電氣制藥廠初步方案.doc

1 秉承浙大科技源泉 凝聚中自技術精英 滿足用戶廣泛需求 共創(chuàng)持續(xù)發(fā)展前景 寧寧夏夏興興平平精精細細化化工工股股份份 有有限限公司 制藥車間 DCS 控制系統(tǒng)設備 簡本 簡本 寧夏中自集成控制工程有限公司 技術方案書技術方案書技術方案書技術方案書 2 寧夏興平精細化工股份有限公司寧夏興平精細化工股份有限公司 制藥車間制藥車間 DCSDCS 系統(tǒng)系統(tǒng) 技術方案書 1 1 制藥工藝簡述 制藥工藝簡述 2 2 不同工段工藝簡述 不同工段工藝簡述 3 3 系統(tǒng)方案設計優(yōu)點 系統(tǒng)方案設計優(yōu)點 4 4 DCSDCS 系統(tǒng)技術方案系統(tǒng)技術方案 5 5 SunyTDC9200SunyTDC9200 集散系統(tǒng)介紹集散系統(tǒng)介紹 3 寧夏興平精細化工股份有限公司寧夏興平精細化工股份有限公司 制藥車間制藥車間 DCSDCS 系統(tǒng)系統(tǒng) 技術方案書 1 1 制藥工藝簡述 制藥工藝簡述 4 鄰二氟苯 硝化反應 二氟硝基苯 中間體 氟化反應 結晶分解 氟氯硝基苯 2 3 二氯硝基苯 3 4 二氯硝基苯 中間體 中間體 中間體 精餾 氟化反應 還原反應 3 氯 4 氟硝基苯 8 3 氯 2 氟硝基苯 6 3 4 二氯苯胺 產(chǎn)品 中間體 中間體 還原反應 氯化反應 重氮化反應 1 3 氯 4 氟苯胺 產(chǎn)品 硝化反應 伽特曼反應 5 重氮化反應 氟化反應 7 3 4 二氯溴苯 產(chǎn)品 伽特曼反應 3 2 3 4 三氟硝基苯 產(chǎn)品 2 4 溴 2 氟氯苯 產(chǎn)品 還原反應 2 3 4 三氟苯胺 中間體 縮合反應 成鹽 環(huán)合反應 溴化反應 4 洛美沙星環(huán)合物 產(chǎn)品 脫氨基化反應 5 3 4 5 三氟溴苯 產(chǎn)品 6 寧夏興平精細化工股份公司寧夏興平精細化工股份公司 制藥車間 DCS 控制系統(tǒng)設備 2 2 主要工藝簡述時監(jiān)控點分析主要工藝簡述時監(jiān)控點分析 7 1 3 氯 4 氟苯胺生產(chǎn) 一 反應原理 3 氯 4 氟苯胺的生產(chǎn)時以鄰二氯苯為原料 經(jīng)硝化 氟化 還原三 步反應完成 生產(chǎn)過程中的分離操作包括蒸餾和減壓精餾 1 硝化反應 硝化反應所采用的硝化劑為硝硫混酸 硫酸是一種強吸水劑 其 與硝酸混合可以大大增強硝酸的硝化能力 其次硫酸的熱容量大 使硝化反應放熱不致引起反應溫度的急劇升高從而導致副反應的增 加 因此在混酸中進行硝化 可使反應較平穩(wěn)安全的進行 監(jiān)測點分析 主要是硝化過程的溫度監(jiān)測 硝化釜監(jiān)測點分析 主要是硝化過程的溫度監(jiān)測 硝化釜 7 7 只只 IOIO 點數(shù)統(tǒng)計 每個硝化釜溫度監(jiān)測點數(shù)統(tǒng)計 每個硝化釜溫度監(jiān)測 3 3 個 數(shù)量個 數(shù)量 7 7 只釜 共只釜 共 2121 點溫度點溫度 2 氟化反應 氟化反應是用親核性 F 取代其他種類的鹵原子來實現(xiàn)向化合物分 子中引入氟原子的目的 由于苯環(huán)上對位存在硝基 使得 CI 被活化從而 發(fā)生取代反應 鹵素交換氟化反應是液 固相反應 為使反應順利進行必 須使用溶劑或相轉移催化劑 以保證固相氟化鉀中的氟離子能夠進入有機 相中參與反應 本項目使用的氟化劑為無水 KF 相轉移催化劑選擇四甲基 氯化銨 反應在高溫無水的條件下進行 監(jiān)測點分析 主要是氟化過程的溫度監(jiān)測 氟化釜及精餾釜共監(jiān)測點分析 主要是氟化過程的溫度監(jiān)測 氟化釜及精餾釜共 1212 只只 8 IOIO 點數(shù)統(tǒng)計 每個釜溫度監(jiān)測點數(shù)統(tǒng)計 每個釜溫度監(jiān)測 3 3 個 數(shù)量個 數(shù)量 1212 只釜 共只釜 共 3636 點溫度點溫度 2 2 外圍附屬設備檢測 外圍附屬設備檢測 氯氣報警器氯氣報警器 可根據(jù)實際調(diào)整可根據(jù)實際調(diào)整 水壓監(jiān)測水壓監(jiān)測 可根據(jù)實際調(diào)整可根據(jù)實際調(diào)整 9 寧夏興平精細化工股份公司寧夏興平精細化工股份公司 制藥車間 DCS 控制系統(tǒng)設備 3 3 系統(tǒng)方案設計優(yōu)點系統(tǒng)方案設計優(yōu)點 10 中自中自 DCSDCS 系統(tǒng)主要優(yōu)勢系統(tǒng)主要優(yōu)勢 1 CPUCPU 電源 網(wǎng)絡全部采用 電源 網(wǎng)絡全部采用 1 11 1 冗余冗余系統(tǒng) 2 所供系統(tǒng)卡件為萬能卡件所供系統(tǒng)卡件為萬能卡件 可以根據(jù)實際使用情況自己設置卡件輸入信號類型設置卡件輸入信號類型 整套系統(tǒng) IO 卡件不超過三種卡件不超過三種 減少庫存?zhèn)湄泬毫?3 多處理器分布設計多處理器分布設計 I O 模塊 I O 模板 控制模板 通訊模板 均配置相應微處理器 分工協(xié)作 就地處理 自主工作 負荷分 散 危險分散 耦合減少 可靠性高 穩(wěn)定性強可靠性高 穩(wěn)定性強 4 4 系統(tǒng)可以隨時擴容以不變應萬變 系統(tǒng)可以隨時擴容以不變應萬變 5 5 信號智能調(diào)理技術信號智能調(diào)理技術 采用全數(shù)字化設計 處理器分布到通道級 每個通道由一個 I O 模 塊完成數(shù)據(jù)處理 各個模塊通過靈巧 SmartBus 靈巧數(shù)字總線連接 這樣 就實現(xiàn)了各個通道間全隔離 信號隔離 配電隔離 故障隔離 且實現(xiàn)了實現(xiàn)了各個通道間全隔離 信號隔離 配電隔離 故障隔離 且實現(xiàn)了 通道級的自診斷 自校正 自恢復 通道級的自診斷 自校正 自恢復 6 6 在線故障診斷技術在線故障診斷技術 11 通過 SunyTDCS9200 集散控制系統(tǒng)配套軟件中提供的 SunyCFG 可方便的實現(xiàn)在線故障診斷在線故障診斷 寧夏興平精細化工股份有限公司寧夏興平精細化工股份有限公司 制藥車間制藥車間 DCSDCS 系統(tǒng)系統(tǒng) 4 4 系統(tǒng)配置方案及報價 系統(tǒng)配置方案及報價 12 一 一 DCSDCS 系統(tǒng)部分系統(tǒng)部分 型號規(guī)格名稱單位數(shù)量單價合計廠家 一 控制軟件部分一 控制軟件部分 ST9432 正泰中自工業(yè)控制應用軟件 V8 0 開發(fā)運行 版 套 136000 36000中自 ST9435寧夏中自定制軟件 運行版 套 110000 10000中自 ST9441WindowsXP 中文專業(yè)版 授權版 套 13000 3000微軟 小計 小計 4900049000 二 操作站和工程師部分二 操作站和工程師部分 ST9612 22 工程師站 操作員站 主流配置 含顯示 器 通訊模板 鍵盤 套 18000 8000 DELL ST9603 打印機平臺 平面操作臺套115001500中自 ST9643 SNET 交換機臺 21200 2400D link 小計 小計 1190011900 三 現(xiàn)場控制站三 現(xiàn)場控制站 ST9006標準機柜 800 600 2200 臺 145004500 中自 ST9004通訊電纜套 1400400 中自 ST9005機柜內(nèi)附件套 110001000 中自 ST91116U工業(yè)標準機籠臺 130003000 中自 ST9121總線底板塊 120002000 中自 ST9132電源組件塊 215003000 中自 ST913424VDC 電源組件塊 115001500 中自 ST9133散熱組件塊 110001000 中自 ST9161控制模板 含正泰中自實時控制軟件 V8 0 塊 21600032000 中自 ST9262 32 路集成型開關量輸入輸出混合調(diào)理模板 含 32 通道 塊 145004500 中自 ST9271 16 32 路萬能調(diào)理模板 含正泰中自調(diào)理模板 軟件 V1 0 塊 4360014400 中自 ST9315 單路全隔離萬能 AI 模塊 含正泰中自 AI 模塊 軟件 V1 0 塊 6055033000 中自 ST9321 單路全隔離電流 AO 模塊 含正泰中自 AO 模塊 軟件 V1 0 塊 06000 中自 ST9172 8路 AIO 16 路 DIO 通用型轉接端子盒塊 85004000 中自 ST9173 16路開關量輸入轉接端子盒塊 06000 中自 ST9174C 16路開關量輸出轉接端子板 含 16 個 10A 繼電器 塊 115001500 中自 小計 小計 105800105800 設備費合計 設備費合計 166700166700 按實際使用數(shù)量計算價格按實際使用數(shù)量計算價格 二 現(xiàn)場儀表部分二 現(xiàn)場儀表部分 13 1 現(xiàn)場溫度儀表 1 控制箱 600 500 200 350 元 按實際使用計算 2 數(shù)顯變送儀表 NHR 1100A 55 0 2 P 400 元 按實際使用計算 寧夏興平精細化工股份有限公司寧夏興平精細化工股份有限公司 制藥車間制藥車間 DCSDCS 系統(tǒng)系統(tǒng) 5 5 SunyTDC9200SunyTDC9200 集散系統(tǒng)介紹集散系統(tǒng)介紹 14 目 錄 1 1 SUNYTDCS9200SUNYTDCS9200 集散控制系統(tǒng)簡介集散控制系統(tǒng)簡介 6060 1 1 SUNYTDCS9200 系統(tǒng)概要 60 1 2 SUNYTDCS9200 的技術特點 60 1 2 1 可靠性高 不斷提高產(chǎn)品可靠性 60 1 2 2 系統(tǒng)開放 遵循標準 以不變應萬變 61 1 2 3 功能強大 公欲善其事必先利其器 61 1 2 4 維護簡便 滿足用戶是持續(xù)改進的目標 62 1 3 SUNYTDCS9200 的網(wǎng)絡結構 62 1 3 1概述 62 1 3 2管理網(wǎng)絡 MNet 63 1 3 3系統(tǒng)網(wǎng)絡 SNet 64 1 3 7控制網(wǎng)絡 CNet 67 1 3 9靈巧總線 SmartBus 68 1 4 操作員站 工程師站 68 1 4 1操作站主機 68 1 4 2操作員專用鍵盤 選配件 69 1 4 3SNet 通訊卡 ST9642 70 1 4 4平面式操作臺 ST9603 70 1 4 5操作站軟件 70 1 5 控制站 71 1 0控制模板 ST9161 71 2 032 路 SOE 事件順序記錄模板 ST9233 74 3 032 路集成型 DIO 智能調(diào)理模板 ST9262 76 4 016 32 路萬用智能調(diào)理模板 ST9271 77 5 0I O 智能調(diào)理模塊 78 1 6電源組件 81 表 4 17 雙路電源切換組件 ST9135 ST9136 技術性能指標 84 1 7控制站機籠 84 1 8控制站機柜 85 1 9SUNYTECH工業(yè)控制應用軟件平臺 88 15 1 9 1SunyTech 工業(yè)控制應用軟件的組成 89 1 9 2SunyTech 工業(yè)控制應用軟件的產(chǎn)品特點 89 1 9 3方便易用的組態(tài)軟件 89 1 10 主要技術性能指標及環(huán)境要求 97 1 11 系統(tǒng)要求 98 1 11 1 抗干擾 98 1 11 2 控制室 98 1 11 3DCS 接地要求 1 SunyTDCS9200SunyTDCS9200 集散控制系統(tǒng)簡介集散控制系統(tǒng)簡介 1 1 1 1 SunyTDCS9200SunyTDCS9200 系統(tǒng)概要系統(tǒng)概要 浙江正泰中自控制工程有限公司在廣泛的用戶調(diào)查 專家訪談 市場調(diào)研與行業(yè)分析的基礎上 吸收浙江大學工業(yè)自動化國家工程研究中心 浙江大學工業(yè)控制技術國家重點實驗室 浙江大學工 業(yè)控制技術研究所數(shù)十年的科研成果 基于正泰中自長期的科技攻關與技術創(chuàng)新實力 并結合其豐 富的系統(tǒng)集成與工程應用經(jīng)驗 經(jīng)過不斷分析總結 開發(fā)創(chuàng)新 測試改進與考核完善 成功推出了 新一代 SunyTDCS9200 集散控制系統(tǒng) SunyTDCS9200 采用尖端的電子技術 儀表控制技術 現(xiàn)代控制理論 吸取迄今為止的各 種控制系統(tǒng)的長處 是集成綜合了智能儀表 多功能回路控制器 順序控制器 可編程控制器功能 的集散控制系統(tǒng) 具有先進控制策略 圖形操作界面和在線實時組態(tài)工具 實現(xiàn)工業(yè)過程的實時 監(jiān)視 記錄 操作 管理 及其連續(xù)控制 邏輯控制 順序控制的綜合 是一種實現(xiàn)各行各業(yè)復雜 多樣工業(yè)自動化構想的新型計算機控制系統(tǒng) 特別適合于國內(nèi)企業(yè)組建控制系統(tǒng)和對現(xiàn)有控制設備 進行技術改造 如工業(yè)窯 環(huán)保設備 反應器 精鎦塔 加熱爐 發(fā)酵罐 食品機械 干燥器 蒸 發(fā)器 造紙機 以及中小型鍋爐等類似控制要求的工業(yè)設備或工業(yè)過程 SunyTDCS9200 集散控制系統(tǒng) 具有以下的幾個優(yōu)勢 基于網(wǎng)絡時代的開放化基于網(wǎng)絡時代的開放化 獨創(chuàng) SmartBus 模塊總線 網(wǎng)絡技術深入到點 為用戶定制特殊模塊 運用 ODBC OPC ActiveX TCP IP 技術 界面友好 系統(tǒng)開放 基于數(shù)字時代的智能化基于數(shù)字時代的智能化 智能調(diào)理 通用輸入 適應現(xiàn)場信號的復雜性 在線自校正和自診斷 保證信號精度 基于工業(yè)時代的可靠性基于工業(yè)時代的可靠性 信號 模板 控制器 網(wǎng)絡 電源全隔離 保證極強的抗干擾能力 模板 控制器 電源 網(wǎng)絡任意冗余設計 自由配置 基于商業(yè)時代的經(jīng)濟性基于商業(yè)時代的經(jīng)濟性 所有信號提供隔離 24VDC 配電 降低用戶配套設備成本 結合行業(yè)應用 提供二次開發(fā)平臺及快捷實用的集成解決方案 先進控制與過程優(yōu)化策略 充分挖掘企業(yè)潛力 創(chuàng)造最大經(jīng)濟效益 16 1 2 1 2 SunyTDCS9200SunyTDCS9200 的技術特點的技術特點 SunyTDCS9200 集散控制系統(tǒng)基于智能化 數(shù)字化 網(wǎng)絡化設計思想 針對中小型工業(yè)設備或 生產(chǎn)過程 具有模塊化柔性設計 提供開放數(shù)據(jù)接口 現(xiàn)場總線與互聯(lián)網(wǎng)接入 順應時代發(fā)展潮流 吸收最新電子技術 網(wǎng)絡技術 控制技術 實現(xiàn)過程控制 邏輯控制 順序控制綜合 既可以規(guī)模 化分散聯(lián)控 也可以低成本單機配置 具有可靠性高 系統(tǒng)開放 構成靈活 界面友好 功能強大 維護簡便的特點 1 2 1 1 2 1 可靠性高 不斷提高產(chǎn)品可靠性可靠性高 不斷提高產(chǎn)品可靠性 冗余設計 電源冗余 網(wǎng)絡冗余 控制模板冗余 可根據(jù)可靠性要求配置冗余方案 電 源冗余 支持雙電網(wǎng)輸入 并具有過壓 過流保護 網(wǎng)絡冗余 保證系統(tǒng)通訊穩(wěn)定可靠 控制冗余 無擾動切換 保持控制連續(xù)性 多處理器分布處理 協(xié)調(diào)工作 I O 模塊 I O 模板 控制模板 通訊模板 顯示記錄模 板均配置相應微處理器 分工協(xié)作 就地處理 自主工作 負荷分散 危險分散 耦合 減少 可靠性高 穩(wěn)定性強 支持模板故障隔離 在線插拔 在線修復 信號智能調(diào)理與隔離技術 全電子數(shù)字化設計 無旋轉電位器 無磨損部件 全隔離 隔離配電 自診斷 自校正 自恢復 故障隔離 自動補償環(huán)境影響 通用信號輸入 軟件配置信號類型 基于 SmartBus 靈巧數(shù)字總線 信號無損傳遞 支持全系列信號模塊 自動識別 任意混裝 開放協(xié)議 可為用戶定制特殊模塊 電磁兼容性 EMC 設計 信號端抗群脈沖干擾 振幅達到 1000V 電源端為 2000V 達到了 EMC 的相關標準 在電磁發(fā)射源 5W 功率 0 5m 距離下 能完全抑制射頻干擾 多用戶分級分區(qū)域安全設計 重要組態(tài)信息冗余化 可恢復 保證系統(tǒng)信息安全 標準 9U 6U 84TE 機箱 針式連接器 有效的防塵與散熱措施 嚴格系統(tǒng)元器件的進貨 檢驗 老化 篩選工作 模板入庫前高溫老化運行 72 小時 系 統(tǒng)出廠前全面測試及連續(xù)運行考核 120 小時 嚴格遵循國際 ISO9001 質量保證體系 貫徹于系統(tǒng)設計 開發(fā) 研制 生產(chǎn) 服務全 過程 1 2 2 1 2 2 系統(tǒng)開放 遵循標準 以不變應萬變系統(tǒng)開放 遵循標準 以不變應萬變 系統(tǒng)分布式 硬件模塊化 軟件組件化 整個系統(tǒng)可分步實施 并根據(jù)需要不斷進行橫 行或縱向擴展 能自由地組成從幾個回路的小規(guī)模數(shù)據(jù)采集與單元控制系統(tǒng)到成百上千 回路的中大規(guī)模分布式監(jiān)控與控制系統(tǒng) 既可用于化工 制藥 建材 輕工 化肥 城 市工程等行業(yè)中的小型裝置的控制 也可用于電力 石油 化工 冶金等行業(yè)中的中型 裝置和一些聯(lián)合裝置的控制 完全基于網(wǎng)絡的概念 支持真正客戶 服務器模式和 Internet Intranet 瀏覽器技術 是一種 可伸縮的柔性結構 根據(jù)網(wǎng)絡規(guī)模大小 可以將不同站點設計成 I O 服務器 報警服務 器 數(shù)據(jù)服務器 登錄服務器 校時服務器 客戶機等 有著極大的靈活性 通用模擬量輸入 不需調(diào)整硬件配置 不必更換任何器件或進行任何硬件設置或跳線 支持工業(yè)標準信號 如熱電阻 熱電偶 電流 電壓 II III 型標準信號等的全范圍輸入 只需軟件設置信號類型 信號量程 并確認接線即可 I O 模板基于 SmartBus 靈巧總線連接信號調(diào)理模塊 支持全類型信號輸入輸出 包括模 擬量輸入 模擬量輸出 開關量輸入輸出和脈沖量輸入輸出 而且信號調(diào)理模塊化 智 能化 網(wǎng)絡化 自動識別 任意混裝 拆裝方便 組態(tài)簡單 全方位開放設計 支持 ActiveX OPC ODBC 系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)庫接口 可與常用的 MIS 數(shù)據(jù)庫直接接口 完全實現(xiàn) OPC 規(guī)范 提供 OLE 自動化服務器接口 DDE 數(shù)據(jù)交換接 17 口 驅動程序接口等將系統(tǒng)全方位的開放于用戶 允許用戶進行功能擴展與個性發(fā)揮 符合 IEC61131 3 標準的組態(tài)語言 包括功能塊圖 FBD 梯形圖 LD 結構化文本 ST 等 基于模塊化的系統(tǒng)硬件 開放化的軟件平臺 專業(yè)化的應用軟件 進行靈活集成與巧妙 組合 如控制站 操作站 工程師站既可一體化集成配置 以節(jié)省空間 節(jié)省費用 也可分 離配置 分布處理 滿足不同層次 不同場合用戶的需求 1 2 3 1 2 3 功能強大 公欲善其事必先利其器功能強大 公欲善其事必先利其器 系統(tǒng)完全基于構件結構 各模塊獨立性強 系統(tǒng)穩(wěn)定 擴展系統(tǒng)和引用第三方軟件方便 支持實時趨勢曲線在線組態(tài) 用于系統(tǒng)運行分析 故障分析 靈活方便的報表組態(tài)方式 可形成多種多樣的報表 輸入輸出仿真軟件包 多種仿真手段 檢查實施方案的正確性 節(jié)省成本 SunyTech 工業(yè)控制應用軟件開發(fā)平臺 基于中文 WindowsNT 2000 環(huán)境 全中文操作界 面 全面支持 ODBC OPC ActiveX TCP IP 協(xié)議 多媒體操作界面色彩豐富 動畫顯 示形象生動 在線幫助思路清晰 易學易懂不需專門培訓 透明的網(wǎng)絡管理技術 無需任何網(wǎng)絡編程知識和經(jīng)驗 在單機上無需聯(lián)網(wǎng)即可完成分布 在多區(qū)域的多機分布式監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)開發(fā) 提供 123 種標準算法模塊和高級控制算法 先進的圖形組態(tài)方式 形象直觀 只需指定 模塊 拖拉連線 填寫參數(shù) 無需編程即可生成系統(tǒng) SunyRTM 實時控制軟件 擴展 IEC61131 3 標準控制語言 支持先進控制與過程優(yōu)化算 法 結合浙江大學數(shù)十年控制理論與控制應用研究成果 可擴展先進控制與過程優(yōu)化算 法集 如典型時變時滯工業(yè)過程的設定值魯棒跟蹤控制算法 具有最滿意動 靜態(tài)指標 的自校正高級控制算法 無模型控制算法 專家自整定 PID 控制算法等 1 2 4 1 2 4 維護簡便 滿足用戶是持續(xù)改進的目標維護簡便 滿足用戶是持續(xù)改進的目標 19 6U 9U 工業(yè)標準 機柜內(nèi)部互連規(guī)范化 服務始于端子 方便用戶使用與維修 在線故障診斷技術 自動確定故障點 模板可帶電插拔 在線修復 模板智能化 多功能 類型少 易維修 消除配置浪費 減少備件 模擬量輸入類型及數(shù)字量輸入輸出模式可軟件設置 選型方便 改型容易 模塊化結構 方便用戶按需要逐步進行系統(tǒng)擴展和升級 基于視窗技術的系統(tǒng)軟件 易學易懂 方便用戶自行維護 始終以滿足用戶廣泛需求為新產(chǎn)品開發(fā)宗旨 收集用戶關于產(chǎn)品功能 技術 性能 價 格方面的要求 通過細致深入的工作 確保提供最先進適用的產(chǎn)品 遠程技術支持 及時迅速地提供系統(tǒng)指導 培訓 維護服務 1 3 1 3 SunyTDCS9200SunyTDCS9200 的網(wǎng)絡結構的網(wǎng)絡結構 1 3 11 3 1概述概述 SunyTDCS9200 集散控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡由自上而下的三層網(wǎng)絡構成 分別為 管理網(wǎng)絡 MNet 系統(tǒng)網(wǎng)絡 SNet 控制網(wǎng)絡 CNet 其典型的網(wǎng)絡拓撲結構如圖 4 1 所示 18 圖 4 1 SunyTDCS9200 集散控制系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲結構 SunyTDCS9200 集散控制系統(tǒng)中的通訊網(wǎng)絡擔負著傳遞過程變量 控制命令 組態(tài)信息 報警 信息以及歷史數(shù)據(jù)等任務 因此網(wǎng)絡的結構形式 層次 靈活性 開放性以及傳輸方式等各方面的 性能的表現(xiàn) 很大程度上對整個系統(tǒng)性能起著決定性作用 SunyTDCS9200 集散控制系統(tǒng)為適應各種過程控制規(guī)模和現(xiàn)場實時性要求而采用三層網(wǎng)絡結構 不同網(wǎng)絡適應不同層次和不同規(guī)模的控制和管理任務 管理網(wǎng)絡 MNet 用于企業(yè)信息傳送和管理 是實現(xiàn)企業(yè)綜合管理的信息通道 系統(tǒng)網(wǎng)絡 SNet 用于過程信息傳送和管理 是傳送過程控制實時信息 系統(tǒng)自診斷信息的通道 控制網(wǎng)絡 CNet 用于現(xiàn)場 I O 信息傳送和管理 是控制模板與 IO 模板進行實時數(shù)據(jù)信息交互的 通道 這種分層結構大大提高了系統(tǒng)的可靠性和實時性 使系統(tǒng)配置更為靈活 更適用于各種工業(yè)過 程控制和企業(yè)生產(chǎn)管理場合 1 3 21 3 2管理網(wǎng)絡管理網(wǎng)絡 MNetMNet 管理網(wǎng)絡 MNet 是 SunyTDCS9200 集散控制系統(tǒng)的最高一級網(wǎng)絡 采用以太網(wǎng) 實現(xiàn)工廠級的 信息傳遞和管理 是實現(xiàn)全廠綜合管理的信息通道 其功能如下 可從運行有數(shù)據(jù)服務軟件的操作站 或專用服務器 上獲取系統(tǒng)過程參數(shù)和系統(tǒng)運行信息 同時向下傳 送上層管理計算機的調(diào)度指令和生產(chǎn)指導信息 企業(yè)內(nèi)多組裝置或生產(chǎn)過程的管理數(shù)據(jù)通訊 大型工業(yè)過程各子系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)控制與調(diào)度管理 工廠級的綜合管理 調(diào)度 統(tǒng)計和決策等 管理網(wǎng)絡 MNet 主要性能指標表 4 1 所示 網(wǎng)絡類型以太網(wǎng) 拓撲結構樹型 星型等 通訊介質雙絞線 光纖 同軸電纜 19 是否冗余不冗余 通訊速度10M 100M 1000Mbps 網(wǎng)絡協(xié)議TCP IP NETBEUI 等 節(jié)點容量最大 1024 個 通訊距離最大 10km 與傳輸介質有關 表 4 1 管理網(wǎng)絡 MNet 性能指標 1 3 31 3 3系統(tǒng)網(wǎng)絡系統(tǒng)網(wǎng)絡 SNetSNet 系統(tǒng)網(wǎng)絡是雙冗余的實時高速工業(yè)以太網(wǎng) 它直接連接了 SunyTDCS9200 集散控制系統(tǒng)的現(xiàn)場 控制站 操作員站 工程師站和數(shù)據(jù)通訊組件等 它是傳送過程控制實時信息的通道 具有很高的 實時性和可靠性 通過掛接在其上的數(shù)據(jù)通訊組件可以與其它廠商的控制系統(tǒng)或智能儀表相連 也 可通過運行有數(shù)據(jù)服務軟件的操作站或專用服務器把過程控制信息向上層的信息管理網(wǎng)傳送 系統(tǒng) 網(wǎng)絡主要完成下面的基本功能 現(xiàn)場控制站傳遞現(xiàn)場 I O 采集數(shù)據(jù)至操作站 各現(xiàn)場控制站間的數(shù)據(jù)傳遞 以滿足大范圍協(xié)調(diào)控制的需要 操作站和工程師站向現(xiàn)場控制站傳遞控制指令或組態(tài)數(shù)據(jù) 保持各操作站之間數(shù)據(jù)的一致性 系統(tǒng)網(wǎng)絡 SNet 網(wǎng)絡結構如圖 4 2 所示 圖 4 2 系統(tǒng)網(wǎng)絡 SNet 網(wǎng)絡結構圖 1 3 41 3 4 系統(tǒng)網(wǎng)絡基本性能指標和特點系統(tǒng)網(wǎng)絡基本性能指標和特點 系統(tǒng)網(wǎng)絡的通訊介質 交換設備 網(wǎng)絡適配器等均可雙重冗余配置 SunyTDCS9200 系統(tǒng)的標 準配置是所有系統(tǒng)網(wǎng)絡設備均冗余配置的 對于冗余配置的兩個網(wǎng)我們分別稱之為 A 網(wǎng)和 B 網(wǎng) 發(fā)送數(shù)據(jù)的站點在發(fā)送數(shù)據(jù)時 無論兩條線路均正常工作還是僅有一條線路正常工作 均把數(shù)據(jù)包 向兩個線路都發(fā)送 接收站點則根據(jù)所接收的數(shù)據(jù)包的時間順序或質量標記僅選取冗余的兩個數(shù)據(jù) 包中的一個 這樣不僅可避免網(wǎng)絡線路交錯出現(xiàn)故障 如圖 4 3 所示 時無法正常收發(fā)數(shù)據(jù)的情況 而且在不正常的網(wǎng)絡恢復正常時 系統(tǒng)幾乎不需要恢復時間就可重新正常通訊 20 圖 4 3 系統(tǒng)網(wǎng)絡 SNet 交錯故障示意圖 系統(tǒng)網(wǎng)絡的過程實時信息的傳遞是完全基于 UDP IP 協(xié)議的 UDP 協(xié)議是最簡單的 無連接的 傳輸協(xié)議 在通訊過程中 UDP 協(xié)議不但減少了因建立連接和撤銷連接所需的巨大開銷 而且不 進行數(shù)據(jù)的確認與重傳 從而極大的提高了傳輸速率 此外 SunyTDCS9200 的系統(tǒng)網(wǎng)絡在 UDP 協(xié)議的基礎上 大量使用了組播和廣播技術 從而進一步大大的減輕了網(wǎng)絡通訊負擔 對于數(shù)據(jù)傳 輸 SunyTDCS9200 的 SNet 網(wǎng)絡驅動程序還提供流量控制 差錯控制 自動重發(fā) 報文傳輸時間 順序檢查 報文質量標記檢查等確保數(shù)據(jù)可靠的功能 因此 SunyTDCS9200 的系統(tǒng)網(wǎng)絡充分的保證 了過程信息能夠高效 實時 可靠的傳遞 并且能夠保證基于工業(yè)以太網(wǎng)的系統(tǒng)網(wǎng)絡不會因通訊負 擔過重而癱瘓 系統(tǒng)網(wǎng)絡 SNet 基本性能指標見表 4 2 網(wǎng)絡類型工業(yè)以太網(wǎng) 拓撲結構總線型或星型 通訊介質雙絞線 光纖或同軸電纜 細纜 通訊控制符合 IEEE802 3 標準協(xié)議 符合 UDP IP TCP IP 協(xié)議 是否冗余冗余 雙冗余 通訊速率10Mbps 100Mbps 節(jié)點容量最多 64 個現(xiàn)場控制站或數(shù)據(jù)通訊組件 32 個操作站 工程師站 通訊距離最大 10km 與傳輸介質有關 表 4 2 系統(tǒng)網(wǎng)絡 SNet 的主要性能指標 1 3 61 3 6幾種典型控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構幾種典型控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構 以下各節(jié)圖示了幾類不同控制規(guī)模的 SunyTDCS9200 集散控制系統(tǒng)的典型網(wǎng)絡結構 如圖 4 4 4 6 21 1 1 100100 米內(nèi)的單控制系統(tǒng)米內(nèi)的單控制系統(tǒng) 圖 4 4 100 米內(nèi)單控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構 系統(tǒng)規(guī)模 一個控制站 一個操作員站 兼工程師站 I O 模板數(shù)最大 32 塊 現(xiàn)場控制站與 操作員站之間的距離不超過 100 米 網(wǎng)絡設備 采用雙絞線連接 使用 RJ45 接口網(wǎng)卡和集線器 4 4 100100 米 米 185185 米距離的兩個控制系統(tǒng)米距離的兩個控制系統(tǒng) 圖 4 5 100 米 185 米距離的兩個控制系統(tǒng)網(wǎng)絡結構 系統(tǒng)規(guī)模 兩個控制系統(tǒng) 多個現(xiàn)場控制站 兩個控制系統(tǒng)間的距離在 100 185 之間 網(wǎng)絡設備 采用雙絞線連接在同一個控制系統(tǒng)內(nèi)的現(xiàn)場控制站和操作員站 使用 RJ45 接口網(wǎng) 卡 使用有 BNC 接口的集線器 再使用細同軸電纜連接所有的集線器 22 5 5 使用光纖連接多個控制系統(tǒng) 使用光纖連接多個控制系統(tǒng) 圖 4 6 光纖連接的多個控制系統(tǒng)網(wǎng)絡結構 系統(tǒng)規(guī)模 兩個控制系統(tǒng) 多個現(xiàn)場控制站 兩個控制系統(tǒng)間的距離在 100m 10km 之間 網(wǎng)絡設備 采用雙絞線連接在同一個控制系統(tǒng)內(nèi)的現(xiàn)場控制站和操作員站 使用 RJ45 接口網(wǎng) 卡和集線器 使用光纖及收發(fā)器把遠距離的集線器連接起來 1 3 71 3 7控制網(wǎng)絡控制網(wǎng)絡 CNetCNet 控制網(wǎng)絡是現(xiàn)場控制站內(nèi)部使用的網(wǎng)絡 實現(xiàn)現(xiàn)場控制站內(nèi)部的各個智能 I O 模板和控制模板 之間的互聯(lián)和信息傳遞 控制網(wǎng)絡物理上位于現(xiàn)場控制站所管轄的 I O 機籠內(nèi)部以及 I O 機籠之間 圖 4 7 控制網(wǎng)絡 Cnet 的網(wǎng)絡結構圖 如圖 4 7 所示的現(xiàn)場控制站的控制網(wǎng)絡上共可以接有 4 個機籠 每個機籠內(nèi)都安裝有 8 塊 I O 模板 第一個機籠內(nèi)還安裝了 2 塊互為冗余的控制模板 1 3 81 3 8控制網(wǎng)絡基本性能指標和特點控制網(wǎng)絡基本性能指標和特點 控制網(wǎng)絡采用 CAN Control Area Network 現(xiàn)場總線網(wǎng) 符合 ISO11898 CAN Specification 2 0B 標準 是一種按優(yōu)先級搶占式的總線網(wǎng)絡 它具有以下特點 多主工作方式 網(wǎng)絡上任一節(jié)點均可在任意時刻主動地向網(wǎng)絡上其他節(jié)點發(fā)送信息 而不 分主從 通信方式靈活 且無需地址等節(jié)點信息 可方便地構成多機備份系統(tǒng) 23 網(wǎng)絡節(jié)點信息分成不同的優(yōu)先級 可滿足不同的實時要求 高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)最多可在 134us 內(nèi)得到傳輸 采用非破壞性總線仲裁技術 當多個節(jié)點同時向總線發(fā)送信息時 優(yōu)先級較低的節(jié)點會主 動地退出發(fā)送 而最高優(yōu)先級的節(jié)點可不受影響地繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù) 從而大大節(jié)省了總線沖 突仲裁時間 尤其是在網(wǎng)絡負載很重的情況下也不會出現(xiàn)網(wǎng)絡癱瘓情況 只需通過報文濾波即可實現(xiàn)點對點 一點對多點及全局廣播等幾種方式傳送接收數(shù)據(jù) 無 需專門的 調(diào)度 節(jié)點數(shù)主要取決于總線驅動電路 目前可達 110 個 報文標識符可達 2032 種 CANBUS2 0A 而擴展標準 CANBUS2 0B 的報文標識符幾乎不受限制 采用短幀結構 傳輸時間短 受干擾概率低 具有極好的檢錯效果 每幀信息都有 CRC 校驗及其他檢錯措施 數(shù)據(jù)出錯率極低 節(jié)點在錯誤嚴重的情況下具有自動關閉輸出功能 以使總線上其他節(jié)點的操作不受影響 通信介質可為雙絞線 同軸電纜或光纖 選擇靈活 控制網(wǎng)絡 CNet 的基本性能指標如表 4 2 所示 網(wǎng)絡類型CANBUS 2 0B 現(xiàn)場總線 拓撲結構總線型 通訊介質雙絞線 通訊控制CANBUS 擴展協(xié)議 是否冗余冗余 雙冗余 通訊速度1Mbps 節(jié)點容量最多 7 塊控制模板 32 塊 I O 模板 通訊距離使用雙絞線 最大 34 米 表 4 2 控制網(wǎng)絡 CNet 的性能指標 1 3 91 3 9靈巧總線靈巧總線 SmartBusSmartBus 靈巧總線 SmartBus 是調(diào)理模板內(nèi)部連接 I O 模塊與模板控制器的實時控制網(wǎng)絡 實現(xiàn)調(diào)理模 板控制器和所有智能 I O 模塊之間的互連和信息傳送 具有以下特點 節(jié)點數(shù)可達 24 個 支持點對點發(fā)送和廣播發(fā)送功能 節(jié)點錯誤嚴重時不會影響其他節(jié)點正常工作 傳輸時間短 不易干擾 具有極好的檢錯效果 容易實現(xiàn)信號和信號之間 信號和主機之間的隔離 容易實現(xiàn)模塊級功能擴展 1 4 1 4 操作員站操作員站 工程師站工程師站 SunyTDCS9200 操作站硬件主要由操作站主機 彩色顯示器 標準鍵盤鼠標 操作員專用鍵盤 系統(tǒng)網(wǎng)絡 SNet 通訊卡 打印機 操作臺等部件組成 SunyTDCS9200 工程師站的硬件配置與操作站的硬件配置基本一致 沒有本質區(qū)別 二者可以 互為備用 給用戶提供了非常大的自由度 主要區(qū)別僅在于系統(tǒng)軟件的配置不同 工程師站除了安 裝有操作 監(jiān)視等基本功能的控制軟件外 還裝有相應的系統(tǒng)組態(tài) 系統(tǒng)維護等工程師應用的工具 軟件 1 4 11 4 1操作站主機操作站主機 SunyTDCS9200 操作站可以采用工業(yè)控制計算機 IPC 作為操作站主機 也可以根據(jù)用戶要 求采用性能穩(wěn)定可靠的商用計算機 如 DELL 等品牌服務器級計算機 主機操作系統(tǒng)為 WindowsNT 2000 應用軟件為 SunyTech7 0 工業(yè)控制應用軟件平臺 工業(yè)控制計算機作為 SunyTDCS9200 操作站的核心部件 能夠在工業(yè)環(huán)境下正常穩(wěn)定工作 具 有強大的數(shù)據(jù)運算處理性能 能夠快速響應用戶的各類操作 利用工業(yè)控制計算機自身的眾多外設 接口 可以方便的實現(xiàn)各種外設部件的連接 24 工業(yè)控制計算機推薦最低基本配置參數(shù)和特性如下 工業(yè)級長壽命主板 英特爾 PIII 800MHz 中央處理器 256M DDR SDRAM 4 個 EIDE 接口 支持 ATA100 至少 3 個 PCI 插槽 操作站主機外設包括彩色顯示器 標準鍵盤鼠標 打印機 操作員專用鍵盤等 操作站主機通過冗余配置的兩塊 SNet 通訊卡 可實現(xiàn)與系統(tǒng)網(wǎng)絡 SNet 的互連 1 4 21 4 2操作員專用鍵盤操作員專用鍵盤 選配件 選配件 SunyTDCS9200 操作站除了配備標準計算機鍵盤外 還可根據(jù)用戶的要求配備操作員專用鍵盤 ST9633 操作員專用鍵盤采用 PS 2 接口 完全兼容標準鍵盤 支持熱插拔 支持標準鍵盤擴展 可實現(xiàn)與標準鍵盤的交叉使用 在結構設計上 操作員專用鍵盤可與操作臺融為一體 使整個操作 臺外形更加美觀 實用 其外形結構見下圖 4 8 所示 圖 4 8 操作員專用鍵盤外形圖 操作員專用鍵盤 ST9633 在實現(xiàn)所有標準鍵盤功能的基礎上 擴展了 32 個系統(tǒng)專用鍵和 32 個 用戶自定義鍵 增加了 39 個高亮狀態(tài)指示燈 操作員專用鍵盤輸入?yún)^(qū)如圖 4 3 2 所示 包括用戶自 定義區(qū) 文檔輸入?yún)^(qū) 窗口調(diào)用區(qū)和操作控制區(qū) 不同區(qū)域采用不同顯示顏色區(qū)別 用戶自定義區(qū) 包含 32 個按鍵 由用戶根據(jù)需要自行定義該按鍵的具體功能 方便靈活 便 于用戶的熟練操作 該功能需軟件支持 文檔輸入?yún)^(qū) 用于文本信息的輸入等操作 包含 61 個文字輸入基本按鍵和 5 個擴展功能按鍵 窗口調(diào)用區(qū) 用于調(diào)用各種計算機操作窗口 共 18 個按鍵 該功能需軟件支持 操作控制區(qū) 用于光標移動 窗口數(shù)據(jù)的切換 修改 模塊組態(tài)設置等操作 共 21 個按鍵 部分需軟件支持 在使用時 操作員專用鍵盤 ST9633 采用標準的 PS 2 口連接線與操作站主機連接 由于操作員 專用鍵盤支持標準鍵盤的擴展級連功能 因此在其鍵盤外殼上提供 PC 和 KB 兩個接口 分別 用來連接操作站主機和擴展的標準鍵盤 其外型如圖 4 9 所示 25 圖 4 9 操作員專用鍵盤輸入?yún)^(qū)分布圖 1 4 31 4 3SNetSNet 通訊卡通訊卡 ST9642ST9642 SNet 通訊卡 ST9642 主要用于操作站主機接入 SunyTDCS9200 集散控制系統(tǒng)的系統(tǒng)網(wǎng)絡 SNet 實現(xiàn) SunyTDCS9200 操作站與現(xiàn)場控制站間的實時數(shù)據(jù)通訊 SNet 通訊卡 ST9642 采用 Intel 以太網(wǎng)控制器 82559 芯片 10M 100M 網(wǎng)絡自適應 PCI 總線接口 可確保極好的兼容性和穩(wěn)定性 SNet 通訊卡 ST9642 提供的以太網(wǎng)接口為單 RJ45 接口 并具有電源指示和通訊指示 其外形如圖 4 10 所示 圖 4 10 SNet 通訊卡 ST9642 外形正視圖 用戶可直接將 SNet 通訊卡插入操作站工業(yè)控制計算機或品牌商用計算機底板的 PCI 槽中 并 用固定件將通訊卡穩(wěn)固 SNet 通訊卡支持即插即用 Windows2000 系統(tǒng)可自動識別并安裝驅動程 序 當系統(tǒng)網(wǎng)絡 SNet 要求冗余配置時 用戶需同時使用兩塊 ST9642 并按照第二章相關章節(jié) 設 置 SNet 通訊卡的 IP 地址 即可實現(xiàn)接入冗余系統(tǒng)網(wǎng)絡 SNet 1 4 41 4 4平面式操作臺平面式操作臺 ST9603ST9603 操作臺用于放置 SunyTDCS9200 操作站的主要構成部件 如操作站主機 彩色顯示器 標準鍵 盤鼠標 打印機 操作員專用鍵盤等 是操作人員進行系統(tǒng)組態(tài)和操作的工作平臺 操作臺為工業(yè) 標準結構 可前后開門 方便用戶進行系統(tǒng)維護 操作臺為全金屬結構 活動部件與操作臺主體之間保持良好的電氣連接 能夠為內(nèi)部的電子設 備提供良好的電磁屏蔽保護 為了保證電磁屏蔽效果和設備 人員的安全 要求操作臺可靠接入安 全地 接地電阻不應超過 5 歐姆 當系統(tǒng)配置多個操作臺時 可以將其并排擺放 相鄰兩個操作臺能緊密連接 從而形成一個整 體的大型操作臺 平面式操作臺外形結構如圖 4 12 所示 圖 4 12 打印機臺外形結構示意圖 1 4 51 4 5操作站軟件操作站軟件 SunyTDCS9200 操作站硬件平臺上運行的軟件包括 26 Windows 操作系統(tǒng) ST9441 Windows2000 Professional SP4 授權版 不同規(guī)模的 SunyTech 系統(tǒng)軟件包 512 點開發(fā)運行版 ST9431 2048 點開發(fā)運行版 ST9432 無限點開發(fā)運行版 ST9433 512 點運行版 ST9434 2048 點運行版 ST9435 無限點運行版 ST9436 SunyTech 系統(tǒng)軟件演示版 ST9451 可用于 SunyTDCS9200 集散控制系統(tǒng)用戶的培訓和學 習 1 5 1 5 控制站控制站 SunyTDCS9200 集散控制系統(tǒng)的控制站是系統(tǒng)網(wǎng)絡 SNet 的一個組成節(jié)點 控制站內(nèi)部以冗余 控制模板為核心 使用控制網(wǎng)絡 CNet 將各型 I O 模板連接起來 SunyTDCS9200 控制站網(wǎng)絡結構 如圖 4 13 所示 圖 4 13 SunyTDCS9200 控制站網(wǎng)絡結構圖 SunyTDCS9200 控制站的采用標準機柜 標準機籠的結構形式 控制站實現(xiàn)的工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù) 采樣 控制運算 控制輸出 主要功能有 進行工業(yè)現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)的采集 運算 控制和報警 實施安全性 冗余化措施 故障發(fā)生可即時完成無擾動切換 通過系統(tǒng)網(wǎng)絡 SNet 向操作站上傳實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)和自診斷信息 接收操作站的操作指令或過程優(yōu)化參數(shù) 并進行生產(chǎn)干預 接收工程師站的系統(tǒng)組態(tài)信息和工程下裝文件 完成系統(tǒng)組態(tài) SunyTDCS9200 控制站硬件主要有 控制站公共部件 控制站功能模板 I O 調(diào)理模塊 控制 站附件等幾部分 控制站公共部件包括 標準機籠 控制模板 各型電源組件 散熱組件 各型端子轉接板等 控制站功能模板包括 各型模擬量 數(shù)字量 脈沖量智能信號調(diào)理模板等 I O 調(diào)理模塊包括 基 于靈巧總線 SmartBus 技術的各型模擬量 數(shù)字量 脈沖量智能 I O 模塊 控制站附件包括 各型 標準機柜 CNet 通訊電纜和機柜內(nèi)附件 1 01 0控制模板控制模板 ST9161ST9161 控制模板 ST9161 是 SunyTDCS9200 控制站的核心部件 作為控制站的運算處理中心 控制模 板 ST9161 硬件上由嵌入式工業(yè) CPU 模塊 實時數(shù)據(jù)存儲器 冗余 SNet 驅動單元和冗余 CNet 驅 27 動單元等功能模塊組成 控制模板 ST9161 負責協(xié)調(diào)處理 SunyTDCS9200 控制站內(nèi)部的所有功能模 板的數(shù)據(jù)交流和控制運算 如 I O 信號處理 回路控制計算 網(wǎng)絡通訊處理 冗余診斷交互等功能 強大的數(shù)據(jù)運算處理能力和標準工業(yè)級硬件品質 確保能夠在工業(yè)現(xiàn)場高速穩(wěn)定的實現(xiàn)各類復雜的 控制策略 控制模板 ST9161 外形如圖 4 14 所示 圖 4 14 控制模板 ST9161 外形正視圖 功能特點功能特點 采用嵌入式微處理器 軍工級品質 主頻 100MHz 8MB 數(shù)據(jù)區(qū) 提供了強大而穩(wěn)定的數(shù) 據(jù)運算處理平臺 集成雙通道 1Mbps CNet 網(wǎng)絡控制器和驅動接口 1 1 熱備冗余配置 可確?？刂凭W(wǎng)絡數(shù)據(jù) 傳輸?shù)膶崟r性和可靠性 集成雙通道 10Mbps SNet 網(wǎng)絡控制器和驅動接口 1 1 熱備冗余配置 可確保系統(tǒng)網(wǎng)絡數(shù) 據(jù)傳輸?shù)膶崟r性和可靠性 采用 CPLD 技術 實現(xiàn)復雜可編程邏輯 可進行 CPU 外設的高速存取操作和無操作保護 提高了程序訪問的方便性和可靠性 采用非易失鐵電存儲器技術 確保實時數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)掉電不丟失 無需后備電池 提高了系 統(tǒng)安全性 可維護性 支持冗余或非冗余配置 冗余方式最大為 1 6 熱備冗余 熱備冗余的主控控制模板和備份 控制模板能夠自動進行實時數(shù)據(jù)交換和模板狀態(tài)診斷 確保運行狀態(tài)同步 實現(xiàn)無擾動切 換 采用多任務實時操作系統(tǒng) QNX 控制程序和控制算法采用模塊化設計 所有核心程序全 部固化在 EEPROM 中 各種自診斷和運行狀態(tài)信息可通過模板前部狀態(tài)指示燈指示并判斷 通過控制網(wǎng)絡 CNet 最大可連接 32 塊 IO 模板 即可處理 512 點模擬量或 1024 點數(shù)字量 用戶程序存儲采用大容量 EEPROM 存儲器 控制算法參數(shù)可實現(xiàn)在線修改 斷電不丟失 技術參數(shù)技術參數(shù) 28 控制模板 ST9161 的主要技術參數(shù)如表 4 3 所示 參數(shù)名稱技術指標 微處理器嵌入式 32 位 CPU 100MHz 內(nèi)存容量8M SDRAM 數(shù)據(jù)存儲容量8M Disk On Chip 數(shù)據(jù)掉電保存容量32K FRAM 操作系統(tǒng)多任務實時操作系統(tǒng) QNX 運算能力每秒 2048 個控制回路 掃描周期數(shù)字量 50ms 模擬量 100ms CNet 接口2 個 通訊速率 1Mbps SNet 接口2 個 通訊速率 10Mbps 模板尺寸高 233 35mm 寬 160mm 厚 1 75mm 電源功耗5V 2A 工作溫度 0 C 70 C 表 4 3 控制模板 ST9161 技術參數(shù)表 使用說明使用說明 控制模板 ST9161 要求插在控制站機籠的 8 槽位或 9 槽位 控制模板 ST9161 的 SNet 網(wǎng)絡驅動單元通過歐式針座連接到機籠總線底板 通過底板上的兩個 RJ45 連接器提供冗余系統(tǒng)網(wǎng)絡 SNet 的接入接口 控制模板 ST9161 的 CNet 網(wǎng)絡驅動單元通過歐式針座連接到機籠總線底板 通過底板印刷線 路電氣連接到機籠內(nèi)各 I O 模板 底板上的兩個 9 芯 D 型連接器可提供冗余控制網(wǎng)絡 CNet 的機籠 間級聯(lián) 一般 CNet 通訊電纜級聯(lián)總長度不應超過 40m 控制模板 ST9161 前擋板上具有豐富的狀態(tài)指示燈 這些指示燈可以幫助用戶掌握模板運行狀 態(tài)和網(wǎng)絡通訊狀況 如圖 4 15 所示 上部指示區(qū)包含 6 個狀態(tài)指示燈 其功能和所有功能模板一 致 具體指示狀態(tài)見表 4 4 下部指示區(qū)包含 8 個狀態(tài)指示燈和一個 8 8 LED 指示矩陣 具體指 示狀態(tài)見表 4 5 圖 4 15 控制模板ST9161前擋板指示區(qū)示意圖 29 指示燈指示燈意義意義正常狀態(tài)正常狀態(tài)異常狀態(tài)異常狀態(tài) PWR1控制模板 24VDC 電源指示亮滅 PWR2控制模板 5VDC 電源指示亮滅 RUN控制模板運行狀態(tài)指示閃爍不閃爍 COM1控制網(wǎng)絡 CNet0 通道狀態(tài)指示閃爍不閃爍 COM2控制網(wǎng)絡 CNet1 通道狀態(tài)指示閃爍不閃爍 FAIL控制模板故障狀態(tài)指示滅亮 表 4 4 控制模板 ST9161 前擋板上部狀態(tài)指示燈定義表 指示燈指示燈意義意義正常狀態(tài)正常狀態(tài)異常狀態(tài)異常狀態(tài) RXD0控制網(wǎng)絡 CNet0 接收數(shù)據(jù)狀態(tài)指示閃爍不閃爍 RXD1控制網(wǎng)絡 CNet1 接收數(shù)據(jù)狀態(tài)指示閃爍不閃爍 TXD0控制網(wǎng)絡 CNet0 發(fā)送數(shù)據(jù)狀態(tài)指示閃爍不閃爍 TXD1控制網(wǎng)絡 CNet1 發(fā)送數(shù)據(jù)狀態(tài)指示閃爍不閃爍 LNK0系統(tǒng)網(wǎng)絡 SNet0 發(fā)送數(shù)據(jù)狀態(tài)指示閃爍不閃爍 LNK1系統(tǒng)網(wǎng)絡 SNet1 發(fā)送數(shù)據(jù)狀態(tài)指示閃爍不閃爍 ACT0系統(tǒng)網(wǎng)絡 SNet0 接收數(shù)據(jù)狀態(tài)指示閃爍不閃爍 ACT1系統(tǒng)網(wǎng)絡 SNet1 接收數(shù)據(jù)狀態(tài)指示閃爍不閃爍 8 8LED 矩陣控制模板的信息顯示區(qū)域 表 4 5 控制模板 ST9161 前擋板下部狀態(tài)指示燈定義表 控制模板 ST9161 支持帶電熱插拔 當系統(tǒng)處于實時控制運行時 帶電熱插拔的過程應注意以 下事項 在撥出控制模板前 應有 2 塊或 2 塊以上控制模板安裝于同一現(xiàn)場控制站系統(tǒng) 多個控制模板同時運行 30 秒以上 以保證所有控制模板擁有同樣的實時數(shù)據(jù)庫和實際工 程控制算法 在插入新的控制模板后 應保證所有控制模板在線運行 30 秒以上 保證新插上的控制模 板擁有同樣的實時數(shù)據(jù)庫和實際控制工程算法 才可進行下一次插拔操作 2 02 03232 路路 SOESOE 事件順序記錄模板事件順序記錄模板 ST9233ST9233 32 路 SOE 事件順序記錄模板 ST9233 實現(xiàn)同時 32 路 DI 信號輸入 進行事件發(fā)生時間的順序 記錄 事件分辨率可達 1ms 32 路 SOE 事件順序記錄模板 ST9233 的外形如圖 4 16 所示 30 圖 4 16 SOE 事件順序記錄模板 ST9233 外形正視圖 SOE 事件順序記錄功能 廣泛應用于電力 石化等行業(yè) 能監(jiān)測諸如斷開裝置 控制反應等各 類事件的先后順序 為監(jiān)測 分析和研究各類事故的產(chǎn)生原因和影響提供有力根據(jù) SOE 事件順序 記錄模板 ST9233 將記錄的各輸入的實時變化 簡稱 事件 放入模板緩沖區(qū) 并發(fā)送至控制模板 ST9161 保存記錄 各先后事件互為獨立 互不干擾 輸入狀態(tài)的變化也可以被記入而不影響事件 記錄的功能 事件記錄的分辨率為 1ms 毫秒 所有記錄模板之間能保持同步 功能特點功能特點 模板支持帶電熱插拔 系統(tǒng)自動識別模板類型 實現(xiàn)即插即用 采用高速微處理器為主控 CPU SOE 事件順序記錄時間同步率小于 1ms 最小時間間隔 可達 1ms 模板 SOE 事件順序記錄緩沖區(qū)最大可保持記錄數(shù)為 256 個 集成的 32 路 DI 輸入通道 采用光電隔離技術 確保