海洋平台HIMA火气系统结构与原理

HIMA系统

一、概述

HIMA厂家生产的HIQuad系统分为H41Q和H51Q系统，

它们根据其安全性及可用性分为3类：

1、MS: MONO Safety-related System (单一配置的安全系统)，系统的CPU、I/O卡件不冗余。

结构图：现场传感器将安全相关的信号传送给单一的配置的输入模块，经过输入模块的处理，再将输入信号经输入输出总线即IO BUS进入CU模块，经过CU模块的运算处理，将结果通过IO BUS传送给单一配置的输出模块，最后输出到现场执行机构。

2、HS: High Availability Safety-related System (有较高使用性的安全系统)，系统CPU冗余，I/O 卡件不冗余。

结构图：现场传感器将安全相关的信号传送给单一配置的输入模块，经输入模块的处理，再将输入信号通过IO BUS传递给冗余配置的CU模块，经过CU模块的运算处理，将结果通过IO BUS传给单一配置的输出模块，最后输出到现场执行机构。

3、HRS: Highly Recommended Safety-related System (强力建议使用的安全系统)，系统的CPU、I/O卡件全冗余。

结构图：现场的传感器将安全相关的信号传递给冗余配置的输入模块，经输入模块的处理后，将输入信号经各自的IO BUS传递给冗余配置的CU模块，经CU模块处理运算后，通过各自的IO BUS传递给冗余配置的输出模块，最后输出结果并联叠加到现场的执行机构。

其中H41Q最多能带13块I/O卡件，如果做成冗余系统只能做6对冗余，且是左右冗余；H51Q系统主机架最多可带16块子机架，如果做成冗余系统可以实现8对子机架上下冗余。

二、系统硬件介绍

平台上使用的HIMA的系统为H51Q-HRS系统，CU及I/O卡件的全冗余大大提高了安全系统的可靠性。平台上的HIMA H51Q-HRS系统包含一个电源分配单元，一个主机架和八个子机架，其中八个子机架两两冗余。图中1.1指的是子机架的逻辑地址，第一个1指的是总线编号，第二个1指的是机架编号。

系统外观图

1、主机架硬件介绍

主机架型号为B5233-2 包含1个机笼、主机架背部电路板、3块电源模块、1块电源监控模块、2块冗余的CU 模块及2块冗余的通讯模块组成。 1.1、机笼

H51Q 系统采用的主机架机笼型号为K1412B,它有5个单元高、19英寸宽，正面带有可摇动标签架，内部装有3个型号为K9212的风扇，底部有电缆托盘。

电源分配单元 主机架 子机架 子机架 子机架 子机架 1.1

2.1

1.2

2.2

1.2、主机架背部电路板

1块Z1001电路板作为主机架上的背板，3块Z6011电路板用来接受输入的3路24V 电源，2块Z6013电路板用来给看门狗信号供电，1块Z6018电路板监测保险丝和风扇的状态，4块F7546做总线终端。

1.3、主机架卡件配置

1-6槽位固定安装3块F7126作用是把电源由24V 转换成5V 给系统使用，7槽位固定安装1块F7131作用是监控电源卡件的运行状态，8、9和15、16槽位固定安装冗余的CU1和CU2，型号为F8650x 。

19英寸宽

可摇动标签架 风扇

5个单元高

电缆托盘

1.3.1、F7126电源模块

F7126电源模块将24VDC主电源转换为5VDC的系统电源，输入和输出电压之间具有安全隔离功能且具有过压保护和限流功能.输出具有短路保护功能。F7126电源模块的前面板有测试用插孔以及用于调整输出电压的电位器。各冗余电源模块输出电压的差值不大于0.025V，保证了F7126电源模块冗余供电时的负载平衡。

1.3.2、F7131带存储电池的电源监视模块

F7131对电源模块输出的5V电压进行状态监视；最多可监视3个电源模块。前面板有3个LED指示灯即3个状态监视位（bit），用于在中央单元CU的诊断显示和计算机用户程序的操作。在I/O子机架套件B9361内，完成对3个电源模块（PS1~PS3）的功能监视。

1.3.3、F8650X中央处理模块

中央处理模块包含两个时钟同步的微处理器μp1和μp2，每个微处理器都有自己的存贮器，一个处理器处理实际数据和程序，另一个处理反转（Inverted）的数据与程序。可测试的硬件比较器，用于两个微处理器的外部存取，在故障情况下，看门狗被设置为安全状态，并送出报警信息。供操作系统与用户程序使用的闪存Flash–EPROM 1MB，数据内存SRAM 1MB中的数据存贮器连接I/O总线、DPR和冗余CU的多路转换器。两个电隔离的RS485接口，传输率：最高57600bps，通过开关设置为9600bps和57600bps，或者通过软件设置为其它传输率。用于系统、I/O级和用户程序信息的诊断显示的两个LED。

1.3.4、F8627X快速以太网卡

串行接口FB无功能不能用；以太网接口，IEC 802.3规程，10BaseT或100BaseTX，RJ45口，接入交换机实现ESD系统与上位机及PCS系统的通讯；高速串行通讯接口，使用BV 7053电缆，通过RJ-12接口将高速冗余（HSR）通讯模块连接，实现冗余通讯卡件的连接，正常运行时，通讯线是没有作用的，当在程序下装过程中，把程序下装到CU1后，可以通过通讯线自动进行CU2程序的下装。

F8627X IP地址的确定：取决于系统的站号即CU上设置的BSN号码。

2、子机架硬件介绍

子机架型号为B9302-0.5 包含1个机笼、子机架前16个槽位可安装的I/O卡件，第17个槽位固定安装的F7553 通讯模块，4块7133 4通道电源分配模块，以及一根型号为BV 7032-0.5的输入输出总线，0.5表示这个电缆长度为0.5m。