第02章TDC3000体系结构-2..doc

第二章 TDC3000体系结构 1. 概述 1975年11月Honeywell公司在世界范围内率先推出了以微处理器为基础的分散控制系统 TDC2000(Total Distributed Control，TDC)系统。经过十多年的发展，Honeywell公司的DCS经历了多次改进与完善，形成了一个庞大的产品系列。其系统的发展过程大致如下。 1975年推出了TDC2000系统，在随后的几年里，对TDC2000数据高速通道(Data Hiway)设备功能进行了强化和完善，相继推出了多功能控制器(Multifunction Controller，MC)、批量控制器(Batch Controller)、增强型操作站(Extension Operator Station，EOPS)。 1984年以IEEE 802.4和ISO 8802/4通信标准为基础，开发了局部控制网络(Local Control Network, LCN)，推出了TDC3000系统。原有的TDC2000系统的设备通过数据高速通道接口(Hiway Gateway，HG)与LCN相连，成为TDC3000系统的基本组成部分。 1988年，推出通用控制网络(Universal Control Network，UCN)，集数据采集和过程控制于一体的过程接口装置——过程管理器(Process Manager，PM)和逻辑管理器(Logic Manager，LM)。UCN通过网络接口模件(Network Interface Module，NIM)与LCN相连，成为TDC3000系统的新的组成部分。之后，又根据市场的需求，推出了适用于小规模过程控制管理的MICRO TDC3000系统。1992年，推出了PM的改进产品先进过程管理器(Advanced Process Manager，APM)。 1994年，从开放性系统出发，推出了基于HP Unix操作系统的TDC3000X系列。在该系列中主要包括带有Unix操作系统的设备，操作站（UXS）和应用模件（Application　Module，AXM），这两个设备中，分别嵌入了固化有HP Unix操作系统的主机板，相当于把原有的US和AM各与一台Unix工作站集成了起来，因此UXS和 AXM都能够方便地与以太网相连，并可以在Unix软件平台上实现开放。 1995年，推出APM的改进产品高性能过程管理器(High Performance Process Manager，HPM)。HPM采用了32位CPU，处理能力有较大幅度的提高，板卡的集成度也大大提高。 1996年，推出了基于Power PC的第一代全厂一体化解决方案系统（Total Plant Solutions，TPS），1997年改为基于DELL PC的系统，并把多变量鲁棒预估控制技术（Robust Multivariables Predictive Control Technology，RMPCT）和过程历史数据库（Process History Database，PHD）纳入其中，统称为应用节点（Application Node，APP Node）。APP Node以DELL PC为硬件平台，以Windows NT为软件平台，提供TPS DDE、OPC和PHD API等开放手段。 TDC3000系统(包括MICRO TDC3000和TPS)已被广泛应用在石油炼制、石油化工、化工、电力、冶金、建材、轻工等工业部门。据统计，Honeywell在世界范围内DCS市场居各制造厂首位。 TDC3000系统在中国也被广泛地采用。其中，福建炼油厂采用的TDC3000系统控制规模、硬件配置的品种和数量居国内用户之首，体现新一代炼油厂的发展趋势，全厂的常减压蒸馏装置、重油催化裂化装置、含硫污水抽提装置、催化重整装置、催化柴油和焦化柴油加氢装置、气体脱硫装置、催化氧化脱硫醇装置、气体分馏装置、甲基叔丁基醚装置等九套装置，全部集中在一个中央控制室内操作、控制和管理，还实现了多个单元的先进控制。 图2-1 TDC3000系统构成图 TDC3000系统主要由“π”字形的三条网Data Hiway、LCN和UCN及其网上设备构成，如图2-1所示，其中，Data Hiway为早期产品，新系统已不再提供，所以这里只讨论LCN和UCN。 2. 局部控制网络及设备 2.1 局部控制网络(LCN) LCN用以支持 TDC3000 LCN网络上设备或模件（Module）之间的通信，遵循IEEE 802.4通信标准，采用总线型通信网络，“令牌传送”协议。LCN网络的功能有： 在网络上各设备之间传送所有信息； 按有效规约和高速通信，保证实时信息交换； 通过冗余的传输媒介及信息完整性检查，提供可靠的通信。