集成。它保证基础架构能最好地适应业务的需求。信息从最底层的现场设备直达控制室、办公室或企业层，无需通过不同网关或软件接口。 SPPA-T3000 提供一个用于工程设计、组态、调试、运行、诊断和服

7、务的单一用户界面。每个对象都嵌入了所有必要信息和接口。无需授权软件：一个标准浏览器即可浏览整个电厂状态并执行所有自动化任务。视窗风格的下拉菜单、自动弹出的窗口、多重视窗、简便搜寻功能、测点信息和大量其它特性使运行人员和工程师的操作非常直观与简便。不受限制的并发工作流程，提供了执行各种任务的灵活性，直至单一对象级。 SPPA-T3000 提供进行工程设计的解决方案。它不仅符合不同功能方面的要求，而且还满足不同视图风格设置要求。简便的系统体系结构允许软硬组件的即插即用。例如，新增操作员站可以无需任何附加软件的安装而被方便地连接。软件组件的模块化减少了维护管理工作。 2 系统体系结构 2.1

8、介绍 体系结构 SPPA-T3000 过程控制系统是以现代电厂需求为基础开发的，具有集成系统体系结构，面向所有自动化任务，从工程设计和调试到运行和诊断。 它通过基于对象的设计以及嵌入式组件服务(ECS)实现。相关任一过程对象的所有数据被嵌入到一个高度可用、独立的组件中。与过程对象的任何交互，无论是运行、过程控制、诊断、或者只是查看数据，都由此组件来完成。 此方法实现了一个统一的系统体系结构，它简化了系统结构并消除了传统控制系统使用子系统的需求。 传统控制系统以客户机/服务器结构为基础，有一个与自动化层的实时链接，在自动化层处理所有自动化功能。不同的功能例如操作与监视、存档、报表、诊断

9、和工程设计在不同的专用PC 机或工作站中执行。它造成了不同的操作系统、软件包和数据库通过复杂中间软件和通讯机制进行所谓集成的现象。现在，新技术实现了最有力和最简单的实现方法――嵌入式组件服务(ECS)。传统的人机界面、工程设计系统和诊断系统的分割现象已不复存在。人机界面、工程设计、诊断等等都成为了系统的不同视图。 精品 . 电厂过程控制系统也受到自动化市场中新趋势的影响。政府规章制度和客户的需求变化正在影响发电行业的需求。可通过使用新技术或使之与已有技术相结合的方法来满足这些需求。 传统分层结构――分为现场级、过程控制级、机组控制级以及企业级――来自当今业务过程的 功能结构。未来

10、的技术趋势导致了另外一个方向：把DCS 只分成两个级别，即现场级和IT 级。此种简化通过两方面完成：一方面将互联网技术发展到企业级、机组级和过程控制级；另一方面持续发展现场设备的智能化。IT 级的特征是使用标准IT 中间件，以TCP/IP 为通讯媒介，所有应用彼此直接通讯。现场级只包含智能传感器和执行器。越来越多的信息和功能将设置到智能设备中，例如：设备基本数据，执行性的操作功能，短期文档和服务界面。SPPA-T3000 已经在其体系结构中采用了大量新技术，例如嵌入式互联网技术，TCP/IP 通讯和基于组件的设计。新体系结构的优势体现在： 标准IT 技术的使用提供了与公司信息管理一起来开发

11、I&C 结构的可能性 DCS 开发的进程将会适应整体IT 的开发 2.2 硬件体系结构 主要组件 SPPA-T3000 将成熟的实时过程控制器的可靠性与新技术结合在一起来建立一个简单、强大的平台。 精品 . SPPA-T3000 由如下组件层构成： 用户接口 人机接口站是过程的窗口，显示工程设计、运行和诊断信息，它是运行WEB浏览器的标准工控计算机。 电力服务 应用服务器和自动处理器用来处理数据及执行控制算法，具有极高的可用率。 网络 所有组件间高可用率的内部连接，由采用TCP/IP 协议的标准工业以太网实现。对过程的访问及过程与电力服务器的连接通过PROFIB

12、US DP。 过程接口 过程接口通过I/O 模件提供信号处理和指令输出。 SPPA-T3000 的用户接口：人机接口站显示所有与设计、运行和诊断有关的信息。人机接口站可以使用任何计算机通过互联网或公司内部局域网用Web 浏览器访问Web 应用，而无需安装应用软件。以Web 为基础的人机接口站允许使用不同硬件，例如标准PC、工作站、笔记本电脑、 PDA，以及其它可运行标准浏览器的设备。另外，现有的IT 设备也可用做人机接口。 处理数据和控制算法是电力服务的主要任务。另外电力服务还提供存档、组态和工程设计以及报警和诊断服务。所有电力服务的硬件平台是可提供极高可用率的应用服务器和自动处理器

13、。 通讯功能由连接不同组件的网络提供。主要通讯由采用TCP/IP 协议的标准以太网实现。连接到过程接口的通讯由PROFIBUS DP 现场总线建立。其它标准例如MODBUS 或者以太网TCP/IP网络即将实现。现场总线PROFIBUS DP 直接连接到自动处理器的运行容器。 过程接口通过I/O 模件或智能现场设备进行信号采处理和指令输出。 SPPA-T3000 体系结构以提供一个从操作到自动化的集成系统体系结构为特色，使用单一编程语言(Java)。其优势是系统不复杂和模块化软件设计。 2.3 软件体系结构 在传统的DCS 中，单个、特定的任务通常要使用不同工具、软件或子系统，通过或多

14、或少的复杂的中间件耦合在一起，使不同任务之间达到同步。SPPA-T3000 使用嵌入式组件服务方式(ECS)。每一个过程对象都装载有对象自身所需的所有数据。所有的服务，例如电厂画面、工程设计、报警等都提供来自于这个数据池的视图或者直接管理这些数据。没有中央数据库来存储或编辑数据，因此不会引起性能或容量的瓶颈。整个系统由这些单个对象组成，形成一个组合单元进行数据的无缝集成及交换，以提供由各个单件构成的整体的完整概貌。 精品 . SPPA-T3000 软件体系结构由于采用Java编程方法，原则上可在不同的硬件平台上分配其组件。典型的SPPA-T3000 配置包括SPPAT3000人机接口、应

15、用服务器和自动处理器。自动化逻辑以按照所需顺序和处理周期所设计的自动化功能而建立，并按实时要求在具备实时运行环境的SPPA-T3000 自动处理器中执行所确定的控制任务。如果对时间精确性无过高要求，自动化逻辑也可以在应用服务器中执行。自动化功能与在应用服务器中运行的其他组件交换信息。任何人机交互操作都通过人机接口站的单一用户界面进行。 自动化和电厂画面的设置更改会影响各个中枢对象，并且由其所有其它组件自动继承，从而无需在其它组件中重复修改。 另一个重要优点是客户机与所有应用和控制逻辑完全独立。控制策略的任何重新定义或者甚至是自动化逻辑的彻底更改都不会影响客户机软件设置。人机接口站仍然通过网

16、络浏览器访问数据，仅仅接收由各个控制对象提供的逻辑或计算结果。因此，人机接口站可以采用标准PC、笔记本电脑或甚至移动PAD，无需安装任何系统软件。 模块化软件设计提供了一个全新的灵活性，它可以： 自由适应用户控制功能要求 可灵活选择软件包和选项的客户化系统扩展 电厂画面、功能图和操作面板的风格灵活设置 SPPA-T3000 软件体系结构的主要优势为： 全集成 o 任何时间的一致性视图 o 唯一的数据管理地点 o 集成的I&C，电厂画面、报警、诊断和工程设计 o 无子系统，如工程设计、操作与监视或诊断系统 o 功能型共享，无子系统界定 o 集成汽轮机控制系统

17、硬件平台无关性 o 保障投资 开放性 o 通过应用容纳与第三方产品方便地集成 o 系统内外的开放XML 界面 o 现场设备的灵活集成 o 方便灵活的更新与升级 o 减少管理工作 在自动化行业里，DCS 已经成为了企业软件系统的一个组成部分。SPPA-T3000 体系结构以创新的网络技术为基础，方便地用任何形式在一个广阔的计算平台范围内提供信息，因此可以集成到企业环境中。 精品 . 3 功能与任务 3.1 介绍 SPPA-T3000 是先进的分散控制系统，提供电厂控制系统的完美功能。灵活和优秀的系统功能性、嵌入式组件服务ECS的体系结构及标准化通讯，所有这些保证了SP

18、PA-T3000 完全满足电厂控制系统的所有需求： 简单可靠的过程控制 面向所有功能的单一用户界面，如操作、工程设计、诊断、维护、服务等 强大、快速、统一的全系统范围的工程设计 提供电厂所有常规控制和运行的大范围的功能块库 所有级别的系统开放性 系统规模和附加功能性可设计 与IT 系统的直接连接 SPPA-T3000 提供不同的服务以完成电厂DCS 的功能性。所有功能均通过模块化和独立的方 法提供。设计独特的格局以达到最好的应用解决方案。一个称为操作平台的单一用户界面提供中央交互点，允许操作员和工程师访问所有信息、运行电厂、执行所需的组态和工程设计任务。只要定义

19、用户角色便可提供不同的视图，工程设计、自动和控制子系统已不复存在。所有视图在视窗中显示，多个视窗可以被安置在一个操作平台中： 为不同任务，如运行、工程设计、服务等，提供的功能和视图可以单独客户化设计，但是所有交互通过相同的单一用户界面处理。其优势如下： 所有信息都在指尖 无需在不同用户站或独立操作应用之间切换 日常应用程序与SPPA-T3000 可在同一台PC 中使用 不同视图间的轻松导航 根据用户要求进行客户化设计，包括视图风格设置 下列章节将详细描述SPPA-T3000 的功能： 控制 运行 工程设计 诊断 精品 . 通讯 3.2 控制

20、 现代化的电厂管理和有效的生产管理要求自动化控制手段满足特殊的需求。基本功能，如信号采集、处理和指令输出，是实现高级机组控制的基础，从启停机程控直至电厂整个过程的全自动化运行。 SPPA-T3000 控制解决方案的概念完全基于软件，与具体硬件类型无关。 系统可用率和性能的要求决定了SPPA-T3000 的硬件选型。 软硬组件的规模可配置性使其可灵活适应过程和场地条件的要求，它具备如下重要特性： 即插即用 可组态的软硬件结构 在电厂运行时可扩展软硬组件 可在线替换 客户化的功能性 适用于所有电厂应用类型的统一结构 亮点： 所有功能具有灵活的控制水平(从手动模

21、式到100%自动模式) 在PC 硬件中基于对象的体系结构(为高级调试工具而准备) 由于无子系统软件，集中更新便于维护 SPPA-T3000 的系统规模可随项目实施阶段配置，使电厂初始投资最小化。 SPPA-T3000 服务被分配到相关的电力服务器中。所需的自动处理器的数量和类型主要取决于I/O 信号的数量。 电厂的工艺结构可以分配给不同的运行容器。因此，可适应不同的要求，例如： 自主的/自治的系统(如水处理) 中央系统(如机组控制) 多机组控制(如#1 机组、#2 机组、...) 对处理速度更高/更低的要求(设备保护/温度测量)，等等 每个代表控制功能软件运行环

22、境的运行容器都可以自治运行，即可以独立启/停和独立设置运行周期。 3.2.1 控制功能 利用提供的功能，一个辅助设备的开环控制和一个复杂的机组控制可以同样简便地定义。电厂报警机制、复杂的启/停程序和过程管理任务可根据统一的原则解决。 一般使用下列基础组件： 硬件代理管理对过程的访问、通过相关输入/输出模件执行信号采集和指令输出，因此可以被认为是为相关硬件的专用软件驱动器。 开环控制任务和闭环控制任务由互连的自动化功能定义 管理代理监视并控制内部系统过程 运行和诊断信息连续向操作员显示 所有信号变化和操作可被存档 精品 . 3.2.2 自动化功能 自动化功能包括

23、： 模拟量处理功能 开关量处理功能 信号监控与选择 闭环控制功能 开环控制功能 过程功能作为被专门组态和优化的解决方案应用于工艺过程相关的过程中相应的应用场合，如寿命计算 3.2.3 硬件代理 与现场具体设备或子层系统的通讯由硬件代理描述。 硬件代理可用来连接： PROFIBUS DP 设备 Ethernet TCP/IP 设备 3.2.4 管理代理 管理代理协调SPPA-T3000 系统的所有软件组件和服务。 管理代理可用于： SPPA-T3000 服务 操作系统 服务器模块 网络通讯 现场设备通

24、讯 3.2.5 运行容器 运行容器负责自动化功能、硬件代理及其相互之间的连接的确定性执行。基于统一组件体系结 构，运行容器提供与自动化功能模件相同的接口和特性。 精品 . 3.2.6 电厂扩展 电力服务器、用户接口和网络组件可在任何时间进行扩展，并可在运行过程中进行。因此对于SPPA-T3000 来说，可以毫无问题地在一个长时间段内，逐步地安装一个复杂系统，而不会危害系统的运行。 3.3 操作 SPPA-T3000 操作员界面是一个以用户为中心的过程控制的新奇解决方案。通过成熟的报警性 能和诊断信息，使它不仅仅作为一个“过程窗口”。通过高分辨率的过程图表，如电厂画面

25、、报警一览表、动态功能图或诊断视图，图形化地显示实时数据，简化了对实时数据和历史过程数据的审查与分析。提供全面测点信息的测点图有效地支持了信息的搜寻。用户指南和直接导航(实况链接)使所有信息置于指尖。 精品 . 单一的数据来源 – 多重视图 可单独组态的操作员工作站保证了控制室和工作站的优化组态： 显示器数量和组态的灵活性 从一个工作站访问所有电厂数据，仅受制于访问权限 客户化的菜单栏、视窗布置和内容 用户自定义启动视图、视窗组态、收藏夹、筛选器，可存储用户设置和视窗组态并在登录后作为默认设置 所有数据类型的可客户化设定显示方式，如过程数据、诊断、存档数据和报警

26、 客户可自由定义用户角色和授权级别 SPPA-T3000 操作平台用户环境提供一个对于组态、运行和诊断的统一用户界面。视窗技术用来浏览细节画面并用于被控设备的控制和运行。操作员可以同时浏览不同的电厂画面，并且在需要更多细节信息时缩放到某个视窗。有下述控制功能： 快速识别电厂特定状态和故障 所有操作员站通过实时链接简便快速访问所有所需信息，包括诊断和硬件 通过内容关联链接和报警指示的不同视图间轻松导航 安全可靠的操作 图表组态直观，修改简便以适应电厂配置的变化 具备用户自定义报警画面的成熟报警管理 实时与历史趋势曲线 报表格式自由组态 内容关联的帮助功能

27、使搜索用户手册变得没有必要。在任何时间点击帮助键直接引导到相关帮助。一旦进入帮助系统，即可使用标准工具，包括搜索、超链接以及帮助导航树。 支持多语言、字体组和文化习俗 SPPA-T3000 的主要运行单元部件如下： 电厂画面和操作面板 电厂画面和操作面板允许操作员监控并处理过程控制变量，以及执行任务，如操作设备、调节环路、响应报警或更改设定值。 报警系统 报警用来通知操作员在正常或计划的运行中发生的偏差(过程报警)或在I&C 系统中发生的故障(I&C 报警)。报警可以在报警一览表、电厂画面中显示，或者在报表中记录。 测点图 精品 . 测点图使操作员可以显示和修改一个测点的

28、全部数据集，包括实时值和报警状态。操作员可以在任何操作员站上通过点击鼠标调出该测点的所有信息。 标签搜索 标签搜索可让用户查阅与测点相关的信息。可在一个表格中列出具有共同特性、状态条件或者质量的测点集。 动态功能图 动态功能图包含表示当前信号值的实时数据，例如设备状态或使能条件。通过点击鼠标可以从操作面板导航到相关功能图。 趋势画面 趋势画面以曲线的形式显示过程数据的历史值或实时值。 报表系统 报表系统用来从系统存档中提取用户所需要的任何历史信息。报表可以由手动或事件触发。可使用多种不同的报表，如： 状态报表 顺序报表 跳闸报表 存档系统 整个电厂的所有事件和操

29、作都有效地存储在存档系统中。所有数据都按时间顺序存储在一个中央实时数据库中，包括时间标签、数值和质量状态。 3.3.1 操作平台 操作平台是SPPA-T3000 系统的中央或最高视图，所有其它视图都可从操作平台中访问。 SPPA-T3000 视图迎合了不同用户的不同需求，例如设计人员、操作人员、维护人员等。SPPAT3000操作平台用来显示电厂状态，实施电厂运行的监控功能，以及执行工程设计或诊断任务。视图以视窗的形式在操作平台工作区域中打开。 下列视图可在操作平台中打开： 项目视图：此为工程设计的主要视图。在此可见项目的完整结构，以及所有的项目数据。 通过项目视图打开图形编辑器，

30、用来组态所有应用软件和逻辑；打开电厂画面，用来运行电厂。在此组态运行容器，用户还可以在系统运行时更改组态。项目管理也在项目视图中完成。 运行模式下的功能图：动态功能图包含表示当前I/O 端口值的实时数据，例如反馈值和使能状态。 趋势：趋势画面以曲线的形式显示过程数据的历史或实时值。 运行模式下的电厂画面：电厂画面以动态对象的形式，在不同的层次呈现电厂。 报表：用来从存档中提取和显示历史过程信息。 诊断视图：显示系统信息并用来分析故障。 电厂画面分层结构图：操作人员用来在电厂画面间导航的结构在此定义。 报警一览表：所有的报警都在报警一览表中显示和组织。 图样编辑器

31、：用来创建和编辑用户自定义的图例和操作面板。 精品 . 利用‘模式’功能，操作平台可以在组态模式和运行模式间切换。在运行模式中监控电厂，在组态模式中对电厂画面、功能图、趋势画面、报表等进行组态设计。 客户化操作平台 根据‘视窗风格指南’，所有视图以统一的风格呈示用户。符号、颜色、操作机制的一致性保证了快速有效的识别。因此这套系统易学好用。培训时间可以降低到最低。 所有这些设置或风格可以根据项目或具体用户调整。所定义的风格和颜色存储在项目容器中。设置文件包括键-值对。每个输入表示一个属性。 3.3.2 模式 操作平台模式 SPPA-T3000 操作平台可以在两个不同模式下运

32、行： 运行模式 组态模式 运行模式用于所有实时数据间的交互，例如操作，监视和过程管理。 组态模式用于对所有对象组态，例如创建和设计功能图、电厂画面、趋势画面、报表等，以及设置自动化功能的参数。 图表和画面可以根据所要求的任务在相应模式中操作。所有对象在组态模式中设计，所有的操作和监视都在运行模式中执行。操作平台的基本布置保持不变，因为基于组件的系统体系结构提供了不同的过程对象和系统组件视图，无需更改适用于所有用户的工具或工作环境。 根据所定义的用户角色，可分别选择和操作不同视图。所有视图在视窗中显示，而且多个视窗可以被安排在操作平台中。 在组态模式下的功能图示例： 精品

33、. 在组态模式下的电厂画面示例： 在运行模式下的功能图示例： 精品 . 在运行模式下的电厂画面示例： 3.3.2.1 运行模式 用于运行的操作平台 为了提供电厂的完整概貌，所有视图和功能都可以从任何操作员站根据用户访问权限调用。访问权限通过具体电厂区域的用户角色定义。 操作员操作平台的在线组态 通过下述方式，操作员界面可以根据用户需求或爱好进行在线客户化： 可客户化的菜单栏、视窗布置和内容 用户自定义的启动视图、视窗组态、收藏夹和筛选器 所有类型数据可客户化的视图，例如过程数据、诊断、存档值和报警 精品 . 可存储已选组态以便下次登录时重

34、新使用。 视图间导航 已链接的视图间可点击鼠标导航。例如，一个过程值或自动化功能的不同视图间的导航。 从一个测点的操作面板，或从一个自动化功能到其所有视图，均有直接链接可直接引导到一个具体电厂状况的所有方面。 内容关联的在线帮助功能在某些需要更多详细系统信息情况下提供额外的用户支持。无需任何手动搜寻而提供所有相关信息。 异常情况的快速分析由用户指导以及从任何点的实时链接提供支持。例如从电厂画面到相关诊断视图。 有时报警源需要调整或者甚至抑制，这可以通过报警一览表或者测点图实现。 所有参数可在线更改，例如环路调整。一组附加信息源支持开闭环路的调整：高分辨率实时趋势、带有实时值的

35、功能图、测点图和其它细节图。 通过电厂画面和操作面板进行操作 精品 . 电厂画面通过使用动态图符组织与显示过程信息。操作面板用来操作设备，例如，监视和调整过程控制变量，以及执行任务，如设备操作、响应报警、环路调整或设定值更改。 要操作一个控制设备，可以从电厂画面结构图中打开相关的电厂画面，或者通过使用标签搜索功能点击设备的标签代码。 操作面板可通过鼠标点击打开相应的图符。操作面板包含控制该设备的所有信息并且保证了快速安全的操作。 内容关联的帮助功能 可在任何时候使用“帮助”键直接引导到帮助的主题，显示相关帮助内容。一旦进入帮助系统，即可利用标准工具，包括搜索、超链接以及

36、帮助导航树。 3.3.2.2 组态模式 工程设计的操作平台 SPPA-T3000 的模块化软件体系结构为工程设计提供更大的灵活性和全图形用户界面。因为下 述特点它节省了设计时间： 集成的人机接口和使用单一用户界面的控制工程设计 面向所有工程设计任务的单一用户界面 确保数据一致性(无用户软件的生成和下载) 无子系统映射、代码生成和下载 在线更改并直接立即生效 自由选择SAMA 或IEC 图符 一个用户界面中不同视图间轻松拖放(多重视窗) 精品 . 多重视图间方便的导航 开放标准―― 面向未来 工程设计视图构成了每一个SPPA-T3000 系统的基

37、础。它直观、友好的用户界面使工艺任务 定义向高质量I&C 实现的转换十分便捷有效。 其它关键特性： 横向集成(产品寿命周期) 操作和自动化紧密联系的综合性工程设计 不同地点的工程师采用远程访问同时工作 工程设计的主要功能： 项目视图(管理、输入/输出) 图形编辑器(功能图、电厂画面、搜索/导航) 在线组态修改 报表工程设计 操作平台结构如下： 具有下列下拉菜单的菜单栏： o Applications(应用)：在此启动项目视图、电厂画面结构图、诊断视图、报警一览表和符号编辑器。用户也可以在此获得报表或退出SPPA-T3000 系统。 o Favor

38、ites(收藏夹)：访问用户自选的图表。 o View(视图)：组态工具栏、存储版面布局，或者使能动态功能图中的符号信息。 o Window(视窗)：安排工作区域视图构局。 o Find(搜索)：在项目结构图中搜索图表或节点。 o Mode(模式)：选择操作平台工作模式。 o Help(帮助) 用户在视图菜单中可组态工具栏。 在工作区域内打开其它SPPA-T3000 视图，视窗可缩小停靠于工作区域的边界。 状态栏(在视窗的底部)可显示： o 当前用户 o 组态/运行模式 o 综合工程设计打开/关闭(如果图形编辑器已打开) 精品 . 工程设计过程通过图形编辑器完

39、成。任何工程设计、组态和运行任务都通过综合工程设计执 行，综合工程设计可设计相关应用数据至每个过程对象中。无论控制逻辑或人机界面显示是否已经被设计，工程设计均可以根据电厂工艺过程要求安排时间进度。因此工程设计过程可被优化，并且可以适配以满足具体业务过程的需求。 3.3.3 电厂画面和操作面板 电厂画面使用高分辨率图表和高级显示特性来组织和显示过程信息。 电厂画面以动态对象的形式显示电厂的不同层次：符号、图标、文字和数字，它们以更改形式、颜色或者内容来实时反应电厂实际状态。画面对象由高分辨率图符构成，并且每个图符的属性都可以被链接到其它动态数据。它们可以包含实时趋势信息，棒图或者

40、其它类型图表信息。一个标准画面符号库保证了其一致性，并允许用户进一步客户化系统。 精品 . 电厂画面和操作面板允许操作员监视并修改过程控制变量，以及执行不同任务，例如设备操作、环路调整、响应报警或设定值更改等。 视窗可以任意缩放或移动，以便以所需的尺寸及位置显示。 电厂画面的更多特性： 高级视窗功能，例如：重新调出、翻页、缩放以及拖放 可同时显示包含实时数据的多个视窗 不同视图间的轻松导航，例如：转到一个功能图 追溯一个报警原因的直接操作员指导 通过对图素的拖放，绘制操作员可组态的用户自定义电厂画面，例如：启/停电厂特定部分的画面或某重复操作的临时画面 利

41、用实时趋势轻松实现开闭环调节 电厂画面被安排在分层结构中以实现画面间轻松导航 操作面板 电厂运行中操作面板用来监视和修改过程控制变量，以及执行例如设备操作、环路调整、响应报警或者设定值更改等任务。可从电厂画面或功能图中打开操作面板。操作面板通过下述方式实现快速安全的操作： 设定专用的访问权限，以控制紧急性操作 鼠标点击的可视性反馈 贯彻两步操作原则 可操性自动化功能快速的响应和反应时间 精品 . 用户自定义电厂画面的在线组态 对于电厂特殊情况，例如启动或关闭，用户可组态自定义电厂画面。来自不同电厂画面的所有所需信息可在一个用户自定义电厂画面中汇总，无需任何工

42、程设计工作。这样可以将关键状态下所有重要的相关信息进行优化显示。利用简单快速的拖放操作即可完成。 组态好的自定义电厂画面可以用户自定义的名称存储以便以后调用。 3.3.4 报警系统 报警用来通知操作员在正常或计划运行中发生的偏差(过程报警)或在I&C 系统中发生的故障(I&C 报警)。 报警系统为用户收集、管理并显示报警信息。 报警类型 报警类型和颜色代码用以区分报警的重要性，闪烁状态指示了报警的确认状况。 精品 . 预定义的和用户自定义的不同级别的报警类型适应电厂的具体要求。 报警一览表 报警一览表(ASD)为用户提供浏览、分析和控制报警的界面。ASD 以列表形式显

43、示报警，并且可以按时间、级别或其它用户可选的条件进行排序。报警状态的所有变更均自动更新，并可显示报警返回(报警消失)。报警信息可以根据电厂具体需求设计。报警行的内容和次序可以和报表一样方便地更改。可以定义并存储一些用户自定义ASD 组态，报警的格式和内容也可以根据项目的需求、用户需要或者电厂情况简便地设计。 可使用高级筛选器功能在线决定筛选内容。 时间顺序显示 对于一个报警源的每一个报警类型各有一行显示 报警点显示 对于一个模拟量报警源的所有报警类型只有一行显示 精品 . 报警标志，组报警标志 报警标志和组报警标志用来在电厂特殊情况下提醒操作员。 报警标志在电厂

44、画面中显示以便吸引操作员注意一个重要情况。 根据电厂画面分层的结构，组报警标志汇总一个或几个电厂画面的报警信息。所有电厂画面的所有报警汇总在操作平台的顶部显示。它具有下述特性： 在电厂画面分层结构中轻松导航的用户指导 直接调出相关电厂画面 报警确认和报警抑制 根据电厂具体情况或要求，可以用很多方式确认报警： 单独一行报警 一页报警一览表 一个报警组的所有报警(项目分层结构中的节点) 一个电厂画面的所有报警 可以通过操作员手动或通过逻辑抑制报警源的触发。 有两个抑制方式： 报警源不再产生报警。无报警发送到存档文件或ASD。 报警源继续产生报警，但这些

45、报警不会在ASD 中显示，但会被发送到存档文件。 精品 . 报警确认和报警抑制须由授权用户执行。 报警存档、报警报表、报警打印机 报警存档用于将必要报警信息进行连续存储，例如：用于再现和分析某个启动或故障情况。 报警状态报表在一个可选时刻提供汇总的报警情况信息。报警顺序报表在一个可选时间段提供报警顺序的历史记录。报警打印机在每个报警出现后直接打印输出。 3.3.5 测点图 测点图 测点图提供简便快速的测点访问以及测点交互，它使用在下列情况中： 问题调查与分析 调试、参数修改 环路调节、设定值调整 报警处理与状态更改 测点图允许操作员访问一个测点的完整数据组，

46、包括实时值和报警状态。测点由一个自动化功能或一个信号定义。 用户可以在授权情况下调整测点属性，例如：强制(非扫描)、报警状态、报警限值与报警值 测点图中的详细信息在几个表单中组织： 总表包含例如类型ID、版本号和周期时间等的通用信息。 工程设计参数表包含一个测点的所有工程设计参数 动态值/强制表包含所有端口以及所选自动化功能或I/O 模件的实时值。“强制”使操作员 可以设置所有输入或输出端口的值。 硬件表提供所有相关硬件的信息，例如IO 模件的类型 从测点图到其它视图的导航 用户可以直接从测点图引导到任何包含此测点信息的其它视图。 精品 . 3.3.6 标签

47、搜索 标签搜索允许用户审查测点相关的信息。对话框用来： 通过相同特性、状态条件或质量简便快速选择测点列表 如果所需标签的名称未知，可搜寻该标签 对测点列表的查询可以通过输入搜寻方式(使用通配符)和选择筛选器来定义。可用的筛选器如： 质量代码 报警类型 报警抑制 3.3.7 动态功能图 动态功能图包含表示当前I/O 端口值的实时数据，例如反馈和使能状态。在启停过程中所有步骤和状态可以实时值在顺序图表中显示。可在不同图表间通过链接进行信号跟踪。可单击鼠标从一个操作面板导航到相关动态功能图(例如，当需要浏览所有输入或输出端口，或在不同自动化功能间识别关联)。 “强制”功

48、能使操作员可以设置一个自动化功能或I/O 模件的所有输入和输出端口值。 精品 . 3.3.8 趋势画面 趋势画面以曲线的形式显示过程数据的历史值或实时值。没有时间间隔的限制，趋势画面可以从几毫秒或者到几年。操作员可以预先定义一组测点作为特定曲线组来达到快速访问其信息的目的。 趋势画面也可作为组件嵌入电厂画面中，并且在相关的电厂过程或设备旁边显示。 趋势画面的特点： 多达10 个趋势曲线可以在一个趋势画面中显示 在实时数据和历史数据间无缝切换 全范围的翻卷、拉拽以及缩放工具，拖拽一个光标方框圈入趋势曲线中任意感兴趣的部分即可缩放该区域 趋势画面可以向左或向右翻

49、卷，以便显示任何时段的数据。 x 轴可以显示绝对日期和时间段，也可以是相对时间段 y 轴可以为所有曲线选择显示工程单位的绝对值或者相对值(如量程的百分比) 精品 . 两个光标线，可以进行值的比较 强制(非扫描)、测量故障或者其他类型的测点质量状态均可显示 用趋势阴影可衬托趋势曲线 趋势画面的组态 趋势画面可以方便地通过“拖放”任何视图中显示的过程值进行组态。该组态可储存在用户自定义的组态文件中以供重复使用。 3.3.9 报表系统 报表用于从存档文件中提取和显示历史过程信息。 报表的典型应用是： 审核某系统或设备在给定时段内的值 在设备跳闸后进行

50、调查 考核关于性能和磨损的数据 精品 . 显示操作顺序 进行过程参数的快照 报表的生成可以手动触发或事件触发(如跳闸)。报表的布局和内容可以通过格式类型、颜色、增删剪贴画和图片方便地更改。报表系统提供灵活的报表定义、报表生成和打印管理。 报表类型库包括一整套预定义的状态报表和顺序报表。状态报表反映某时刻所选测点的当前状态(快照)。顺序报表反映在给定的时段内所选测点的变化。 由于可以对测点的所有属性定义筛选器(如某质量代码)，报表的内容可以缩减到仅保留所要求的信息。 3.3.10 存档系统 SPPA-T3000 存档系统为过程控制系统内的过程数据、过程报警、I&C 报警

51、、事故顺序记录 (SOE)、报表和操作记录提供海量存储和检索。 所有的数据被集中存储在实时数据库中。这种公共的数据源保证了所有用户，无论是电厂内部用户还是全企业范围的用户，获得相同的信息。 存档系统可以获取和存储电厂整个生命周期内的连续数据，无数据丢失。存档数据以时文件、日文件和月文件的形式存储在应用服务器的硬盘中。 应用程序如电厂管理、生产计划、专家系统和优化程序，可以通过标准接口获取存档数据。 报表存档保存所有生成的记录和报表，如跳闸报表、操作员记录和班报告，用于日后查阅。 存档数据转存 如果需要，存档数据可以转存到DVD 上。DVD 上的数据可以在任何需要的时候调用，可

52、采用 拷回或不拷回硬盘上的方式。 精品 . 3.4 工程设计 SPPA-T3000 的模块化软件体系结构为工程设计提供更大的灵活性和全图形用户界面。因为下述特点它节省了设计时间： 集成的人机接口和使用单一用户界面的控制工程设计 面向所有工程设计任务的单一用户界面 确保数据一致性(无用户软件的生成和下载) 无子系统映射、代码生成和下载 在线更改并直接立即生效 自由选择SAMA 或IEC 图符 一个用户界面中不同视图间轻松拖放(多重视窗) 多重视图间方便的导航 开放标准 ―― 面向未来 版本控制 －－变更管理 精品 . 工程设

53、计视图构成了SPPA-T3000 系统的基础。它直观、友好的用户界面使工艺任务定义向 高质量I&C 实现的转换十分便捷有效。 其它关键特性： 横向集成(产品寿命周期) 操作和自动化紧密联系的综合性工程设计 不同地点的工程师采用远程访问进行同时工作 横向集成 从项目投标阶段到运行和维护阶段，SPPA-T3000 总是提供相同的用户接口和功能。信息只需记录一次，然后在项目的后续阶段一直沿用。 在项目报价阶段，项目结构和范围可以用组态工具概念性地定义。在项目设计阶段，厂家和设计院紧密合作，使用集成的工艺视图，通过互联网共同访问数据来详细调整技术规范。在这一阶段，未来的操作员也可

54、以通过互联网获得关于解决方案、设计状态的信息，并通过这种开放性建立相互间的信任。 操作和自动化紧密联系的综合性工程设计 过程工程设计对电厂设计者和操作者来说是首位的。电厂的工艺结构借助于项目视图设计，显示方式与Windows 浏览器类似。 精品 . 在其分层结构中，电厂标识系统是可以自由定义的。任何类型的标识(例如遵循IEC61346 标 准的或面向标签的分层系统)和混合类型都可以。分层级数不受限制。关于对象的定义从较低的级别传送到每个对象。这种工艺结构造就了可实现操作画面间快速导航的电厂画面的层次。 传统的人际接口和自动功能间的协调过程从本质上影响工作流程，而SPPA-T3

55、000 已非如 此。其焦点就是集成化，这是一个仅SPPA-T3000 系统才能使其始终可用的功能。从P&I 图开 始，工艺功能的人际接口视图便安排在电厂画面中。然后，自动化视图被绝对地指派入功能图。那种费时并且有时会出错的在控制组态和过程画面间指派各个信号的情况已成过去。 综合工程设计的过程也可以从功能图开始。不同形式的操作视图可以被分配到工艺对象。操作功能也可以从所有视图中执行(如电厂画面、功能图等)。 综合工程设计的原则不仅可用于工艺功能设计，同时也可用于I&C 系统组件视图的设计(如工业以太网、电力服务器、现场总线和I/O 模件)。 在功能图和电厂画面间存在诸多链接： 对应

56、于电厂画面中的任一个动态元素，在功能图中均有对应的AF 块。 每个图符和AF 块之间必须有过程连接。 功能图和电厂画面往往是互相关联的。一张功能图中所有的AF 块可能都有到一个电厂画面中图符的过程连接。 综合工程设计是SPPA-T3000 系统的特点，消除了电厂画面和功能图设计的分隔。综合工程设计使设计过程变得更加有效。 不同地点的工程师采用远程访问同时工作 不同的用户能够同时进行SPPA-T3000 项目的处理。这些用户能够通过内置网络功能从不同 的地点同步获取数据。传输机制保证了数据的一致性，对用户没有任何阻塞。 工程设计的主要功能： 项目视图(项目功能、项目文档、项

57、目管理、电厂画面分层结构图) 项目视图是组织项目的主要工程设计视图。 用于电厂运行的电厂画面在电厂画面分层结构图中组织。工程师可通过动态功能图监视并 强制信号。 图形编辑器(功能图、电厂画面、搜索/导航、综合工程设计) 通过项目视图可进入图形编辑器，这是一个生成所有图表的制图工具。 调试功能(递交、在线组态修改) 递交是指用户修改的设计在系统中存储和生效。设备可在线修改组态。 精品 . 报表工程设计 报表工程设计工具允许用户从不同组件抽取工程数据，在一张报表上进行显示和编辑。 输出和输入 有许多功能可方便SPPA-T3000 数据的输入和输出。 组态管理

58、 系统允许整套设计组态以版本形式保持。版本控制以及可以确定由谁、在什么时间、修改了什么的版本比较功能，使变更管理贯穿于设计、运行和维护的所有阶段。 图表生成 如果项目需要提交功能计划(功能控制图)供校核和审批，系统可以根据项目设置自动生成控制组态图，包括图表边框和标题栏。 3.4.1 项目视图 好的过程工程设计对电厂设计者和电厂操作者来说是首位的。因此，电厂必须将其工艺结构以类似于Windows 浏览器的方式用项目视图显示出来。 项目视图是用于工程设计任务的主要用户接口。它包括组态和执行工程设计数据、控制用户访问和用户接口外观。 项目视图的描述包括： 启动视图和视图总布局

59、 多用户操作，多个用户可以同时执行同一个项目的工程设计任务 创建和编辑项目分层节点，提供用户接口的外观控制功能。这些均在项目功能中描述。 用以控制自动化任务在运行容器中执行方式的功能。 使用图表功能创建和编辑功能图和电厂画面。工程数据在这些图表中组态。 使用递交功能在系统中实施设计更改。 从系统提取项目资料。 输入和输出数据。 使用项目管理功能控制用户访问和执行更高级别的项目控制。 最低廉的管理开支 根据“视窗风格指南”，所有视图以一个统一的风格对用户呈示。对符号、颜色、操作机制的统一理念保证了有效的识别。因此这套系统易学好用。培训时间可以降低到最低。 多视窗

60、技术允许在一个工作站上不同视图同时工作。 风格、颜色和功能可以由项目或者由用户自定义。这样，用户自定义的标准可以简便地融入系统。 用户角色和访问权限 精品 . 一个电厂需要执行不同的任务。这些任务可以被分配到不同的用户类型或角色。总体上讲，这些任务被分配到以下角色：操作人员、值长、设计人员、总监、I&C 服务人员、系统管理员、管理层等。功能可以被分配到每个角色，如创建/删除对象、确认报警、模拟信号等。不同功能的可用性通过许可证和访问权限进行控制。 角色的数量和任命可以在项目中自由定义，这使用户具体的工艺过程和工作流程被更灵活、形象地描述。 根据电厂的工艺或组织结构，为各用户指

61、定不同的角色。 用户的授权通过全系统口令得到安全保障。 输入和输出 数据可以通过基于XML 的接口进行系统的输入和输出。预览功能可显示想要输入数据的效 果，因此增强了质量保证。 没有必要进行基础数据重新采集。客户在项目早期阶段便被引入到系统中，并直接影响到最终组态。 预制的解决方案来自标准项目或参考已经实施的电厂。电厂的ID 代码可以用预置的复制规则简单地修改。这些规则在项目内部的复制中同样适用(例如复制一个I&C 系统的同样部件)。 硬件代理(代表I/O 模件)及其功能分配被自动输入至功能图。至相应的自动化对象的连接是自动建立的。 电厂画面分层结构图 不同的用户可以同时

62、处理SPPA-T3000 项目。 这些用户能够通过内置网络功能从不同的地点同时获取数据。传输机制保证了数据的一致性，对用户没有任何阻塞。 通常电厂画面，以及功能图是分层组织的。电厂画面的分层结构对操作员可视，是独立于项目结构分层的。后者表现在项目视图中，而电厂画面分层结构则在电厂画面分层结构编辑器中编辑。 怎样打开和修改电厂画面分层结构图是本章的主题。 3.4.2 图形编辑器 图形编辑器是用于编辑电厂画面和功能图的图形工具。图形编辑器具有进行功能图和电厂画面工程设计所需的所有功能。 精品 . 这里讨论视图的启动和总体布局。许多用户会同时在一个项目中工作，这种多用户的操作有一定的

63、安排。有大量的图形功能可用于功能图和电厂画面，还有用于图形编辑的图符编辑功能。 功能图和电厂画面的工作方法已经介绍过。综合工程设计是SPPA-T3000 系统的特点，消除了电厂画面和功能图设计的分隔。综合工程设计让设计过程变得更加有效。 多用户操作 多个用户可以同时工作在图形编辑器中。系统控制多个用户对图形的访问以避免修改冲突。 在组态模式下，图形编辑器可以打开和显示任意功能图或电厂画面。如果用户有想修改图形，其访问是受控的，对功能图和电厂画面是不同的。 功能图 功能图是以图形方式在功能块间互相连接来详细描述I&C 解决方案。为建立一个工艺性参考和由此加深对该功能的理解，I&C 组

64、件的主要部分也可以被显示。 动态和非动态元素可以从库中通过拖放操作被放置。 除了上面介绍的“综合工程设计”的功能之外，可以手动分配带有动态元素的各种信号。可以在图形显示中选择IEC 或其它类型图符。 功能块之间的互连通过点击模块端口进行。被联接的端口不一定显示在同一个功能图中。 各功能块的处理顺序是在运行容器内网络连接的结果。 为了增加总览内容，功能块及其之间的互联被组成宏，其结果是形成几个级别的工艺层次。这些宏存储在库中，并且可以用在随后的电厂其它部件中(标准化)。 控制系统功能在功能图中组态。这包括所有控制功能、控制逻辑和输入和输出信号。通过组态自动化功能、硬件代理和管理代

65、理实现，它们在功能图中以图符表示。 利用功能图的工作包括： 放置、打开和连接图符 设置AF 块和代理参数，查看电厂画面映射 图符外观及附加信息在图形中以颜色和文字方式提供给用户 创建、修改和运用宏，这些是供用户自开发的功能。 单个元素激活，各个图符可以在功能图中被激活和休眠。 处理带反馈环路逻辑的质量代码 电厂画面 精品 . 电厂画面的主要功能是监视电厂或其子功能的状态并控制过程。它通过为电厂基本部件(容器、泵、阀门、管道)提供高级I&C 功能(开环控制、闭环控制)来实现。 动态和非动态元素可以从库中通过拖放布置到电厂画面中。对于专用的画面，使用标准功能(线

66、、矩形、圆、延伸、压缩、颜色、阴影、式样等)来进行图形设计。 除了已经介绍的功能“综合工程设计”之外，可以为每个信号手动分配动态元素。 利用电厂画面进行的工作 电厂画面包括静态和动态元素，用来控制和监视电厂过程。这些动态元素利用图符和操作面板创建。 在电厂画面中创建这些动态元素需要： 放置和删除图符 设置图符参数 搜索/导航 强大的搜索功能可以用来挑选出每种工作状况。 借助导航功能，每一个信号流都可以被快速方便地跟踪。不管在何种视图下，系统都将迅速从源头引导到达目标，反之亦然。 那种在一大堆纸张中通过过时的加设标签和页码进行费时的搜索方法已经不用了。 3.4.3 调试