Freelance2000新一代过程控制系统

Freelance2000 的主要特性

采用全开放式体系结构

使用一套设计组态工具软件，实现对全系统所有功能的组态。

自动建立全系统包括过程站、操作员站之间的通信。

建立系统全局数据库，使数据的输入简便、省时及保持数据的一致性。

系统对用户程序、格式等进行统一检查。

高效、直观的图形化组态软件，符合IEC1131—3标准，支持下列编程语言：

- 功能块图FBD

- 梯形图LD

- 指令表IL

- 顺控图表SFC

- 用户自定义功能块及宏逻辑库，增强了组态工具的能力。

全方位支持现场总线

建立在Windows 2000操作系统基础之上的操作员站，具有优良的系统界面及可快速进行操作的功能。它向用户提供面板信息，快速操作、操作提示，标准图形接口、数据记录、报警信息管理等功能。

DigiBatch软件是专门的批量控制软件。它遵循S88标准，并通过对工厂区域与设备的图形表达，以比较简单的方式把基本控制功能块，指定到配方程序的标准操作接口内，使用户能够根据快速的市场变化，而改变控制参数以满足生产要求。

Freelance2000系统的部件均采用通行标准，通过各项质量，使系统具有CE标志。

Freelance2000系统包括了操作与过程等两层结构。

操作层包括传统控制功能如：操作与监视，归档与信息记录，趋势与报警。

过程层包括基本和的回路控制、高速逻辑、顺序控制及数据采集等功能。

Freelance2000系统的操作层

操作层包括工程师站、操作员站。

操作员站采用标准PC（普通PC或工业PC）；以WindowsNT操作系统做为运行平台。工程师站是专用工程工具，主要用于系统的配置、组态、编程与调试。它既可以是台式PC又可以是便携机，并且操作员站也可以兼做工程师站。

Freelance2000过程层

Freelance2000系统过程层由一个或几个过程站组成。每一过程站又包括了中央单元、扩展I/O单元、通信接口、电源等结构。过程站中的CPU模件及电源可以冗余配置，系统具有各种I/O模件，实现与现场信号的连接。

系统通信

系统提供两种工业标准网络。

l 过程站总线DigiNetP(CAN):

用于现场I/O数据通信，具有很高的安全性及传递速度。

l DigiNetS系统网络：（Ethernet）

用于过程与操作层的通信，其传输介质可以选择同轴电缆或光缆。

l 子系统（DigiLink）：

与PLC及其它智能设备通过DigiLink链接。

l 可与Symphony DCS系统组成高层过程控制结构。

l 采用现场总线控制器，可支持Ethernet,CAN,Modbus,Peofibus,Fieldbus Foundation,interbus多种协议。

过程站硬件

1个中央单元及4个相应的I/O扩展单元结合在一起统称过程站。过程站由安装机架、各种模件组成。它们包括：

Link模块：用于系统供电及系统I/O单元的通信；

CPU模件：处理应用程序实现控制及现场的通信；

Input/Output模件（I/O）：与现场过程设备连接；

通信模件：与其它系统或设备接口；

中央单元基本配置结构：1个link模件、1/2个CPU模件（冗余配置需2个CPU模件）、8个I/O模件。

扩展I/O单元基本配置结构：1个Link模件、9个I/O模件。它通过DigiNetP站总线与中央单元通信，其通信距离长达400m。

CPU模件

CPU模件作为过程站的元件，它是32位RISC处理器，并能冗余配置，具有很强的数据处理能力。

DCP10 CPU模件包括下列性能：

8MB S-RAM

用于系统通信的以太网接口

用于与冗余CPU通信的以太网接口

RS232模件诊断接口

使用MODBUS协议连接外部子系统的RS485接口

智能I/O模件

I/O模件与现场直接连接，并与CPU模件一起构成现场控制结构。I/O模件执行下列任务。

采集各种类型的过程信号，并进行转换；

过程信号与系统间的电气隔离；

输入/输出状态指示；

外部电源输入；

自动故障检测，及温度监视；

传感器断线监视；

开关量输出模件的短路及过载保护；

开关量输入模件信号极性反接保护；

模拟量输入信号隔离；

在系统运行中可更换模件；

无开关或跳线、拨码，所有设置均通过软件实现；

现场信号均通过前面扳接入，并通过定位针，防止接线错误；

所有I/O模件均智能化，它们均有自己的处理器。每个模件的扫描时间用户可以通过组态定义。

输出模件随时查询DigiNetP总线状况，一旦发现出现故障，它自动将输出切换至设置的安全值状态。

机械设计

过程站的结构设计采用了前面板连接技术，使设备非常方便的在现场进行接线和墙壁安装。模件采用金属密封外壳，从前部插入机架和使用螺丝定位，在模件外部没有任何开关，硬跳线等设置部件。

控制功能

过程站提供的功能块与IEC1131-3标准相兼容。此外，它还提供大量经过无数实践验证的功能、功能块。

系统所提供的用户自定义功能块，使系统更能满足现场特殊控制功能的需要。

过程站的程序执行，采用实时多任务方式，并根据不同控制任务采用不同方式如：

循环处理方式周期为5ms；

快速处理方式（PLC方式）；

DigiNet S 系统网络

Digi Net S系统网络承担过程站、操作员站及工程师站之间的通信。

Digi Net S网络采用DIN/ISO8802，Part 3 (IEEE 802.3) 协议。通信介质采用同轴电缆、光纤或二者混合使用。

Digi Net S系统网络：

覆盖较长距离；

具有较高的数据传输速率 10Mbit/s；

能适应多种传输介质（同轴或光缆）；

灵活的网络布线特征；

适用于大范围工厂设备应用；

通过TCP/IP协议与高层管理系统连接；

预编程的路由选择防止路障事件发生；

具有良好的EMC指标；

网络节点可在运行中插入，退出；

DigiNet P总线

CPU模件与I/O模件通过DigiNet P接口互连。

DigiNet P总路线遵循CAN工业总线标准。

DigiNet P总线特征：

支持中短距离通信；

快速的数据通信速率，2ms（开关量）10ms（模拟量）；

可靠的数据传输安全等级，Hamming distance = 6；

较高的EMC指标；

总线节点可在运行中插入，退出；

自动初始化新安装的模件；

现场线控制器

使用该控制器，各类现场总线智能仪表、远程I/O、控制设备可以直接与系统连接通信。

该控制器可以做为系统过程级中的一个节点，使Freelance2000系统结构更加灵活，具有较强的扩展能力。

该控制器支持的协议：

系统以开放的型式，让用户在控制领域有更广泛的机会选择现场设备。

Freelance 2000 系统操作员站运行在高性能的PC机和工业PC机上。

DigiVis软件包基于MSWindowsNT系统，其图形操作接口增强了系统使用的能力。该系统可配置10个操作员站和1个工程师站。

DigiVis软件的特征：

操作界面及操作语言为中文

快速的数据更新与操作；

大量标准显示；

MS-WINDOWS图形化工业操作标准；

直接快速选择测点信息；

全图形显示；

每条报警可配置语音信息；

报警与操作提示信息统一定义和列表显示；

多达16个用户组和1000个用户的存取权限；

使用DIGILOCK为每个用户规定操作密码；

趋势与归档；

实时操作记录；

系统诊测；

过程显示支持

标准显示；

工厂标准过程图形显示；

测点的面板显示；

可划分15个区域；

用户自定义流程显示

用户自定义流程显示是用当前过程数据、逼真的工艺设备图形及动态棒图、趋势窗等，构成的满足操作人员特殊需求的一种显示。它所涉及的图形符号可以替换，闪烁与颜色变换等。对于所选择的过程测点详细显示，既可以在图形菜单中通过面板方式显示，也可以在组显示中使用标准定义显示。另外，它提供菜单方式的选择将位于显示屏幕底部。在任何情况下，操作员都可以调用所需测点的显示类型。

Freelance 2000中的流程图形数量仅受硬盘容量限制。

DigiVis 图形显示（略）

标准预定义显示

系统提供下列形式的标准显示

总貌显示

组显示

面板显示

SFC显示

时间调度表显示

趋势显示

信息列表与操作提示列表

系统显示

趋势显示与归档

模拟与开关量过程数据能以趋势形式显示与归档。在一个操作员站内，已配置多达42个趋势显示画面，在一个显示画面内显示下列内容：

6条不同颜色的趋势曲线

注释及检测点名字

当前测量值及相应的标尺和单位趋势显示支持下列操作：

移动时间轴显示

暂时移去趋势曲线

放大趋势曲线

每个趋势的特殊设置

变量时间范围

趋势显示的数据归档可以用任何媒体或文件传输协议拷贝至以太网上的其它节点进行备份。

信息与操作提示

分布过程状态通过过程站输入，并标注时钟标记反馈回操作员站。

该系统对下列信息可作出提示：系统故障、故障信息、状态信息等类型，并且指定了不同的优先级（1-4），系统故障优先级（s1-s3）。

信息行

显示区的上边为信息行显示，它可显示整个过程不同类型信息的优先级报警信息。信息行通常显示近5条信息。

信息列表

信息列表提供测点的所有故障信息，也可以用于存储故障列表等。在信息行中，不同的优先级有不同的颜色，信息可以用块或页的方式进行确认。同时，它还可以根据15个区域进行报警分类。

信息列表显示

该显示为每个故障及状态信息配置了如：故障原因，操作帮助等操作帮助提示，并且所有提示信息都应进入到提示列表中。