TPS系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)包括數(shù)據(jù)高速通路（DH)、局域控制網(wǎng)（LCN)、控制網(wǎng) (UCN)和工廠信息網(wǎng)（PIN)。下面扼要地介紹DH、LCN、UCN及網(wǎng)間接口模件。

1. 數(shù)據(jù)高速通路（DH)

DH是TPS基本系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)，用于早期分散控制裝置間的信息傳遞。它采用總線 型結(jié)構(gòu)和廣播式通信協(xié)議，傳輸速率為250Kb/S，由高速通路指揮器HTD來指揮各模塊間 的信息傳遞。

一個(gè)HTD可掛接三條DH，每條DH上可接28臺(tái)DH設(shè)備，三條的設(shè)備總數(shù)不超過 63臺(tái)。所有的DH設(shè)備按其通信優(yōu)先權(quán)分為優(yōu)先設(shè)備、詢問設(shè)備和只答設(shè)備三級(jí)。

2. 局域控制網(wǎng)（LCN)

LCN是一種高速局域控制網(wǎng)絡(luò)，通信系統(tǒng)由同軸電纜、連接器、終端連接器以及位于 每一模件和通道處的LCN接口板組成。完整的LCN通信鏈路還包括LCN和DH之間的網(wǎng) 絡(luò)接口 HG、LCN與UCN之間的網(wǎng)絡(luò)接口 NIM以及計(jì)算機(jī)連接器CG等。為確保運(yùn)行安 全可靠，LCN采用兩條冗余的同軸電纜，各連接模件同時(shí)在兩根電纜上傳送信息，當(dāng)主電 纜接口在令牌站發(fā)送幀的等待時(shí)間內(nèi)未收到信息，則網(wǎng)絡(luò)管理軟件自動(dòng)切人備用電纜。

網(wǎng)絡(luò)采用IEEE 802. 4令牌總線協(xié)議，傳輸速率為5Mb/s。由于采用令牌技術(shù)，即使在 高峰期也可使LCN全部模件充分利用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并且可以在不影響系統(tǒng)運(yùn)行的情況下增加 或減少模件。

LCN網(wǎng)絡(luò)每根LCN同軸電纜可長達(dá)300m，經(jīng)LCN擴(kuò)展器擴(kuò)展電纜上可連接的模件zui 多可達(dá)64個(gè)。每條LCNzui多可連接20條UCN或DH總線。

LCN網(wǎng)擔(dān)負(fù)各模塊間的信息傳遞，通過有效的協(xié)議和高速通信確保信息的及時(shí)交換； 通過1 : 1冗余配置和完善的信息檢錯(cuò)功能提供高安全性的通信。

3. 控制網(wǎng)UCN

UCN網(wǎng)是一個(gè)過程控制級(jí)網(wǎng)絡(luò)，由冗余的同軸電纜組成，長度通常為800m。網(wǎng)絡(luò)通信 采用IEEE 802. 4協(xié)議，令牌總線存取方式，傳輸速率為5Mb/s。

UCN網(wǎng)zui多可以帶32對(duì)冗余設(shè)備，如PM、APM、HPM、LM、FSC和NIM等。通 過這些設(shè)備可以組成從小到大、從簡單到復(fù)雜的多種控制系統(tǒng)，以滿足不同生產(chǎn)工藝的需 要。這些設(shè)備的UCN地址取值范圍從1到64，地址分配原則是，互為冗余的設(shè)備占用兩個(gè) 連續(xù)的地址’而且主設(shè)備地址為奇數(shù)，備用設(shè)備地址為偶數(shù)。其中冗余的NIM必須分配zui 低地址1和2。

UCN支持網(wǎng)上設(shè)備的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，這樣所有設(shè)備可以共享網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，更易于相互協(xié)調(diào) 和實(shí)現(xiàn)*復(fù)雜的控制策略。UCN網(wǎng)通過NIM和LCN網(wǎng)相連并進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信，一條 LCN網(wǎng)zui多可掛20條UCN網(wǎng)。

4.網(wǎng)間接口模件

(1) 網(wǎng)絡(luò)接口模件NIM NIM是LCN網(wǎng)和UCN網(wǎng)之間的網(wǎng)間連接器。

NIM提供了將LCN網(wǎng)絡(luò)的通信技術(shù)及協(xié)議與UCN網(wǎng)絡(luò)的通信技術(shù)及協(xié)議相互轉(zhuǎn)換的 功能，為LCN網(wǎng)絡(luò)上的模件訪問UCN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)據(jù)提供了可能。同時(shí)，它還支持將程 序與數(shù)據(jù)庫裝載到*過程管理器（APM)等設(shè)備的功能，并能將UCN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的報(bào)警及 信息傳送到LCN網(wǎng)上。每個(gè)LCN網(wǎng)絡(luò)zui多有10個(gè)冗余的NIM模件，每個(gè)冗余的UCN網(wǎng)

絡(luò)可以有多個(gè)冗余的NIM模件。

(2) 高速通路連接器HG HG是LCN網(wǎng)與DH網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)接口，不僅擔(dān)負(fù)著LCN和 DH之間的通信任務(wù)，還要提供DH的數(shù)據(jù)管理功能。此外，HG還有診斷、報(bào)警和時(shí)間同 步等功能。

系統(tǒng)組態(tài)

組態(tài)就是用系統(tǒng)所提供的軟件工具對(duì)計(jì)算機(jī)和軟件的各種資源進(jìn)行配置，完成所需的功 能。TPS系統(tǒng)組態(tài)主要包括系統(tǒng)設(shè)備組態(tài)、控制組態(tài)和畫面組態(tài)。

(一）系統(tǒng)設(shè)備組態(tài)

DCS中的所有設(shè)備，不管是分散過程控制裝置還是集中操作管理裝置，都是網(wǎng)絡(luò)上的 一個(gè)節(jié)點(diǎn)，因此必須為這些節(jié)點(diǎn)分配網(wǎng)絡(luò)地址，這就是系統(tǒng)設(shè)備的組態(tài)。它是系統(tǒng)操作、管 理、查詢、診斷和維護(hù)的基礎(chǔ)，分兩個(gè)層次進(jìn)行，先是集中操作管理層設(shè)備組態(tài)（通常也稱 為NCF組態(tài)），再是分散過程控制層設(shè)備組態(tài)。

1.集中操作管理層設(shè)備組態(tài)

集中操作管理層設(shè)備組態(tài)包括系統(tǒng)取名、節(jié)點(diǎn)組態(tài)和系統(tǒng)通用信息的確定三個(gè)方面 的內(nèi)容。

(1) 系統(tǒng)取名系統(tǒng)取名就是確定系統(tǒng)的單元名、區(qū)域名和控制臺(tái)名。在TPS系統(tǒng)中， 為了便于管理和安全操作，將被控對(duì)象分成zui多10個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域又分成zui多100個(gè)單 元，每個(gè)單元由若干個(gè)點(diǎn)或模塊組成。對(duì)US或GUS都規(guī)定了各自的操作區(qū)域，某區(qū)域的 操作站雖然可以調(diào)出其他區(qū)域的畫面，但只能監(jiān)視，不能操作，這樣既保證了合理分工，又 體現(xiàn)了系統(tǒng)協(xié)調(diào)。操作站對(duì)外部設(shè)備的共享，是按控制臺(tái)進(jìn)行劃分的，同一控制臺(tái)的操作站 可以共享外部設(shè)備。TPSzui多有10個(gè)控制臺(tái)，每個(gè)控制臺(tái)可以分配10個(gè)操作站。

在組態(tài)時(shí)，除了命名還要給出相應(yīng)的描述符。例如，單元組態(tài)行“15U2ER-1K”表示 15號(hào)單元U2，ER-1K是它的描述符；區(qū)域組態(tài)行“AREA01 CP-1K-2K-COM”中區(qū)域名 是AREA01，CP-1K-2K-COM是它的描述符；“9 CP-OP-ENG”表示9號(hào)控制臺(tái)，可供操 作員和工程師用。

(2) 節(jié)點(diǎn)組態(tài)操作管理層節(jié)點(diǎn)組態(tài)也就是LCN節(jié)點(diǎn)的組態(tài)。在TPS系統(tǒng)中，US、UWS和GUS功能相近，統(tǒng)稱為US，因此LCN節(jié)點(diǎn)的組態(tài)大致可分為四類，即US、 \.IM、HM和AM等節(jié)點(diǎn)的組態(tài)。組態(tài)的內(nèi)容包括分配節(jié)點(diǎn)號(hào)、登記節(jié)點(diǎn)的外部設(shè)備及冗 余方式等。

3:系統(tǒng)通用信息的確定主要有五個(gè)方面：系統(tǒng)標(biāo)識(shí)符、系統(tǒng)時(shí)鐘源、用戶平均值計(jì) 算寶萄、輪班計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)和US操作臺(tái)數(shù)據(jù)。

2.分散過程控制層設(shè)備組態(tài)

分散過程控制層設(shè)備組態(tài)包括節(jié)點(diǎn)登記和節(jié)點(diǎn)特性組態(tài)。

(1) 節(jié)點(diǎn)登記節(jié)點(diǎn)登記的內(nèi)容包括UCN號(hào)（1?10)、UCN節(jié)點(diǎn)號(hào)（1?64)和 UCN 節(jié)點(diǎn)類型（NIM、PM、APM、HPM 等）。

(2) 節(jié)點(diǎn)特性組態(tài)節(jié)點(diǎn)特性組態(tài)的內(nèi)容包括兩個(gè)方面：一是確定各類數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)量及 掃描周期；二是給I/O插槽分配I/O模板。

①確定各類數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)量及掃描周期數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)量和掃描周期根據(jù)用戶的需要來確 定，但是也有一定的約束條件，每一類型的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)不能超過設(shè)備規(guī)定的zui大點(diǎn)數(shù)，所有數(shù) 據(jù)點(diǎn)的處理單元（PU)總和不能超過設(shè)備允許的zui大處理容量。超出時(shí)，需要進(jìn)行調(diào)整， 直到符合要求為止。

②分配I/O模板以HPM為例，zui多可帶40塊I/O模板，它們分別裝在4個(gè)機(jī)箱的 15個(gè)插槽中，因此組態(tài)時(shí)除了要說明某I/O模板的類型，還要確定其機(jī)箱號(hào)、槽位號(hào)以及 冗余I/O模板的機(jī)箱號(hào)和槽位號(hào)。

(二）控制組態(tài)

控制組態(tài)的內(nèi)容是為控制站建立各類模塊，包括輸人輸出模塊、運(yùn)算模塊、連續(xù)/邏輯/ 順序控制模塊和程序模塊，并將它們組成所需的控制回路。

1. 控制組態(tài)方式

控制組態(tài)方式可分為填表組態(tài)、語言組態(tài)和圖形組態(tài)。

填表組態(tài)是Honeywell公司早期產(chǎn)品的組態(tài)方式，DH上的MC或AMC就是采用填寫 組態(tài)字的方式。它需要組態(tài)工程師對(duì)組態(tài)字的含義十分熟悉，組態(tài)很不方便。

語言組態(tài)方式使用類似于語言的組態(tài)語言，語法簡單而針對(duì)性強(qiáng)，使用時(shí)先根據(jù)控 制方案編寫組態(tài)程序，再編譯和裝載。語言組態(tài)方式能完成比較復(fù)雜的控制組態(tài)，但不夠形 象直觀，開發(fā)有一定難度。

圖形組態(tài)采用圖形模塊與窗口參數(shù)相結(jié)合的方式。它的基本圖素是輸人、輸出、運(yùn)算、 控制等功能模塊，組態(tài)時(shí)先從模塊庫中調(diào)出所需的模塊至CRT屏幕，然后進(jìn)行模塊間的連 接，zui后調(diào)出該模塊的參數(shù)窗口，用戶只要在這個(gè)有輸人項(xiàng)含義提示的相關(guān)菜單中，直接送 人數(shù)據(jù)和變量，zui終構(gòu)成所需的控制系統(tǒng)。這種“所見即所得的”組態(tài)方式，將自動(dòng)形成組 態(tài)文件，并下裝到分散控制設(shè)備，執(zhí)行既定的控制功能。

圖形組態(tài)方式采用圖形模塊與窗口參數(shù)相結(jié)合的方式，不僅形象直觀，一目了然，而且 使用方便，因此，該方法是目前普遍采用的組態(tài)方法。

各種功能模塊的組態(tài)順序，應(yīng)是先輸入輸出模塊，再運(yùn)算模塊和各種控制模塊。采用這 種組態(tài)順序，一方面是因?yàn)檩斎溯敵瞿K擔(dān)負(fù)著與現(xiàn)場信號(hào)的連接任務(wù)，另一方面，因?yàn)樗?還需供其他組態(tài)模塊進(jìn)行調(diào)用。

2. 輸人/輸出模塊組態(tài)

輸人輸出模塊的組態(tài)內(nèi)容大致包括三方面：定義輸人輸出數(shù)據(jù)點(diǎn)的位號(hào)和對(duì)點(diǎn)的描述、確定模塊在系統(tǒng)中的位置和確定數(shù)據(jù)點(diǎn)的各項(xiàng)特性。

(1) 對(duì)點(diǎn)的描述包括確定點(diǎn)描述符、點(diǎn)關(guān)鍵字和點(diǎn)形式。前兩項(xiàng)主要用^對(duì)點(diǎn)的解釋 和說明，它的描述符應(yīng)力求簡潔明了。點(diǎn)形式是指數(shù)據(jù)點(diǎn)的參數(shù)在參數(shù)表中顯示的形式，若 為“FULL”（全點(diǎn)），則全顯示，包括描述性參數(shù)和與報(bào)警有關(guān)的參數(shù)；若為“COMPO¬NENT” (半點(diǎn)），表示該數(shù)據(jù)點(diǎn)只是作為其他數(shù)據(jù)點(diǎn)的輸人或輸出值，描述性參數(shù)和與報(bào)警 有關(guān)參數(shù)都消失。一般在控制回路中只有常規(guī)控制點(diǎn)選“full”，并作為主要操作界面， 其他的輸人、輸出等模塊均選“COMPONENT”。

(2) 確定數(shù)據(jù)點(diǎn)在系統(tǒng)中的位置包括約定其硬件位置和所屬的單元。硬件位置必須確 定模塊所在UCN節(jié)點(diǎn)的名稱、該節(jié)點(diǎn)所在的UCN號(hào)、UCN節(jié)點(diǎn)號(hào)、I/O模板類型、模板 號(hào)、通道號(hào)等。

(3) 確定數(shù)據(jù)點(diǎn)的各項(xiàng)特性輸人數(shù)據(jù)點(diǎn)的特性包括信號(hào)的輸人處理特性、輸人正/反 方向、工程單位、量程、報(bào)警限值和報(bào)警優(yōu)先級(jí)、報(bào)警允許狀態(tài)等。輸出數(shù)據(jù)點(diǎn)的特性內(nèi)容 較少，包括輸出的正/反方向、輸出的折線處理等。

3. 運(yùn)算模塊組態(tài)

常用的運(yùn)算模塊有代數(shù)運(yùn)算、信號(hào)選擇、數(shù)據(jù)選擇、數(shù)值限制、報(bào)警檢查、計(jì)算公式和 傳遞函數(shù)模塊七類。它的組態(tài)步驟是先在CRT屏幕上調(diào)出所需的算法模塊’然后單擊該模 塊框圖，打開參數(shù)表窗口，逐項(xiàng)填寫。主要內(nèi)容包括位號(hào)、算法名稱、所在控制網(wǎng)絡(luò)的位 置、輸人和輸出信號(hào)以及相應(yīng)的運(yùn)算常數(shù)。由于運(yùn)算模塊各不相同，用戶必須認(rèn)真研究仔細(xì)

填寫。

4. 控制模塊組態(tài)

控制模塊分為連續(xù)控制、邏輯控制和順序控制三類，每一類都有相應(yīng)的組態(tài)方式，前面 提到的輸人輸出模塊是構(gòu)成控制回路的基礎(chǔ)，那么控制模塊就是構(gòu)成控制回路的核心。

(1)連續(xù)控制模塊組態(tài)連續(xù)控制模塊以常規(guī)HD控制模塊為核心，結(jié)合運(yùn)算模塊和 輸人輸出模塊，即可構(gòu)成單回路、串級(jí)、前饋、比值、選擇性、分程、純遲延補(bǔ)償和解耦等 控制。現(xiàn)以單回路PID控制為例說明連續(xù)控制回路的組態(tài)。

單回路PID控制的組態(tài)如圖7-10所示。它由輸人模塊、HD模塊和輸出模塊組成。

圖7-10為單回路PID控制的組態(tài)圖形。這是一個(gè)流量控制系統(tǒng)，由模擬量輸人模塊 FT123、PID控制模塊FC123和模擬輸出模塊FV123組成。FT123的輸入信號(hào)取自HPM 的8號(hào)模擬量輸人模板的AI3通道，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換、濾波、信號(hào)檢查、開方處理、流量補(bǔ)償、 報(bào)警檢査、量程變換等輸入處理后的P號(hào)，送PID的PV端。由PID控制模塊進(jìn)行控制 運(yùn)算，其輸出OV送至模擬量輸出模塊FV123的輸人端IV’經(jīng)正反方向選擇和折線處理后 輸出OV值，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換zui后從模擬量輸出模板的A〇3輸出，去控制調(diào)節(jié)閥V3。其中 BOV和BIV分別是反算輸出和反算輸人。把模擬量輸出模塊的BOV端和PID控制模塊的 BIV端互連，主要用于手動(dòng)到自動(dòng)的無擾動(dòng)切換。BOV端輸出的是根據(jù)當(dāng)前的OV值反算其輸入端IV應(yīng)具有的數(shù)值，此值送到PID的BIV端，當(dāng)系統(tǒng)從手動(dòng)切換到自動(dòng)的瞬間、 PID的輸出0V自動(dòng)等于BIV值，也就是等于模擬量輸出模塊的IV值，從而實(shí)現(xiàn)了無擾動(dòng) 切換。

連續(xù)控制模塊的組態(tài)內(nèi)容包括定義連續(xù)控制模塊（即常規(guī)控制點(diǎn)）的位號(hào)和對(duì)常規(guī)控制 點(diǎn)的描述、確定模塊在系統(tǒng)中的位置、確定模塊的各項(xiàng)特性和控制模塊的輸人輸出參數(shù)。前 面兩部分的內(nèi)容與輸人輸出模塊類同，不再詳細(xì)介紹，需要說明的是組態(tài)參數(shù)中的模塊號(hào)是 指HPM的常規(guī)控制點(diǎn)的序號(hào)，zui多可達(dá)250個(gè)模塊。

控制模塊的特性參數(shù)包括工程單位、PV量程上/下限、給定值上/下限、給定值、小數(shù) 點(diǎn)位置、PV跟蹤選擇（跟蹤或不跟蹤）、控制作用方向（正作用、反作用）、比例增益、積 分時(shí)間、微分時(shí)間、正常操作方式（手動(dòng)、自動(dòng)、串級(jí)）、操作方式屬性等。其中正常操作 方式屬性是確定允許改變正常操作方式的主體是“操作員”（Oper)還是“程序”（Prog)。

控制模塊的輸人參數(shù)，在本例中就是被調(diào)量FT123的PV值，輸出參數(shù)就是控制量 FV123 的 OV 值。

(2)邏輯控制模塊組態(tài)邏輯控制模塊組態(tài)，常用的方式有梯形圖、邏輯圖和指令表三 種。梯形圖組態(tài)方式，是先調(diào)出觸點(diǎn)、線圈和元件，再進(jìn)行觸點(diǎn)、線圈和元件之間的連線， 并填寫觸點(diǎn)名。邏輯圖組態(tài)方式，是先調(diào)出邏輯模塊，再進(jìn)行模塊之間的連線，并填寫輸人 或輸出變量名。指令表組態(tài)方式，是將邏輯圖或梯形圖用相應(yīng)的指令來描述，形成指令表或 程序。指令表組態(tài)方式因?yàn)槿狈χ庇^性，已較少采用。

在HPM中，邏輯控制是以邏輯圖方式進(jìn)行組態(tài)的。它有三類組合式邏輯控制點(diǎn)可供選 用。每一類的輸人變量數(shù)、邏輯塊數(shù)量和輸出變量數(shù)不同，有12-24-4、12-16-8、12-8- 12三種。

以圖7-11的邏輯控制系統(tǒng)為例，圖中U、L2、L3經(jīng)“或”門，輸出SOI; SOU L4、 L5經(jīng)“與”門輸出S02。SOI控制D0728.S0，S02控制D0729. SO，組態(tài)內(nèi)容除了工位 號(hào)、邏輯點(diǎn)描述、確定模塊在系統(tǒng)中的位置等基本的組態(tài)項(xiàng)外，還應(yīng)給出邏輯點(diǎn)的類型是三 類組合中的哪一種、輸人輸出變量的參數(shù)名。對(duì)內(nèi)部的邏輯塊，則應(yīng)按運(yùn)算次序進(jìn)行編號(hào)， 確定其邏輯算法名稱和對(duì)應(yīng)輸入的參數(shù)名稱，至于輸出，因直接與下游邏輯塊的輸人或zui終 輸出點(diǎn)相連，所以不必進(jìn)行組態(tài)。