10-日本横河CS3000 DCS系统结构及硬件介绍

日本横河CS3000DCS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CENTUMCENTUM-VCENTUM-XLCENTUMCSCENTUMCS1000/3000第一代CENTUM197519811984198819931998CENTUM已经发展成为真正意义上的开放系统世界上第一台DCSCS3000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CENTUMCS3000系统概貌（Vnet/IP）FieldnetworkPRM（工厂资源管理）GSGW通用子系统网关PLCExaopcENGFFCS-LHISCS3000onVnetCSOPCServerCS10001000MbpsVnet路由器modbusPLCCS3000系统规格•CENTUMCS3000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)紧凑型FCSHISVnet4-20mA热阻,热偶,脉冲数字量最新的现场网络技术•FOUNDATIONFieldbus•PROFIBUS•HART•PLC’s以太网通讯•PLC’s串行通讯合理的费用.•FCS软件.•带有操作和构成功能的软件的PC.通用PC可在本地采购CPU,电源,网络都可双重化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VnetFFCSFCSEthernetHISoooEthernetoooooo•HIS和FCS数量最多可达到512个。•为减小网络负荷，分配成多个控制域。•系统最大工位(PID,顺控表等等)最大1,000,000个.•对于过程I/O不需要进行单独定义最大的系统构成(经过实际测试)FCS•最多1280模拟量I/O•最多4096数字量I/O•最多4000子系统I/O•最多128FF段•每段最多48I/O点域连接FFCS•最多480模拟量I/O•最多1920数字量I/O•最多4000子系统I/O•最多64FF段，每段最多48I/O点最大系统构成CS3000硬件组成HIS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:WINDOWSXP–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ESBBUS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FFCS-L(双重)有4个1000BASE-TI/FCPU(左)CPU(右)总线1总线2总线1总线2Vnet/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CP451CP451PW48XPW48XVnet/IPFFCS-LCP451CP451PW48XPW48XEC401EC401SB401PW48XPW48XSB401SB401PW48XPW48XSB401FFCS-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Vnet/IPCP451CP451PW48XPW48XEC401EC401SB401PW48XPW48XSB401SB401PW48XPW48XSB401FFCS-LFFCS-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Vnet/IPCP451CP451PW48XPW48XEC401EC401SB401PW48XPW48XSB401FFCS-L配置EC401:ESB总线接口（PCU侧）SB401: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）SB401PW48XPW48XSB401SB401PW48XPW48XSB401EB401EB401EB501PW48XPW48XEB501EB501PW48XPW48XEB501ESB/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、SwitchHUB、双绞线),广域以太网(微波等设备)。速度:10Mb/sVnet/IP模拟量I/OESBbus开关量I/OYS100，PLC，FF-H1etc.FFCS-L子系统FIOERbusLocalNode本地节点FIORemoteNode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信号模块名称输入输出点数AAI141模拟输入模块（4～20mA,非隔离）16AAV141模拟输入模块（1～5V,非隔离）16AAV142模拟输入模块（-10～10V，非隔离）16AAI841模拟输入输出模块（4～20mA输入，4～20mA输出，非隔离）8入8出AAB841模拟输入输出模块（1～5V输入，4～20mA输出，非隔离）8入8出AAV542模拟输出模块（-10～10V，非隔离）16AAI143模拟输入模块（4～20mA,统一隔离）16AAI543模拟输出模块（4～20mA,统一隔离）16AAV144模拟输入模块（-10～10V，统一隔离）16AAV544模拟输出模块（-10～10V，统一隔离）16AAT141热电偶/mV输入模块（热电偶：JISR,J,K,E,T,B,S,N/mV:-100～150mV,统一隔离）16AAR181热电阻输入模块（热电阻：JISPt100W,统一隔离）12AAI135模拟输入模块（4～20mA,分别隔离）8AAI835模拟输入输出模块（4～20mA,分别隔离）4入4出AAT145热电偶/mV输入模块（热电偶：JISR,J,K,E,T,B,S,N/mV:-100～150mV,分别隔离）16AAR145热电阻/滑线电阻输入模块（热电阻：JISPt100W/滑线电阻：0～10kW,分别隔离）16AAP135脉冲串输入模块（脉冲数计数:0～10kHz,分别隔离）8AAP149脉冲串输入模块，PM1兼容模块（脉冲数计数:0～6kHz,非隔离）16AAP849脉冲串输入/模拟输出模块，PAC兼容模块（脉冲数计数输入，4～20mA输出,非隔离）8入8出数字输入输出模块信号模块名称输入输出点数ADV151数字输入模块（24VDC）32ADV551数字输出模块（24VDC）32ADV141数字输入模块（100～120VAC）16ADV142数字输入模块（220～240VAC）16ADV157数字输入模块（24VDC压紧端子专用型）32ADV557数字输出模块（24VDC压紧端子专用型）32ADV161数字输入模块（24VDC）64ADV561数字输出模块（24VDC）64ADR541继电器输出模块（24～110VDC/100～240VAC）16通信模块信号模块名称输入输出点数ALR111串行通信模块（RS-232C,无顺序，1200bps～115.2kbps）2口ALR121串行通信模块（RS-422/RS-485,无顺序，1200bps～115.2kbps）2口ALE111Ethernet通信模块1口ALF111FoundationFieldbus（FF-HI）通信模块（31.25kbps）4口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:FoundationFieldbus（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=100AFV10S:安装A类模块系数之和+安装B类模块系数之和=85AFV10D: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=65AFV10S: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ANR10SANR10D：单/双ER总线远程节点分类模块型号系数备注单个使用双重化使用A类ADV869（ST5）3—数字量I/O卡兼容ST5（32入32出，隔离，每16路公用一个COM端）ADV169（ST6）ADV569(ST7)3—数字量输入卡兼容ST6（64通道，隔离，每16路公用一个COM端）AAV54424电压输出模块（16通道，隔离，-10V～10V）EB40112ER总线连接模块AAI8411624模拟量输入输出卡件（4～20mA输入/8通道，4～20mA输出/8通道，非隔离）B类AAB841(MAC2/VM2)917模拟量输入输出卡件（1～5V输入/8通道，4～20mA输出/8通道，非隔离）AAI1411616电流信号输入卡件（4～20mA，16通道，非隔离）AAI1432024电流信号输入卡件（4～20mA，16通道，隔离）AAI5432024电流信号输出卡件（4～20mA，16通道，隔离）AAP1351616脉冲串输入模块（8通道，脉冲数计数:0～10kHz,分别隔离）AAP849917脉冲串输入/模拟输出模块，PAC兼容模块（8入8出，脉冲数计数输入，4～20mA输出,非隔离）AAI