DCS及現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)

DCS及現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)演示文稿當(dāng)前1頁(yè)，總共159頁(yè)。優(yōu)選DCS及現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)當(dāng)前2頁(yè)，總共159頁(yè)。第2章DCS硬件體系及系統(tǒng)本章介紹主要內(nèi)容：

2.1DCS的體系結(jié)構(gòu)及功能2.2DCS的構(gòu)成及聯(lián)系2.3DCS的硬件系統(tǒng)2.4DCS典型產(chǎn)品結(jié)構(gòu)實(shí)例當(dāng)前3頁(yè)，總共159頁(yè)。2.1DCS的體系結(jié)構(gòu)及功能

2.1.1DCS的體系結(jié)構(gòu)DCS系統(tǒng)通常分四層結(jié)構(gòu)（分別對(duì)應(yīng)四層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)）：現(xiàn)場(chǎng)級(jí)、對(duì)應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)（FieldNetwork）過程控制級(jí)、對(duì)應(yīng)控制網(wǎng)絡(luò)（ControlNetwork）操作監(jiān)控級(jí)、對(duì)應(yīng)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)（SupervisionNetwork）信息管理級(jí)、對(duì)應(yīng)管理網(wǎng)絡(luò)（ManagementNetwork）當(dāng)前4頁(yè)，總共159頁(yè)。DCS的典型體系結(jié)構(gòu)當(dāng)前5頁(yè)，總共159頁(yè)。DCS系統(tǒng)四級(jí)（層）內(nèi)容介紹：1．現(xiàn)場(chǎng)級(jí)（層）此層有現(xiàn)場(chǎng)各類測(cè)控裝置（設(shè)備），如各類傳感器、變送器、執(zhí)行器等。它們能夠完成對(duì)生產(chǎn)裝置（過程）的信號(hào)轉(zhuǎn)換、檢測(cè)和控制量的輸出等?，F(xiàn)場(chǎng)控制站（過程控制計(jì)算機(jī)）通過現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)直接與這級(jí)（層）設(shè)備連接。2．控制級(jí)（層）此層有現(xiàn)場(chǎng)控制站（包括各種控制器、智能調(diào)節(jié)器）和現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集站等。它們通過控制網(wǎng)直接與現(xiàn)場(chǎng)各類裝置(如變送器、執(zhí)行機(jī)構(gòu))相連，完成對(duì)所連接的各類裝置實(shí)施監(jiān)測(cè)和控制。同時(shí)，它們還能與上面的監(jiān)控層計(jì)算機(jī)相連，接收上層的管理信息，并向上傳遞現(xiàn)場(chǎng)裝置的特性數(shù)據(jù)和采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。當(dāng)前6頁(yè)，總共159頁(yè)。3．監(jiān)控級(jí)（層）此層有操作員工作站、工程師工作站和計(jì)算站等。它們能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)和故障診斷，能綜合各個(gè)過程控制站的所有信息，對(duì)全系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)視和操作；能進(jìn)行組態(tài)、參數(shù)修改和優(yōu)化過程處理等工作。并能根據(jù)狀態(tài)信息判斷計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件和軟件的性能（狀態(tài)），異常時(shí)實(shí)施報(bào)警、給出診斷報(bào)告等措施。4．管理級(jí)（層）此層有生產(chǎn)管理和經(jīng)營(yíng)管理計(jì)算機(jī)。實(shí)現(xiàn)全廠設(shè)備性能監(jiān)視、運(yùn)行優(yōu)化、負(fù)荷分配和日常運(yùn)行管理等功能。主要承擔(dān)全廠的管理決策、計(jì)劃管理、行政管理等任務(wù)，即為廠長(zhǎng)和各管理部門服務(wù)。當(dāng)前7頁(yè)，總共159頁(yè)。2.1.2DCS的分散方式

1.DCS的分散方式1）功能分散按裝置或設(shè)備的功能考慮，并以全局控制和個(gè)別控制之間的分散來劃分的。2）物理分散由許多不同的物理實(shí)體分散地實(shí)現(xiàn)有層次分散型和水平分散型兩種分散形式。當(dāng)前8頁(yè)，總共159頁(yè)。3）地域分散指安裝布置方式，有如下兩種形式：①地域集中式②地域分散式4）負(fù)荷分散通過負(fù)荷分散，使一個(gè)控制處理裝置發(fā)生故障時(shí)的危險(xiǎn)影響減到盡可能小的地步。當(dāng)前9頁(yè)，總共159頁(yè)。2.DCS的冗余化常用的冗余方式如下：1）同步運(yùn)轉(zhuǎn)方式2）待機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方式3）后退運(yùn)轉(zhuǎn)方式4）多級(jí)操作方式當(dāng)前10頁(yè)，總共159頁(yè)。2.1.3DCS的各級(jí)（層）功能

1．現(xiàn)場(chǎng)級(jí)（層）的功能1）各類傳感器和變送器的功能2）執(zhí)行器的功能3）現(xiàn)場(chǎng)級(jí)（層）的信息傳輸方式（1）傳統(tǒng)的4～20mA模擬量傳輸方式；（2）現(xiàn)場(chǎng)總線的全數(shù)字量傳輸方式；（3）在4～20mA模擬量信號(hào)上，疊加調(diào)制后的數(shù)字量信號(hào)的混合傳輸方式。

當(dāng)前11頁(yè)，總共159頁(yè)。2．控制級(jí)（層）的功能1）過程控制站的功能能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（如傳感器、變送器等）傳來的信息，按照一定的控制策略進(jìn)行分析、處理并計(jì)算出所需的控制量，通過輸出通道將控制量信息傳遞給現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行器，完成系統(tǒng)的控制任務(wù)。2）數(shù)據(jù)采集站的功能數(shù)據(jù)采集站能完成過程數(shù)據(jù)采集、設(shè)備監(jiān)測(cè)、系統(tǒng)測(cè)試和故障診斷。當(dāng)前12頁(yè)，總共159頁(yè)。3．監(jiān)控級(jí)（層）的功能1)操作員工作站的主要功能是用于監(jiān)視和控制整個(gè)生產(chǎn)過程（裝置）。2)工程師工作站的主要功能是為控制工程師對(duì)DCS控制系統(tǒng)進(jìn)行配置、組態(tài)、調(diào)試和維護(hù)提供的一個(gè)工作平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化和先進(jìn)控制策略的實(shí)施，以及對(duì)各種設(shè)計(jì)文件進(jìn)行歸類和管理，形成相應(yīng)的設(shè)計(jì)文檔等。3)計(jì)算站主要是由超級(jí)微型機(jī)或小型機(jī)組成。它的主要功能是對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)督控制。當(dāng)前13頁(yè)，總共159頁(yè)。4．管理級(jí)（層）的功能此層是DCS的最高級(jí)（層）管理者通過其上位機(jī)（管理計(jì)算機(jī)）可以進(jìn)行生產(chǎn)管理和經(jīng)營(yíng)管理。1）生產(chǎn)管理級(jí)（層）生產(chǎn)管理級(jí)（層）是工廠企業(yè)生產(chǎn)管理者使用的．主要功能是監(jiān)測(cè)企業(yè)各部門以及生產(chǎn)裝置的運(yùn)行情況，利用歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)可能發(fā)生的各種情況，從企業(yè)全局利益出發(fā)輔助企業(yè)管理人員進(jìn)行決策，根據(jù)用戶的訂貨情況、庫(kù)存情況、能源情況來規(guī)劃各生產(chǎn)部門中的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和規(guī)模，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)其規(guī)劃目標(biāo)。此外，在這一級(jí)（層）能實(shí)現(xiàn)對(duì)全廠生產(chǎn)管理和產(chǎn)品的監(jiān)視報(bào)告，并與上級(jí)（層）交互傳遞數(shù)據(jù)信息。當(dāng)前14頁(yè)，總共159頁(yè)。2）經(jīng)營(yíng)管理級(jí)（層）經(jīng)營(yíng)管理級(jí)（層）是工廠經(jīng)營(yíng)者使用的。它管理的范圍很廣，包括工程技術(shù)方面、經(jīng)濟(jì)方面、商業(yè)事務(wù)方面、人事活動(dòng)方面以及其他方面的功能。把這些功能都集成到軟件系統(tǒng)中，通過綜合的產(chǎn)品計(jì)劃，根據(jù)各種變化條件，結(jié)合多種多樣的材料和能量調(diào)配，以達(dá)到最優(yōu)地解決策略和方法。在這一層中，通過網(wǎng)絡(luò)與公司的經(jīng)理部、市場(chǎng)部、計(jì)劃部以及人事部等辦公室進(jìn)行連接，來實(shí)現(xiàn)整個(gè)企業(yè)系統(tǒng)的最優(yōu)化。當(dāng)前15頁(yè)，總共159頁(yè)。2.2DCS的構(gòu)成及聯(lián)系

2.2.1DCS的基本構(gòu)成一個(gè)基本的DCS一般是由現(xiàn)場(chǎng)控制站（或過程控制單元）、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集站（或過程接口單元）、操作員工作站、工程師工作站、各種功能站（如記錄數(shù)據(jù)站、高級(jí)控制站、管理計(jì)算站等）和高速數(shù)據(jù)通道（或系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)）等幾個(gè)主要部分組成，如下頁(yè)圖所示。當(dāng)前16頁(yè)，總共159頁(yè)。當(dāng)前17頁(yè)，總共159頁(yè)。1.現(xiàn)場(chǎng)控制站現(xiàn)場(chǎng)控制站可控制多個(gè)回路，具有極強(qiáng)的運(yùn)算和控制功能，能夠自主地完成回路控制任務(wù)，實(shí)現(xiàn)反饋控制、邏輯控制、順序控制和批量控制等功能?，F(xiàn)場(chǎng)控制站（SceneControlStation，SCS），又叫過程控制單元（ProcessControlUnit，PCU），是DCS的核心，系統(tǒng)主要的控制功能是由它來完成的?，F(xiàn)場(chǎng)控制站通過現(xiàn)場(chǎng)儀表直接與生產(chǎn)過程相連接，采集過程變量信息，并進(jìn)行轉(zhuǎn)換和運(yùn)算等處理，產(chǎn)生控制信號(hào)以驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程的控制。當(dāng)前18頁(yè)，總共159頁(yè)?，F(xiàn)場(chǎng)控制站機(jī)柜當(dāng)前19頁(yè)，總共159頁(yè)。2.數(shù)據(jù)采集站數(shù)據(jù)采集站通過現(xiàn)場(chǎng)儀表直接與生產(chǎn)過程相連接，對(duì)過程非控制變量進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理，并對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)一步加工。為操作站提供數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)過程的監(jiān)視和信息存儲(chǔ)；為控制回路的運(yùn)算提供輔助數(shù)據(jù)和信息。數(shù)據(jù)采集站（DataAcquisitionStand，DAS）又叫過程接口單元（ProcessInterfaceUnit，PIU）。目前，大多DCS的數(shù)據(jù)采集站已由現(xiàn)場(chǎng)控制站替代。當(dāng)前20頁(yè)，總共159頁(yè)。3.操作員工作站?操作站提供了良好的人機(jī)交互界面，用以實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)視、操作和信息管理等功能。

在有的小DCS中，操作站兼有工程師站的功能，在操作站上也可以進(jìn)行系統(tǒng)組態(tài)和維護(hù)的部分或全部工作。操作員工作站（OperatorWorkingStation，OWS）是操作運(yùn)行人員與控制系統(tǒng)交換信息的人機(jī)接口。一般是由一臺(tái)具有較強(qiáng)圖形處理功能的微型計(jì)算機(jī)，以及相應(yīng)的外部設(shè)備組成。它配有CRT或LED（LightEmittingDiode）顯示器、大屏幕顯示裝置、打印機(jī)、拷貝機(jī)、鍵盤、鼠標(biāo)等。當(dāng)前21頁(yè)，總共159頁(yè)。4.工程師站?工程師能夠借助于組態(tài)軟件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行離線組態(tài)，并在DCS在線運(yùn)行時(shí)，可以實(shí)時(shí)地監(jiān)視通信網(wǎng)絡(luò)上各工作站的運(yùn)行情況。工程師工作站（EngineeringWorkStation，EWS）是由PC機(jī)配置一定數(shù)量的外部設(shè)備所組成，如CRT（或LED）顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)、打印機(jī)和繪圖機(jī)等。專業(yè)技術(shù)人員通過鍵盤可以進(jìn)行各種組態(tài)（系統(tǒng)組態(tài)、硬件組態(tài)和軟件組態(tài)），對(duì)各種設(shè)計(jì)文件進(jìn)行歸類和管理，和在線的系統(tǒng)監(jiān)督、控制與維護(hù)。當(dāng)前22頁(yè)，總共159頁(yè)。5．高速通信總線高速通信總線(DataHighBus，DHB)，又叫數(shù)據(jù)高速通道(DataHighWay，DHW)。它是一種具有高速通信能力的信息總線，一般由雙絞線、同軸電纜或光導(dǎo)纖維構(gòu)成。它將現(xiàn)場(chǎng)控制站、操作員工作站和管理計(jì)算機(jī)等連成一個(gè)完整的系統(tǒng)，以一定的通信速率在各單元之間傳輸信息。當(dāng)前23頁(yè)，總共159頁(yè)。6．管理計(jì)算機(jī)管理計(jì)算機(jī)(ManagerComputer，MC)，習(xí)慣上稱它為上位機(jī)。管理計(jì)算機(jī)是DCS的主機(jī)。具有進(jìn)行大型復(fù)雜運(yùn)算的能力以及多輸入、多輸出控制功能，根據(jù)數(shù)學(xué)模型和優(yōu)化控制指標(biāo)進(jìn)行后臺(tái)計(jì)算、優(yōu)化控制，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)控制和全廠的優(yōu)化管理。通過網(wǎng)絡(luò)收集系統(tǒng)中各單元的數(shù)據(jù)信息，綜合監(jiān)視全系統(tǒng)的各單元，管理全系統(tǒng)的所有信息。當(dāng)前24頁(yè)，總共159頁(yè)。?綜上所述，操作站、工程師站和管理計(jì)算機(jī)構(gòu)成了DCS的人機(jī)接口，用以完成集中監(jiān)視、操作、組態(tài)和信息綜合管理等任務(wù)?，F(xiàn)場(chǎng)控制站和數(shù)據(jù)采集站構(gòu)成DCS的過程接口，用以完成數(shù)據(jù)采集與處理和分散控制任務(wù)。通信總線是連接DCS各部分的紐帶，是實(shí)現(xiàn)集中管理、分散控制目標(biāo)的關(guān)鍵。當(dāng)前25頁(yè)，總共159頁(yè)。2.2.2DCS的通信聯(lián)系

1．系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)高速通信總線是DCS中的另一個(gè)重要組成部分，又叫數(shù)據(jù)高速通道（或系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)），它是連接系統(tǒng)各個(gè)站的橋梁。也就是說，DCS中的現(xiàn)場(chǎng)控制站（或過程控制單元）、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集站（或過程接口單元）、操作員工作站、工程師工作站、各種功能站（如記錄數(shù)據(jù)站、高級(jí)控制站、管理計(jì)算站等）等幾個(gè)主要部分都是由數(shù)據(jù)高速通道連接起來的。當(dāng)前26頁(yè)，總共159頁(yè)。2．管理信息網(wǎng)隨著DCS技術(shù)的發(fā)展，DCS已從初期的單純的低層控制功能發(fā)展到了更高層次的數(shù)據(jù)采集、監(jiān)督控制、生產(chǎn)管理等全廠范圍的控制和管理系統(tǒng)。因此，DCS更應(yīng)該被看成是一個(gè)計(jì)算機(jī)管理控制系統(tǒng)，其中，包含了全廠自動(dòng)化控制和管理的豐富內(nèi)涵。當(dāng)前27頁(yè)，總共159頁(yè)。具有管理信息網(wǎng)的DCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖當(dāng)前28頁(yè)，總共159頁(yè)。2.2.3DCS常用結(jié)構(gòu)類型

分散過程控制站十高速數(shù)據(jù)公路＋操作站十上位機(jī)。這是早期DCS的結(jié)構(gòu)。分散過程控制裝置＋局域網(wǎng)十信息管理系統(tǒng)。采用局域網(wǎng)技術(shù)，通信性能提高，聯(lián)網(wǎng)能力增強(qiáng)，這是第二代DCS的典型結(jié)構(gòu)。模件化控制站＋寬帶、載帶局域網(wǎng)十信息綜合管理系統(tǒng)。這是多數(shù)DCS的結(jié)構(gòu)。單（多）回路控制器＋通信系統(tǒng)＋操作管理站。這是一種適用于小型企業(yè)的DCS結(jié)構(gòu)，具有較大的靈活性和較高性價(jià)比。可編程控制器（PLC）＋通信系統(tǒng)＋操作管理站。這是一種在制造業(yè)廣泛采用的DCS結(jié)構(gòu)，尤其對(duì)生產(chǎn)過程順序控制系統(tǒng)特別有效。當(dāng)前29頁(yè)，總共159頁(yè)。2.3DCS的硬件系統(tǒng)本節(jié)從過程控制站、人機(jī)接口設(shè)備、系統(tǒng)通信設(shè)備等三個(gè)方面，對(duì)DCS的硬件系統(tǒng)和組成作一個(gè)扼要闡述。當(dāng)前30頁(yè)，總共159頁(yè)。冗余：通俗來講，冗余就是熱備用，可以理解既多余又不多余。當(dāng)兩件卡件設(shè)置成冗余工作時(shí)，其中一個(gè)卡件處于工作狀態(tài)，而另一個(gè)卡佳處于備用狀態(tài)，一旦工作卡件故障，備用卡馬上會(huì)切換到工作，承擔(dān)起原來工作卡的任務(wù)，從而保證系統(tǒng)持續(xù)正常工作。一般來說，卡件冗余必須通過跳線設(shè)置并滿足地址冗余的要求。地址冗余是指：互為冗余的卡件必須放置在地址為I，I+1的槽位，I為偶數(shù)。硬件基礎(chǔ)當(dāng)前31頁(yè)，總共159頁(yè)。2.3.1過程控制站DCS的控制級(jí)位于系統(tǒng)的最底層。它接收來自現(xiàn)場(chǎng)的各種檢測(cè)儀表送來的過程信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集、噪音濾除、補(bǔ)償運(yùn)算、非線性校正、標(biāo)度變換等處理，并可按要求進(jìn)行累積量的計(jì)算、上下限報(bào)警以及測(cè)量值和報(bào)警值向通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸。用以實(shí)現(xiàn)各種現(xiàn)場(chǎng)物理信號(hào)的輸入和處理，實(shí)現(xiàn)各種實(shí)時(shí)控制信號(hào)的運(yùn)算和輸出等功能。當(dāng)前32頁(yè)，總共159頁(yè)。過程控制站中的過程控制裝置，即所謂的“現(xiàn)場(chǎng)控制單元”。它們是由機(jī)柜、機(jī)籠、供電電源、功能模件（主控卡）、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模（卡）件、端子板和各類I/O模（卡）件等部分組成。當(dāng)前33頁(yè)，總共159頁(yè)。1．機(jī)柜、機(jī)籠和模件1）機(jī)柜現(xiàn)場(chǎng)控制單元的機(jī)柜一般是用金屬材料制成的立式柜。柜內(nèi)裝有多層機(jī)架，供安裝電源和各種模件之用，電源通常放在最上層或最下層，柜內(nèi)的其它層可用來橫向排列所配置的各種模件。隨系統(tǒng)而異，柜內(nèi)縱向一般分6～8層，橫向可插4～20個(gè)模件?，F(xiàn)場(chǎng)控制單元的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜式結(jié)構(gòu)。當(dāng)前34頁(yè)，總共159頁(yè)。控制站機(jī)柜機(jī)柜背面（后面）通信接口接線端子板電源單元機(jī)柜正面（前面）現(xiàn)場(chǎng)控制單元多層I/O卡件箱當(dāng)前35頁(yè)，總共159頁(yè)。2）機(jī)籠機(jī)籠采用金屬框架和母板組成，被安裝在機(jī)柜內(nèi)，最多安裝1個(gè)電源機(jī)籠和6個(gè)模件機(jī)籠。模件機(jī)籠用于安裝功能模件（主控卡）、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模（卡）件、端子板和各類I/O模（卡）件等，均可采用冗余結(jié)構(gòu)配置，構(gòu)成雙冗余主控結(jié)構(gòu)和冗余I/O結(jié)構(gòu)。當(dāng)前36頁(yè)，總共159頁(yè)。當(dāng)前37頁(yè)，總共159頁(yè)。3）模件模件是現(xiàn)場(chǎng)控制單元中安裝的電子組件。如功能模件（主控卡）、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模（卡）件、各種I/O模（卡）件等。所有的模（卡）件，都是按智能化要求設(shè)計(jì)的。當(dāng)前38頁(yè)，總共159頁(yè)?？?shí)例圖當(dāng)前39頁(yè)，總共159頁(yè)。2.功能模件（主控卡）功能模件（主控卡）是現(xiàn)場(chǎng)控制單元的核心模件，是I/O模件的上一級(jí)智能化模件。結(jié)構(gòu)如下圖所示．微處理器CPUROMDMA、I/O控制I/O接口I/O總線通信接口系統(tǒng)時(shí)鐘LED、開關(guān)數(shù)據(jù)緩沖器模件總線RAM總線控制邏輯當(dāng)前40頁(yè)，總共159頁(yè)。DCS控制站的主控單元★冗余： ◆MCU1和MCU2互為備用， ◆一個(gè)處于正常工作狀態(tài)， ◆另一個(gè)處于熱備用狀態(tài)， ◆具有自動(dòng)診斷和自動(dòng)切換的功能。MCU1MCU2當(dāng)前41頁(yè)，總共159頁(yè)。3．?dāng)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模（卡）件數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模（卡）件是系統(tǒng)I/O機(jī)籠的核心單元，是功能模件（主控卡）連接I/O模（卡）件的中間環(huán)節(jié).具有管理I/O模（卡）件、驅(qū)動(dòng)SBUS總線、冷端溫度采集和機(jī)籠內(nèi)熱電偶冷端溫度補(bǔ)償功能。具有“看門狗”復(fù)位功能；完成主控卡和I/O卡的數(shù)據(jù)交換；可冗余配置；實(shí)現(xiàn)I/O擴(kuò)容；自檢及支持SBUSI/O總線通信協(xié)議等。當(dāng)前42頁(yè)，總共159頁(yè)。JX-300XDCS中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模（卡）件XP233與功能模件（主控卡）的連接結(jié)構(gòu)圖如下圖所示．當(dāng)前43頁(yè)，總共159頁(yè)。4.I/O模（卡）件1）模擬量輸入（AI）模件

AI模件的基本功能是對(duì)多路輸入的各種模擬電信號(hào)進(jìn)行采樣、濾波、放大、隔離、輸入開路檢測(cè)、誤差補(bǔ)償及必要修正（如熱電偶冷端補(bǔ)償、電路性能漂移校正等）、向工程單位轉(zhuǎn)化、模擬量/數(shù)字量轉(zhuǎn)換，以提供準(zhǔn)確可靠的數(shù)字量。當(dāng)前44頁(yè)，總共159頁(yè)。隨生產(chǎn)廠家和用途不同，每個(gè)AI模件可接收4～64路模擬信號(hào)不等。這些模擬信號(hào)一般是傳感器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)物理量或化學(xué)量進(jìn)行檢測(cè)，并由變送器將檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換而得相應(yīng)的電信號(hào)。通常AI輸入的模擬量電信號(hào)有以下三種：⑴電流信號(hào)：來自于各種溫度、壓力、位移等變送器。一般采用4～20mA標(biāo)準(zhǔn)電流。⑵毫伏電壓信號(hào)：來自于熱電偶、熱電阻或應(yīng)變式傳感器。 ⑶常規(guī)電壓信號(hào)：來自于一切可輸出直流電壓的各種過程設(shè)備。AI模件可接收電壓范圍一般為0～5VDC、0～10VDC、-10～10VDC當(dāng)前45頁(yè)，總共159頁(yè)。AI模件組成一般由信號(hào)端子板、信號(hào)調(diào)理器、A/D轉(zhuǎn)換器等硬件予以實(shí)現(xiàn)。信號(hào)端子板：主要作用是用來連接輸送現(xiàn)場(chǎng)模擬信號(hào)的電纜。信號(hào)調(diào)理器：主要對(duì)每路模擬輸入信號(hào)進(jìn)行濾波、放大、隔離、開路檢測(cè)等綜合處理，為A/D轉(zhuǎn)換提供可靠的，統(tǒng)一的、與模擬輸入相對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)。A/D轉(zhuǎn)換器：接收信號(hào)調(diào)理器送來的各路信號(hào)，由多路開關(guān)按照CPU指令選擇某一路信號(hào)輸入，并將器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào)送給CPU。當(dāng)前46頁(yè)，總共159頁(yè)。2）模擬量輸出（AO）模件主要功能是把計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)字量信號(hào)轉(zhuǎn)換成外部過程控制儀表或裝置可接受的模擬量信號(hào)，即D/A轉(zhuǎn)換，用來驅(qū)動(dòng)各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制生產(chǎn)過程，或?yàn)槟M式控制器提供給定值，或?yàn)橛涗泝x表和顯示儀表提供模擬信號(hào)。當(dāng)前47頁(yè)，總共159頁(yè)。AO模件輸出的模擬信號(hào)有電壓和電流兩種形式。

電壓輸出的特點(diǎn)是速度快、精度高。通常的輸出電壓有0/1/2～5VDC、0/2～10VDC、-5～5VDC、-10～10VDC等幾種。

電流信號(hào)適宜遠(yuǎn)距離傳輸，目前采用最多的輸出電流標(biāo)準(zhǔn)為4～20mADC或0～20mADC，也有采用0～10mADC或1～5mADC電流標(biāo)準(zhǔn)的。當(dāng)前48頁(yè)，總共159頁(yè)。AO模件組成一般由輸出端子板（連接現(xiàn)場(chǎng)控制信號(hào)電纜）、輸出驅(qū)動(dòng)器（實(shí)現(xiàn)功率放大）、多路切換開關(guān)（周期性的分時(shí)選通各路信號(hào)）、D/A轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)保持寄存器（保存各路數(shù)字信號(hào)的值，供D/A轉(zhuǎn)換之用）、輸出控制器（實(shí)現(xiàn)AO模件輸出的模擬信號(hào)的識(shí)別、選擇以及多路開關(guān)的狀態(tài)控制等功能）等硬件予以實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前49頁(yè)，總共159頁(yè)。3）開關(guān)量輸入（SI）模件

根據(jù)監(jiān)測(cè)和控制的需要，把生產(chǎn)過程中的某些只有兩種狀態(tài)的開關(guān)量信號(hào)（如各種限位開關(guān)、電磁閥門聯(lián)動(dòng)觸點(diǎn)、繼電器、電動(dòng)機(jī)等的開/關(guān)狀態(tài)）轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可識(shí)別的信號(hào)形式。SI模件所接收的開關(guān)量輸入信號(hào)，一般為電壓信號(hào)，它可以是交流電壓，也可以是直流電壓。最常見的有5VDC、12VDC、24VDC、48VDC、125VDC和120VAC等，允許輸入誤差在±10%左右。當(dāng)前50頁(yè)，總共159頁(yè)。端子板：連接傳送現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)量信號(hào)的電纜保護(hù)電路：對(duì)各輸入信號(hào)進(jìn)行限制，實(shí)現(xiàn)過流、過壓保護(hù)隔離電路：將模件與現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)實(shí)現(xiàn)電氣隔離信號(hào)處理器：消除噪音，判斷閾值，判斷開關(guān)狀態(tài)數(shù)據(jù)緩沖器：存放信號(hào)處理器送來的狀態(tài)判斷結(jié)果控制器：通過選通控制信號(hào)，讀取緩沖器中狀態(tài)值地址開關(guān)與地址譯碼器：地址開關(guān)設(shè)置地址編碼，總線上的板選信號(hào)通過地址開關(guān)和地址譯碼器傳至控制器。LED指示燈：反映現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)或緩沖器開關(guān)量輸入狀態(tài)SI模件組成當(dāng)前51頁(yè)，總共159頁(yè)。4）開關(guān)量輸出（SO）模件SO模件的基本功能是把計(jì)算機(jī)輸出的二進(jìn)制代碼所表示的開關(guān)量信息，轉(zhuǎn)換成能對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行控制或狀態(tài)顯示的開關(guān)量信號(hào)。控制現(xiàn)場(chǎng)有關(guān)電動(dòng)機(jī)的啟/停、繼電器的閉/斷、電磁閥門的開/關(guān)、指示燈的亮/滅、報(bào)警系統(tǒng)等的開關(guān)狀態(tài)，可用來實(shí)現(xiàn)局部功能組甚至整個(gè)機(jī)組自動(dòng)啟/停的控制。SO模件輸出的開關(guān)量信號(hào)，隨模件的生產(chǎn)廠家和型號(hào)不同而異，通常有20VDC、24VDC、60VDC等電壓等級(jí)的輸出。當(dāng)前52頁(yè)，總共159頁(yè)。SO模件一般由端子板、輸出電路、輸出寄存器、控制器、地址開關(guān)、地址譯碼器、LED指示燈等組成。一個(gè)SO模件的開關(guān)量輸出數(shù)目，隨模件信號(hào)不同而異，目前最常見的是16路輸出，每路輸出具有相互獨(dú)立的通道，各通道的隔離電路一般采用光電隔離方式。SO模件的輸出可直接控制直流電路中設(shè)備的開/關(guān)，也可以通過雙向可控硅控制交流電路中設(shè)備的開/關(guān)，還有可以通過小型繼電器控制交直流電路設(shè)備的開/關(guān)。當(dāng)前53頁(yè)，總共159頁(yè)。當(dāng)前54頁(yè)，總共159頁(yè)。5）脈沖量輸入（PI）模件許多現(xiàn)場(chǎng)儀表（如渦輪流量計(jì)、羅茨式流量計(jì)以及一些機(jī)械計(jì)數(shù)裝置等）輸出的測(cè)量信號(hào)為脈沖信號(hào)，它們必須通過脈沖輸入通道才能送入計(jì)算機(jī)。PI的基本功能：將輸入的脈沖量轉(zhuǎn)換成與之對(duì)應(yīng)的且計(jì)算機(jī)可識(shí)別的數(shù)字量。當(dāng)前55頁(yè)，總共159頁(yè)。5.供電電源1）交流電源?，F(xiàn)場(chǎng)控制單元的供電來自220V或120V交流電源，交流電源一般是由DCS的總電源裝置分配提供的。2）直流電源。不同廠家生產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)控制單元內(nèi)部各模件的供電，均采用直流電源，但對(duì)直流電源的等級(jí)要求不一，常見的有＋5V、＋12V、－12V、＋15V、－15V、＋24V，也有更高直流電壓要求的情況。當(dāng)前56頁(yè)，總共159頁(yè)。?只有保持電源(交流電源和直流電源)穩(wěn)定、可靠，才能確?，F(xiàn)場(chǎng)控制站正常工作。?為了保證電源系統(tǒng)的可靠性，通常采取以下幾種性措施。(1)每一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制站均采用雙電源供電，互為冗余。(2)如果現(xiàn)場(chǎng)控制站機(jī)拒附近有經(jīng)常開關(guān)的大功率用電設(shè)備，應(yīng)采用超級(jí)隔離變壓器，將其初級(jí)、次級(jí)線圈間的屏蔽層可靠接地，以克服共模干擾的影響。(3)如果電網(wǎng)電壓波動(dòng)很嚴(yán)重，應(yīng)采用交流電子調(diào)壓器，快速穩(wěn)定供電電壓。

當(dāng)前57頁(yè)，總共159頁(yè)。(4)在石油、化工等對(duì)連續(xù)性控制要求特別高的場(chǎng)合，應(yīng)配有不間斷供電電源UPS，以保證供電的連續(xù)性。現(xiàn)場(chǎng)控制站內(nèi)各功能模塊所需直流電源一般為±5V、±15V(或±12V)、以及+24V。

為增加直流電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性，一般可以采取以下幾條措施。(1)為減少相互間的干擾，給主機(jī)供電與給現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備供電的電源要在電氣上隔離。(2)采用冗余的雙電源方式給各功能模塊供電。(3)一般由統(tǒng)一的主電源單元將交流電變?yōu)?4V直流電供給柜內(nèi)的直流母線，然后通過DC-DC轉(zhuǎn)換方式將24V直流電源變換為子電源所需的電壓，主電源一般采用1:1冗余配置，而子電源一般采用N:1冗余配置。當(dāng)前58頁(yè)，總共159頁(yè)。2.3.2人機(jī)接口設(shè)備人機(jī)接口設(shè)備是人與系統(tǒng)互通信息、交互作用的設(shè)備，屬于DCS的監(jiān)控級(jí)。生產(chǎn)過程高度自動(dòng)化仍需要操作人員對(duì)生產(chǎn)過程、設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視、判斷、分析、決策和某些干預(yù)，特別是生產(chǎn)過程發(fā)生故障時(shí)更是如此。操作人員的決策依賴于生產(chǎn)過程的大量信息，操作人員的干預(yù)又是通過控制信息的傳遞作用于生產(chǎn)過程的。人機(jī)接口設(shè)備正是承擔(dān)這種信息相互傳遞任務(wù)的裝置。當(dāng)前59頁(yè)，總共159頁(yè)。1．操作員工作站操作員工作站（OWS）設(shè)置在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的集控室內(nèi)，是運(yùn)行操作人員與生產(chǎn)過程之間的一個(gè)交互窗口?，F(xiàn)代化大生產(chǎn)過程中，需要監(jiān)視和收集的信息量很大，控制對(duì)象眾多。為使運(yùn)行操作人員方便地了解各種工況下的運(yùn)行參數(shù)，及時(shí)掌握設(shè)備操作信息和系統(tǒng)故障信息，準(zhǔn)確無誤地作出操作決策，提供一種現(xiàn)代化的監(jiān)控工具是十分必要的。當(dāng)前60頁(yè)，總共159頁(yè)。1）OWS的基本構(gòu)成操作員工作站的主要部件如下:（1）操作臺(tái)

（2）微處理器

（3）顯示處理輸出設(shè)備

（4）輸入設(shè)備

（5）外部存儲(chǔ)設(shè)備

（6）打印/拷貝輸出設(shè)備

（7）通信接口

當(dāng)前61頁(yè)，總共159頁(yè)。當(dāng)前62頁(yè)，總共159頁(yè)。臺(tái)式操作站與立式操作站臺(tái)式立式當(dāng)前63頁(yè)，總共159頁(yè)。操作與監(jiān)視功能當(dāng)前64頁(yè)，總共159頁(yè)。多種功能鍵當(dāng)前65頁(yè)，總共159頁(yè)。多種數(shù)據(jù)處理功能趨勢(shì)圖記錄圖報(bào)表當(dāng)前66頁(yè)，總共159頁(yè)。系統(tǒng)診斷功能當(dāng)前67頁(yè)，總共159頁(yè)。2．工程師工作站工程師工作站（EWS）是一個(gè)硬、軟件一體化的設(shè)備，是DCS中的一個(gè)重要人機(jī)接口，是專門用于系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開發(fā)、組態(tài)、調(diào)試、維護(hù)和監(jiān)視的工具，是系統(tǒng)工程師的中心工作站。EWS提供各種設(shè)計(jì)工具，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師能利用它們來組合（組態(tài)）DCS提供的控制算法或畫面，調(diào)用DCS的各種資源，而不用編制具體復(fù)雜的程序或軟件。當(dāng)前68頁(yè)，總共159頁(yè)。1）EWS的基本構(gòu)成（1）工程師工作站（EWS）與操作員工作站（OWS）硬件合為一體。軟件系統(tǒng)分開。（2）工程師工作站（EWS）硬件是相對(duì)獨(dú)立。

當(dāng)前69頁(yè)，總共159頁(yè)。工程師站基本的硬件配置CPUPentium4以上內(nèi)存：256MB以上硬盤：40GBUSB盤接口VGA顯卡彩色顯示器當(dāng)前70頁(yè)，總共159頁(yè)。標(biāo)準(zhǔn)鍵盤打印機(jī)當(dāng)前71頁(yè)，總共159頁(yè)。當(dāng)前72頁(yè)，總共159頁(yè)。2）EWS的基本功能 （1）控制站組態(tài)功能：主要用來硬件組態(tài)、連接關(guān)系、控制邏輯和控制算法等。（2）操作站組態(tài)功能：工程師工作站對(duì)DCS的控制功能進(jìn)行組態(tài)后，還要對(duì)操作員工作站進(jìn)行組態(tài)，（3）在線監(jiān)控功能：工程師工作站一般具有OWS的全部功能。（4）文件編制功能：控制系統(tǒng)組態(tài)圖、功能邏輯圖的編制是一項(xiàng)艱巨、復(fù)雜、費(fèi)力費(fèi)時(shí)、耗資巨大的工作，EWS的功能不斷改善著這種局面。（5）故障診斷功能。EWS是系統(tǒng)調(diào)試、查錯(cuò)和故障診斷的重要設(shè)備之一。當(dāng)前73頁(yè)，總共159頁(yè)。3．特殊功能裝置除操作員工作站和工程師工作站外，具有實(shí)現(xiàn)某些特定操作功能的另一類人機(jī)接口設(shè)備。

兩種典型結(jié)構(gòu)形式：一種是安裝在控制盤臺(tái)（或機(jī)架）上的模件式裝置。另一種是手持的便攜式裝置。它主要是為方便現(xiàn)場(chǎng)組態(tài)、參數(shù)調(diào)整、專項(xiàng)監(jiān)視和實(shí)現(xiàn)手動(dòng)直接控制等而設(shè)置的。一般有1、組態(tài)調(diào)整裝置2、模擬量控制站3、數(shù)字邏輯站4、數(shù)字指示站等。當(dāng)前74頁(yè)，總共159頁(yè)。1）組態(tài)調(diào)整裝置組態(tài)調(diào)整裝置是DCS工程設(shè)計(jì)和維護(hù)的一種終端設(shè)備。是對(duì)DCS進(jìn)行控制策略更改、控制回路組態(tài)、控制參數(shù)調(diào)整和系統(tǒng)故障診斷的工具，是一種低層工程師接口。組態(tài)調(diào)整裝置是以微處理器為核心的智能終端，一般由微處理器、存儲(chǔ)器、顯示器及接口、鍵盤及接口、通信接口、外設(shè)接口等組成。

當(dāng)前75頁(yè)，總共159頁(yè)。2)模擬量控制站作為系統(tǒng)的后備控制手段。模擬量控制站具有以下主要功能：①對(duì)模擬量控制站的運(yùn)行方式進(jìn)行選擇。②對(duì)模擬量控制回路進(jìn)行自動(dòng)/手動(dòng)方式無擾切換、給定值設(shè)置和遠(yuǎn)方手動(dòng)控制。③對(duì)模擬量過程變量、給定值、控制輸出以及模擬量控制站運(yùn)行方式等進(jìn)行監(jiān)視。④對(duì)模擬量參數(shù)超限、通信故障等進(jìn)行報(bào)警。當(dāng)前76頁(yè)，總共159頁(yè)。3）數(shù)字邏輯站數(shù)字邏輯站是一個(gè)開關(guān)量操作站，是可以對(duì)邏輯系統(tǒng)進(jìn)行操作的帶按鈕和指示器的邏輯控制器，它是由一塊面板和一塊與面板相連的印刷電路板組成的盤裝儀表。數(shù)字邏輯站的主要作用為：①控制開關(guān)量系統(tǒng)的啟停；②作為順序控制系統(tǒng)的輸入指令或確認(rèn)信號(hào)；③作為系統(tǒng)中重要開關(guān)量的手動(dòng)后備操作工具。當(dāng)前77頁(yè)，總共159頁(yè)。4）數(shù)字指示站數(shù)字指示站是一個(gè)模件式盤裝儀表，它只能顯示確定的接入信息，但不能干預(yù)生產(chǎn)過程，其作用相當(dāng)于常規(guī)控制系統(tǒng)中的顯示儀表。在DCS中，數(shù)字指示站用來監(jiān)視一些與閉環(huán)控制回路無關(guān)的過程變量、進(jìn)行報(bào)警顯示和故障顯示。在大型DCS控制系統(tǒng)應(yīng)用中，數(shù)字指示站一般作為DCS操作員接口站的后備顯示裝置。當(dāng)前78頁(yè)，總共159頁(yè)。2.3.3系統(tǒng)通信設(shè)備它將生產(chǎn)過程的檢測(cè)、監(jiān)視、控制、操作、管理等各種功能有機(jī)地組成一個(gè)完整實(shí)體。DCS通信接口設(shè)備包括：網(wǎng)絡(luò)通信子模件、計(jì)算機(jī)通信傳輸模件、現(xiàn)場(chǎng)控制單元網(wǎng)絡(luò)處理模件、網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)間的本地接口模件、網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)間的遠(yuǎn)程接口模件。網(wǎng)絡(luò)通信子模件是核心模件，它與其它模件有機(jī)地組合，形成滿足不同通信需要的通信接口單元，實(shí)現(xiàn)下述通信功能：

當(dāng)前79頁(yè)，總共159頁(yè)。（1）現(xiàn)場(chǎng)控制單元與網(wǎng)絡(luò)的通信。它是由網(wǎng)絡(luò)通信子模件和現(xiàn)場(chǎng)控制單元的網(wǎng)絡(luò)處理模件所組成的通信接口單元實(shí)現(xiàn)的，使現(xiàn)場(chǎng)控制單元的各種主模件可與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交換，完成其控制策略。（2）計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)的通信。它是由網(wǎng)絡(luò)通信子模件和計(jì)算機(jī)的通信傳輸模件所組成的通信接口單元實(shí)現(xiàn)的，使系統(tǒng)的主計(jì)算機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)以外的的PC機(jī)、可編程序控制器（PLC）等與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交換。當(dāng)前80頁(yè)，總共159頁(yè)。（3）本地網(wǎng)絡(luò)之間的通信。它是由兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信子模件、一個(gè)網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)間的本地接口模件所組成的通信接口單元實(shí)現(xiàn)的，使兩個(gè)距離較近的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交換。（4）遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)之間的通信。它是由兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信子模件和兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)間的遠(yuǎn)程接口模件所組成的通信接口單元實(shí)現(xiàn)的，使兩個(gè)距離較遠(yuǎn)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交換。當(dāng)前81頁(yè)，總共159頁(yè)。當(dāng)前82頁(yè)，總共159頁(yè)。2.4DCS典型產(chǎn)品結(jié)構(gòu)實(shí)例隨著過程控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，DCS不斷滿足過程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和要求，不斷的提高過程控制系統(tǒng)的可靠性、復(fù)雜性、功能的完善性、系統(tǒng)的可維護(hù)性、人機(jī)界面的友好性、數(shù)據(jù)的可分析性及信息可管理性等方面越來越高的要求，通過對(duì)4種不同時(shí)期的典型DCS結(jié)構(gòu)體系實(shí)例，使讀者進(jìn)一步了解DCS典型產(chǎn)品的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及特性。當(dāng)前83頁(yè)，總共159頁(yè)。浙大中控JX-300XP系統(tǒng)當(dāng)前84頁(yè)，總共159頁(yè)。系統(tǒng)介紹機(jī)柜、機(jī)籠、電源主控卡、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡常用I/O卡件硬件基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)當(dāng)前85頁(yè)，總共159頁(yè)。系統(tǒng)簡(jiǎn)介JX-300XP系統(tǒng)是SUPCONWebField系列控制系統(tǒng)十余年成功經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，吸收了近年來快速發(fā)展的通信技術(shù)、微電子技術(shù)，充分應(yīng)用了最新信號(hào)處理技術(shù)、高速網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、可靠的軟件平臺(tái)和軟件設(shè)計(jì)技術(shù)以及現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，采用了高性能的微處理器和成熟的先進(jìn)控制算法，全面提高了JX-300XP的功能和性能，能適應(yīng)更廣泛更復(fù)雜的應(yīng)用要求，成為一個(gè)全數(shù)字化、結(jié)構(gòu)靈活、功能完善的開放式集散控制系統(tǒng)。當(dāng)前86頁(yè)，總共159頁(yè)。JX-300XPDCS體系結(jié)構(gòu)當(dāng)前87頁(yè)，總共159頁(yè)。主要設(shè)備控制站（CS）操作站（OS）工程師站（ES）通信接口單元（CIU）多功能站（MFS）過程控制網(wǎng)（SCnetⅡ）實(shí)現(xiàn)對(duì)物理位置、控制功能都相對(duì)分散的現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)過程進(jìn)行控制的主要硬件設(shè)備.由工業(yè)PC機(jī)、CRT、鍵盤、鼠標(biāo)、打印機(jī)等組成的人機(jī)接口設(shè)備.集散控制系統(tǒng)中用于控制應(yīng)用軟件組態(tài)、系統(tǒng)監(jiān)視、系統(tǒng)維護(hù)的工程設(shè)備.用于實(shí)現(xiàn)JX-300X系統(tǒng)與其它計(jì)算機(jī)、各種智能控制設(shè)備接口的硬件設(shè)備.用于工藝數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)、性能運(yùn)算、優(yōu)化控制、通信轉(zhuǎn)發(fā)等特殊功能的工程設(shè)備.控制站、操作站、通信接口單元等硬件設(shè)備連接起來，構(gòu)成一個(gè)完整的分布式控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)間相互通信的網(wǎng)絡(luò).SCnetⅡ采用的是冗余10Mbps（局部可達(dá)100Mbps）工業(yè)太網(wǎng)。系統(tǒng)基本硬件組成當(dāng)前88頁(yè)，總共159頁(yè)。系統(tǒng)的主要特點(diǎn)高速、可靠、開放的通訊網(wǎng)絡(luò)ScnetII分散、獨(dú)立、功能強(qiáng)大的控制站多功能的協(xié)議轉(zhuǎn)換接口全智能化設(shè)計(jì)任意冗余配置簡(jiǎn)單、易用的組態(tài)手段和工具豐富、實(shí)用、友好的實(shí)時(shí)監(jiān)控界面事件記錄功能（SOE卡）安裝方便，維護(hù)簡(jiǎn)單，產(chǎn)品多元化、正規(guī)化當(dāng)前89頁(yè)，總共159頁(yè)。硬件基礎(chǔ)JX-300XP系統(tǒng)硬件基本組成：

1.控制站

2.工程師站/操作員站

3.控制網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前90頁(yè)，總共159頁(yè)。硬件基礎(chǔ)型號(hào)卡件名稱XP234X主控卡XP233數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡XP313電流信號(hào)輸入卡XP314電壓信號(hào)輸入卡XP316熱電阻信號(hào)輸入卡XP322模擬信號(hào)輸出卡XP362晶體管觸點(diǎn)開關(guān)量輸出卡XP363觸點(diǎn)型開關(guān)量輸入卡當(dāng)前91頁(yè)，總共159頁(yè)。機(jī)柜、機(jī)籠、電源當(dāng)前92頁(yè)，總共159頁(yè)。機(jī)柜為拼裝結(jié)構(gòu)尺寸：2100×800×600散熱：風(fēng)扇散熱外部安裝：焊接或螺栓固定內(nèi)部安裝：架裝結(jié)構(gòu)內(nèi)含系統(tǒng)接地銅條機(jī)柜底部：有可調(diào)整尺寸的電纜線入口安裝容量：1個(gè)電源機(jī)籠、4個(gè)I/O機(jī)籠、4個(gè)電源模塊和相關(guān)的端子板、2個(gè)交換機(jī)、1個(gè)交流配電箱當(dāng)前93頁(yè)，總共159頁(yè)。機(jī)籠機(jī)籠分為電源箱機(jī)籠和I/O機(jī)籠電源機(jī)籠I/O機(jī)籠當(dāng)前94頁(yè)，總共159頁(yè)。電源機(jī)籠當(dāng)前95頁(yè)，總共159頁(yè)。電源系統(tǒng)雙路AC輸入冗余設(shè)計(jì)單個(gè)電源模塊150W5VDC/24VDC輸出內(nèi)置低通AC濾波器和因素校正；導(dǎo)軌式的插接方式安裝當(dāng)前96頁(yè)，總共159頁(yè)。系統(tǒng)電源－AC配電當(dāng)前97頁(yè)，總共159頁(yè)。系統(tǒng)電源－DC配電當(dāng)前98頁(yè)，總共159頁(yè)。I/O機(jī)籠盛放卡件的籠子機(jī)籠框架內(nèi)部固定有20條導(dǎo)軌，用于固定卡件；每個(gè)槽位有具體的分工。

通過母板上的歐式接插件和母板（印刷電路板）上的電氣聯(lián)接實(shí)現(xiàn)對(duì)卡件的供電和卡件之間的總線通訊當(dāng)前99頁(yè)，總共159頁(yè)。I/O機(jī)籠?機(jī)籠后視圖?機(jī)籠間連線方式當(dāng)前100頁(yè)，總共159頁(yè)?？惭b位置主控卡

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡I/O卡件當(dāng)前101頁(yè)，總共159頁(yè)。主控卡、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡當(dāng)前102頁(yè)，總共159頁(yè)。主控卡系統(tǒng)的軟硬件核心，協(xié)調(diào)控制站內(nèi)部所有的軟硬件關(guān)系和執(zhí)行各項(xiàng)控制任務(wù)主要包括：I/O處理、控制運(yùn)算、上下網(wǎng)絡(luò)通信控制、診斷主從CPU設(shè)計(jì)，工業(yè)級(jí)嵌入式芯片，協(xié)同完成各項(xiàng)任務(wù)具有雙重冗余的10M以太網(wǎng)通信接口，和上位機(jī)通信；同時(shí)通過1M的SBUS總線管理I/O卡件靈活支持冗余（1：1熱備用）和不冗余的工作模式128個(gè)控制回路（64個(gè)常規(guī)+64個(gè)自定義），采樣控制速率100ms~5s可選綜合診斷I/O卡件和I/O通道，具有靈活的報(bào)警處理和信號(hào)質(zhì)量碼功能后備鋰電池，斷電情況下，保證卡件內(nèi)SRAM中的數(shù)據(jù)最長(zhǎng)3年不丟失當(dāng)前103頁(yè)，總共159頁(yè)。主控卡一個(gè)控制站：一對(duì)主控卡

8個(gè)I/O單元8對(duì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡6×8塊卡件AI模入點(diǎn)數(shù)<=384/站 控制回路128個(gè)/站當(dāng)前104頁(yè)，總共159頁(yè)。主控卡243X面板指示燈：故障報(bào)警或復(fù)位指示；工作卡件運(yùn)行指示；工作/備用指示；準(zhǔn)備就緒指示，備用卡件運(yùn)行指示；本卡件的通訊網(wǎng)絡(luò)端口0的通訊狀態(tài)指示燈；本卡件的通訊網(wǎng)絡(luò)端口1的通訊狀態(tài)指示燈；SlaveCPU運(yùn)行指示，包括網(wǎng)絡(luò)通信和I/O采樣運(yùn)行指示。

通信端口PORTAPORTB當(dāng)前105頁(yè)，總共159頁(yè)。主控卡243X指示燈指示燈名稱顏色單卡上電啟動(dòng)備用卡上電啟動(dòng)正常運(yùn)行工作卡備用卡FAIL故障報(bào)警或復(fù)位指示紅亮-暗-閃一下-暗亮-暗暗（無故障情況下）暗（無故障情況下）RUN運(yùn)行指示綠暗-亮與STDBY配合交替閃閃（頻率為采樣周期的兩倍)暗WORK工作/備用指示綠亮暗亮暗STDBY準(zhǔn)備就緒綠亮-暗如RUN配合交替閃（狀態(tài)拷貝）暗閃（頻率為采樣周期的兩倍通信LED-A0#網(wǎng)絡(luò)通信指示綠暗暗閃閃LED-B1#網(wǎng)絡(luò)通信指示綠暗暗閃閃SLAVEI/O采樣運(yùn)行狀態(tài)綠暗暗閃閃當(dāng)前106頁(yè)，總共159頁(yè)。主控卡XP243X地址撥號(hào)–范圍：2-31–ON-1；OFF-0–配置（I為偶數(shù)）冗余：I、I+1234567893031246830非冗余：I當(dāng)前107頁(yè)，總共159頁(yè)。主控卡XP243X?地址撥號(hào)（S1-S3為系統(tǒng)保留資源，必須撥為OFF）當(dāng)前108頁(yè)，總共159頁(yè)。主控卡XP243X跳線J5當(dāng)J5插入短路塊時(shí)（ON），卡件內(nèi)置的后備電池將工作。如果用戶需要強(qiáng)制清除主控制卡內(nèi)SRAM的數(shù)據(jù)（包括系統(tǒng)配置、控制參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)等），只須拔去J5上的短路塊當(dāng)前109頁(yè)，總共159頁(yè)。主控卡XP243X主控卡冗余切換的原因：失電強(qiáng)制切換干擾隨機(jī)切換故障自動(dòng)切換主控卡冗余切換當(dāng)前110頁(yè)，總共159頁(yè)。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡XP233數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡(XP233)是系統(tǒng)I/O機(jī)籠的核心單元，是主控制卡連接I/O卡件的中間環(huán)節(jié)當(dāng)前111頁(yè)，總共159頁(yè)。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡XP233功能I/O機(jī)籠的核心單元，管理I/O卡件，驅(qū)動(dòng)SBUS總線，連接主控卡和I/O卡件冷端溫度采集（用于遠(yuǎn)程溫度集中采集）負(fù)責(zé)整個(gè)I/O單元的冷端溫度采集，冷端溫度測(cè)量元件采用專用的電流環(huán)回路溫度傳感器，可以通過導(dǎo)線將冷端溫度測(cè)量元件延伸到任意位置處（如現(xiàn)場(chǎng)的中間端子柜），節(jié)約熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線。技術(shù)特點(diǎn)上電時(shí)地址沖突檢測(cè)通道自檢功能SBUS總線故障檢測(cè)功能當(dāng)前112頁(yè)，總共159頁(yè)。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡XP233使用注意事項(xiàng)?面板指示?地址設(shè)置?跳線設(shè)置冗余規(guī)則（I，I+1，I為偶數(shù)）當(dāng)前113頁(yè)，總共159頁(yè)。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡XP233指示燈FAIL出錯(cuò)指示RUN運(yùn)行指示W(wǎng)ORD工作/備用指示COM（與主控卡通信時(shí)）POWER電源指示顏色紅綠綠綠綠正常暗亮亮（工作）暗（備用）閃（工作：快閃）閃（備用：慢閃）亮故障亮暗暗暗當(dāng)前114頁(yè)，總共159頁(yè)。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡XP233地址撥號(hào)– 范圍：0-15– 跳線設(shè)置：短接-ON，不短接-OFF– 配置（I為偶數(shù)）冗余：I、I+1234567891415246814非冗余：I?冗余跳線J2采用冗余方式配置XP233卡件時(shí)，互為冗余的兩塊XP233卡件的J2跳線必須都用短路塊插上（ON）當(dāng)前115頁(yè)，總共159頁(yè)。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡XP233?地址設(shè)置（S5-S8為系統(tǒng)保留資源，必須設(shè)置成OFF狀態(tài)）當(dāng)前116頁(yè)，總共159頁(yè)。I/O卡件當(dāng)前117頁(yè)，總共159頁(yè)。I/O卡件基本功能及特點(diǎn)功能：?A/D轉(zhuǎn)換?信號(hào)調(diào)理特點(diǎn)：

?全智能化設(shè)計(jì)?專用的工業(yè)級(jí)、低功耗、低噪聲微控制器?應(yīng)用隔離技術(shù)

?智能化自檢和故障診斷冗余規(guī)則?對(duì)于I/O卡件，其地址對(duì)應(yīng)于卡件在機(jī)籠中的槽位號(hào)。?I，I+1

當(dāng)前118頁(yè)，總共159頁(yè)?？顟B(tài)指示燈當(dāng)前119頁(yè)，總共159頁(yè)。電流信號(hào)輸入卡XP313? 電流信號(hào)輸入卡是一塊智能型的、帶有模擬量信號(hào)調(diào)理、組組隔離的六路信號(hào)采集卡，并可為六路變送器提供24V隔離電源。? 卡件可處理0-10mA和4-20mA電流信號(hào) 。信號(hào)類型測(cè)量范圍精度標(biāo)準(zhǔn)電流（Ⅱ型）0~10mA±0.2%FS標(biāo)準(zhǔn)電流（Ⅲ型）4~20mA±0.2%FS當(dāng)前120頁(yè)，總共159頁(yè)。電流信號(hào)輸入卡XP313?指示燈當(dāng)前121頁(yè)，總共159頁(yè)。電流信號(hào)輸入卡XP313?端子接線當(dāng)前122頁(yè)，總共159頁(yè)。電壓信號(hào)輸入卡XP314電壓信號(hào)輸入卡是一塊智能型的、帶有模擬量信號(hào)調(diào)理的六路信號(hào)采集卡，每一路分別可接收II型、III型標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)（0-5V、1-5V）、毫伏信號(hào)、以及各種型號(hào)的熱電偶信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送給主控制卡XP243。?當(dāng)其處理熱電偶信號(hào)時(shí)，具有冷端溫度補(bǔ)償功能。當(dāng)前123頁(yè)，總共159頁(yè)。電壓信號(hào)輸入卡XP314指示燈當(dāng)前124頁(yè)，總共159頁(yè)。電壓信號(hào)輸入卡XP314端子接線當(dāng)前125頁(yè)，總共159頁(yè)。熱電阻輸入卡XP316?熱電阻信號(hào)輸入卡是一塊專用于測(cè)量熱電阻信號(hào)的、組組隔離的、可冗余的4路A/D轉(zhuǎn)換卡，每一路分別可接收Pt100、Cu50兩種熱電阻信號(hào)，將其調(diào)理后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送給主控制卡XP243。輸入信號(hào)類型測(cè)量范圍精度Pt100熱電阻-148℃~850℃±0.2%FSCu50熱電阻-50℃~150℃±0.2%FS當(dāng)前126頁(yè)，總共159頁(yè)。熱電阻輸入卡XP316指示燈當(dāng)前127頁(yè)，總共159頁(yè)。熱電阻輸入卡XP316端子接線當(dāng)前128頁(yè)，總共159頁(yè)。模擬量輸出卡XP322?XP322模擬信號(hào)輸出卡為4路點(diǎn)點(diǎn)隔離型電流（Ⅱ型或Ⅲ型（0-10mA、4-20mA））信號(hào)輸出卡。?作為帶CPU的高精度智能化卡件，具有自檢和實(shí)時(shí)檢測(cè)輸出狀況功能，它允許主控制卡監(jiān)控正常的輸出電流。當(dāng)前129頁(yè)，總共159頁(yè)。模擬量輸出卡XP322指示燈當(dāng)前130頁(yè)，總共159頁(yè)。模擬量輸出卡XP322端子接線當(dāng)前131頁(yè)，總共159頁(yè)。模擬量輸出卡XP322使用XP322卡時(shí)，對(duì)于有組態(tài)但沒有使用的通道有如下要求：A、接上額定值以內(nèi)的負(fù)載或者直接將正負(fù)端短接。

B、組態(tài)為II型信號(hào)時(shí)，設(shè)定其輸出值為0mA；組態(tài)為III型信號(hào)時(shí)，設(shè)定其輸出值為20mA。上述A、B兩個(gè)要求在實(shí)際使用中視情況只需采用其中一種即可。對(duì)于沒有組態(tài)的通道則無需滿足上述要求。當(dāng)前132頁(yè)，總共159頁(yè)。XP362、XP363指示燈LED指示燈通道狀態(tài)指示燈CH1/2綠-紅閃爍通道1：ON通道2：ON綠通道1：ON通道2：OFF紅通道1：OFF通道2：ON暗通道3：OFF通道2：OFFCH3/4綠-紅閃爍通道3：ON通道4：ON綠通道3：ON通道4：OFF紅通道3：OFF通道4：ON暗通道3：OFF通道4：OFFCH5/6綠-紅閃爍通道5：ON通道6：ON綠通道5：ON通道6：OFF紅通道5：OFF通道6：ON暗通道5：OFF通道6：OFFCH7/8綠-紅閃爍通道7：ON通道8：ON綠通道7：ON通道8：OFF紅通道7：OFF通道8：ON暗通道1：OFF通道8：OFF當(dāng)前133頁(yè)，總共159頁(yè)。XP362、XP363端子接線當(dāng)前134頁(yè)，總共159頁(yè)。觸點(diǎn)型開關(guān)量輸入卡XP363XP363卡是8路數(shù)字量信號(hào)輸入卡。該卡件能夠快速響應(yīng)干觸點(diǎn)輸入，實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的準(zhǔn)確采集。本卡為智能型卡件，具有卡件內(nèi)部軟硬件（如CPU）運(yùn)行狀況在線檢測(cè)功能（包括對(duì)數(shù)字量輸入通道工作是否正常進(jìn)行自檢）當(dāng)前135頁(yè)，總共159頁(yè)。觸點(diǎn)型開關(guān)量輸入卡XP363面板指示當(dāng)前136頁(yè)，總共159頁(yè)。開關(guān)量輸出卡XP362?XP362是智能型8路無源晶體管開關(guān)觸點(diǎn)輸出卡，該卡件可通過中間繼電器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)控制裝置。?本卡件采用光電隔離。隔離通道部分的工作電源通過DC-DC電路轉(zhuǎn)化而來，不提供中間繼電器的工作電源。本卡件具有輸出自檢功能。當(dāng)前137頁(yè)，總共159頁(yè)。開關(guān)量輸出卡XP362面板指示當(dāng)前138頁(yè)，總共159頁(yè)。操作員站、工程師站硬件當(dāng)前139頁(yè)，總共159頁(yè)。操作員站、工程師站硬件操作員鍵盤操作臺(tái)當(dāng)前140頁(yè)，總共159頁(yè)。操作員站? 操作人員完成過程監(jiān)控任務(wù)的操作平臺(tái)? PC機(jī)或工控機(jī)作硬件平臺(tái)–顯示器–主機(jī)（PC）–操作員鍵盤、鼠標(biāo)–操作站狗? Windows2000操作系統(tǒng)? 安裝AdvanTrol-PRO實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件當(dāng)前141頁(yè)，總共159頁(yè)。工程師站? 用于工程設(shè)計(jì)、系統(tǒng)擴(kuò)展或維護(hù)修改。? PC機(jī)或工控機(jī)作硬件平臺(tái)–顯示器–主機(jī)（PC）–工程師鍵盤、鼠標(biāo)–工程師站狗? 也可由操作員站硬件代替? Windows2000操作系統(tǒng)? 安裝AdvanTrol-PRO實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件? 安裝組態(tài)軟件包當(dāng)前142頁(yè)，總共159頁(yè)。網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)當(dāng)前143頁(yè)，總共159頁(yè)。網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)JX-300XP控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)分四層：第一層網(wǎng)絡(luò)是信息管理網(wǎng)（用戶可選）第二層網(wǎng)絡(luò)是過程控制網(wǎng)，稱為SCnetⅡ第三層網(wǎng)絡(luò)是控制站內(nèi)部I/O控制總線，稱SBUS第四層網(wǎng)絡(luò)是操作網(wǎng)（用戶可選）

（我公司使用第二、第三層網(wǎng)絡(luò)）當(dāng)前144頁(yè)，總共159頁(yè)。網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)當(dāng)前145頁(yè)，總共159頁(yè)。過程控制網(wǎng)SCnetⅡJX-300XPDCS主干網(wǎng)SCnetⅡ網(wǎng)是直接連接工程師站、操作站與控制站等的雙重化通信網(wǎng)絡(luò)，用于過程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、組態(tài)信息、診斷信息等所有現(xiàn)場(chǎng)控制層信息的高速可靠傳輸。通過掛接網(wǎng)橋轉(zhuǎn)接，可與高層管理網(wǎng)絡(luò)或其它廠家設(shè)備聯(lián)結(jié)當(dāng)前146頁(yè)，總共159頁(yè)。?

SCnetⅡ基本性能指標(biāo)如下：

（1）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：總線形或星形結(jié)構(gòu)；（2）傳輸方式：曼徹斯特編碼方式；（3）通信控制：符合IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議和TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議；（4）通信速率：10Mbps、100Mbps等；（5）節(jié)點(diǎn)容量：最多15個(gè)控制站、32個(gè)操作站或工程師站或多功能站；（6）通信介質(zhì)：雙絞線、RG-58細(xì)同軸電纜、RG-11粗同軸電纜、光纜；（7）通信距離：最大10km。（8）可聯(lián)接的設(shè)備：操作站、工程師站、控制站、網(wǎng)橋（9）冗余度：1：1熱冗余當(dāng)前147頁(yè)，總共159頁(yè)。SCnetⅡ網(wǎng)絡(luò)總貌圖當(dāng)前148頁(yè)，總共159頁(yè)。SCnetⅡ網(wǎng)絡(luò)連接示意主控卡工作卡冗余卡操作站SwitchASwitchBABAB控制站雙網(wǎng)卡AB當(dāng)前149頁(yè)，總共159頁(yè)。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)地址設(shè)置A網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)