BRC300 中文说明

2.1 桥路控制器 Bridge Controller，BRC
不断进取的ABB贝利在微电子技术高速发展的今天，紧跟其发展步伐适时推出了新一代在线控制与管理模件：BRC300。

它采用最先进的MCF5407 CPU芯片为核心，从而大幅提升了Symphony系统控制器的性能。

最新推出的桥控制器BRC300是一个高性能、大容量的过程数据处理控制器。

主要用于在线控制与管理，是Symphony系统中主要设备之一。

是上一代桥控制器BRC100的升级产品，运算速度更快，处理能力更强。

2.1.1 BRC300的主要功能及特性
BRC300是一高性能的控制处理器。

它能够根据组态完成控制和数据管理等主要功能。

∙具有很好的数据采集及处理能力，它可组成过程数据采集系统，并能够进行多种从简单到复杂的运算；如：过程及管理效率、优化等类型的算法。

∙完成从简单单回路控制到复杂多回路控制及复合类型的控制；如：分批控制、优化控制及多变量控制等。

BRC300的功能特性能够完全覆盖原来的多功能处理器BRC100，它具有如下特性：
∙冗余的控制器：利用相同的组态的冗余模件提供高可用率及容错性能
∙表面安装计数：增强可靠性及集成度
∙高速处理能力：使用先进的32为微处理器
∙对等通信：系统中的任何一个模建军能够通过通信网络得到信息
∙向下兼容：与多功能处理器MFP功能兼容
∙NVRAM电池电源得监视
∙状态输出报警监视
BRC是一个独立的系统控制器。

它能够完成多回路的模拟及顺序控制，以及特殊控制和数据采集及处理。

总之，它完全适应数据密集、程序密集的过程控制应用要求。

该控制器支持多种类型的控制语言如：功能码、Ladder、Batch、C、Basic等。

BRC模件在控制过程的同时，也进行常规诊断。

如果在诊断中发现硬件或软件出现问题，它会产生一个信息以通告操作员。

操作员通过模件前面板的LEDs以及人系统接口接收的状
态报告中获取这一信息。

2.1.2 BRC300的内部结构
BRC300是一具有高性能工业微处理器的职能模件。

它通过相应的电路支持所有的功能。

∙微处理器 Microprocessor
CPU承担模件的运算处理功能。

采用了目前最为先进的MCF5407。

它是一个基于Coldfire V4 的32位宽CPU。

基于RISC架构的CPU使得运算性能高达257（Dhnystone 2.1）MIPS。

CPU同步获取内存中的数据，异步获取通讯口的数据，高速、高效地执行ROM种的各种程序，读取有电池后备RAM中的控制策略，以及进行相应的运算，进而完成策略所规定的过程控制。

∙时钟和实时时钟Clock and Real Clock
它为模件的工作及通讯提供稳定的时钟信号，并同步协调模件各部分的正常运行。

∙存储器Memory
在BRC内共有3种不同用途的存储器，这3种存储器的具体功能是：
▪只读存储器ROM：它存储的是操作系统指令集和功能码数据库；
▪共享存储器SRAM：它存储的是临时文件和系统组态的拷贝；
▪非易失存储器NVRAM：它存储的是功能码组态和用户应用程序，电池后备可以使用户组态策略长时间保存。

∙直接存储器读取部分Direct Memory Access（DMA）
DMA部分容纳了多种功能的通信链。

DMA是指模件的存储器间直接传送数据，而不需要CPU的干预，DMA的运行由ABB设计的芯片控制。

由DMA支持的通信链包括：
▪I / O扩展总线X.B
▪冗余数据链
▪控制总线C.W等
在总线上使用DMA技术大大减少了CPU用于转移数据的工作量，在不增加CPU负荷的前提下加快BRC模件转移数据的速度。

在这种情况下，CPU将不承担数据转移工作，而去完成其它的任务。

∙控制总线Controlway （C.W）
控制总线是控制器间通信的高速总线。

BRC使用这一总线完成同一HCU内其它控制模件的通信。

它的通道速率为1Mbaud，容量最大为32个，设备间采用对等方式通信。

C.W接口使用了一个专用的集成电路，把BRC连接至C.W上，具有完全的DMA特性及2个冗余的通道。

冗余的控制总线通过模件安装单元MMU背板上的印刷电路板工作。

BRC模件同时通过这2个通道进行数据的接收和传递。

这2个通道在接收数据后，由BRC模件对其完成完整性校验。

通过这一方式，使由于电路板或MMU背板的一路故障给C.W通信造成的影响缩到最小。

∙冗余链Redundancy Link
在BRC模件冗余配置时，2个模件间使用一条通信链连接起来。

当主模件处在执行方式时，冗余模件处在热备用方式，并且通过冗余链接收主模件功能块输出的拷贝。

如果主模件产生故障，热备模件会通过该链完成切换而在线，控制过程不会中断。

∙I/O扩展总线I/O Expander Bus（X.B）
IO扩展总线接口是由一个专用的集成电路提供的。

CPU能够在2种不同的方式中选择，即DMA或自动方式。

这一选择由BRC模件自动完成，方式的选择取决于传送的数据量。

无论选择哪种方式，CPU都不会因为等待数据传送而影响自身的处理效率。

BRC通过MMU背板上的P2连接器与I/O扩展总线相连，IO扩展总线可以支持64个低能耗的子模件。

∙状态操作读写部分
桥控制器通过这一部分，来读取用户在模件上完成的设置；监控按钮的操作；驱动模见面板的状态指示灯显示等。

同时，当处理器出现故障时，说明已完成了冗余切换等信息。

2.1.3 BRC300的主要技术参数
2.1.4 BRC300的工作方式
BRC具有三种不同的工作方式，即：
∙组态方式：在该方式下，用户可输入组态。

它接收来自工程组态工具（工程师站）的数据，并通过控制总线发来的组态命令，进而改变NVRAM内的数据。

∙执行方式：在这一方式下，BRC将运行控制策略，处理例外报告，接收输入，修正输出等。

∙出错方式：通过内装诊断程序查出问题，将使模件进入该方式，并迫使模件封锁所有的通道及最终停止运行。

2.1.5 BRC300的运行环境
BRC可以执行由多种语言完成的控制策略。

这些环境包括：
∙由块状控制语言功能码Function Code（FC）组态的控制策略。

▪功能码是指具有制定特殊功能的标准算法（子程序）；
▪功能块是指赋予相应块地址的功能码；
▪规格参数是指赋予功能码的各种运算参数。

∙由C、Basic语言等语句编写的控制逻辑，以及与第三方设备通信的环境。

∙用Batch－90（高级语言）编写的，适于分批、处方等类型的控制策略.
∙用Ladder程序编写的，适于顺序控制的相应策略。

由此可以看出，BRC是控制系统的关键模件，不仅本身处在过程控制的中心地位，而
且还与气它相关设备保持着密切的联系，构成了完整的现场控制单元结构。

2.1.6 BRC300的特点
BRC本身就是一个技术含量很高的产品.它不仅采用了基于RISC架构的高效CPU、高效通讯通道等结构，而且还采用了多任务并行操作的运行模式，使它能够很好执行复杂的过程控制任务。

另外，它的结构完全按照工业过程控制要求的特性而设计。

与通常的过程控制器相比，它有很多适用于过程控制的特点：
∙汇集多种类型的控制方案
BRC可同时完成模拟调节，顺序控制，数据采集等控制任务。

它具有的先进过程控制算法，使模件的任务分配不受其功能的限制。

完全可以遵照工程师对被控制过程的了解，来灵活地分配系统中的BRC。

∙内置多任务的操作系统
设计者可以将一个BRC内的控制策略分成八个不同的部分,并且每部分都可具有不同的执行周期。

这样的设计可以使同一个控制器，同时控制具有不同要求的过程对象，并对过程实现相应的分级管理。

例如：在一个控制器内，可以把参与联锁控制的组态放在高段内，使其具有较快的响应特性；而把相应的调节控制，数据采集的组态放在较低的段内，使其获得常规响应时间。

这样的分级处理可以做到物尽其用，发挥控制器多任务操作系统的功能。

其结果是用户不同等级的控制策略放在同一个BRC中，利用选择不同的执行周期，使BRC与工艺设备或过程对应起来，而不会割裂工艺工程的完整性。

∙具有在线组态能力
BRC拥有在线修改组态相关参数的能力，允许模件不退至组态方式就可修改相应的参数。

这一特性将大大方便用户对组态的维护。

同时也有助于系统在现场的调试与改进。

∙采用冗余化的结构
冗余的BRC在主、从之间可自动完成切换，无需人工干预。

由于在控制器间随时交换着运算结果、中间变量等数据，所以在完成切换过程中，不会丢失任何数据。

∙固化多种类型的功能码
在BRC内，固化着200多种能够满足用户各种控制策略设计需要的功能码。

这些功能充分体现了ABB多年从事过程控制系统所积累的经验。

同时，也给用户充分表达自己的高超设计水平提供了手段。

∙强调相互独立的运行模式
在HCU内，BRC间的通讯将自动建立，不需要人工干预，也互不干预、互不影响。

一个
BRC故障，或者拔出乃至投运都不影响其它BRC的工作。

如果与BRC通讯的设备（如串行通讯口）故障，也同样不影响BRC其它功能的执行。

∙实现上电自动工作
BRC在上电过程中它将自动进入正常工作状态，无需人工干预。

∙尊重统一的设计风格
BRC的外形尺寸等机械结构设计，与其它模件保持完全一致。

且采用了统一的系统连接、安装方式，做到系统的标准化与系列化。

∙满足带电插拔的要求
BRC可以在线带电插拔，使得维护过程中更换模件变的非常方便。