日本横河CSDCS系统结构及硬件介绍
CS3000CENTUMCS3000系统的介绍
LITHUANIA(1)
100 50
GERMANY (204)
HUNGARY (37)
AUSTRIA(30)
100
NETHERLANDS (140)
TOTAL 18,232 PROJECTS
SOUTH AMERICA
COSTA RICA (1) URUGUAY(1)
ARGENTINE (9)
PERU (1) CUBA (2) VENEZUELA(3)
能。
R3.01: •新型I/O
•支持Windows XP系统 •SOE功能 •新的硬件
•16通道模拟量输入、输出卡 •内置安全栅的FIO卡件 •FIO继电器端子板
R1
Oct.’98
Dec.’97
CENTUM-CS3000 ISD-MASP-S04020
Copyright © Yokogawa Electric Corporation September 9, 2004
Token Pass CENTUM
F-Bus
250 KBPS Dual Redundant
Token Pass
COPS
CENTUM CS CENTUM CS3000
EWS
PICS
1983
198V8neDt ual
Re1d0unMdBaIPnCStS Token Pass
横河DCS系统概述
横河DCS系统概述
横河电机的DCS系统（Distributed Control System，分散控制系统）是一个先进的过程控制系统，旨在监控和控制复杂工业过程中的各个子系统。DCS系统由多个分布式控制器组成，这些控制器通过网络连接，与各
个子系统通信，并执行操作和控制任务。本文将对横河DCS系统进行详细
的概述，包括其系统架构、功能和优势。
系统架构：
横河DCS系统由多个分布式控制器组成，这些控制器通过网络连接，
与各个子系统通信。每个分布式控制器都可以执行多个控制任务，并具有
数据采集、处理和存储的能力。横河DCS系统采用模块化设计，可以根据
工艺过程的要求进行灵活的配置和定制。
功能：
1.过程控制：横河DCS系统可以对各个子系统进行实时控制，包括温度、压力、流量等参数的调节。它可以根据工艺要求自动执行相应的操作，保持过程状态的稳定和一致性。
2.数据采集和处理：横河DCS系统能够实时采集各个子系统的数据，
并进行处理和分析。它可以监测过程变量的变化，并生成趋势图和报表，
帮助操作人员分析和优化工艺过程。
3.故障诊断和报警：横河DCS系统具有故障诊断和报警功能，可以监
测和检测工艺过程中的异常情况。一旦出现故障或异常，系统会发出警报，并提供详细的诊断信息，帮助操作人员及时采取措施。
4.资源管理：横河DCS系统可以有效管理和优化资源的使用，包括能源、原材料和人力资源。它可以监测和控制能源的消耗、原材料的供应和使用情况，并提供相应的优化建议。
优势：
1.灵活性：横河DCS系统采用模块化设计，可以根据工艺过程的要求进行灵活的配置和定制。它可以与其他控制系统集成，实现更高级的控制和协调。
横河PLC DCS系统概述
目录
4．横河DCS系统CENTUM VP（原液）技术方案基本内容 (1)
4.1.横河电机简介 (1)
4.1.1系统结构 (7)
4.1.2系统特点 (8)
4.1.3系统组成 (15)
4.1.4 网络(V net/IP) (25)
4.1.5远程I/O网络 (26)
4.1.6系统软件包 (26)
4.1.7环境 (27)
4.1.8机柜和接线 (27)
4.1.9接地 (28)
4.2系统配置 (28)
4.2.1总则 (28)
4.2.2 DCS的配置 (29)
4.2.3系统构成图 (31)
4.2.4机柜布置典型示意图 (32)
4.2.5 DCS 装置供货设备清单 (33)
4．横河DCS系统CENTUM VP（原液）技术方案基本内容
4.1.横河电机简介
本项目供货商-横河电机（中国）有限公司是横河电机公司（横河电机Electric Corporation）在中国境内注册的独资子公司，横河电机公司一个专注于测量、控制和信息领域的技术领先的工业自动化控制领域的驰名公司，始建于1915年9月1日，总部设在日本东京。横河电机公司是全球自动化领域著名的、专业化的自动化和过程技术解决方案供应商，在工业自动化产品制造领域有100年的历史，其产品在很多领域处于世界领先地位。横河电机公司在全球有4个区域中心，分别分布在美国、荷兰、新加坡和中国；另外横河电机公司在全球有18个制造厂，有90个子公司分布在29个国家。横河电机公司全球职员19000多人，其中在中国地区的职员为2200多人。横河电机公司全球营业收入超过34亿美金。
横河CS300DCS概述
CENTUM CS
1993年推出的多窗口操作站系统。
CENTUM CS 3000
– 趋势窗口 – 窗口调用菜单
其它操作功能
• 报警级别
• 信息监视窗口
其它操作功能
• 用户登录
点击带红框按钮 弹出入右图所示 对话框
键盘介绍—操作控制功能键
增加目标值 减小目标值 快速键，按该键的同时数据以4倍的 速度增加/减少
键盘介绍—操作控制功能键
设置功能块为串级或半自动模式
回路状态改变键，自动改手动
回路状态改变键，手动改自动
键盘功能键介绍—画面调用键
系统报警画面键，调出系统报警画面 全屏输出 操作和监视窗口与其它Windows应用程 序窗口之间进行前后切换 消去键，消去屏幕上显示的画面
键盘功能键介绍—画面调用键
报警画面键，调出报警一览画面 操作指导信息画面键，调出操作指导信 息画面 控制分组画面键，调出控制分组画面 调整画面键，调出一个位号的调整画面
– 以仪表面板图的形式显示功能块 状态和数据并进行操作的一类特 殊窗口
• 仪表面板的种类
日本横河CS3000_DCS系统结构及硬件介绍方案
CENTUM-XL
CENTUM CS 1000/3000 1998
1988
1993
CENTUM CS
1981
1975 第一代CENTUM
世界上第一台 DCS
1984 CENTUM-V
CS3000的位置
横河DCS的主要应用行业
• 化工 • 石化 • 电力 • 冶金
CSቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ000系统结构
CS3000基本构成
8 个FIO插槽
1#------8#槽位
Vnet/IP接口
供电单元
ESB BUS接口 卡
CPU卡
电源分配板
Vnet/IP的FFCS-L接口
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
FFCS-L 配置
FFCS-L
FFCS-L
CP451 CP45 1 PW48 X PW48 X
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
FCS 现场控制站的构成
横河DCS系统硬件介绍ppt课件
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
三、FCS硬件构成
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
三、FCS硬件构成
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
三、FCS硬件构成
机柜型FCU外型及构成。
电源分 配板
NODE 电源分 配板
电池单元
主电源 分配板
FIO BUS接口单元 风扇单元
供电单元
FIO BUS接口卡 处理卡
二、HIS硬件构成
2.2.3 操作员键盘 防尘防水平面触摸键，9针RS232接口或USB接口，可发出7种电子报警音响。
方式选择钥匙 窗口调用键
功能键
数据键入键
操作控制键
其它键
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
一、CS3000系统构成及设备
横河中控系统CS3000 介绍.ppt
YSS
新型 CS 3000 R3.01系统构成
Ethernet
Enclosed Display Style Console HIS
Open Display Style Console HIS
HIS
HIS/ENG
Vnet
SFCS
ER bus
(Enhanced Remote bus)
有2种节点类型 本地节点 • 与FCU安装在同一机柜内 • 用于快速反应控制 远程节点 • 在现场设备附近安装 • 减少布线安装费用
FCU
安装在现场设备附近
用于快速反应控制
Local node Local node
Remote node
<现场>
Remote node
<控制室>
特点(2)
ooo
LFCS
FF-H1
ooo
KFCS (FCS for FIO)
RFCS2 (new migration type FCS)
最小系统配置
V net 总线
HI S人机接口站
(PC/AT兼容机)
FCU
本地节点 ANB10*
开关量信号 模拟量信号
ANB10*：本地节点单元
最小配置
HIS
系统规模
最大Domain配置
横河DCS系统CS3000系统培训PPT课件
► CS 3000 is a key part of Yokogawa’s solutions and features: ▪ Open environment for optimizing the whole production ▪ Optimal operating environment ▪ Hardware upgradeable to the latest technology ▪ Durable system that can be optimized your plant ▪ Minimizes total cost of ownership ▪ Increases profit ▪ Powerful engineering functions
P5
YCH LCS DCS培训资料
横河 DCS系统发展史
CENTUM 已经发展成为真正意义上的开放系统
第二代 CENTUM
CENTUM-XL
CENTUM CS 1000/3000 1998
1988
横河DCS操作
电源分 配板
NODE 电源分 配板
NODE 电源分 配板 电池单元
电池单元
外部接口单元
主电源 分配板
FIO BUS接口单元 风扇单元
3.5 处理器卡件指示灯的含义
HRDY——灯亮硬件自诊断正常。 RDY——灯亮硬件和软件运行正常。 CTRL——处理卡运行指示灯，灯亮运行，
灯灭后备。
COPY——数据拷贝时灯亮，拷贝结束灯灭。
系统默认权限级
2、 使用操作员键盘改变权限级别
系统默认权限级
四、操作监视窗
CS3000/CS1000操作监视窗主要分两大类：系统窗口和用户定义窗口。
1、系统窗口显示格式固定。
主要有：
系统信息窗 导航窗
调整窗
操作指导信息窗 信息监控窗
仪表面板窗
过程报警窗 高级报警过滤窗
过程报告窗
历史信息报告窗
2、用户定义窗口。
4、系统信息窗的构成
系统信息窗按钮 系统信息窗信息显示区
系统信息窗图标显示区 系统信息窗时间日期显示区
4.1、系统信息窗按钮
信息监视 窗口 操作指导信息
预设窗口 导航窗口 切换键 全屏拷贝 清屏按钮
窗口操作菜单 系统报警窗口 窗口切换菜单 用户进入窗口
工具栏
名字输入窗口
消音按钮
过程报警窗口
4.2、系统信息窗信息显示区
日本横河公司集散控制系统(DCS)STARDOM概述
日本横河公司集散控制系统（DCS）STARDOM概述
1、DCS 硬件的详细描述及控制功能
横河电机（YOKOGAWA）是专业从事控制系统产品的研发及制造的厂商,1975年在世界上第一个推出DCS产品。其DCS一向以高可靠性著称于世，在世界上已有十五万套横河电机的DCS在运行，其DCS在中国的市场占有率在50%以上。
横河公司先进的STARDOM产品，它的灵活性，可靠性以及性价比非常高。其中处理器，电源，以太网络全部配置成冗余工作的方式，而且功能强大的操作软件及服务器软件可以保证控制系统的更好的运行。
STARDOM 系统结构图
下面描述一个典型的STARDOM DCS系统的主要配置。
在这个实例中，5个分控站分别配置了5套最先进的STARDOM 系列控制站和操作站，其中控制站全部采用冗余的控制方式，即双控制器，双电源，双通讯卡，实现控制系统
完全冗余，保证系统在主控制器发生故障时，无扰动的切换到后备控制器进行工作，而不会影响整个生产控制。其中处理器选用FCN 控制器型号为NFCP100，CPU为32位处理器 , 内存 32M, 最大 I/O数：8,192 入/ 8,192 出数字量
或 4000 模拟量, 支持冗余控制, 所有I/O模块可带电插
拔, 配有CPU备用电池, 具有保护功能, 通讯接口：两个
10BASET的以太网端口，一个RS232 串口。保证控制系
统与操作站及中心控制室组成星型工业以太网进行通讯。
接地电阻要求100Ω以下，因此系统的抗干扰能力很强。
每个控制室配有二个带光纤接口的以太网交换机型号：S2008B 负责冗余以太网光纤通讯，每个交换机具有8个 RJ45端口，及一个光纤端口。
横河CS系统概述与硬件构成
FFCS-L（Vnet-IP）
AFV10S, AFV10D
Field Control Unit Duplexed Field Control Unit (for Vnet/IP, for FIO, 19“ 导 轨安装类型)
现场控制站（FCS）
• 构成：
– 现场控制单元：FCU – 输入输出节点单元：Node Unit、节点卡 – 输入输出模块：IOM – 内部总线：ESB，ER，RIO及连接器 – 电源：100-120VAC或200-240VAC、备用电源
HRDY（绿）：当自诊断硬 件正常时亮，否则灭。
RDY（绿）：当软硬件都正 常时亮，否则灭。
CTRL（绿）：冗余的FCU 的处理器卡服务时亮，灭表示 在备用状态；对于冗余的FCU， 正常时右侧处理器卡服务。
COPY（绿）：冗余的FCU 的处理器卡复制数据时亮，完 成复制就灭；当处理器卡被更 换，或是进行了离线下装后， 备用的处理器卡会进行数据的 复制。
国别
厂家
产品
Honeywell
TDC2000 TDC3000 TPS PKS
美国
FisherRosemount
Foxboro
RS3 DeltaV I/A A2
Westinghouse WDPF WDPF II
ABB
Industrial IT
日本 Yokogawa Yamatake
横河DCSCS3000中文资料
横河DCS3000中文资料
CENTUM CS3000/CS1000中文资料主要对CS3000、CS1000的硬件（包括各卡件的目录如下：第一章：CS1000/CS3000系统硬件介绍
1.1：CS1000/CS3000系统构成及其设备
1.1.1：CS3000系统构成规格
1.1.2：CS1000系统构成规格
1.2：系统硬件介绍 1.
2.1：人机界面站（HIS）的种类及其硬件要求
1.2.1.1：集成类人机界面站
1.2.1.2：通用PC类人机界面站
1.2.1.3：操作员键盘
1.2.2：通用PC机做工程师站
1.2.2.1：通用PC机作为工程师站的硬件要求
1.2.2.2：网卡“VF701”的作用极其相应设置
1.2.3：现场控制站（FCS）的种类极其硬件规格
1.2.3.1：CS3000系统FIO总线型现场控制站（KFCS2/KFCS）
1.2.3.2：RIO总线型现场控制站（LFCS2/LFCS）
1.2.3.3：FIO总线型紧凑型现场控制站（FFCS）
1.2.3.4：RIO总线型紧凑型现场控制单元（SFCS/PFCS）
1.2.4：CS3000/CS1000的网络介绍
1.2.4.1：V—net/VL—net
1.2.4.2：Ethernet
1.3：I/O模块简介 1.3.1：LFCS2/LFCS/SFCS/PFCS卡件简介
1.3.1.1：I/O模块与插件箱的选择
1.3.1.2：I/O模块详细列表
1.3.1.3：I/O模块与输入/输出信号电缆的连接说明
1.3.2：KFCS2/KFCS/FFCS卡件简介
1.3.
日本横河CS3000系统介绍
R3.01
Jan.’02
R1: •Windows NT •DDE,OPC •系统容量较小
R2
Oct.’98
R1
CS3000
Dec.’97
May.’01
R3.01: •新增 I/O卡件 (FIO) •PRM (Asset Management) •冗余的 FOUNDATION Fieldbus •兼容FF HIST •可从V/XL版本转化 •支持两个监视器
HIS 人机接口站的功能
逻辑图显示窗口
* 当选用逻辑图显 示软件包时，用户 可以判断回路联锁 情况，便于日常维 护。
YOKOGAWA XIYI 24
HIS 人机接口站的功能
顺控表显示窗口
• 显示内容 ： 运行模式，报警状态，扫描方式， 以及信号条件和规则状态
YOKOGAWA XIYI 25
HIS 人机接口站的功能
应用软件：Office 2000/XP(可选)
YOKOGAWA XIYI 14
HIS 横河提供部件
V-net接口: VF701网卡 用于安装PC的盘台 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
YOKOGAWA XIYI 15
HIS 人机接口站的功能
HIS人机接口站功能 (1)
* 当选用长时趋 势软件包时，记 录时间可根据硬 盘容量由用户自 定义。
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EC401 EC401 CP451 CP451
PW48X
PW48X
ESB 总线
本 地 节 点
EC401:ESB总线接口（PCU侧） SB401:ESB总线接口（I/O插件箱侧）
ooo
最新•ooo F的OU现ND场A网T••IO络最最N技•多多F每ie术41l段02d08b最0uF多sF子段4系8 I统/O点I/O
•PROFIBUS
最大的系统构成 (经过实际测试)
•HART
4-20mA
• •
H为IS减和小FC网S数络量负最荷多，热 数可分阻 字达配,量热到成偶5多,1脉2个个冲控。制域。
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。
Vnet
紧凑型FCS
FCS
FFCS •最大480 点模拟量I/O F•C最S 大1920点数字量I/O •最• 最大多4010208点0模子拟系量统 II//OO
• 最多1920数字量 I/O
• 最多4096 数字量 I/O
• 最C多PU40, 0电0源子,系网统络I都/O可双重化
ooo
• 最多64 FF段，每段最多48 I/O点
FIO: Max. 8
达 6个 模块
最低配置
达8 个 模块
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。
最高配置
SB401 SB401 PW48X PW48X
SB401 SB401 PW48X PW48X
EC401 EC401 CP451 CP451 PW48X PW48X
1#------8#槽位
Vnet/IP接口
供电单元
ESB BUS接口 卡
CPU卡
电源分配板
Vnet/IP的FFCS-L接口
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
FFCS-L 配置
FFCS-L
FFCS-L
CP451 CP451 PW48X PW48X
EC401 EC401 CP451 CP451 PW48X PW48X
V net/IP
ESB 总线
总节点 最多 15 个 (本地+远程) 本地最多10 个
FFCS-L 配置
EB401 EB401 SB401 SB401
PW48X
PW48X
SB401 SB401 PW48X
PW48X
SB401 SB401 PW48X
•PLC’s 以太网通讯 •PLC’s串行通讯
• 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
系统介绍
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。
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
CENTUM 已经发展成为真正意义上的开放系统
第二代 CENTUM
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ插槽 为空；冗余使用时，相邻的 奇偶槽安装。
FFCS-L
达 6个 模块
达8 个 模块
SB401 SB401 PW48X PW48X
SB401 SB401 PW48X PW48X
– 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
FCS 现场控制站的构成
FFCS-L(AFV10)外形
8 个FIO插槽
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
操作员键盘（可选）
• 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
CENTUM CS3000系统概貌（Vnet/IP）
HIS
ENG
PRM（工厂资源管理） Exaopc
Vnet路由器
FFCS-L
CS3000 on Vnet CS CS 1000
Field network
1000M bps
modbus
PLC
GSGW
通用子系统网关
OPC Server 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。
最大系统构成 最小系Eth统ern构et 成
Vnet
系统构成规模(FIO)
Ethernet
HIS
HIS
合理的费用.
•FCS软件.
•带有操作和构成功能的软件的PC.
域连接
FFCS
通用PC可在本地采购
FFCS • 最多480模拟量 I/O
V net/IP
ESB 总线
总节点 最多 15 个 (本地+远程) 本地最多10 个
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。
CENTUM-XL
CENTUM CS 1000/3000 1998
1988
1993
CENTUM CS
1981
1975 第一代CENTUM
世界上第一台 DCS
1984 CENTUM-V
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