橫河CS系統(tǒng)概述與硬件構(gòu)成課件

系統(tǒng)概述

系統(tǒng)概述1什么是集散系統(tǒng)集散系統(tǒng)DistributedControlSystem，簡稱DCS集散系統(tǒng)的含義是，利用微處理機(jī)或微型計算機(jī)技術(shù)對生產(chǎn)過程進(jìn)行集中管理和分散控制的系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)微型計算機(jī)應(yīng)用對象生產(chǎn)過程技術(shù)特點(diǎn)集中操作、管理和分散控制什么是集散系統(tǒng)集散系統(tǒng)DistributedCon2DCS如何構(gòu)成系統(tǒng)硬件軟件操作站控制站通信總線診斷程序應(yīng)用程序組態(tài)程序標(biāo)準(zhǔn)畫面等系統(tǒng)軟件用戶軟件組態(tài)結(jié)果運(yùn)行數(shù)據(jù)過程歷史數(shù)據(jù)由系統(tǒng)軟件生成用戶軟件的過程叫做“組態(tài)”DCS如何構(gòu)成系統(tǒng)硬件軟件操作站控制站通信總線診斷程3DCS主要生產(chǎn)廠家及其產(chǎn)品國別廠家產(chǎn)品美國HoneywellTDC2000TDC3000TPSPKSFisher-RosemountRS3DeltaVFoxboroI/A

A2WestinghouseWDPFWDPFIIABBIndustrialIT日本YokogawaCENTUMV，XL，CS，CS3000等YamatakeHarmonas德國SiemensPCS7中國和利時MACSSmartPro浙大中控SUPCONJX系列ECS100DCS主要生產(chǎn)廠家及其產(chǎn)品國別廠家產(chǎn)品美國4CENTUM系統(tǒng)簡介CENTUM是日本橫河電機(jī)株式會社（YokogawaElectricCorporation）生產(chǎn)的集散型控制系統(tǒng)，目前已形成-B，-V，-XL，-μXL，-CS，-CS1000，-CS3000等適合于不同控制規(guī)模的系列產(chǎn)品。CENTUM系統(tǒng)簡介CENTUM是日本橫河電機(jī)株式會社（Yo5CENTUMCS1993年推出的多窗口操作站系統(tǒng)。CENTUMCS1993年推出的多窗口操作站系統(tǒng)。6CENTUMCS30001997年推出。該系統(tǒng)面向大型生產(chǎn)裝置，是以WindowsNT為操作系統(tǒng)的開放性系統(tǒng)。CENTUMCS30001997年推出。該系統(tǒng)面向大型生7CENTUMCS30002001年推出。該系統(tǒng)面向大型生產(chǎn)裝置，是以Windows2000為操作系統(tǒng)的開放性系統(tǒng)。CENTUMCS30002001年推出。該系統(tǒng)面向大型生8CS3000系統(tǒng)的基本配置CS3000系統(tǒng)的基本配置9橫河CS系統(tǒng)概述與硬件構(gòu)成課件10CS3000系統(tǒng)的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)CS3000系統(tǒng)的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)11橫河CS系統(tǒng)概述與硬件構(gòu)成課件12最大系統(tǒng)構(gòu)成CS1000CS3000最大的域數(shù)116最多的站數(shù)24256每個域中最大的站數(shù)16FCS，8HIS64Station，16HISHIS的最大可監(jiān)視位號數(shù)8,000100,000最大系統(tǒng)構(gòu)成CS1000CS3000最大的域數(shù)116最多13CENTUMCS3000的特點(diǎn)R1.00WindowsNTWindows2000WindowsXPR2.01R2.05R2.06R2.10R2.20R3.01R3.02R3.031997199819992000200120022003(CS1000)WindowsNT停止銷售

June20031996/122001/112000/02R3.032004R3.04R3.042005R3.05R3.05Windows2000停止銷售

March2005CENTUMCS3000的特點(diǎn)R1.00Windows14系統(tǒng)構(gòu)成與硬件

系統(tǒng)構(gòu)成與硬件15CS3000系統(tǒng)的基本配置CS3000系統(tǒng)的基本配置16橫河CS系統(tǒng)概述與硬件構(gòu)成課件17系統(tǒng)硬件組成操作站、工程師站現(xiàn)場控制站通信總線（Vnet、Ethernet）總線轉(zhuǎn)換器(BCV、CGW）系統(tǒng)硬件組成操作站、工程師站18通信總線CS3000能夠連接V網(wǎng)和以太網(wǎng)通信總線CS3000能夠連接V網(wǎng)和以太網(wǎng)19VnetV網(wǎng)，即Vnet，也叫控制網(wǎng)，是連接FCS，HIS，BCV和CGW站的實(shí)時控制總線，通信速率為10Mbps通信介質(zhì)為同軸電纜粗纜，YCB111，10Base5，最長500米細(xì)纜，YCB141，10Base2，最長185米兩種電纜間用轉(zhuǎn)換器YCB149轉(zhuǎn)接VnetV網(wǎng)，即Vnet，也叫控制網(wǎng)，是連接FCS，HIS，20Vnet與HIS的連接Vnet與HIS的連接21Vnet與FCS的連接Vnet與FCS的連接22以太網(wǎng)用途連接HIS、ENG和上位機(jī)信息和趨勢數(shù)據(jù)共享，等值化HIS數(shù)據(jù)庫減輕Vnet負(fù)擔(dān)一般情況下以太網(wǎng)是需要的，但是若系統(tǒng)只有一個HIS，且此HIS上安裝有工程師功能，可以不要以太網(wǎng)以太網(wǎng)用途23橫河CS系統(tǒng)概述與硬件構(gòu)成課件24Vnet/IP系統(tǒng)有一對冗余的Vnet/IP網(wǎng)過程控制網(wǎng)絡(luò)。它是連接操作站，現(xiàn)場控制站等元件的實(shí)時控制網(wǎng)絡(luò)。采用符合IEEE802.3和UDP/IP標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)用控制網(wǎng)絡(luò)V-Net/IP，控制網(wǎng)的傳輸速度高達(dá)1Gbps/S為了確保網(wǎng)絡(luò)能夠在最理想的狀態(tài)上運(yùn)作，每個domain能支持64個站點(diǎn)。整個系統(tǒng)總共能有１６個domain或２５６個站點(diǎn)。Vnet/IP系統(tǒng)有一對冗余的Vnet/IP網(wǎng)過程控制網(wǎng)絡(luò)。25Vnet/IPVnet/IP26網(wǎng)絡(luò)類型V網(wǎng)（CS3000）VL網(wǎng)（CS1000）Vnet-IP傳輸速度10Mbps10Mbps1Gbps電纜類型10Base2細(xì)纜（與HIS相連）10Base5粗纜（與FCS相連）10Base2細(xì)纜UTP非屏蔽雙絞線傳輸距離185m(10Base2)500m(10Base5)185m(10Base2)100m/每根網(wǎng)絡(luò)類型V網(wǎng)（CS3000）VL網(wǎng)（CS1000）Vnet-27系統(tǒng)硬件組成——操作站操作站（HIS）是操作工用來操作和監(jiān)視動態(tài)的過程數(shù)據(jù)、控制參數(shù)及報警等信息的人機(jī)界面。通過操作站可以掌握并控制現(xiàn)場的生產(chǎn)過程。工程師站是工程師用來進(jìn)行項(xiàng)目組態(tài)和維護(hù)的，可進(jìn)行在線、離線下裝的操作。系統(tǒng)硬件組成——操作站操作站（HIS）28系統(tǒng)硬件組成-操作站操作站（HIS）的功能窗口操作數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)維護(hù)種類：臺式與桌面式臺式：橫河提供主機(jī)，可選雙屏、觸屏等功能封閉顯示器式(CRT)開放顯示器式(LCD)系統(tǒng)硬件組成-操作站操作站（HIS）的功能29系統(tǒng)硬件組成——操作站

臺式HIS的兩種形式系統(tǒng)硬件組成——操作站

臺式HIS的兩種形式30系統(tǒng)硬件組成——操作站構(gòu)成：主機(jī)：通用PC顯示器：CRT，15吋或17吋LCD鍵盤：普通鍵盤，操作員鍵盤網(wǎng)卡：VF701與Ethernet卡操作方式：鼠標(biāo)(操作鍵盤)或觸摸屏系統(tǒng)硬件組成——操作站構(gòu)成：31系統(tǒng)硬件組成——操作站主機(jī)HIS主機(jī)為IBMPC兼容機(jī)最低指標(biāo)：CPU：Pentium300MHz或更快內(nèi)存：96MB或更快（對Windows2000系統(tǒng)）256MB或更快（對WindowsXP系統(tǒng)）硬盤：4GB或更大（用戶空間500MB）顯示器：1024×768或更高分辨率，256色或更高串口：一個或多個RS-232C接口（9針操作員鍵盤用）并口：一個或多個（打印機(jī)）USB口：一個或多個（USB口操作員鍵盤用）擴(kuò)展槽：至少1個PCI槽，用于控制總線網(wǎng)絡(luò)適配器VF701；另1個ISA或PCI槽，用于插以太網(wǎng)卡操作系統(tǒng)：WindowsNT、Windows2000或WindowsXP系統(tǒng)系統(tǒng)硬件組成——操作站主機(jī)HIS主機(jī)為IBMPC兼容32系統(tǒng)硬件組成——操作站

桌面式操作員鍵盤系統(tǒng)硬件組成——操作站

桌面式操作員鍵盤33系統(tǒng)硬件組成——操作站

固定式操作員鍵盤系統(tǒng)硬件組成——操作站

固定式操作員鍵盤34VF701卡VI701卡VF701卡VI701卡35系統(tǒng)硬件組成——操作站

網(wǎng)卡VF701的作用VF701是安裝在通用PC機(jī)的PCI槽上的控制總線接口卡，用于將PC機(jī)接入V-net,使其在硬件上成為一臺“操作站HIS”系統(tǒng)硬件組成——操作站

網(wǎng)卡VF701的作用VF701是安裝36網(wǎng)卡VF701的地址設(shè)置每個DIP開關(guān)有8位，最高位即第1位為奇校驗(yàn)位（標(biāo)為P），奇校驗(yàn)位用于保證每個DIP開關(guān)為1的位的個數(shù)必須是奇數(shù)。其余位為數(shù)字位。設(shè)置域地址：擁有同一條控制總線的系統(tǒng)，或者說擁有同一條V-net/VL-net的系統(tǒng)，必須設(shè)置同一個域地址。域地址由5位二進(jìn)制數(shù)表示，2、3位始終為0，其取值范圍為1至16。域地址也叫域號。設(shè)置站地址：在同一個域中，每個站不管是控制站還是操作站，地址必須唯一，也就是說，VF701卡上的站地址撥號不能重復(fù)。站號由7位二進(jìn)制數(shù)表示，其取值范圍為1至64。站地址也叫站號。網(wǎng)卡VF701的地址設(shè)置每個DIP開關(guān)有8位，最高位即第1位37橫河CS系統(tǒng)概述與硬件構(gòu)成課件38VI701VI70139HostAddresses用于Vnet/IP上控制通訊的主機(jī)地址是由站號決定的，范圍是2到129可以使用。其它主機(jī)地址用于下面情況：1:保留130to253:通用的以太網(wǎng)通訊設(shè)備(PCs,routers,etc.)254:SNTPserverHostAddresses40系統(tǒng)硬件組成——操作站計算機(jī)名稱設(shè)置： HISmmnnmm是域號nn是站號系統(tǒng)硬件組成——操作站計算機(jī)名稱設(shè)置：41系統(tǒng)硬件組成——操作站

網(wǎng)絡(luò)IP地址設(shè)置CS3000中不論是以太網(wǎng)還是V網(wǎng)，都需要指定IP地址。對于HIS這樣的雙重身份的節(jié)點(diǎn)，以太網(wǎng)和控制網(wǎng)根據(jù)域號和站號要分別設(shè)置。參數(shù)以太網(wǎng)V網(wǎng)IP地址172.17.<域號>.<站號>172.16.<域號>.<站號>子網(wǎng)掩碼255.255.0.0默認(rèn)網(wǎng)關(guān)不需要系統(tǒng)硬件組成——操作站

網(wǎng)絡(luò)IP地址設(shè)置CS3000中不論42HIS的窗口顯示方式有兩種：全屏模式和窗口模式HIS的窗口顯示方式有兩種：全屏模式和窗口模式43現(xiàn)場控制站（FCS）作用：現(xiàn)場控制站（FCS）完成過程數(shù)據(jù)的采集、運(yùn)算和控制信號輸出、子系統(tǒng)通訊等過程控制功能，是系統(tǒng)的核心設(shè)備?，F(xiàn)場控制站（FCS）作用：44現(xiàn)場控制站（FCS）分類：按容量：小型(PFCS)、標(biāo)準(zhǔn)型、擴(kuò)展型按安裝形式：架裝、柜裝按節(jié)點(diǎn)連接形式：用于FIO的現(xiàn)場控制站：KFCS用于RIO的現(xiàn)場控制站：LFCS注：最新的Vnet-IP系統(tǒng)以下的介紹的內(nèi)容以KFCS為主現(xiàn)場控制站（FCS）分類：45LFCS柜裝LFCS柜裝46橫河CS系統(tǒng)概述與硬件構(gòu)成課件47KFCS柜裝KFCS柜裝48小型FCS：PFCS/SFCS（RIO)小型FCS：PFCS/SFCS（RIO)49FFCS-L（Vnet-IP）FFCS-L（Vnet-IP）50AFV10S,AFV10DFieldControlUnit

DuplexedFieldControlUnit

(forVnet/IP,forFIO,19“導(dǎo)軌安裝類型)AFV10S,AFV10DFieldControlUn51橫河CS系統(tǒng)概述與硬件構(gòu)成課件52現(xiàn)場控制站（FCS）構(gòu)成：現(xiàn)場控制單元：FCU輸入輸出節(jié)點(diǎn)單元：NodeUnit、節(jié)點(diǎn)卡輸入輸出模塊：IOM內(nèi)部總線：ESB，ER，RIO及連接器電源：100-120VAC或200-240VAC、備用電源安裝：KFCS機(jī)柜：前面可安裝1個FCU和5個節(jié)點(diǎn)單元，后面可安裝5個節(jié)點(diǎn)單元。其中遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)不超過8個，最多可連續(xù)連接4段ER總線現(xiàn)場控制站（FCS）構(gòu)成：53機(jī)柜布置機(jī)柜布置54現(xiàn)場控制單元（FCU）作用：執(zhí)行控制計算常見型號：AFS10S/D：導(dǎo)軌安裝，單/雙CPU卡（RIO）AFS20S/D：機(jī)柜安裝，單/雙CPU卡（RIO）AFS30S/D：導(dǎo)軌安裝，單/雙CPU卡（FIO）AFS40S/D：機(jī)柜安裝，單/雙CPU卡（FIO）PFCS/D：緊湊型，單/雙CPU卡現(xiàn)場控制單元（FCU）作用：55現(xiàn)場控制單元構(gòu)成：處理器卡（每個處理器卡中有兩個CPU）通信卡（Vnet卡和內(nèi)部總線卡）電源單元、電池單元通常采用冗余配置現(xiàn)場控制單元構(gòu)成：56現(xiàn)場控制單元現(xiàn)場控制單元57RDY燈：亮表示正常，故障時滅。CHK連接口：服務(wù)維護(hù)使用。電源單元上有保護(hù)內(nèi)存數(shù)據(jù)的電池單元，電池單元上有開關(guān)，開關(guān)打到ON，電池單元投用，正常操作時設(shè)在此位置；開關(guān)打到OFF，電池單元停用。如果系統(tǒng)供電單元停電超過72小時，為避免電池耗盡，應(yīng)設(shè)在OFF位置。RDY燈：亮表示正常，故障時滅。58HRDY（綠）：當(dāng)自診斷硬件正常時亮，否則滅。RDY（綠）：當(dāng)軟硬件都正常時亮，否則滅。CTRL（綠）：冗余的FCU的處理器卡服務(wù)時亮，滅表示在備用狀態(tài)；對于冗余的FCU，正常時右側(cè)處理器卡服務(wù)。COPY（綠）：冗余的FCU的處理器卡復(fù)制數(shù)據(jù)時亮，完成復(fù)制就滅；當(dāng)處理器卡被更換，或是進(jìn)行了離線下裝后，備用的處理器卡會進(jìn)行數(shù)據(jù)的復(fù)制。HRDY（綠）：當(dāng)自診斷硬件正常時亮，否則滅。59FCU的雙CPU卡工作原理圖FCU的雙CPU卡工作原理圖60RDY（綠）：ESB總線接口卡軟硬件都正常時亮，否則滅。CTRL（綠）：SB301卡處于服務(wù)狀態(tài)時亮，備用時滅。橫河CS系統(tǒng)概述與硬件構(gòu)成課件61RCV（綠）：當(dāng)接收V網(wǎng)來的數(shù)據(jù)時亮，否則滅。SND-L（綠）：當(dāng)FCU的左側(cè)處理器卡向V網(wǎng)發(fā)送數(shù)據(jù)時亮，否則滅。SND-R（綠）：當(dāng)FCU的右側(cè)處理器卡向V網(wǎng)發(fā)送數(shù)據(jù)時亮，否則滅。當(dāng)通訊開關(guān)處于DSBL時，所有的燈滅。通訊開關(guān)：ENBL（上）：允許V網(wǎng)通訊，正常時處于此位置。DSBL（下）：禁止V網(wǎng)通訊。RCV（綠）：當(dāng)接收V網(wǎng)來的數(shù)據(jù)時亮，否則滅。62內(nèi)部總線電纜：ESB總線為多芯電纜，產(chǎn)品名為YCB301，長度不超過10米，通信速率：128Mb/sER總線為同軸電纜，產(chǎn)品名為YCB141（細(xì)纜）和YCB111（粗纜），長度分別不超過185米和500米，通信速率：10Mb/s內(nèi)部總線電纜：63橫河CS系統(tǒng)概述與硬件構(gòu)成課件64橫河CS系統(tǒng)概述與硬件構(gòu)成課件65內(nèi)部總線ESB總線

本地節(jié)點(diǎn)通過ESB總線及SB401卡與FCU或其它本地節(jié)點(diǎn)通訊ER總線本地節(jié)點(diǎn)通過ER總線及EB401卡與遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)相連遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)通過ER總線及EB501與本地節(jié)點(diǎn)和其它遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)相連T型連接頭，50歐姆端電阻內(nèi)部總線ESB總線66節(jié)點(diǎn)單元（NU）種類本地節(jié)點(diǎn)ANB10S：非冗余ESB總線節(jié)點(diǎn)單元ANB10D：冗余ESB總線節(jié)點(diǎn)單元遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)ANR10S：非冗余ER總線節(jié)點(diǎn)單元ANR10D：冗余ER總線節(jié)點(diǎn)單元節(jié)點(diǎn)單元（NU）種類67節(jié)點(diǎn)單元（NU）組成插槽總數(shù)：12個電源模塊：2個通信模塊：至少2個

如SB401、EB401、EB501I/O模塊：最多8個節(jié)點(diǎn)單元（NU）組成68供電電源模件總線接口模件供電電源模件總線接口模件69橫河CS系統(tǒng)概述與硬件構(gòu)成課件70橫河CS系統(tǒng)概述與硬件構(gòu)成課件71電源接線方法打開電源模塊的保護(hù)蓋將電纜拖到電源模塊將電纜連接到電源端子，端子上標(biāo)明“L”和“N”或“+”和“-”。接地電纜連到接地端子。連線接好后合上電源保護(hù)蓋電源接線方法打開電源模塊的保護(hù)蓋72ESB總線接口從模件不帶終端的連接器帶終端的連接器ESB總線接口從模件不帶終端的連接器帶終端的連接器73ESB總線節(jié)點(diǎn)地址設(shè)定ESB總線節(jié)點(diǎn)地址設(shè)定74ESB總線主模塊ESB總線主模塊75ESB總線從模塊ESB總線從模塊76ER總線從模塊地址設(shè)定ER總線從模塊地址設(shè)定77輸入輸出模塊（IOM）的功能用于FIO的模擬IO是一個信號轉(zhuǎn)換器。它的作用是將現(xiàn)場的模擬信號或數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成提供給現(xiàn)場控制站的數(shù)據(jù)值，并將內(nèi)部數(shù)據(jù)值轉(zhuǎn)換成這樣的信號送給現(xiàn)場設(shè)備輸入輸出模塊（IOM）的功能用于FIO的模擬IO是一個信號轉(zhuǎn)78輸入輸出模塊（IOM）的類型用于LFCS的IOM類型

卡件的類型是由軟件指定的輸入輸出模塊（IOM）的類型用于LFCS的IOM類型79輸入輸出模塊（IOM）的類型用于ＫFCS的IOM可以分為三類模擬IO模塊：如AAI141（16路電流輸入），AAV141（16路電壓輸入），AAI841（8入8出）數(shù)字IO模塊：如ADV151（32路24VDC輸入），ADV859（16入16出）通訊IO模塊：如ALR121（2通道RS422），ALF111（4通道FF現(xiàn)場總線）輸入輸出模塊（IOM）的類型用于ＫFCS的IOM可以分為三類80輸入輸出模塊（IOM）的名稱模塊命名法：第一位字母：A，固定使用第二位字母：A，表示模擬信號處理模塊D，表示數(shù)字信號處理模塊第三位字母：I，表示電流信號V，表示電壓信號T，表示熱偶信號R，表示熱電阻信號P，表示脈沖信號B，表示混合信號第五位數(shù)字：表示信號通道數(shù)（3：8路，4：16路）輸入輸出模塊（IOM）的名稱模塊命名法：81IO模塊的連接IO模塊的連接方式壓線端子MIL連接器KS連接器IO模塊的連接IO模塊的連接方式82橫河CS系統(tǒng)概述與硬件構(gòu)成課件83IO模件跳線AAI141IO模件跳線AAI14184IO模件跳線AAI841IO模件跳線AAI84185端子板端子板86安裝限制IOM安裝在節(jié)點(diǎn)單元的插槽中節(jié)點(diǎn)單元的槽位名安裝限制IOM安裝在節(jié)點(diǎn)單元的插槽中87節(jié)點(diǎn)單元的安裝限制對于需要向變送器供電的電流輸入/輸出模塊和脈沖模塊，同一個節(jié)點(diǎn)單元中不許超過6個，這些模塊包括：AAI135AAI836AAI141AAI841AAB841AAP135節(jié)點(diǎn)單元的安裝限制對于需要向變送器供