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1、日本横河CS3000 DCS系统,主要内容,横河DCS及其发展历程 CS3000系统结构 CS3000硬件组成 HIS CS ES Vnet-IP CS3000系统特点,横河DCS系统及其发展历程,横河 DCS系统发展史,第二代 CENTUM,CENTUM-V,CENTUM-XL,CENTUM CS,CENTUM CS 1000/3000,1981,1984,1988,1993,1998,CENTUM 已经发展成为真正意义上的开放系统,世界上第一台 DCS,CS3000的位置,横河DCS的主要应用行业,化工 石化 电力 冶金,CS3000系统结构,CS3000基本构成,CENTUM CS300
2、0系统概貌（Vnet/IP）,Field network,PRM（工厂资源管理）,GSGW 通用子系统网关,PLC,Exaopc,ENG,FFCS-L,HIS,CS3000 on Vnet,CS,OPC Server,CS 1000,1000M bps,Vnet路由器,modbus,PLC,CS3000系统规格,CENTUM CS3000能够根据控制对象即装置规模，灵活地构建从小规模到大规模的系统。,系统介绍,系统构成规模(FIO),通用PC可在本地采购,FFCS 最大480 点模拟量I/O 最大1920点数字量I/O 最大4000点子系统 I/O,最小系统构成,CS3000硬件组成,HIS
3、人机接口站的构成,人机接口HIS,人机接口包括操作站及工程师站。主要用来操作和监视过程变量、控制参数及报警信息等。主要由通用PC机、 VF701卡、操作员键盘组成。 HIS命名规则为： HIS域号站号。其中域号设置与FCS相同。站号为01-64间的数字。一般操作站从64号开始递减设置。如HIS0164表示01域的64号操作站。域号和站号一经设置就不能改变。压缩CS3000系统共配置了5台操作站HIS0160-HIS0164。其中HIS0160-HIS0163为操作员站、HIS0164为工程师站。 地址设置：HIS在接入V-NET网前必须事先正确地设置好地址。其硬件地址是用VF701卡上的DIP
4、开关来设定的。详见网络介绍部分,HIS 基本构成,品牌PC机（推荐DELL、HP、IBM） 显示器：22”CRT/19”LCD 总线槽路：PCI总线 Ethernet 网卡：10M/100M自适应网卡 操作系统:WINDOWS XP 应用软件：Office/XP 横河产品 操作员键盘：AIP827-2 Vnet/IP接口: VI701网卡（PCI） 标准监视/操作软件 可选监视/操作功能扩展软件 工程组态软件,操作员键盘（可选）,FCS 现场控制站的构成,供电单元,CPU卡,ESB BUS接口卡,电源分配板,Vnet/IP接口,8 个FIO插槽,FFCS-L(AFV10)外形,1#-8#槽位,
5、FFCS-L(双重)有4个1000BASE-T I/F,CPU(左),CPU(右),总线1,总线2,总线1,总线2,Vnet/IP的FFCS-L接口,FIO: Max. 8,总节点 最多 15 个 (本地+远程) 本地最多10个,ESB 总线,达 6个 模块,达 8 个 模块,V net/IP,FFCS-L,EC401,EC401,FFCS-L,最低配置,最高配置,FFCS-L 配置,正常为3个以下，如果订购了LFS1530应用能力扩展软件包，可以扩展到15个。,总节点 最多 15 个 (本地+远程) 本地最多10个,ESB 总线,达 6个 模块,达 8 个 模块,V net/IP,EC401
6、,EC401,FFCS-L,FFCS-L 配置,1.本地节点连接： 当连接一个本地节点到FCU（现场控制单元）时，FCU上必须安装ESB总线耦合器模块（EC401）。EC401必须安装在第7插槽和第8插槽。如果是单ESB总线，EC401必须安装在第7插槽同时第8插槽必须为空。 2.远程节点连接： 当连接一个远程节点到FCU时，FCU上必须安装ER总线接口模块（EB401）,单卡工作时，要安装在奇数编号的插槽内，且相邻的偶数插槽为空；冗余使用时，相邻的奇偶槽安装。,远 程 节 点,本 地 节 点,ESB 总线,V net/IP,FFCS-L 配置,EC401:ESB总线接口（PCU侧） SB40
7、1:ESB总线接口（I/O插件箱侧） EB401:ER总线接口（FCS侧） EB501:ER总线接口（远程节点侧）,SB401,PW48X,PW48X,SB401,EB401,EB401,ESB/ER 总线型控制站,ESB：连接FCU和本地节点的可以双重化的通信总线 介质: 专用电缆 距离: 10米(专用电缆) 速度: 128Mb/s ER：通过安装在本地节点上的ER总线接口模块与远程节点相连接的可以双重化的高速通信总线。 介质: 同轴电缆 距离: 185米(细缆),500米(粗缆),2000米(EB402通讯卡、Switch HUB、双绞线), 广域以太网(微波等设备)。 速度: 10Mb/
8、s,Vnet/IP,模拟量I/O,ESB bus,开关量I/O,YS100，PLC，FF-H1 etc.,FFCS-L,子系统,FIO,ER bus,Local Node 本地节点,FIO,Remote Node 远程节点,！远程节点只能和本地节点进行连接，不能和控制器直接进行连接,整体连接示意图,I/O模块,模拟输入输出模块,数字输入输出模块,通信模块,AAI841,模拟量卡件：8入8出 4-20mA输入，4-20mA输出 非隔离模拟卡件。,AAI841跳线设置,设置开关在卡件的侧面,I/O卡件安装注意事项,冗余卡件：奇数槽位+偶数槽位的安装方式 例如：1、2槽冗余，3、4槽冗余，5、6槽冗
9、余 安装在每个FCS里的通讯卡ALR111、ALR121、ALP111和ALF111模块，每个FCS最多安装16个（冗余的为8个）。 EB401单卡工作时，将其安装在奇数位插槽中，右侧槽位保留为空。 EC401冗余使用时，安装在第7及第8插槽，单卡工作时，安装在第7插槽，右侧槽位保留为空。,ALR111: 串行通信模块（RS-232C,无顺序）, 2口 ALR121: 串行通信模块（RS-422/RS-485,无顺序）, 2口 ALF111: Foundation Fieldbus（FF-HI）通信模块，4口 ALP111: Profibus通信模块 1口,I/O卡件安装注意事项,卡件的安装位
10、置原则上没有受到限制，但由于一些卡件需要DCS向外提供电源，因此在安装上要考虑电源的合理分配。分配原则如下：,ANB10S(D)、ANR10S(D): 安装B类模块系数之和=100 AFV10S: 安装A类模块系数之和+安装B类模块系数之和=85 AFV10D: 安装A类模块系数之和=20; 安装A类模块系数之和+B类模块系数之和=65,AFV10S: 现场控制单元 AFV10D:双重化现场控制单元 ANB10S / ANB10D: 单/双ESB总线本地节点 ANR10S ANR10D：单/双ER总线远程节点,卡件的安装位置从左侧起，依次为：1#槽位，2#槽位，8#槽位。,练习,如下一台AFV
11、10D的现场控制单元的配置，计算容量系数。,计算容量系数： AAI143(B类,24), AAI543(B类,24),ADV151(其他, 0) ADV569(A类, 3), ADV169(A类, 3), ADV869(A类, 3) B类模块之和=24+24=48 A类模块之和=3+3+3=9 20 B类+A类=57 65,ANB10S(D)、ANR10S(D): 安装B类模块系数之和=100 AFV10S: 安装A类模块系数之和+安装B类模块系数之和=85 AFV10D: 安装A类模块系数之和=20; 安装A类模块系数之和+B类模块系数之和=65,符合系统要求。,系统硬件状态指示灯含义,一、
12、主控单元CP401 HRDY-硬件状态自检指示灯。自检正常时灯亮，否则灯灭。 RDY-单元状态指示灯。当软硬件均正常时灯亮，否则灯灭。 CTRL-控制状态指示灯。当主控器处于控制状态时灯亮，备用时灯灭。 COPY-数据复制指示灯。当主控器处于数据复制状态时灯亮，不复制时灯灭。 RCV 1 2-接收状态指示灯。当主控器通过BUS1/BUS2从V-NET网正常接收数据时1 2灯均亮，不接收时灭。 SND 1 2-发送状态指示灯。当主控器通过BUS1/BUS2向V-NET网正常发送数据时1 2灯均亮，不发送时灯灭。,系统硬件状态指示灯含义,二、电源模块PW482 SYS-+5V输出指示灯。当+5V输
13、出正常时灯亮，否则灯灭。 FLD-+24V输出指示灯。当+24V输出正常时灯亮，否则灯灭。 三、ESB总线耦合单元EC401 RCV-通讯指示灯。当EC401从节点单元接收数据时灯闪亮，否则灯灭。 SND-通讯指示灯。当EC401向V-NET网发送数据时灯闪亮，否则灯灭。,系统硬件状态指示灯含义,四、ESB总线从接口模块SB401 STATUS-模块状态指示灯。模块正常时灯亮，否则灯灭。 SEL-通讯指示灯。向I/O模块发送数据期间灯闪亮，否则灯灭。 RSP通讯指示灯。从I/O模块接收数据期间灯闪亮，否则灯灭。 五、I/O模块 STATUS-模块状态指示灯。模块正常时灯亮，否则灯灭。 ACT-
14、执行状态指示灯。当处于执行状态时灯亮，备用时灯灭。 DX-配置状态指示灯。当模块处于冗余配置时灯亮，处于单个配置时灯灭。,系统硬件状态指示灯含义,六、通讯模块ALR121 STATUS-模块状态指示灯。模块正常时灯亮，否则灯灭。 ACT-状态指示灯。处于控制状态时灯亮，等待时灯灭。 DX-配置状态指示灯。当模块处于冗余配置时灯亮，处于单个配置时灯灭。 RCV1-接收状态指示灯。接收RS1时灯闪亮，等待时灯灭。 SND1-发送状态指示灯。发送RS1时灯闪亮，等待时灯 灭。 RCV2-接收状态指示灯。接收RS2时灯闪亮，等待时灯灭。 SND2-发送状态指示灯。发送RS2时灯闪亮，等待时灯灭。,系统
15、硬件状态指示灯含义,七、V-NET接口卡VF701 RCV1-接收状态指示灯。接收BUS1时灯闪亮，等待时灯灭。 SND1-发送状态指示灯。发送BUS1时灯闪亮，等待时灯灭。 RCV2-接收状态指示灯。接收BUS2时灯闪亮，等待时灯灭。 SND2-发送状态指示灯。发送BUS2时灯闪亮，等待时灯灭。,网络,CS3000 网络,在CS3000中， 使用两种网络： V网 Ethernet,V-NET网,V-NET网是实时控制系统总线，实现FCS与HIS间实时数据的传输，采用总线式网络结构。其冗余控制总线BUS1、BUS2均采用10BASE-2同轴电缆，网络中不用的端口须装50欧姆终端电阻。FCS与H
16、IS的具体连接如图所示。 FCS与HIS在V-NET网上的网络地址确定规则为： 172.16.域号.站号。 其中：172：系统固定使用。 16：表示总线类型是控制总线。不能更改。 域号和站号软件组态是在用户创建相应站时指定，该地址必须与用户设定的该站硬件地址相一致。 如FCS0101在V-NET网上的IP地址为：172.16.1.1。 HIS0164在V-NET网上的IP地址为：172.16.1.64。,Ethernet以太网,Ethernet以太网是用来连接操作站、工程师站及上位机系统，对各站间数据进行等值化处理。 FCS与HIS在Ethernet网上的网络地址确定规则为： 172.17.域
17、号.站号。 其中：172：系统固定使用。 17：表示总线类型是以太网。不能更改。 域号和站号软件组态是在用户创建相应站时指定，该地址必须与用户设定的该站硬件地址相一致。 如FCS0101在Ethernet网上的IP地址为：172.17.1.1。 HIS0164在Ethernet网上的IP地址为：172.17.1.64。,VI702网卡设置,域号设定开关：域号的设定范围为 1-16,1,0,1 2 3 4 5 6 7 8,域号5位,总为0,奇校验位,低位,高位,奇校验位： 奇数个1，开关设定为0 偶数个1，开关设定为1,VI702网卡设置,站号设定开关：站号的设定范围 1-64,控制站站号设定（CP451卡）,域号设定开关：域号的设定范围为1-16,1,0,1 2 3 4 5 6 7 8,5 位 域 号,总为0,奇校验位,低位,高位,站号设定（CP451卡）,站号设定开关：站号的设定范围为1-64,补充,CS3000 R3 FIO控制系统规定： 控制站最多48个 操作站最多16个 为扩展方便，一般规定控制站站号从01-48（从前往后排），操作站站号由64-49（从后往前排列）,本地节点地址的设定（SB401卡）,节点号设定开关在卡件前面，设定范围：1-10,远程节点地址的设定（EB501卡）,节点号设定开关在 卡件前面， 设定范围：2-15,