ECS100技术规格(内部参考资料)
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43
GCS-1: 小逻辑控制系统
Arcnet
44
GCS-1 单元
48KB程序空间 A-CPU B-Modbus接口 C-IO D-电源 E-底座 F-指示灯 G-扩展口
45
GCS-200系统结构
GCS-200的硬件为富士电机设计生产（Fuji：ProgressIO）！
46
GCS-200 的主控制器体积将近占机柜的1/3
20
ECS-100 系统级容量
每套系统最大15个控制站和32个操作站或工程师站。 端子和卡件同柜时，每个机柜可配1只电源机笼和3只卡件 机笼；仅配卡件柜时，可配1电源笼加6卡件笼。 每对主控最多可挂8个机笼（128块IO）。 每个主机柜最多可配置5V（75W）电源1对，24V（150W） 电源1对。端子柜可配置4只24V电源。
PhotoMOS
烧不到 的部分 8路选通 控制信号 74HC138
PhotoMOS
输入电压信号 通道7 通道8
PhotoMOS
A/D 转 换 及单片机
IO总线 接口
PhotoMOS
PhotoMOS就是 光耦控制的开关。
隔离 电源
系统 电源
31
ECS-100的TC和RTD输入卡
特点： 1）8路共用一个16位Sigma-Delta A/D转换器； 2）TC单路扫描时间60ms，整板扫描时间1s； 3） RTD单路扫描时间90ms，整板扫描时间 1.6s； 4）采用PhotoMOS开关选通AI信号，来实现所 谓的点点隔离，当其中一路信号烧毁后端的 A/D电路，则8路同时不能工作，无法实现路间 隔离的主要目的。 5）精度0.2%。 6）由于采用PhotoMOS开关，RTD可以冗余（切 换式冗余，即备卡平时是切断的）。
41
Sview 过程数据库数据处理流程
过程数据库通过I/O 驱动器实现与现场硬件的通讯。 在控制系统中的数据流向为： 现场控制硬件（FCU）→ I/O 驱动器→驱动器映像 表（DIT）→扫描报警控制（SAC）→过程数据库 （PDB）→数据浏览（LINK）。
42
ECS-100相对于JX-300X的主要改变
7
JX-300X 通用RTD输入卡
特点： 1）共2路Cu50或Pt100全范围输入，每路用1个24V入24V出DC/DC电源; 2）测量Pt100时精度为0.2%, 测量Cu50时精度为0.5%； 3）采用双积分型A/D转换器。
8
JX-300X Pt100小量程专用RTD输入卡
特点： 1）共2路Pt100输入，每路用1个24V入24V出DC/DC电源; 2）仅用于Pt100在0－200°C范围，绝对精度0.2 °C（聚合反应釜场合）； 3）采用Sigma－Delta型A/D转换器。
32
ECS-100的AO输出卡FW372
特点： 1）共8路电流输出，每路用1个24V入24V出DC/DC电源，实现路间隔离; 2）精度0.2%； 3）采用PWM型D/A转换（PWM周期9.8ms)，集电极电流输出结构。
33
ECS-100的HART仪表处理方案
特点： 1）通过FW356 HART分离 卡分离HART信号； 2）分离出来的数字信号 经独立的RS485去上位机； 3）分离出来的4－20mA 信号再进入普通的FW351 AI卡； 4）RS485转成RS232后， 以19.2kbps速率与上位 机通讯； 5）整个HART处理系统实 际上是一个外挂系统， 这样可以降低公司的整 体成本（即可以使不带 HART协议的大量AI卡成 本较低），这种外挂方 式实际上是可以外购的。
主控制器：CPU从24MHz 16位单片机P51XA，变成32位 ARM芯片（估计是Philip公司LPC2000系列的ARM7）。 I/O：单卡点数从2AIO（点点隔离）4AIO（非点点隔离） /8DIO增加为8AIO/16DIO；A/D转换器由双积分型变成 Sigma-Delta型；变送器配电可在端子板上安装4路隔离电 源；模拟量精度从0.2%~0.5%提高到0.1%~0.2%；隔离技 术成本降低，但同时从JX300X的真点点隔离，演变成 ECS100的伪点点隔离。 ECS100增加了外挂式HART解决方案。 ECS-100的上位软件功能较JX-300X丰富、灵活、复杂。 总之，由于单板点数的增加和隔离性能的降低，从综合硬 件成本上看，ECS-100比JX-300X要低。从软件功能上， ECS-100比JX-300X有很大的提高。
16
ECS-100 控制站结构
10Mbps 以太网
准备改成10Mbps 以太网
RS-485 冗余总线
TTL电 平非冗 余总线
17
ECS-100 主控机笼(配FW243主控卡)
18
ECS-100机笼后视图
1 2 3 4 5 6
19
ECS-100的接地
保护地(即安全地), 系统地(即逻辑地,直流电源地),屏 蔽地三地直接在本机柜一根汇流排上接地.
这些Supcon标签下是Fuji Electric 该主控制器的备件供应和价格是用户要面临的问题.
47
引入GCS-200的目的
ECS-100在做大型项目时，容量、速度、可靠性等方面仍 存在难以克服的问题。 ECS-100的主控制器，仍然是系统的一个薄弱环节。 在上位软件功能变得强大的同时，ECS-100的系统网络的 一些问题凸现出来。 引进Fuji的GCS-200，一方面可以在一些大型项目上暂时 获得一个解决方案，同时也可以借助Fuji的系统引进和学习， 来获得将来升级ECS-100的经验。
34
ECS-100的SupView 组态套件
无论是类C编程,还是支持IEC61131-3 的图形编程,最后都翻译为标准C.
35
SupECS-100 每站可自定义中间变量
1字节变量:4096点
8
用于开关量定义,包含开关和颜色信息. 用于表示整型变量或半浮点变量(-8~7.9999). 半浮点:最高位为符号位，其后三位为整数位，其余为小数部分， 整数部分与小数部分之间小数点消隐。例如半浮点数2.5可表示为 当半浮点数运算困 难时转换为整数运算，半浮点数2.5转换成整数为10240。 用于表示长整型变量或标准浮点数(1.175490351E-38~3.402E+38). 用于流量累积用途. 高2字节为空+4字节长整数部分+2字节半浮点数 作为小数部分。
9
JX-300X AO卡
特点： 1）共4路电流输出，每路用1个24V入24V出DC/DC电源，实现路间隔离; 2）精度0.2%； 3）采用PWM型D/A转换，集电极电流输出结构。
10
JX-300X DI卡
特点： 1）每卡8路整机笼共地线输入； 2）或每卡7路本卡共地线输入； 3）查询电源与系统电源隔离； 4）查询电流2.5mA； 5）去抖时间25ms； 6）双线DI接法时，需转接。
TB351-R AI端子板 PM351：4路限流保护，尺 寸约74mm*29mm，通过32 芯插座于AI端子板连接。
28
ECS-100 AI卡带隔离配电端子示意图
特点： 1）8路共用一个16位Sigma－Delta A/D转换器； 2）单路扫描时间35ms，整板扫描 时间300ms； 3）采用PhotoMOS开关选通AI信号， 来实现所谓的点点隔离，当其中一 路信号烧毁后端的A/D电路，则8路 同时不能工作，无法实现路间隔离 的主要目的。 4）精度0.1%。 5）每路变送器可单独配电。
GCS-1
2001
JX-100
1993
ACS-2000 主控制器 198？
从JX-300到JX-300X,主要是软件变化,硬件变化不大.
2
JX-300X 体系结构
10Mbps以太网
3
JX-300X 控制站结构
10Mbps 以太网
RS-485 冗余总线
TTL电 平非冗 余总线
4
JX-300X主控卡
13
JX-300X 系统软件包
14
ECS-100的C/S体系结构(使用iFix，目前已停用）
主要变化：（1）主控升级；（2）系统软件升级
10Mbps以太网
主控采用32位ARM
15
ECS-100的当前主流软件结构 2004年，ECS-100的软件开发在JX-300X的基础 上完成升级。 目前主流的软件仍用AdvanTrol（自主开发版，简 单，易用） 新版的AdvanTrol软件，主要针对系统网络进行了 一些改进，比如从原来的定时数据传送，改成变化 传送（模拟量需要先定义死区）。
21
ECS-100 控制站容量
22
ECS-100电源模块
Lambda 公司型号
23
ECS-100 主控和通讯卡种类
其中：FW245型主控是安装在电源机笼内。 FW243型主控CPU估计是Philips公司LPC2138FBD64，工作主频44Mhz。
24
ECS-100的FW245型主控外形
双机冗余线插座
2字节变量:2048点
8 8
4字节变量:512点
8
8字节变量:256点
8
37
ECS-100的数据类型
厂家提示----浮点型：用于浮点运算（注意：浮点运算需要 很多系统资源，特别是浮点的除法运算，建议尽量少用浮点 运算）。 中控在2004年,针对ECS-100系统速度慢的问题,专门立项改进 （即“ECS-100提速”项目）.
注意:路间隔离属于横向隔离,与其对应的“通道与系统隔离”属于纵向隔 离.纵向隔离的目的也有两点: (1)切断现场地和系统地之间的地环电流和共模电压,提高测量精度; (2)现场端故障不向纵深方向烧毁系统(只烧接口层电路).
30
ECS-100: 采用PhotoMOS做隔离的示意图
同一时刻只 选通1路，所 以 路 间 加 250V时，就 能通过验收 测试，但不 是真正的路 间隔离。 通道1 通道2
38
ECS-100 的两种扩展数据类型
所以, ECS-100的PID等运算采用百分型定点数运算,即过程量为0~1.0, 其运算结果仍用定点数(中控称为半浮点数)表示,最大约为-8~8.
39
ECS-100 标准函数块举例
半浮点 半浮点 半浮点
40
Sview软件使用死区限大量压缩历史数据
左图中的死区为2.5,只 有当数据偏离前一次记 录点2.5以上时,才将该 数据记入历史库,所以16 点实时数据最后只有3点 记入历史库文件.国外的 DCS一般将这种处理方法 称为例外报告 (Exceptional Report).
11
JX-300X DO卡
特点： 1）每卡8路整机笼共地线输出； 2）或每卡7路本卡共地线输出； 3）每路50mA@24VDC.
12
JX-300X的SOE系统
特点：
1）是一个相对独立的外挂系统； 2）通过9.6kbps的RS-485将SOE事件单独传送给上位机； 3）SOE卡件先将事件缓存； 4）一张SOE卡为主卡，负责提供绝对时间和卡间相对时间同步。
FW245是配合“ECS提速”项目推出的 主控，目前尚未批量使用。
25
ECS-100 I/O种类
26
ECS-100 AI类型
27
ECS-100的变送器配电小模块
PM351I：4路隔离电源 每路28mA输出，带限流保 护，尺寸约74mm*29mm， 通过32芯插座于AI端子板 连接。 该位置插配电模块
29
AI 路间隔离的主要目的
单路损坏不影响其它通道工作
要求所有AI通道不能共用A/D转换器等电路.
路间存在高共模电压差,路间干扰大甚至不能工作或烧毁.
比如:离子膜工艺中,电槽单元电压对于保护昂贵的离子膜是一个很关键的 参数，需采集每个单元电压并参加报警、连锁。DD复极槽装置是5台串联， DN复极槽是四台串联，而每台电槽由29个电槽单元组成，正常时每个单元 电压约为3.25V，这样电槽单元电压测量信号的共模输入电压最高可达 500V以上。
JX-300X和ECS-100特点介绍
2005.6.6
SUPCON控制系统产品线
ECS-100 JX-300X
1999 2000样机 2001试用 2004批量 高端DCS产品线
中小型 DCS产品线
JX-300
1996
小型PLC系统
GCS-200 JX-200
1994 ProgressIO 2000 OEM 2003 OEM 台湾盟立 Mantra 控制器
采用Philips单片机P51XA系列 （工作在24MHz，8051单片机的16位升级版） 程序空间512 KB 用户空间256 KB
5
JX-300X 卡件一览
6
JX-300X SP313电流输入卡处理框图
特点：
1）共4路电流输入，每2路共用1个24V入24V出DC/DC电源; 2）用于路间隔离时只能当2路使用； 3）变送器供电采用隔离24V电源（2路共用1只DC/DC)； 4）采用双积分型A/D转换器，精度0.2%. 5）电压和TC输入卡SP314的原理与电流卡SP313相似，精度也为0.2%.
GCS-1: 小逻辑控制系统
Arcnet
44
GCS-1 单元
48KB程序空间 A-CPU B-Modbus接口 C-IO D-电源 E-底座 F-指示灯 G-扩展口
45
GCS-200系统结构
GCS-200的硬件为富士电机设计生产（Fuji：ProgressIO）！
46
GCS-200 的主控制器体积将近占机柜的1/3
20
ECS-100 系统级容量
每套系统最大15个控制站和32个操作站或工程师站。 端子和卡件同柜时，每个机柜可配1只电源机笼和3只卡件 机笼；仅配卡件柜时，可配1电源笼加6卡件笼。 每对主控最多可挂8个机笼（128块IO）。 每个主机柜最多可配置5V（75W）电源1对，24V（150W） 电源1对。端子柜可配置4只24V电源。
PhotoMOS
烧不到 的部分 8路选通 控制信号 74HC138
PhotoMOS
输入电压信号 通道7 通道8
PhotoMOS
A/D 转 换 及单片机
IO总线 接口
PhotoMOS
PhotoMOS就是 光耦控制的开关。
隔离 电源
系统 电源
31
ECS-100的TC和RTD输入卡
特点： 1）8路共用一个16位Sigma-Delta A/D转换器； 2）TC单路扫描时间60ms，整板扫描时间1s； 3） RTD单路扫描时间90ms，整板扫描时间 1.6s； 4）采用PhotoMOS开关选通AI信号，来实现所 谓的点点隔离，当其中一路信号烧毁后端的 A/D电路，则8路同时不能工作，无法实现路间 隔离的主要目的。 5）精度0.2%。 6）由于采用PhotoMOS开关，RTD可以冗余（切 换式冗余，即备卡平时是切断的）。
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Sview 过程数据库数据处理流程
过程数据库通过I/O 驱动器实现与现场硬件的通讯。 在控制系统中的数据流向为： 现场控制硬件（FCU）→ I/O 驱动器→驱动器映像 表（DIT）→扫描报警控制（SAC）→过程数据库 （PDB）→数据浏览（LINK）。
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ECS-100相对于JX-300X的主要改变
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JX-300X 通用RTD输入卡
特点： 1）共2路Cu50或Pt100全范围输入，每路用1个24V入24V出DC/DC电源; 2）测量Pt100时精度为0.2%, 测量Cu50时精度为0.5%； 3）采用双积分型A/D转换器。
8
JX-300X Pt100小量程专用RTD输入卡
特点： 1）共2路Pt100输入，每路用1个24V入24V出DC/DC电源; 2）仅用于Pt100在0－200°C范围，绝对精度0.2 °C（聚合反应釜场合）； 3）采用Sigma－Delta型A/D转换器。
32
ECS-100的AO输出卡FW372
特点： 1）共8路电流输出，每路用1个24V入24V出DC/DC电源，实现路间隔离; 2）精度0.2%； 3）采用PWM型D/A转换（PWM周期9.8ms)，集电极电流输出结构。
33
ECS-100的HART仪表处理方案
特点： 1）通过FW356 HART分离 卡分离HART信号； 2）分离出来的数字信号 经独立的RS485去上位机； 3）分离出来的4－20mA 信号再进入普通的FW351 AI卡； 4）RS485转成RS232后， 以19.2kbps速率与上位 机通讯； 5）整个HART处理系统实 际上是一个外挂系统， 这样可以降低公司的整 体成本（即可以使不带 HART协议的大量AI卡成 本较低），这种外挂方 式实际上是可以外购的。
主控制器：CPU从24MHz 16位单片机P51XA，变成32位 ARM芯片（估计是Philip公司LPC2000系列的ARM7）。 I/O：单卡点数从2AIO（点点隔离）4AIO（非点点隔离） /8DIO增加为8AIO/16DIO；A/D转换器由双积分型变成 Sigma-Delta型；变送器配电可在端子板上安装4路隔离电 源；模拟量精度从0.2%~0.5%提高到0.1%~0.2%；隔离技 术成本降低，但同时从JX300X的真点点隔离，演变成 ECS100的伪点点隔离。 ECS100增加了外挂式HART解决方案。 ECS-100的上位软件功能较JX-300X丰富、灵活、复杂。 总之，由于单板点数的增加和隔离性能的降低，从综合硬 件成本上看，ECS-100比JX-300X要低。从软件功能上， ECS-100比JX-300X有很大的提高。
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ECS-100 控制站结构
10Mbps 以太网
准备改成10Mbps 以太网
RS-485 冗余总线
TTL电 平非冗 余总线
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ECS-100 主控机笼(配FW243主控卡)
18
ECS-100机笼后视图
1 2 3 4 5 6
19
ECS-100的接地
保护地(即安全地), 系统地(即逻辑地,直流电源地),屏 蔽地三地直接在本机柜一根汇流排上接地.
这些Supcon标签下是Fuji Electric 该主控制器的备件供应和价格是用户要面临的问题.
47
引入GCS-200的目的
ECS-100在做大型项目时，容量、速度、可靠性等方面仍 存在难以克服的问题。 ECS-100的主控制器，仍然是系统的一个薄弱环节。 在上位软件功能变得强大的同时，ECS-100的系统网络的 一些问题凸现出来。 引进Fuji的GCS-200，一方面可以在一些大型项目上暂时 获得一个解决方案，同时也可以借助Fuji的系统引进和学习， 来获得将来升级ECS-100的经验。
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ECS-100的SupView 组态套件
无论是类C编程,还是支持IEC61131-3 的图形编程,最后都翻译为标准C.
35
SupECS-100 每站可自定义中间变量
1字节变量:4096点
8
用于开关量定义,包含开关和颜色信息. 用于表示整型变量或半浮点变量(-8~7.9999). 半浮点:最高位为符号位，其后三位为整数位，其余为小数部分， 整数部分与小数部分之间小数点消隐。例如半浮点数2.5可表示为 当半浮点数运算困 难时转换为整数运算，半浮点数2.5转换成整数为10240。 用于表示长整型变量或标准浮点数(1.175490351E-38~3.402E+38). 用于流量累积用途. 高2字节为空+4字节长整数部分+2字节半浮点数 作为小数部分。
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JX-300X AO卡
特点： 1）共4路电流输出，每路用1个24V入24V出DC/DC电源，实现路间隔离; 2）精度0.2%； 3）采用PWM型D/A转换，集电极电流输出结构。
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JX-300X DI卡
特点： 1）每卡8路整机笼共地线输入； 2）或每卡7路本卡共地线输入； 3）查询电源与系统电源隔离； 4）查询电流2.5mA； 5）去抖时间25ms； 6）双线DI接法时，需转接。
TB351-R AI端子板 PM351：4路限流保护，尺 寸约74mm*29mm，通过32 芯插座于AI端子板连接。
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ECS-100 AI卡带隔离配电端子示意图
特点： 1）8路共用一个16位Sigma－Delta A/D转换器； 2）单路扫描时间35ms，整板扫描 时间300ms； 3）采用PhotoMOS开关选通AI信号， 来实现所谓的点点隔离，当其中一 路信号烧毁后端的A/D电路，则8路 同时不能工作，无法实现路间隔离 的主要目的。 4）精度0.1%。 5）每路变送器可单独配电。
GCS-1
2001
JX-100
1993
ACS-2000 主控制器 198？
从JX-300到JX-300X,主要是软件变化,硬件变化不大.
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JX-300X 体系结构
10Mbps以太网
3
JX-300X 控制站结构
10Mbps 以太网
RS-485 冗余总线
TTL电 平非冗 余总线
4
JX-300X主控卡
13
JX-300X 系统软件包
14
ECS-100的C/S体系结构(使用iFix，目前已停用）
主要变化：（1）主控升级；（2）系统软件升级
10Mbps以太网
主控采用32位ARM
15
ECS-100的当前主流软件结构 2004年，ECS-100的软件开发在JX-300X的基础 上完成升级。 目前主流的软件仍用AdvanTrol（自主开发版，简 单，易用） 新版的AdvanTrol软件，主要针对系统网络进行了 一些改进，比如从原来的定时数据传送，改成变化 传送（模拟量需要先定义死区）。
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ECS-100 控制站容量
22
ECS-100电源模块
Lambda 公司型号
23
ECS-100 主控和通讯卡种类
其中：FW245型主控是安装在电源机笼内。 FW243型主控CPU估计是Philips公司LPC2138FBD64，工作主频44Mhz。
24
ECS-100的FW245型主控外形
双机冗余线插座
2字节变量:2048点
8 8
4字节变量:512点
8
8字节变量:256点
8
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ECS-100的数据类型
厂家提示----浮点型：用于浮点运算（注意：浮点运算需要 很多系统资源，特别是浮点的除法运算，建议尽量少用浮点 运算）。 中控在2004年,针对ECS-100系统速度慢的问题,专门立项改进 （即“ECS-100提速”项目）.
注意:路间隔离属于横向隔离,与其对应的“通道与系统隔离”属于纵向隔 离.纵向隔离的目的也有两点: (1)切断现场地和系统地之间的地环电流和共模电压,提高测量精度; (2)现场端故障不向纵深方向烧毁系统(只烧接口层电路).
30
ECS-100: 采用PhotoMOS做隔离的示意图
同一时刻只 选通1路，所 以 路 间 加 250V时，就 能通过验收 测试，但不 是真正的路 间隔离。 通道1 通道2
38
ECS-100 的两种扩展数据类型
所以, ECS-100的PID等运算采用百分型定点数运算,即过程量为0~1.0, 其运算结果仍用定点数(中控称为半浮点数)表示,最大约为-8~8.
39
ECS-100 标准函数块举例
半浮点 半浮点 半浮点
40
Sview软件使用死区限大量压缩历史数据
左图中的死区为2.5,只 有当数据偏离前一次记 录点2.5以上时,才将该 数据记入历史库,所以16 点实时数据最后只有3点 记入历史库文件.国外的 DCS一般将这种处理方法 称为例外报告 (Exceptional Report).
11
JX-300X DO卡
特点： 1）每卡8路整机笼共地线输出； 2）或每卡7路本卡共地线输出； 3）每路50mA@24VDC.
12
JX-300X的SOE系统
特点：
1）是一个相对独立的外挂系统； 2）通过9.6kbps的RS-485将SOE事件单独传送给上位机； 3）SOE卡件先将事件缓存； 4）一张SOE卡为主卡，负责提供绝对时间和卡间相对时间同步。
FW245是配合“ECS提速”项目推出的 主控，目前尚未批量使用。
25
ECS-100 I/O种类
26
ECS-100 AI类型
27
ECS-100的变送器配电小模块
PM351I：4路隔离电源 每路28mA输出，带限流保 护，尺寸约74mm*29mm， 通过32芯插座于AI端子板 连接。 该位置插配电模块
29
AI 路间隔离的主要目的
单路损坏不影响其它通道工作
要求所有AI通道不能共用A/D转换器等电路.
路间存在高共模电压差,路间干扰大甚至不能工作或烧毁.
比如:离子膜工艺中,电槽单元电压对于保护昂贵的离子膜是一个很关键的 参数，需采集每个单元电压并参加报警、连锁。DD复极槽装置是5台串联， DN复极槽是四台串联，而每台电槽由29个电槽单元组成，正常时每个单元 电压约为3.25V，这样电槽单元电压测量信号的共模输入电压最高可达 500V以上。
JX-300X和ECS-100特点介绍
2005.6.6
SUPCON控制系统产品线
ECS-100 JX-300X
1999 2000样机 2001试用 2004批量 高端DCS产品线
中小型 DCS产品线
JX-300
1996
小型PLC系统
GCS-200 JX-200
1994 ProgressIO 2000 OEM 2003 OEM 台湾盟立 Mantra 控制器
采用Philips单片机P51XA系列 （工作在24MHz，8051单片机的16位升级版） 程序空间512 KB 用户空间256 KB
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JX-300X 卡件一览
6
JX-300X SP313电流输入卡处理框图
特点：
1）共4路电流输入，每2路共用1个24V入24V出DC/DC电源; 2）用于路间隔离时只能当2路使用； 3）变送器供电采用隔离24V电源（2路共用1只DC/DC)； 4）采用双积分型A/D转换器，精度0.2%. 5）电压和TC输入卡SP314的原理与电流卡SP313相似，精度也为0.2%.