電氣制藥廠初步方案.doc

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秉承浙大科技源泉 凝聚中自技術(shù)精英 滿足用戶廣泛需求 共創(chuàng)持續(xù)發(fā)展前景 寧 夏 興 平 精 細 化 工 股 份 有 限 公 司 制藥車間 DCS 控制系統(tǒng)設(shè)備 簡本 寧夏中自集成控制工程有限公司 技術(shù)方案書技術(shù)方案書 寧夏興平精細化工股份有限公司 制藥車間 DCS 系統(tǒng) 技術(shù)方案書 1 制藥工藝簡述 2 不同工段工藝簡述 3 系統(tǒng)方案設(shè)計優(yōu)點 4 DCS 系統(tǒng)技術(shù)方案 5 SunyTDC9200 集散系統(tǒng)介紹 寧夏興平精細化工股份有限公司 制藥車間 DCS 系統(tǒng) 技術(shù)方案書 1 制藥工藝簡述 鄰二氟苯 硝化反應(yīng) 二氟硝基苯 中間體 氟化反應(yīng) 結(jié)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(yīng) 還原反應(yīng) 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(yīng) 氯化反應(yīng) 重氮化反應(yīng) 1 3 氯 4 氟苯胺 產(chǎn)品 硝化反應(yīng) 伽特曼反應(yīng) 重氮化反應(yīng) 氟化反應(yīng) 7 3 4 二氯溴苯 產(chǎn)品 伽特曼反應(yīng) 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(yīng) 2 3 4 三氟苯胺 中間體 縮合反應(yīng) 成鹽 環(huán)合反應(yīng) 溴化反應(yīng) 4 洛美沙星環(huán)合物 產(chǎn)品 脫氨基化反應(yīng) 5 3 4 5 三氟溴苯 產(chǎn)品 寧夏興平精細化工股份公司 制藥車間 DCS 控制系統(tǒng)設(shè)備 2 主要工藝簡述時監(jiān)控點分析 1 3 氯 4 氟苯胺生產(chǎn) 一 反應(yīng)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(yīng)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(yīng) 硝化反應(yīng)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(yīng)放熱不致引起反應(yīng)溫度的急劇升高從而導(dǎo)致副反應(yīng)的增 加 因此在混酸中進行硝化 可使反應(yīng)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 7 只 IO 點數(shù)統(tǒng)計 每個硝化釜溫度監(jiān)測 3 個 數(shù)量 7 只釜 共 21 點溫度 2 氟化反應(yīng) 氟化反應(yīng)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(yīng) 鹵素交換氟化反應(yīng)是液 固相反應(yīng) 為使反應(yīng)順利進行必 須使用溶劑或相轉(zhuǎn)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(yīng) 本項目使用的氟化劑為無水 KF 相轉(zhuǎn)移催化劑選擇四甲基 氯化銨 反應(yīng)在高溫?zé)o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 12 只 IO 點數(shù)統(tǒng)計 每個釜溫度監(jiān)測 3 個 數(shù)量 12 只釜 共 36 點溫度 2 外圍附屬設(shè)備檢測 氯氣報警器 可根據(jù)實際調(diào)整 水壓監(jiān)測 可根據(jù)實際調(diào)整 寧夏興平精細化工股份公司 制藥車間 DCS 控制系統(tǒng)設(shè)備 3 系統(tǒng)方案設(shè)計優(yōu)點 中自 DCS 系統(tǒng)主要優(yōu)勢 1 CPU 電源 網(wǎng)絡(luò)全部采用 1 1 冗余系統(tǒng) 2 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(shè)置卡件輸入信號類型 整套系統(tǒng) IO 卡件不超過三種 減少庫存?zhèn)湄泬毫?3 多處理器分布設(shè)計 I O 模塊 I O 模板 控制模板 通訊模板 均配置相應(yīng)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 4 系統(tǒng)可以隨時擴容以不變應(yīng)萬變 5 信號智能調(diào)理技術(shù) 采用全數(shù)字化設(shè)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 通道級的自診斷 自校正 自恢復(fù) 6 在線故障診斷技術(shù) 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 寧夏興平精細化工股份有限公司 制藥車間 DCS 系統(tǒng) 4 系統(tǒng)配置方案及報價 一 DCS 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 ST9432 正泰中自工業(yè)控制應(yīng)用軟件 V8 0 開發(fā)運行版 套 1 36000 36000 中自 ST9435 寧夏中自定制軟件 運行版 套 1 10000 10000 中自 ST9441 WindowsXP 中文專業(yè)版 授權(quán)版 套 1 3000 3000 微軟 小計 49000 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 1 8000 8000 DELL ST9603 打印機平臺 平面操作臺 套 1 1500 1500 中自 ST9643 SNET 交換機 臺 2 1200 2400 D link 小計 11900 三 現(xiàn)場控制站 ST9006 標準機柜 800 600 2200 臺 1 4500 4500 中自 ST9004 通訊電纜 套 1 400 400 中自 ST9005 機柜內(nèi)附件 套 1 1000 1000 中自 ST9111 6U 工業(yè)標準機籠 臺 1 3000 3000 中自 ST9121 總線底板 塊 1 2000 2000 中自 ST9132 電源組件 塊 2 1500 3000 中自 ST9134 24VDC 電源組件 塊 1 1500 1500 中自 ST9133 散熱組件 塊 1 1000 1000 中自 ST9161 控制模板 含正泰中自實時控制軟件 V8 0 塊 2 16000 32000 中自 ST9262 32 路集成型開關(guān)量輸入輸出混合調(diào)理模板 含 32 通道 塊 1 4500 4500 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 4 3600 14400 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 60 550 33000 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 0 600 0 中自 ST9172 8 路 AIO 16 路 DIO 通用型轉(zhuǎn)接端子盒 塊 8 500 4000 中自 ST9173 16 路開關(guān)量輸入轉(zhuǎn)接端子盒 塊 0 600 0 中自 ST9174C 16 路開關(guān)量輸出轉(zhuǎn)接端子板 含 16 個10A 繼電器 塊 1 1500 1500 中自 小計 105800 設(shè)備費合計 166700 按實際使用數(shù)量計算價格 二 現(xiàn)場儀表部分 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 制藥車間 DCS 系統(tǒng) 5 SunyTDC9200 集散系統(tǒng)介紹 目 錄 1 SUNYTDCS9200 集散控制系統(tǒng)簡介 60 1 1 SUNYTDCS9200 系統(tǒng)概要 60 1 2 SUNYTDCS9200 的技術(shù)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(yīng)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(luò)結(jié)構(gòu) 62 1 3 1概述 62 1 3 2管理網(wǎng)絡(luò) MNet 63 1 3 3系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò) SNet 64 1 3 7控制網(wǎng)絡(luò) 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 0 32 路 SOE 事件順序記錄模板 ST9233 74 3 0 32 路集成型 DIO 智能調(diào)理模板 ST9262 76 4 0 16 32 路萬用智能調(diào)理模板 ST9271 77 5 0 I 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(shù)性能指標 84 1 7 控制站機籠 84 1 8 控制站機柜 85 1 9 SUNYTECH工業(yè)控制應(yīng)用軟件平臺 88 1 9 1SunyTech 工業(yè)控制應(yīng)用軟件的組成 89 1 9 2SunyTech 工業(yè)控制應(yīng)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(shù)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 3 DCS 接地要求 1 SunyTDCS9200 集散控制系統(tǒng)簡介 1 1 SunyTDCS9200 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(chǔ)上 吸收浙江大學(xué)工業(yè)自動化國家工程研究中心 浙江大學(xué)工業(yè)控制技術(shù)國家重點實驗室 浙江大學(xué)工 業(yè)控制技術(shù)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(guān)與技術(shù)創(chuàng)新實力 并結(jié)合其豐 富的系統(tǒng)集成與工程應(yīng)用經(jīng)驗 經(jīng)過不斷分析總結(jié) 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(shù) 儀表控制技術(shù) 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(fù)雜 多樣工業(yè)自動化構(gòu)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(shè)備 進行技術(shù)改造 如工業(yè)窯 環(huán)保設(shè)備 反應(yīng)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(shè)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(luò)時代的開放化 獨創(chuàng) SmartBus 模塊總線 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)深入到點 為用戶定制特殊模塊 運用 ODBC OPC ActiveX TCP IP 技術(shù) 界面友好 系統(tǒng)開放 基于數(shù)字時代的智能化 智能調(diào)理 通用輸入 適應(yīng)現(xiàn)場信號的復(fù)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 信號 模板 控制器 網(wǎng)絡(luò) 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(luò)任意冗余設(shè)計 自由配置 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(shè)備成本 結(jié)合行業(yè)應(yīng)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 1 2 SunyTDCS9200 的技術(shù)特點 SunyTDCS9200 集散控制系統(tǒng)基于智能化 數(shù)字化 網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計思想 針對中小型工業(yè)設(shè)備或 生產(chǎn)過程 具有模塊化柔性設(shè)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(yīng)時代發(fā)展潮流 吸收最新電子技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 控制技術(shù) 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(gòu)成靈活 界面友好 功能強大 維護簡便的特點 1 2 1 可靠性高 不斷提高產(chǎn)品可靠性 冗余設(shè)計 電源冗余 網(wǎng)絡(luò)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(luò)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(yīng)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(fù) 信號智能調(diào)理與隔離技術(shù) 全電子數(shù)字化設(shè)計 無旋轉(zhuǎn)電位器 無磨損部件 全隔離 隔離配電 自診斷 自校正 自恢復(fù) 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(shè)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(guān)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(shè)計 重要組態(tài)信息冗余化 可恢復(fù) 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(zhì)量保證體系 貫徹于系統(tǒng)設(shè)計 開發(fā) 研制 生產(chǎn) 服務(wù)全 過程 1 2 2 系統(tǒng)開放 遵循標準 以不變應(yīng)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(luò)的概念 支持真正客戶 服務(wù)器模式和 Internet Intranet 瀏覽器技術(shù) 是一種 可伸縮的柔性結(jié)構(gòu) 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大小 可以將不同站點設(shè)計成 I O 服務(wù)器 報警服務(wù) 器 數(shù)據(jù)服務(wù)器 登錄服務(wù)器 校時服務(wù)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(shè)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(shè)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(guān)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(luò)化 自動識別 任意混裝 拆裝方便 組態(tài)簡單 全方位開放設(shè)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(wù)器接口 DDE 數(shù)據(jù)交換接 口 驅(qū)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(jié)構(gòu)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(yīng)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 功能強大 公欲善其事必先利其器 系統(tǒng)完全基于構(gòu)件結(jié)構(gòu) 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(yīng)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(xué)易懂不需專門培訓(xùn) 透明的網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù) 無需任何網(wǎng)絡(luò)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(jié)合浙江大學(xué)數(shù)十年控制理論與控制應(yīng)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(shè)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 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(wù)始于端子 方便用戶使用與維修 在線故障診斷技術(shù) 自動確定故障點 模板可帶電插拔 在線修復(fù) 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(shè)置 選型方便 改型容易 模塊化結(jié)構(gòu) 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(shù)的系統(tǒng)軟件 易學(xué)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(guān)于產(chǎn)品功能 技術(shù) 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(shù)支持 及時迅速地提供系統(tǒng)指導(dǎo) 培訓(xùn) 維護服務(wù) 1 3 SunyTDCS9200 的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 1 3 1 概述 SunyTDCS9200 集散控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)由自上而下的三層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成 分別為 管理網(wǎng)絡(luò) MNet 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò) SNet 控制網(wǎng)絡(luò) CNet 其典型的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)如圖 4 1 所示 圖 4 1 SunyTDCS9200 集散控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu) SunyTDCS9200 集散控制系統(tǒng)中的通訊網(wǎng)絡(luò)擔(dān)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(wù) 因此網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)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(yīng)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(luò)結(jié)構(gòu) 不同網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)不同層次和不同規(guī)模的控制和管理任務(wù) 管理網(wǎng)絡(luò) 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(luò) 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(luò) 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(jié)構(gòu)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 2 管理網(wǎng)絡(luò) MNet 管理網(wǎng)絡(luò) MNet 是 SunyTDCS9200 集散控制系統(tǒng)的最高一級網(wǎng)絡(luò) 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(wù)軟件的操作站 或?qū)Ｓ梅?wù)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(dǎo)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(luò) MNet 主要性能指標表 4 1 所示 網(wǎng)絡(luò)類型 以太網(wǎng) 拓撲結(jié)構(gòu) 樹型 星型等 通訊介質(zhì) 雙絞線 光纖 同軸電纜 是否冗余 不冗余 通訊速度 10M 100M 1000Mbps 網(wǎng)絡(luò)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(zhì)有關(guān) 表 4 1 管理網(wǎng)絡(luò) MNet 性能指標 1 3 3 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò) SNet 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)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(wù)軟件的操作站或?qū)Ｓ梅?wù)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(luò)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(luò) SNet 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖 4 2 所示 圖 4 2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò) SNet 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖 1 3 4 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)基本性能指標和特點 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的通訊介質(zhì) 交換設(shè)備 網(wǎng)絡(luò)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(luò)設(shè)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(zhì)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(luò)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(luò)恢復(fù)正常時 系統(tǒng)幾乎不需要恢復(fù)時間就可重新正常通訊 圖 4 3 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò) SNet 交錯故障示意圖 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)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(luò)在 UDP 協(xié)議的基礎(chǔ)上 大量使用了組播和廣播技術(shù) 從而進一步大大的減輕了網(wǎng)絡(luò)通訊負擔(dān) 對于數(shù)據(jù)傳 輸 SunyTDCS9200 的 SNet 網(wǎng)絡(luò)驅(qū)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(zhì)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(luò)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(luò)不會因通訊負 擔(dān)過重而癱瘓 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò) SNet 基本性能指標見表 4 2 網(wǎng)絡(luò)類型 工業(yè)以太網(wǎng) 拓撲結(jié)構(gòu) 總線型或星型 通訊介質(zhì) 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(zhì)有關(guān) 表 4 2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò) SNet 的主要性能指標 1 3 6 幾種典型控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 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(luò)結(jié)構(gòu) 如圖 4 4 4 6 1 100 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(luò)結(jié)構(gòu) 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(luò)設(shè)備 采用雙絞線連接 使用 RJ45 接口網(wǎng)卡和集線器 4 100 米 185 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(luò)結(jié)構(gòu) 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(luò)設(shè)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 5 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(luò)結(jié)構(gòu) 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(luò)設(shè)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 7 控制網(wǎng)絡(luò) CNet 控制網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)場控制站內(nèi)部使用的網(wǎng)絡(luò) 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(luò)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(luò) Cnet 的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖 如圖 4 7 所示的現(xiàn)場控制站的控制網(wǎng)絡(luò)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 8 控制網(wǎng)絡(luò)基本性能指標和特點 控制網(wǎng)絡(luò)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(luò) 它具有以下特點 多主工作方式 網(wǎng)絡(luò)上任一節(jié)點均可在任意時刻主動地向網(wǎng)絡(luò)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(gòu)成多機備份系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)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(shù) 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(luò)負載很重的情況下也不會出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)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(qū)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(jié)構(gòu) 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(guān)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(zhì)可為雙絞線 同軸電纜或光纖 選擇靈活 控制網(wǎng)絡(luò) CNet 的基本性能指標如表 4 2 所示 網(wǎng)絡(luò)類型 CANBUS 2 0B 現(xiàn)場總線 拓撲結(jié)構(gòu) 總線型 通訊介質(zhì) 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(luò) CNet 的性能指標 1 3 9 靈巧總線 SmartBus 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(luò) 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 操作員站 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(luò) 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(zhì)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(yīng)的系統(tǒng)組態(tài) 系統(tǒng)維護等工程師應(yīng)用的工具 軟件 1 4 1 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(wù)器級計算機 主機操作系統(tǒng)為 WindowsNT 2000 應(yīng)用軟件為 SunyTech7 0 工業(yè)控制應(yīng)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(yīng)用戶的各類操作 利用工業(yè)控制計算機自身的眾多外設(shè) 接口 可以方便的實現(xiàn)各種外設(shè)部件的連接 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(shè)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(luò) SNet 的互連 1 4 2 操作員專用鍵盤 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(jié)構(gòu)設(shè)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(jié)構(gòu)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(chǔ)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(shè)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 圖 4 9 操作員專用鍵盤輸入?yún)^(qū)分布圖 1 4 3 SNet 通訊卡 ST9642 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(luò) 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(luò)自適應(yīng) 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(qū)動程 序 當系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò) 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(guān)章節(jié) 設(shè) 置 SNet 通訊卡的 IP 地址 即可實現(xiàn)接入冗余系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò) SNet 1 4 4 平面式操作臺 ST9603 操作臺用于放置 SunyTDCS9200 操作站的主要構(gòu)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(jié)構(gòu) 可前后開門 方便用戶進行系統(tǒng)維護 操作臺為全金屬結(jié)構(gòu) 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(shè) 備提供良好的電磁屏蔽保護 為了保證電磁屏蔽效果和設(shè)備 人員的安全 要求操作臺可靠接入安 全地 接地電阻不應(yīng)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(jié)構(gòu)如圖 4 12 所示 圖 4 12 打印機臺外形結(jié)構(gòu)示意圖 1 4 5 操作站軟件 SunyTDCS9200 操作站硬件平臺上運行的軟件包括 Windows 操作系統(tǒng) ST9441 Windows2000 Professional SP4 授權(quán)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(xùn)和學(xué) 習(xí) 1 5 控制站 SunyTDCS9200 集散控制系統(tǒng)的控制站是系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò) 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(luò) CNet 將各型 I O 模板連接起來 SunyTDCS9200 控制站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 如圖 4 13 所示 圖 4 13 SunyTDCS9200 控制站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖 SunyTDCS9200 控制站的采用標準機柜 標準機籠的結(jié)構(gòu)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(luò) 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(yù) 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(zhuǎn)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(shù)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 0 控制模板 ST9161 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(qū)動單元和冗余 CNet 驅(qū) 動單元等功能模塊組成 控制模板 ST9161 負責(zé)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(luò)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(zhì) 確保能夠在工業(yè)現(xiàn)場高速穩(wěn)定的實現(xiàn)各類復(fù)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 采用嵌入式微處理器 軍工級品質(zhì) 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(luò)控制器和驅(qū)動接口 1 1 熱備冗余配置 可確?？刂凭W(wǎng)絡(luò)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(luò)控制器和驅(qū)動接口 1 1 熱備冗余配置 可確保系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù) 據(jù)傳輸?shù)膶崟r性和可靠性 采用 CPLD 技術(shù) 實現(xiàn)復(fù)雜可編程邏輯 可進行 CPU 外設(shè)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(shù) 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(wù)實時操作系統(tǒng) QNX 控制程序和控制算法采用模塊化設(shè)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(luò) 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(shù)參數(shù) 控制模板 ST9161 的主要技術(shù)參數(shù)如表 4 3 所示 參數(shù)名稱 技術(shù)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(wù)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(shù)參數(shù)表 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(luò)驅(qū)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(luò) SNet 的接入接口 控制模板 ST9161 的 CNet 網(wǎng)絡(luò)驅(qū)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(luò) CNet 的機籠 間級聯(lián) 一般 CNet 通訊電纜級聯(lián)總長度不應(yīng)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(luò)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 指示燈 意義 正常狀態(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(luò) CNet0 通道狀態(tài)指示 閃爍 不閃爍 COM2 控制網(wǎng)絡(luò) 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 意義 正常狀態(tài) 異常狀態(tài) RXD0 控制網(wǎng)絡(luò) CNet0 接收數(shù)據(jù)狀態(tài)指示 閃爍 不閃爍 RXD1 控制網(wǎng)絡(luò) CNet1 接收數(shù)據(jù)狀態(tài)指示 閃爍 不閃爍 TXD0 控制網(wǎng)絡(luò) CNet0 發(fā)送數(shù)據(jù)狀態(tài)指示 閃爍 不閃爍 TXD1 控制網(wǎng)絡(luò) 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(luò) 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(luò) 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(luò) SNet0 接收數(shù)據(jù)狀態(tài)指示 閃爍 不閃爍 ACT1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò) 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(yīng)注意以 下事項 在撥出控制模板前 應(yīng)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(yīng)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 0 32 路 SOE 事件順序記錄模板 ST9233 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 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(yīng)用于電力 石化等行業(yè) 能監(jiān)測諸如斷開裝置 控制反應(yīng)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 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(shù) 確?，F(xiàn)場信號與系統(tǒng)之間隔離電壓達 1500V 支持冗余 CNet 通訊網(wǎng)絡(luò) 通訊速率 1MBPS 通道與通道間全隔離設(shè)計 使通道或信號故障時不影響其余通道的正常工作 模板自身過流保護功能 當模板因自身故障而引起電流輸入過大時 具有自保護功能 當 故障排除后模板恢復(fù)正常工作 現(xiàn)場信號輸入過流保護功能 即使現(xiàn)場信號與現(xiàn)場高壓動力電路搭接 也不會引起模板損 壞 現(xiàn)場開關(guān)接點阻抗要求低 接點斷開阻抗 25K 接點閉合阻抗 25K 接點閉合阻抗100M 接點閉合阻抗 5 技術(shù)參數(shù) 32 路集成型 DIO 智能調(diào)理模板 ST9262 的典型技術(shù)參數(shù)如表 4 7 所示 參數(shù)名稱 技術(shù)指標 通道數(shù) 32 路 DIO 通道 采樣周期 20ms 輸入電流 DI 每通道 10mA 外形尺寸 264 190mm 42mm 輸出時延 50ms 開關(guān)電流 220VAC 3A 30VDC 5A 或 24VDC 100mA 相對濕度 10 85 RH 無凝結(jié) 模板尺寸 高 233 35mm 寬 160mm 厚 1 75mm 電源功耗 5V 200mA 24V 250mA 工作溫度 0 70 表 4 7 集成型 DIO 智能調(diào)理模板 ST9262 技術(shù)參數(shù)表 4 0 16 32 路萬用智能調(diào)理模板 ST9271 16 32 路萬用智能調(diào)理模板 ST9271 基于全數(shù)字化 全智能化 全網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計思想 采用通用輸 入 智能調(diào)理 靈巧總線技術(shù) 支持模擬量通用輸入 模擬量輸出 數(shù)字量輸入輸出 脈沖量輸入 及其模擬量數(shù)字量的混合輸入輸出 模板支持配置 16 塊智能 I O 調(diào)理模塊 所有模塊全隔離 全 隔離配電 實現(xiàn)通道與通道之間 通道與模板之間的全隔離 支持冗余控制網(wǎng)絡(luò) CNet ST9271 最多可以配置 16 通道的各種類型的 I O 模塊 最多可支持 16 個 AI 模塊 或 16 個 AO 模塊 或 16 個 DI O 模塊 32 路 DI O 或 16 個 PI 模塊或 16 個上述四種模塊的任意組合 16 32 路萬能調(diào)理模板 ST9271 的外形如圖 4 18 所示 圖 4 18 16 32 路萬能調(diào)理模板 ST9271 的外形正視圖 功能特點 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(shè)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(shè)置信號類型 信號量程 并確認接線即可 模板基于 SmartBus 靈巧總線連接信號調(diào)理模塊 信號無損傳遞 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(guān)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(luò)化 自動識別 任意混裝 拆裝方便 組態(tài)簡單 選型方便 改型容 易 信號調(diào)理模塊實現(xiàn)現(xiàn)場信號類型切換 程控放大 非線性補償 溫度補償 量程轉(zhuǎn)換 故 障診斷等功能 模塊的模塊標識 通道標定及配置數(shù)據(jù)采用 EEPROM 在模塊內(nèi)部存儲 方便用戶進行系統(tǒng)擴展和升級 通道保護 在線校正 故障恢復(fù)技術(shù) 確保模塊長期穩(wěn)定運行 全部通道均支持隔離配電 且相互隔離 隔離電壓 500V 支持冗余控制網(wǎng)絡(luò) CNet 波特率 1MBPS 技術(shù)參數(shù) 16 32 路萬用智能調(diào)理模板 ST9271 的主要技術(shù)參數(shù)如表 4 8 所示 參數(shù)名稱 技術(shù)指標 采樣通道 AI AO 16 DI DO 32 PI 16 模擬量輸入 電壓 0 10mV 0 20mV 0 100mV 0 5V 1 5V 電流 0 10mA 0 20mA 4 20mA 熱電阻 Pt100 Cu50 熱電偶 B E J K S T 型 模擬量輸出 電流 0 10mA 0 20mA 4 20mA 數(shù)字量輸入 輸入電壓 15 30VDC 輸入阻抗 導(dǎo)通電阻25K 數(shù)字量輸出 驅(qū)動能力 24VDC 200mA 輸出阻抗 斷開 6 7K 閉合 10 脈沖量輸入 PI 0 30KHz 低電平 0V 5V 高電平 8V 30V AD 采樣位 16 位 模擬量采樣精度 0 1 F S 模擬量輸出精度 0 15 F S 共模抑制 120dB 串模干擾 50dB 隔離阻抗 20M 500V 模板尺寸 高 233 35mm 寬 160mm 厚 1 75mm 電源功耗 5V 150mA 24V 900mA 工作溫度 0 C 70 C 表 4 8 ST9271 模板的主要技術(shù)參數(shù) 5 0 I O 智能調(diào)理模塊 16 32 路萬用智能調(diào)理模板 ST9271 基于靈巧總線 SmartBus 可配置各類 AI AO DI DO PI 智能型信號調(diào)理模塊 通過配置相應(yīng) I O 智能調(diào)理模塊可實現(xiàn)下列模板的功能 ST9211 ST9221 ST9231 ST9241 ST9251 ST9261 ST9271 ST9281 即可取代模擬量輸入 模板 模擬量輸出模板 開關(guān)量輸入模板 開關(guān)量輸出模板 脈沖量計頻模板等 達到靈活配置 現(xiàn)場調(diào)整 減少備件 方便維護 降低成本的目的 特別是 ST9271 萬用智能調(diào)理模板可混配各類 型 I O 智能模塊 實現(xiàn)完全的萬用輸入輸出 1 5 5 1 單路全隔離萬用 AI 模塊 ST9315 1 功能 ST9315 模擬量輸入模塊具有智能型 全隔離 通用輸入特點 能夠接收包括 型電流電壓 型電流 電壓 熱電偶 毫伏 熱電阻在內(nèi)的幾乎所有工業(yè)現(xiàn)場的模擬量信號 其外形如圖 4 19 所 示 ST9315 模塊還具備向現(xiàn)場 24V 二線制 三線制變送器隔離配電的功能 降低工程量的同時 大大提高產(chǎn)品穩(wěn)定性 顯著降低配套成本 圖 4 19 單路全隔離萬用 AI 模塊 ST9315 外形正視圖 2 特點 軟件設(shè)置輸入信號類型 量程范圍 報警信息等 并可以在線修改 在線自診斷 及時反映模塊運行狀態(tài) 幫助用戶判別故障源 在線自校正 能夠根據(jù)模塊工作環(huán)境的變化自動進行零點 增益補償 無需電位器人工校 正 模塊與系統(tǒng)之間 模塊與模塊之間完全隔離 將外部干擾拒之門外 熱電偶信號輸入時自動進行冷端補償 開路檢測 配電功能減輕工程量 減少故障點 WDT 電路設(shè)計 保證模塊正常運行 3 技術(shù)指標 其技術(shù)性能指標如表 4 9 所示 參數(shù)名稱 技術(shù)指標 型信號 0 5VDC 0 10mADC 型信號 1 5VDC 4 20mADC 熱電偶 B E J K S T 毫伏 0 20mV 0 100mV 輸入信號 熱電阻 Pt100 Cu50 輸入阻抗 電壓 10M 電流 250 隔離阻抗 20M 500V 共模抑制比 120dB 串模抑制比 60dB 精度 0 1 F S 電源 24VDC 50mA 配電 30mA 不配電 外形尺寸 長 x 寬 x 厚 68x29x10mm 表 4 9 單路全隔離萬用 AI 模塊主要技術(shù)指標 1 5 5 2 單路全隔離電流 AO 模塊 ST9321 1 功能 ST9321 模擬量輸出模塊具有智能型 全隔離 輸出保護特點 能夠輸出 0 10mADC 4 20mADC 或 0 20mADC 信號 其外型如圖 4 20 所示 圖 4 20 單路全隔離 AO 模塊 ST9321 外形正視圖 2 特點 輸出類型在線組態(tài) 在線修改 在線自診斷 及時反映模塊運行狀態(tài) 幫助用戶判別故障源 模塊與系統(tǒng) 模塊與模塊之間完全隔離 將外部干擾拒之門外 當通訊出現(xiàn)中斷時 能夠維持正常工作并根據(jù)組態(tài)要求保持故障前的狀態(tài)或用戶預(yù)先指定 的結(jié)果 WDT 電路設(shè)計 保證模塊正常運行 3 技術(shù)指標 其技術(shù)性能指標如表 4 10 所示 參數(shù)名