CENTUM_CS3000_系统介绍(中文)

CENTUM CS3000 系统介绍
ISD-MASP-S04020 Copyright © Yokogawa Electric Corporation September 9, 2006
March 6, 2020
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横河集团在中国的子公司
横河电机（中国）商贸有限公司(YCH) 横河电机（苏州）有限公司 (YCS) 上海横河国际贸易有限公司 (YSH) 横河川仪有限公司 (CYS) 上海横河石化自控有限公司(YSS) 横河西仪有限公司 (YXC) 苏州横河电表有限公司 (SYC) 上海横河电机有限公司 (YSI)
0.999 999 897 ; Aug. 1988 to Nov. 2001 (Six nines)
CENTUM CS/CS 3000 Availability
0.999 999 973 ; Jun. 1993 to Nov. 2002 (Seven nines)
CENTUM-V Availability Duplexed-CPU FCS’s total runtime, Apr. ’82 to July ’98 609,330,270 hrs (approx. 70,000 years)
•Up to 32 device per segment
我们能够保证如下数据的真实性。（已通过测试）
•HIS,ENG和FCS站的总数可多达256个 •可以通过划分域的方式，减轻控制网络的负荷 •系统最多可分16个域,一个域中最多可配置64个站 •系统TAG总数可以达到1,000,000个 (IO点,算法块,过程变量,顺控逻辑等.)
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大规模应用的系统配置
Ethernet
Ethernet
HIS
Vnet/IP
Domain connection
FCS
FCS
In an FFCS
•Up to 480 analog I/O
•Up to 1920 digital I/O
•Up to 4000 sub-system I/O
ooo
(Note) Definition of “system failure” -- Simultaneous failure of two or more loops
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横河电机(中国)
西安：系统销售、工程、售后服务 员工人数：250
北京：系统销售、工程、售后服务 员工人数: 50
无锡：系统工程 员工人数: 57
苏州：、流量计、记录仪生产
★
员工人数: 800
上海：流量计生产
员工人数: 120
★ ★ ★★
★
重庆：压力变送器生产、系 统销售、工程、售后服务 员工人数: 350
COPS
CENTUM CS CENTUM CS3000
EWS
PICS
1983
198V8neDt ual
Байду номын сангаас
Re1d0unMdBaIPnCStS Token Pass
HIS
10 MBPS
CENTUM V Dual ReduCnEdaNnTt UM-XL/μXL
Token Pass ENGS
COPS2 COPSV
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CS3000的冗余配置
所有数据在每个HIS中随时进行同步 Dual HIS
全冗余配置方案:
电源模件冗余 处理器模件冗余 通讯模件冗余 IO模块冗余
Dual Vnet/IP
Duplex CPU
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苏州：电表生产 员工人数: 490
上海：销售、工程、售后服务总部 员工人数: 200
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DCS系统市场形势
❖ 用户需要什么？
通过灵活的设备选择以最低的价格配置最优的控制系统
• 保护投资利益,优化投资利用率。 更高的性能/价格比的控制系统
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横河公司 CENTUM系统的发展历程 (一)
上世纪70年代末到80年代初，工厂仪表及自动控制的技术得到了发 展。
现场接口
控制站
现场设备
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CS3000 现场控制站(FCS)
8 FIO slots
Vnet/IP
EC401 ESB bus coupler
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采用高运算速度的CPU，
一个控制器可以处理上千个
控制回路.
彻底的冗余技术实现了工厂的
无停车运行:
•电源冗余
•处理器冗余 •通讯冗余 •IO模块冗余 一旦某个工作的模件发生 故障或切除，系统能自动 快速无扰切换至冗余的模 件,毫不影响系统运行
输入/输出系统 •多种类型 •传统信号:热偶,热阻,电流,电压,开关量
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FFCS
CENTUM CS3000的IO扩展
•Up to 120 FF segments
•Up to 32 device per segment
In an FCS
•Up to 1280 analog I/O
•Up to 4096 digital I/O
ooo
ooo
•Up to 4000 sub-system I/O
•Up to 128 FF segments
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横河公司 CENTUM系统的发展历程 (二)
CENTUM DCS系统是日本横河 电机于1975年推出的，世界 上第一套DCS系统。
CENTUM CS3000 R3 日本横河 电机目前最新的DCS系统。
•灵活的系统结构 Several loops to huge number of loops.
•通过微处理器实现了分散控制 − Function (for reliability) − Danger (for safety) − Loading (for economy)
•虚拟的操作盘 Operators can monitor the plant status in a CCR. Local panels are virtually concentrated in a terminal.
每个处理器模件含两个CPU芯片: 每个CPU芯片各自独立运行.
结果检测
两个CPU的处理结果随时进行相互 比较.
如果处理结果不相同,则立即切换
到后备处理器模件.
(以避免瞬时误差的影响)
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CENTUM Reliability Data
CENTUM-XL Availability
•现场总线仪表:HART,FF,PROFIBUS..... •输入/输出冗余配置
•可远程安装,支持远程IO
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处理器模件采用充电电池作数据 存储的后备电源 ,电池保持时间 不小于72小时,且无需更换电池, 处理器模件具有LED自诊断指示
CP451 CPU module Power supply unit Note: Two I/O slots are to be used for Node extension.
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FCS (现场控制站) 性能
处理器：RISC CPU VR5432 存储器：32MB ECC 工作主频：133MHZ
•简单的操作 Alarm display, Control loop, Trend graph, Graphic Panels, Overview are available
控制网络 on a display. •灵活的IO配置 One operation terminal to many terminals.
横河中国董事长 笹田学 横河电机（中国）総経理 青山淳
红色: 横河电机100%独资子公司 蓝色: 与中国企业的合资子公司
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员工人数：2,300 (截至2006年)
• 在保持DCS原有的优点，如可靠性，实时性的前提下，实现符合 工业标准的开放型系统。
消除地域限制，及时安全的进行信息通讯
• 远程监测和安全通讯。
在保持控制系统原有的稳定､持久的最优性能前提下，减少系统运 行和维护费用。
• 以最低的维护费用实现控制系统的正常运行。
• 需要以现场总线为基础的，优良的诊断功能,以实现对现场设备 的管理。
EOPS
BCV
PFCS BCV
LFCS KFCS
CFCS2 CFCD2 CFFS
CFCSEFCD
CFCSCFCD
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2005
1Gbps Dual Redundant Router
大规模、复杂的控制回路得到应用，代替了传统的常规单回路控制; 由于要求控制更优化、更安全、更可靠，要求系统必须具备自动开/停
车、顺序控制、连锁以及复杂计算等功能。
1975年诞生了横河的CENTUM DCS系统 ，这是世界上第一套DCS系统:
通过不同的部件组合来方便地构成系统，以实现集中监视分散控制; 任何部件的故障不影响其他设备的正常运行; 对于任何不同的部分都能更简便的维护; 操作员可以早在同一个屏幕上看到更多的信息。
Vnet 10 Mbps
Vnet/IP 1 Gbps
HF-BUS 1 Mbps
1993
2000 1998
F-BUS 250 kbps
HF-Bus
1MBPS Dual Redundant
1975
Token Pass CENTUM
F-Bus
250 KBPS Dual Redundant
Token Pass
Dual Vnet
Dual Power
系统可用性:99.99999% MTBF:17000000小时
Dual I/O modules
Analog, Digital, Fieldbus, Serial
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处理器冗余机制 -- Pair&Spare --
两块处理器模件各自独立工 作，处理器模件间可进行无缝 切换.
四CPU容错技术
运行处理器
INPUT
热备处理器
BUFFER
BUFFER
CPU SYNC CPU COMP BUFFER
CPU SYNC CPU COMP
BUFFER
OUTPUT
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CENTUM CS 3000系统概貌
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CENTUM CS3000 的性能特点
人机接口
操作
•多种的控制功能 PID, Ratio, Cascade, Sequence, Interlock etc. Plant optimization is possible for many types of application.