symphony 系统介绍

SYMPHONY 系统介绍

Symphony 系统介绍

Presentation Name or No.

ABB Automation University

ABB （ www.abb.com ）是电力和自动化技术领域的领导者，服务于公用事业和工业用户，在帮助客户提高绩效的同时，使其降低对环境的影响。 ABB 集团的业务遍及约 100 个国家，全球员工总数约为 133,000 人。 ABB 已在中国 23 座主要城市设立了销售机构并拥有 27 家公司 ,

拥有员工 6,000 多名。


Symphony 系统介绍：系统发展

第一代（ 80 年） Network-90

第二代（ 88 年） Infi-90

第三代（ 94 年） Infi-90 Open

第四代（ 96 年） Symphony



1980

NETWORK 90

Bailey’s First Generation of Distributed Process Control Introduced in 1980 Distributed Process controllers Secure process communication Panel Boards replaced with CRT’s Computer based configuration tools Minimal process information requirements



1988

1980

INFI 90

The Evolution Introduced in 1988 Bigger, faster process controllers High speed, secure process communication “Windows”based operator consoles Advanced automation tools Backward compatible with NETWORK 90



1980

INFI 90 OPEN

The Evolution Continues Introduced in 1994 Technology platform for Strategic

Enterprise Management Advanced automation solutions

and Open System integration Embedded third-party applications Standard operating systems Advanced ergonomic design

1988

1994



1988

1996

Symphony

“The Next Generation” in Enterprise Management and Control Systems is introduced

Enterprise scope Open architecture System scalability Compatibility with INFI 90 / Network 90

systems

1980

Bailey merges with Hartmann & Braun (1996)

1994



Symphony 是 ABB 的企业管理和控制系统；

把企业管理和过程控制有机的结合起来；

不断采用新成果、新设计和标准化技术；

有效继承 ABB 贝利原有 DCS 系统的优点；



Symphony 系统组成区域管理和控制 Harmony Series

为生产过程提供传统意义上的过程控制、数据采集和 I/O 接口

厂区管理和控制 Performer Series 对厂区范围的过程控制、企业数据及网络通讯进行管理

人系统接口 Conductor Series 对生产过程进行监视和控制，信息的采集、显示记录及存储

系统设计和维护工具 Composer Series 过程设计、现场维护、组态、调试及文件管理



Field Network

Information Processing Domain

Signal and Logic Processing Domain

Human-System Interface System Engineering, Operation and Maintenance Tools

Operations NetworkOperations Network

Control NetworkControl Network

Performer SeriesPerformer Series

Harmony SeriesHarmony Series

Composer SeriesComposer SeriesConductor SeriesConductor Series

Plant/Enterprise Management and Control

Area Management and Control


Symphony 系统介绍：网络结构

企业数据管理层：操作网络 Operation Network(Onet)

过程数据管理层：控制网络 Control Network(Cnet)

过程控制数据层：控制通道 Control way(C.W)

过程 I/O 数据层： I/O 扩展总线 I/O Expander Bus(X.B)


Symphony 系统介绍－通信网络

Onet 是一以太网结构。

它处于整个系统和应用数据的管理层。这一网络层的主要功能是传递过程、企业管理所需的大量数据。

其数据可为生产、财务、人事、维护、仓储和市场等方面服务。

Harmony Coupler(s) Onet

Harmony Control Units

Cnet


Symphony 系统介绍－ Cnet

Control NetworkSubring

Control NetworkSubring

Plant Loop Subring500 KB

63 Nodes Remote Ring10MB 250Nodes

Control NetworkCentral Ring

10 MB250 Nodes

HSI

HCU

ICI

IIL

Control Network Subring10 MB

250 Nodes

IIR

IPL

Structure of Contral NetworkComposer



控制网络（ Cnet ）单方向、高速、高可靠性冗余的串行数据网络 Cnet 提供一个全厂范围的通讯网络中央环节点容量 250 子环节点容量 250 中央环节点类型：子环、 HCU 、 HSI 、计算机子环节点类型： HCU 、 HSI 、计算机通信速率 10M 通信协议：存储转发协议使用的技术：例外报告技术信息压缩技术确认重发技术



存储转发每一节点通过相应的传输介质，与另外两个相邻的节

点相连接，最后形成一个闭合的环形网络结构。数据报告将环绕网络的所有节点依次传递，从信息源节点开始至目的节点，再由目的节点回到原发出信息报告的节点止。

特点没有等待时间，响应快并行性好抗干扰能力强



例外报告在过程控制中产生的一

些涉及测量数据、操作、报警、管理的信息经过一定的技术处理而形成的一种反映信息值的专门报告。

当过程变量的变化率超过了预先规定的值时，该变量的信息才通过网络通讯，否则系统认为该信息没有变化，仍使用该点的前一次值


系统介绍：通信技术

数据压缩技术：

使所传送的数据进入标题帧和数据帧格式；

把具有地址的多个数据压缩在一个信包内；

信息帧的长度可变 ( 取决于 NPM 的采集 ) ；

标题帧数据帧


系统介绍：通信技术

确认重发技术：

在数据帧内包括 ACK/NAK 确认字节；信息包被目的节点接收后将 NAK 改为 ACK ；信息包未被接收依旧保持 NAK ；该信息包返回原节点将校验确认字节：表达为 ACK 将引起源节点撤销信包；表达为 NAK 将引起源节点重发信包；



Main Node Types on Cnet

Control Network Subring (Only for Cnet Central Ring)

Communication Interface: Cnet - to - Cnet local Interface (IIL)

or Cnet - to - Cnet Remote Interface (IIR) Plant Loop Subring (Only for Cnet Central Ring)

Communication Interface: Cnet - to - Plant Loop local Interface (IPL) Harmony Control Unit (HCU)

Communication Interface: Cnet - to - PCU Interface Human System Interface (HSI) Communication Interface: Cnet - to - Computer Interface (ICI) (For Conductor NT) Composer Communication Interface: Cnet - to - Computer Interface (ICI) Communication rates: 2MB or 10MB; Max. Cable Distance between nodes: Coaxial: 2000m (for 10MB); 4000m (for 2MB) Twisted Cable: 1000m (for 10MB); 2000m (for 2MB) Max. Cable Distance of NIS to TU: 25m System Capability: 250 nodes on a central ring; 250 nodes on a subring; 62,500 system nodes maximum.

Node: Hardware Devices on Control Network (Cnet).


系统介绍：通信网络模件

Cnet 上相应的通信模件

SYMPHONY 系统介绍Page 23

系统介绍：现场控制单元的通信接口

INNIS01 、 INNPM11/12模件• 同时访问 Cnet 和 C.W ；

• 支持硬件冗余；• 具有自诊断功能；

通讯模件包括：



Cnet - to - HCU Interface

The HCU Interface can support hardware redundancy. In a redundant configuration, there are two NIS and two NPM Modules. One pair of modules is the primary. If the primary fails, the backup comes on-line.


系统介绍：通信模件的连接图

通信环路连接示意图


系统介绍：通信环路端子

通信环路端子 NTCL01

InputInput

Output Output


系统介绍：网络接口子模件 Network Interface Slave Module

模件的主要功能：

1. 所有系统节点使用 NIS 与 Cnet 连接；

2. 与相应类型的数据传送模件构成不同接口；

3. 转发网络上其它节点的信包； 4. 发送本节点信包及接收返回的信包；

5. 接收传送来的本节点信包；


系统介绍：网络处理模件 Network Processing Module

INNPM11/12模件主要功能：

与 NIS模件一起构成 HCU 接口；

NPM模件是 HCU 网络接口的主模件；

通过 C.W 采集本节点例外报告；

按照目的地址打信息包，并保留数据库；



Cnet - to - Computer Interface (ICI) The Cnet - to - Computer Interface

(ICI) consists of a Network Interface

Slave (INNIS01), a Cnet to

Computer Transfer Module (ICT03)

and a Multifunction Processor

Interface module （ IMMPI01). This

interface gives a host computer

access to point data over Cnet. The

computer connects through either an

RS-232-C serial link at rates up to

19.2 KB or through a SCSI parallel

port. The interface is command driven

through software on the host

computer. It receives a command from

the host computer, executes it, then

replies to the host computer.



Cnet - to - Computer Interface (ICI) The INNIS01 Network Interface

module is the front end of every Cnet

communication interface. It is the

intelligent link between a node and the

Cnet network.

The INICT03 Computer Transfer

module handles all communication

with a host computer. The module is

command driven through software on

the host computer. The INICT03

module receives a command from the

host computer, executes it, then

replies. The INICT03 module can

store up to 30,000 point definitions

(depending on point types). It uses an

IMMPI01 module for host computer

connection.



Cnet - to - Computer Interface (ICI)

The IMMPI01 Multifunction Processor Interface module handles the I/O interface between the host computer and the INICT03 module. The IMMPI01 module supports either SCSI or RS-232-C computer interface. When communicating through the RS-232-C port, the module can act as data communication equipment (DCE) or data terminal equipment (DTE).



Cnet - to - Cnet Local Interface (IlL)

The INIIL02 Local Interface consists of two

INNIS01 Network Interface modules and

the INIIT03 Local Transfer module. This

interface acts as a bridge between two local

Cnet networks. One of the INNIS01 modules

operates on the central network side and the

other operates on the satellite network side.

Bidirectional communication from the central

network to the local, satellite network is

through cable connection to the NTCL01

termination unit. The maximum distance

between termination units on the two

communication networks is 45.8 meters (150

feet).



Cnet - to - Cnet Local Interface (IlL)



Cnet - to - Cnet Remote Interface (IlR)

The INIIR01 Remote Interface

consists of the INNIS01 Network

Interface module and the INIIT12

Remote Transfer module. This

interface is a node on the central

network that can communicate to

an interface node on a remote,

satellite network. In this

arrangement, two interfaces are

required: one for the central

network and the other for the

satellite network. Bidirectional

communication from the central

network to the remote, satellite

network is through standard RS-

232-C ports.


系统介绍：现场控制单元 Harmony Control Unit

现场控制单元的主要功能：

经过配置满足各种 I/O 信号；向整个系统提供 I/O 数据；完成现场所需的各种控制功能；将采集的数据进行处理形成所需的

信包；通过标准接口实现与其它控制设备或第三方计算机的连接；


Symphony 系统介绍 -HCU

主要组成部分

机械安装部分：机柜、 MMU 、 FTP （模件）

数据通讯系统：控制通道、 I/O 扩展总线、

过程控制部分：通讯模件、控制器、 I/O 系统现场连接部分：端子单元

电源系统： MPS III



机械安装设备示意图：



HCU 通讯 Controlway: 连接控制器的冗余总线

1M 对等通讯冗余可带 32 个设备

I/O 扩展总线：连接控制器和 Rack I/O模件的并行总线 500K 可带 64 个子模件



ContolwayContolway

•••

Process I/O

Redundant INFI-Net 250 x 250 Addresses

NIS

NPM

Redundant Controlway 32 Addresses

Controlway is a redundant, serial bus running at 1 Mbaud that allows master modules (controllers) and communication modules (NPM) to exchange point data and module status information.

Controlway provides 32 addresses. Address 0 and 1 for NPM module, address 2 to 31 for controllers.

The communication between controllers and communication modules (NPM) is Peer - to - Peer.

MFP*

I / O

Module

Standard

Term Unit •••

Expander Bus 64 Addresses



Expender BusExpender Bus

•••

Process I/O

Redundant INFI-Net 250 x 250 Addresses

NIS

NPM

Redundant Controlway 32 Addresses

The Expander Bus is a parallel communication path between the Harmony rack controller and its Rack I/O module. The communication rate is 500 KB.

A controller’s Expander Bus provides 64 addresses for I/O slaves, that means a controller can supports up to 64 slaves in any combination for a wide variety of field I/O signals without external signal converters.

MFP*

I / O

Module

Standard

Term Unit •••

Expander Bus 64 Addresses


系统介绍：控制处理器 Control Processor

控制器的主要功能：

数据采集及处理；

回路控制、顺序控制、批处理控制、优化控制；

通信接口；



控制器的主要特点：

支持多种控制语言如：功能码、 C 、 Batch90 、 Ladder ；支持多种类型的 I/O子模件处理各种现场数据；在 MMU模件安装单元内占用单一槽位；在模件间可实现一比一冗余； C.W 内的处理器参与对等通讯；与已有的处理器兼容；在冗余配置的状态下可实现在线组态；



所支持的功能码：功能码（ Function Code): 系统提供了一系列完成不同功能的软件模块

，并对每个软件模块指定一个代码，称为功能码。具有广泛的功能：从简单的“ AND” 、“ NOT” 到复杂的“ Smith 预估器

”共 11 大类近 200 种，它们分别是：函数运算类功能码；常数设定类功能码；控制算法类功能码；信号转换与选择类功能码；与硬件接口类功能码； I/O 类功能码；脉冲与定时器类功能码；模件控制类功能码；通讯类功能码； BASIC 等类功能码；其它类功能码；



模件的操作方式：

1. 模件的执行方式： a. 模件采集 I/O 、执行控制策略；

b. LED 显示模件为正常状态；

2. 模件的组态方式： a. 模件离线并可修改 NVRAM 的数据；

b. LED 显示模件为组态状态；

3. 模件的出错方式： a. 按程序停止运行并离线；

b. LED 显示模件为错误状态；



IMMFP11/12模件的 LED ：

正常操作显示

出错显示 :

状态 LED 变红

CPU状态指示出错代码



Rack I/O 模件特色

具有多种 I/O 类型（模拟、数字等）满足多样的 I/O 需要（隔离、 A/D 转换等）具有专用、安全的 I/O 通讯

具有可组态的故障安全输出方式



Rack I/O 和控制器连接图



Rack I/O 模件类型

模拟输入（ ASI ， FEC ）模拟输出（ ASO ）控制输入 / 输出（ CIS ， QRS ）数字输入（ DSI ， DSM ）数字输出（ DSO ）专用输入 / 输出（ FCS ， HSS ）



Rack I/O 模件模拟输入：

4 － 20mA; -10~+10 VDC -100~+100mV(DC) 热电偶： E ， J ， K ， N ， R ， S ， T ， U

中国 E,S RTD:

10 欧铜 100 欧铂（美国实验室标准、美国工业标准、欧洲标准） 120 欧镍中国 53 欧铜


Symphony 系统介绍－ HCU

Rack I/O 模件模拟输出

4 － 20mA 1-5VDC

数字输入 24 ， 48 和 125VDC 120VAC

数字输出 24 和 48VDC 120VAC


系统介绍： I/O子模件

IMMFP11/12支持的 I/O 模件：

模拟输入： IMASI13 、 IMFEC12 ；

模拟输出： IMASO11 ；

控制输入 / 输出： IMCIS12 、 IMQRS12 ；

数字输入： IMDSI12/13/14/15 、 IMDSM04 ；

数字输出： IMDSO14/15 ；

专用输入 / 输出：IMFCS01 、 IMHSS03 、 IMSED01 ；


Symphony 系统介绍－ HCU Rack I/O 模件列表


Analog Input ModulesAnalog Input Modules


I/O Module Capabilities Description

IMFEC11 Current (4-20ma) High Level Voltage FSK Fieldbus

Support

15 independently

configured input

channels

IMFEC12 Current (4-20ma) High Level Voltage

15 independently

configured input

channels

IMASI13 Current (4-20ma) High Level Voltage Low Level Voltage Thermocouple 3-Wire RTD

16 independently

configured isolated

input channels Independent A/D per

channel Programmable A/D

resolution (16-24bit)


Analog Output and Control Loop ModulesAnalog Output and Control Loop Modules



IMASO11 Current (4-20ma) 1-5VDC

14 independently configured

channels Current limited for short circuit

protection

IMCIS12 Analog I/O Current (4-

20ma) 1-5VDC

Digital Inputs 24 VDC

Digital Outputs 24, 48 VDC

4 AI Channels 2 AO Channels 3 Optically Isolated DI

Channels 4 Optically Isolated DO

Channels Analog Control Station (IISAC)

Support

IMQRS12 Same as IMCIS12 Same as IMCIS02 except

response time approximately

10 times faster


Digital Input ModulesDigital Input Modules



IMDSI12 24, 48, 125 VDC 16 isolated channels

IMDSI13 24 VDC 16 isolated channels

IMDSI14 48 VDC 16 isolated channels

IMDSM04 Signal Ranges 4-6 VDC 21.6 -27 VDC 50 mV-10V

Pulse Input Slave 8 channels Operating Modes

Totalize Frequency Period


Digital Output ModulesDigital Output Modules



IMDSO14 24, 48 VDC 16 independently

configured,

optically isolated,

open-collector

channels

IMDSO15 24 VDC, 120 VAC 8 SPDT contacts ,

digital


Special ModulesSpecial Modules


I/O Module Description

IMFCS01 Frequency counter

IMHSS03 Hydraulic servo

IMSED01 SOE digital input

IMSET01 SOE timing (with 16 SOE digital inputs)

INSEM01 SOE master

INTKM01 Time keeper master


Symphony 系统介绍－ HCU

端子单元 HCU 的模件通过专用电缆与端子连接多种型号满足不同的输入 / 输出类型 TB端子接线排，用于与现场设备的连接 XU跨接器用于组态信号通道特性输入电源保险提供了系统保护标准安装


系统介绍：现场控制单元

电源系统 Modular Power System (MPSII/III)

MPS 所提供的电源类型：

• 系统电源：＋ 5VDC 、＋ 15VDC 、－ 15VDC ； • 现场电源：＋ 24VDC 、＋ 48VDC 、＋ 125VDC ；

MPS 所支持的相关设备：

• HCU 相应的通信模件； • HCU 相应的控制器模件； • HCU 相应的 I/O子模件； • HCU 连接的相应现场设备；


系统介绍：现场控制单元

电源系统的特点：

采用模块结构，可做到 2N冗余；电源系统具有较好的功率因数调整可达 0.95 ；系统采用可更换电源和风扇结构；具有相应的电源监视功能；系统可直接接受 120/240VAC或 125VDC 外部输入电源；在 2N冗余结构下，双外部电源输入可混合输入；所有电源模块共担负载；


系统介绍：人系统接口

CONDUCTOR NT

建立在 Windows NT/2000基础上的计算机

CONDUCTOR VMS

建立在 Open VMS基础上的计算机



人系统接口的基本功能：

• 过程监视和控制；

• 报警管理；

• 趋势和调整；

• 系统诊断；

• 数据采集和报表；

• 开放系统连接；



人系统接口的主要特点：

Conductor 系列是一个功能完善的人系统界面；

Conductor 系列广泛采用成熟的标准化技术；

Conductor 具有易掌握和使用的特性；

Conductor 具有完善的窗口能力；



人系统接口的主要性能：

显示功能强大提供面向过程的窗口；通过灵活的动态画面对系统和过程进行监视和控制；先进的报警管理功能，来优化操作员的响应；趋势功能为分析当前的运行提供了过程状况的历史回顾；报表功能打印出过程操作和特定运行总结；存档、历史数据记录为分析和过程改进提供支持；通过系统状态画面可进行故障处理和诊断；提供系统相关模件的组态和参数整定；提供键盘、 ADP盘、鼠标等多种人机对话手段；采用客户 / 服务器结构，标准操作系统；


系统介绍：系统工具 Composer 的功能： Composer 为系统的组态及维护提供一个集成的开发环境。控制策略图形化的开发功能；公用数据库的开发与维护功能；系统资源库的管理功能；系统的故障诊断与维护功能；人系统接口的离线组态功能等；


系统介绍：系统工具

Composer 的主要特点：

减少工程时间；与 INFI 90 OPEN 系统兼容；最新的 Windows NT 4.0 /Windows2000 ；

支持多种语言；多用户的 Client/Server 结构； Object Exchange 为整个系统提供了丰富的组态资源；方便的多版本控制功能；安全的用户访问；

symphony 系统介绍

Documents