CENTUM—CS3000系统简介及应用
CENTUM CS3000系统简介
过程报警
第4章 CENTUM-CS集散控制系统
1．过程报警按钮
☞点选此按钮可以调出过程报警窗口。
☞红色闪烁：表示发生了过程报警，但其内容未被确认。
☞红色持续并不闪烁：表示发生了过程报警，但其内容 已被确认。 ☞常规颜色：表示没有发生过程报警。 2．系统报警按钮 ☞点选此按钮可以调出系统报警窗口。出现系统报警信息后，按 钮会有相应提示。 ☞红色闪烁：表示发生了系统报警，但其内容未被确认。 ☞红色持续并不闪烁：表示发生了系统报警，但其内容已被确认。
第4章 CENTUM-CS集散控制系统
☞操作模式的改变：
☞数据输入：
☞输出值/设定值操作按钮：点击这两个按钮，出现 此界面为渐进式的改变相应数据项。
第4章 CENTUM-CS集散控制系统
4．5
画面的监视和操作
1 总貌画面
2
3 4 5
控制组画面
调整画面 趋势画面 过程报警画面
6
7
操作指导画面
流程图画面
第4章 CENTUM-CS集散控制系统
4．4．4 数据输入仪表面板数据区域
数据区域
仪表面板
趋势曲线
第4章 CENTUM-CS集散控制系统
4．4．5 仪表面板操作
工位名称/注释
操作模式 报警状态 输出值 输出值操 作按钮 数据输入区 数据项/数据/单位
仪表上限 报警值设定范围 设定值操作按钮 仪表下限
AMN11、12/16
AMN11、12/16 AMN11、12/16 AMN11、12/16 AMN11、12/16 端子
AAM11/1 电流/电压输入卡/BRAIN协议 1B AAM12 APM11 AAM51 mV、热电偶、RTD输入卡 脉冲输入卡 电流/电压输出卡
横河DCS系统-CS3000应用教程
CS3000应用
CS3000没有软驱的安装 Windows_xp SP2系统下的设置 CS3000项目备份及工程师站故障
恢复 CS3000与其它系统的通讯 时钟同步
CS3000应用
帮助文档的使用
操作站的权限设置 流程图文件的下装
绘图时修改直线的长短 FCU的状态显示灯 PB复位按扭的制作
TCP 协议是MODBUS RTU/ascii协议封装成TCP报文的， 本质上没有太大差异，但一个运行于232或485串行通讯平 台，一个是运行于以太网平台。
ASCII、RTU
LRC域是一个包含一个8位二进制值的字节。LRC值由传输设 备来计算并放到消息帧中，接收设备在接收消息的过程中计 算LRC，并将它和接收到消息中LRC域中的值比较，如果两值 不等，说明有错误。 CRC域是两个字节，包含一16位的二进制值。它由传输设备 计算后加入到消息中。接收设备重新计算收到消息的CRC， 并与接收到的CRC域中的值比较，如果两值不同，则有误。 CRC是先调入一值是全“1”的16位寄存器，然后调用一过程 将消息中连续的8位字节各当前寄存器中的值进行处理。仅每 个字符中的8Bit数据对CRC有效，起始位和停止位以及奇偶校 验位均无效。
CS3000系统介绍
图 1 CENTUM CS3000 系统设备图
3
深圳极光自动化
CENTUM CS3000 分散型生产控制管理系 统
2.2 CENTUM-CS3000 的主要特点
Ø 综合性：CENTUM-CS3000 是一套功能齐全的产品。综合各种控制、综合各种管理、综合各 种自动化、综合实时控制数据和其它信息数据。
Ø 高可靠性：CENTUM-CS3000 双重化控制站采用 4CPU 容错冗余技术（Pair & Spare），可 以实现在任何故障及随机错误产生的情况下连续不间断地控制。模块采用表面安装技术，具有 1500VAC/分抗冲击性能；FF 现场总线与 CS3000 系统的连接测试以获得 FF 现场总线基金会 的通过（世界第一）；系统接地电阻为 100 欧姆等多项高可靠性尖端技术，使系统具有极高的
is 速度 10MB/S，使用 10-Base-2 同轴电缆时距离最长 185 米；使用 10-Base-5 同轴电
缆时距离最长 500 米；使用光纤时为每段距离最长 2KM 最大为 8 段即 15KM。可选
g 择冗余配置和非冗余配置。
l 控制接点数(Node) : 10 个/KFCS
nRe FCU U ESB bus
3. 系统硬件结构说明
3.1 FCS 控制站技术说明
3.1.1 控制站类型
CENTUM CS3000 现场控制站有三种类型；
1- KFCS 型：使用 FIO 型过程输入/输出卡件和内部 ESB 网络和远传 ER-网络。基本规格如
下：
d lFCU 控制器- CPU 使用 RISC 技术的 RS4300：内存 16MB 带误码矫正（ECC）； e 可选择 冗余容错配置 4CPU；容错配置 2CPU 及双电源和双路供电系统。
横河DCS系统_CS3000应用教程[专家指导]
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专业资料
4
Vnet/IP
▪ 系统有一对冗余的Vnet/IP网过程控制网
络。它是连接操作接面站，现场控制站
等元件的实时控制网络。采用符合 IEEE802.3和UDP/IP标准的复用控制网 络V-Net/IP，控制网的传输速度高达 1Gbps/S为了确保网络能够在最理想的 状态上运作，每个domain能支持64个站 点。整个系统总共能有１６个domain或 ２５６个站点。
两种情况：
1更换了新的控制器。
2控制器冷启动。
拷贝完成后此灯灭。
专业资料
13
• RCV:指示Vnet/IP 通讯. 1 代表 Vnet/IP bus1 2 代表Vnet/IP bus2. 正常时他们交替闪烁，故障时灭。
• SYNC:当顺控事件管理器的时钟与网 络的时钟同步时此灯闪烁。
专业资料
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• SND:指示Vnet/IP 通讯. 1 代表 Vnet/IP bus1 2 代表Vnet/IP bus2. • STATUS(1,2,3,4,5,6,7,8):指示控制器 模块的状态。正常时所有全灭。
▪ CS3000与其它系统的通讯
▪ 时钟同步
专业资料
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CS3000应用
▪ 帮助文档的使用
▪ 操作站的权限设置 ▪ 流程图文件的下装
▪ 绘图时修改直线的长短 ▪ FCU的状态显示灯 ▪ PB复位按扭的制作
专业资料
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CS3000应用
▪ CALCU计算模块的应用 ▪ SW-33直接连到调节阀的错误 ▪ 模块属性常数选项的应用 ▪ ST16和LC64模块的自动运行 ▪ PID模块的模式锁定和跟踪(同时控
模拟量电流输出模件双重化，待机侧的模件个数算0.5的数量
CS3000操作参考
CS3000系统操作一、CENTUM CS3000系统概述CENTUM CS3000是日本横河公司的产品。
我厂的醋酐装置和丙烯酸5kt/a新扩建的DCS应用此系统。
CS3000系统主要设备：●HIS（Human Interface Station）人机接口站（操作站）：用于操作和监视。
采用Windows 2000作为操作系统的通用PC机。
PC机上装有VF701卡,作用是把PC机接入V-net网，以实现操作站功能。
●ENGS（Engineering Station）工程师站：用于组态、仿真调试及操作监视。
采用Windows 2000、Windows XP作为操作系统的通用PC机。
数据库放在工程师站。
●FCS（Field Control Station）控制站：用于过程I/O信号输入输出及处理，完成模拟量调节、顺序控制实时运算等实时控制功能。
●V-NET适时网络：是HIS、ENGS、FCS和其它设备信息通信的适时通讯网络，标准冗余配置。
●ETHERNET以太网：作为HIS、ENGS及上位管理系统之间通讯网络。
●BCV (BUS Converter)总线转换器:将使用V-NET的设备同使用其它适时通讯网络的如CENTUM-XL控制系统连接。
丙烯酸装置应用BCV将新老系统相连.二、CS3000系统基本构成1、系统构成如下图所示：2、控制站的I/O卡件控制回路：01-F4-S5,S6-1111A 11B TB192#安全栅柜2221FN2-2016NKFD2-CD-EX1.32-+19102-+AOM01-F4-S1,S2-1111B 11A1#安全栅柜2221TB3FN1-2016NKFD2-STC4-EX1-+1873-+AIM 2016NFC2016N FTA.SFV-2016N3、部分模拟量控制模块表DI、DO点在硬卡件通道处标上位号就可使用。
顺序控制应用顺控表和逻辑图实现。
三、HIS基本操作1、操作站操作介绍可用操作键盘上的按键操作或用监视监视窗口菜单条上的图标操作。
CENTUM-CS3000的实际应用
七、系统故障及处理
4．V-net网络故障查找及处理 net网络故障查找及处理
故障现象：1、出现系统报警声音和记录。 2、操作站的网络自诊断信息画面内，故障的 “V-net”提示符显示为红色。 3、严重时，CRT上的实时数据显示为一串“*” 号，工艺操作无法进行。 处理过程：1、将V-net网络上各站逐个完全脱开确认。在对HIS站点确 认时，可直接停本站电源，若故障点就是当前站，则在 将其停电后，整个V-NET网立即恢复正常。 2、在已确定是某一条总线例如是BUS1的故障时，则确认过 程中不应再去对BUS2进行任何操作，以确保BUS2单网 稳定运行。 3、检查完V-NET网上的各站后，若仍未发现问题所在，则 再对终端电阻进行检查。
九、CS3000组态的小技巧 组态的小技巧
1、 CALCU计算块用作计时器。（裂解） 、 计算块用作计时器。 裂解） 计算块用作计时器
例：CAL2F105DMC的P02每隔1分钟得到SPYRO服务器写入的整数150, CAL2 105DMC的 02每隔1分钟得到SPYRO服务器写入的整数150, DMC 每隔 SPYRO服务器写入的整数150 02每秒递减 每秒递减1 如果150 秒内SPYRO 未向P02写数 就认为SPYRO 150秒内 SPYRO未向 写数， P02 每秒递减 1 ， 如果 150 秒内 SPYRO 未向 P02 写数 ， 就认为 SPYRO 因故障停止运行。 因故障停止运行。 具体程序为： 具体程序为： PROGRAM IF(P02 02> IF(P02>0) THEN 02=P02=P02 P02=P02-1 END IF END CALCU定义为 定义为BASIC SCAN，扫描周期为1 CALCU定义为BASIC SCAN，扫描周期为1秒，可以作为以秒为 单位的计时器。 单位的计时器。
CENTUM CS3000简介
•输入/输出冗余 •远程IO
各种各样的现场设备上都可 以连接到相对应的通讯接口
CPU 冗余 -- Pair&Spare -
Vnet/IP
Coupler Coupler
两块CPU模块各 自独立工作，两 块CPU模块可以 进行无缝切换.
CPU module
CPU module
Vnet I/F
Main memory
FFCS
HF-Bus 1MBPS Dual Redundant Token Pass
EOPS
1975
CENTUM
COPS CFFS CFCS2CFCD2 CFCS EFCD
F-Bus 250 KBPS Dual Redundant Token Pass
CFCSCFCD
CENTUM CS 3000 R3
System alarm window
Node Interface Unit status window
远程HIS TS 系统结构
- 流程图操作
- 仪表面板操作 - 趋势画面 - 报警监视
HIS TS 可扩展到8个客户端
HIS
V net/IP
Office 局域 网 防火墙
Port:3389
FCS
Windows2003 TSE
HART
PROFIBUS-DPV1
主要部件
V net/IP (Control Network 控制网络) HIS (Human Interface Station 操作站) FCS (Field Control Station 现场控制站)
控制网络的发展
Vnet/IP 1 Gbps Vnet 10 Mbps HF-BUS 1 Mbps
CS3000CENTUM CS3000 系统介绍
The Background of CENTUM ?
上世纪70年代末到80年代初，工厂仪表及自动控 制的技术得到了改变。
– 大规模、复杂的控制回路得到应用，代替了传统的单回路控制 – 由于要求控制更优化、更安全、更可靠，要求系统可以具备自动 开/停车、顺序控制、连锁以及计算等功能。
诞生了横河的CENTUM DCS系统 ，世界上第一套能 够满足以下要求的DCS系统。
Vigilance in Product
CENTUM DCS系统 是于1975年推出的，世界上第 一套DCS系统。 CENTUM CS 3000 R3 日本横河电机目前最新的DCS 系统。
HF-BUS 1 Mbps
1993
CENTUM CS
EWS PICS
Vnet/IP 1 Gbps Vnet 10 Mbps
– 通过不同的部件来容易的构成系统，任何部件的故障不影响其他 设备. – 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。
ISD-MASP-S04020 Copyright © Yokogawa Electric Corporation September 9, 2004
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CENTUM CS 3000系统概貌
ISD-MASP-S04020 Copyright © Yokogawa Electric Corporation September 9, 2004
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横河公司 控制仪表/系统的发展
三十年代：常规控制仪表 五十年代：集中型控制系统 七十年代：分散型控制系统 1975年 --- CENTUM 1979年 --- YEWPACK 。。。 1987年 --- CENTUM XL 1988年 --- μXL 九十年代：综合型生产控制系统 1993年 --- CENTUM CS 1997年 --- CENTUM CS1000 1998年 --- CENTUM CS3000
第3章 I CENTUM CS3000系统
1
第3章 CENTUM-CS集散控制系统
3．1 系统概述
☞横河电机的 CENTUM CS3000 是一套可靠的、稳定的、开 放的新一代的集散控制系统，是世界上第一套以 WINDOWS XP 为 操 作平 台 的 DCS 系统 。 它采 用了 最新 的“ Open Network Technologies”和经现场证明了的具有高可靠性 的硬件和软件。
第3章 CENTUM-CS集散控制系统
☞ CS（Concentral Solution）系列综合生产管理与控制系 统 CENTUM-CS3000 ， 即 是 横 河 ETS （ Enterprise Technology Solutions）的系统概念的最重要产品之一。
☞横河电机的 CENTUM CS3000 是一套可靠的、稳定的、开 放的新一代的集散控制系统，是世界上第一套以 WINDOWS XP 为 操 作平 台 的 DCS 系统 。 它采 用了 最新 的“ Open Network Technologies”和经现场证明了的具有高可靠性 的硬件和软件。
第3章 CENTUM-CS集散控制系统
ＥＲ总线（Ｅｎｈｅｎｃｅｄ Ｒｅｍｏｔｅ Ｂｕｓ） ☞用于控制站内本地Ｉ／Ｏ节点与远程Ｉ／Ｏ节点之间进行
数据传输的双重化实时通讯总线，网络拓扑构成：总线 型，通讯速率：１０Ｍｂｐｓ，每台控制站可从本地节点 连接８个远程Ｉ／Ｏ节点，最大通讯距离２0ｋｍ。 Communication Gateway（ACG）通讯网关 ☞作为用于将系统的控制总线和 DCS上位机的以太网相连接 的网关。
第3章 CENTUM-CS集散控制系统
CENTUM+CS3000集散控制系统
第4章 其他集散控制系统简介
System Integration OPC Station（SIOS） ☞用于将系统控制总线V net/IP 与 用于与子系统以太网相连
接的网关。 V net/IP 控制总线 ☞用于进行操作监视及信息交换的双重化实时控制网络。整
个网络采用心型结构，兼容V-net和TCP/IP协议。通讯速 率：１Gｂｐｓ，通讯距离最大２０ｋｍ，连接站数：６ ４站／域，２５６站／系统。由于增加了控制网络的开放 性，更多的非CEMTUM网络设备可以直接挂接在控制网 络上。
☞ 90 年 代 中 期 ， 横 河 又 推 出 了 基 于 PC 系 统 的 CENTUM CS1000及CENTUM CS3000等控制系统，其人机接口站 的工作平台为用户更熟悉的、易于操作和使用的 Windows NT环境，组态和监控界面也为窗口式的管理方 式，从而将DCS功能同PC机WINDOWS系统的易于操作 性相结合。
第4章 其他集散控制系统简介
知识点：
学 习
●了解CENTUM-CS系统整体结构和主要特点
目 ●掌握CENTUM-CS组态软件的基本用法
标 ●掌握操作站实时监控画面的调用方法
●了解系统的维护和调试方法
●CENTUM-CS DCS在工业生产装置中的应用
技能点：
学
●能够熟练使用CENTUM-CS组态软件
习
第4章 其他集散控制系统简介
ESB总线（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｓｅｒｉａｌ Ｂａｃｋｂｏａｒｄ Ｂｕｓ）
☞用于控制站内，中央主控制器ＦＣＵ同本地Ｉ／Ｏ节点之 间进行数据传输的双重化实时通讯总线，网络拓扑构成： 总线型，通讯速率：１２８Ｍｂｐｓ，每台控制站可连接 １4个Ｉ／Ｏ节点，最大通讯距离2０ｍ。
横河电机CENTUM CS 3000 R3 系统概述
系统概述1、系统结构横河电机CENTUM CS 3000 R3 集散控制系统(DCS)是一个结构真正开放的系统，它是由以下元件所组成的系统结构图Human Interface Station (HIS) 操作站用于运行操作和监视。
采用了微软公司的Windows 2000 或 Windows XP作为操作系统和横河公司指定的工业用高性能计算机。
因此系统工作站具有很强的安全性和可靠性。
Field Control Station (FCS) 现场控制器用于过程Ｉ／Ｏ信号处理，完成模拟量调节、顺序控制、逻辑运算、批量控制等实时控制运算功能。
Engineering Station ( EWS) 工程师站用于设计组态、仿真调试及操作监视。
采用Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００或最新的Windows XP作为操作系统的横河指定的高性能计算机。
ESB总线（ＥｘｔｅｎｄｅｄＳｅｒｉａｌＢａｃｋｂｏａｒｄＢｕｓ）用于控制站内，中央主控制器ＦＣＵ同本地Ｉ／Ｏ节点之间进行数据传输的双重化实时通讯总线，网络拓扑构成：总线型，通讯速率：１２８Ｍｂｐｓ，每台控制站可连接１4个Ｉ／Ｏ节点，最大通讯距离2０ｍ。
ＥＲ总线（ＥｎｈｅｎｃｅｄＲｅｍｏｔｅＢｕｓ）用于控制站内本地Ｉ／Ｏ节点与远程Ｉ／Ｏ节点之间进行数据传输的双重化实时通讯总线，网络拓扑构成：总线型，通讯速率：１０Ｍｂｐｓ，每台控制站可从本地节点连接８个远程Ｉ／Ｏ节点，最大通讯距离２0ｋｍ。
Communication Gateway（ACG）通讯网关作为用于将系统的控制总线和 DCS上位机的以太网相连接的网关。
System Integration OPC Station（SIOS）OPC系统集成网关用于将系统控制总线V net/IP 与用于与子系统以太网相连接的网关。
V net/IP 控制总线用于进行操作监视及信息交换的双重化实时控制网络。
整个网络采用心型结构，兼容V-net和TCP/IP协议。
CENTUM-CS3000在硝酸装置中的应用
CENTUM-CS3000在硝酸装置中的应用Application of CENTUM-CS3000ln Nitric Acid Plant许元丁雷军（辽阳石油化纤公司仪表厂，辽阳111003）辽阳石油化纤公司年产11.6万吨稀硝酸、4万吨浓硝酸装置于2004年11月份建成投产，自控系统采用YOKOGAWA公司的CENTUM-CS3000，该系统应用了最新的计算机技术，控制算法丰富，组态简单，操作方便，满足了生产装置对自动化控制水平的更高要求。
1自控系统的硬件配置系统由工程师站HIS0164、操作站HIS0163、HIS0162及现场控制站FCS0101、FCS0102组成，如图1所示。
图1CS3000系统配置图1.1工程师站和操作站HIS0164用于系统生成和工艺操作监视。
HIS0163、HIS0162用于工艺操作和监视。
工程师站和操作站采用dell台式PC机，每台有两个网络接口卡：内置的以太网卡；置于PCI插槽的V-Net接口卡VF701。
以太网卡是用于工程师站向各操作站下装组态数据库，网内各站共享外设资源，符合IEEE802.3标准，通信协议为TCP/IP，通信速率100Mbps。
V-Net接口卡是用于进行操作监视及信息交换的双重化实时控制网络，令牌传递方式，符合IEEE802.4标准，通信速率10Mbps。
1.2现场控制站控制站由控制单元AFF50D和本地节点ANB10D 组成。
AFF50D采用双冗余控制结构（pair&spare成对热后备），每个CP401模块内有2个独立的CPU单元，4个CPU单元同时工作。
系统将每个模块内的2个CPU运算结果进行一致性比较，如果一致，则该模块控制器输出运算结果，实现了完全的冗余容错。
在图1中，ESB网络是控制站内控制单元同本地节点之间进行的双重化实时通信总线，通信速率128Mbps；AIP504为控制站的V-Net接口；EC401、SB401为AFF50D和ANB10D上的ESB接口；AAI143、AAI543为4～20m输入输出卡；ADV151、ADV551为数字输入输出卡。
CS3000CENTUM-CS3000-系统的介绍
Vnet/IP 1 Gbps
CENTUM CS 3000 R3
日本横河电机目前最新的DCS 系统。
HF-BUS 1 Mbps
1993
Vnet 10 Mbps
2000 1998
F-BUS 250 kbps
HF-Bus
1MBPS Dual Redundant
•设备管理 •现场总线通讯双重化 •具有基金现场总线提示功能 •可进行V/XL版本的升级 •支持双重化的监视器
•USB口的操作员键盘 •FDA part11相关功能的增强和完善 •规模扩大
•15个远程节点/FCU •32个FF H1卡/FCU
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Vigilance in Product
CENTUM DCS系统
October 11, 2020
The Background of CENTUM ?
上世纪70年代末到80年代初，工厂仪表及自动控 制的技术得到了改变。
– 大规模、复杂的控制回路得到应用，代替了传统的单回路控制 – 由于要求控制更优化、更安全、更可靠，要求系统可以具备自动
开/停车、顺序控制、连锁以及计算等功能。
100 50
FRANCE (200)
50
50
SLOVAKIA/CZECH(73) UK(68)
IRELAND(3)
50
ROMANIA(8)
RUSSIA(159)
PORTUGAL(5) UKRAINE(5) CROATIA(3)
NORTH ASIA
10,039
JAPAN
1,000 100
CHINA (1413)
Page.2
CENTUM CS 3000系统概貌
CS3000横河系统概述
燕山仿真培训中心
CENTUM
• 横河公司于 横河公司于1975年推出第一套 年推出第一套DCS系统 年推出第一套 系统
燕山仿真培训中心
CENTUM B
• 1981年推出的多操作站系统，系统的可 年推出的多操作站系统， 年推出的多操作站系统 实现性和安全性得到极大提高。 实现性和安全性得到极大提高。
WDPF WDPF II CENTUM V，XL，CS，CS 3000等 Harmonas PCS 7 MACS SUPCON JX系列
日本
Yokogawa （横河） Yamatake （山武）
德国 Siemens （西门子） 中国和利时 浙大中控Fra bibliotek山仿真培训中心
CENTUM系统简介 系统简介
• CENTUM是日本横河电机株式会社 是日本横河电机株式会社 （Yokogawa Electric Corporation）生产 ） 的集散型控制系统，目前已形成-B， ， 的集散型控制系统，目前已形成 ，-V， -XL，- μ XL，-CS，-CS1000，-CS3000 ， ， ， ， 等适合于不同控制规模的系列产品。 等适合于不同控制规模的系列产品。
燕山仿真培训中心
系统概述
燕山仿真培训中心
DCS主要生产厂家及其产品 主要生产厂家及其产品
国别 制造商 主要产品
Honeywell（霍尼韦尔） TDC2000 TDC3000 TPS PKS Fisher-Rosemount RS3 DeltaV 美国 （费希尔-罗斯蒙特） Foxboro（福克斯波罗） I/A Westinghouse（西屋）
CENTUM CS 3000 的特点
• 强大的工程师组态功能 组态功能强、人机界面功能丰富、 组态功能强、人机界面功能丰富、支 持离线仿真测试功能 • 操作环境优化、延续性强 操作环境优化、 操作系统， 采用Windows 操作系统，可随计算机 水平的不断提高而同步升级
日本横河CS3000系统介绍
CS3000系统在保留原有功能的前提下,不断采用领先的技术来 提升DCS的功能.
R3.02: •新型的FCS •PRM (Asset Management) for HART •支持FDA •大容量 •更高级的报警管理 •长距离的远程 I/O
R3.02
R3.03
2nd half 02
R2: •现场总线解决方案 •现场总线设备管理 •更大的系统容量
鼠标器 ：1个
键盘 ：106键盘，PS2
操作员键盘（可选）
串口 : 一个以上(RS232C操作键盘,9针) 并口 : 一个（打印机）
总线槽路：1个PCI总线
横河推荐PC厂家：
DELL、HP、CIBOMMPAQ、
Ethernet 网卡：10M/100M自适应网卡
操作系统:WINDOWS NT4.0(WS)（R2） /WINDOWS 2000(R3)
CS3000 系统规模
最小配置
域内最大配置
系统最大规模
V net
SFCS
●●●
●●●
LFCS KFCS
最大工位数 : 200,000 per ICS 最大站数 : 64 V-net 总线(Max): 20 km RIO 总线(max) : 20 km per FCS ESB 总线(max) : 10 M ER 总线(max) : 2 km per FCS
跟踪球 通信接口: Ethernet,RS232C,V-net,USB
YOKOGAWA XIYI 13
HIS 基本配置要求
CPU ：奔腾Ⅲ，866MHz
内存 : 128MB及以上
PC/AT 兼容品牌机 HDD : 10GB及以上 软驱 : 1个(3.5“)
CD-ROM : 1个
CS3000
CS3000——DCS计算机操作一．CS3000系统简介 (2)1 概述 (2)2 特点 (2)二．操作说明 (3)1 名词解释 (3)2 操作员键盘全貌 (4)三．操作手册 (3)1调用画面 (4)2有用功能 (10)3仪表面板操作 (12)4报警处理 (17)5历史趋势图的读取 (24)一、CS3000系统简介1．概述日本横河公司的CENTUM CS3000 DCS系统。
装置内所有仪表及安全监测信号全部进入DCS系统。
CS3000操作平台类似于Windows操作平台，它包括系统控制站和若干人机界面站，以鼠标及键盘操作为主。
2．特点2.1 监控点可以由多个HIS（Human Interface Station）同时操作，每个HIS也可以同时操作多个监控点（可以是不同岗位的多个监控点）。
2.2 CS3000系统的处理能力非常强大，它可以处理100,000tags(工位号)、2,500幅画面（包括各种监控画面），每幅画面上可显示多达400个数据。
2.3 人机界面比较好。
选用Windows NT作为操作系统，采用X—Windows（多画面）技术，类似一般的PC机。
可根据工艺的要求，实现各种友好的控制监测画面。
比如它可以用棒图动态显示液/界位的变化；采用颜色、闪烁、声音等手段提醒操作人员发生过程报警及高低级别；单点操作采用Faceplate （面板）类似于常规仪表的柱状液晶显示，监视及操作较直观。
2.4 CS3000系统具有强大的数据处理能力，足以完成一般生产所需的数据运算、统计要求，并能对生产数据实时打印输出。
2.5 正常生产中可按需求在线修改组态，更好地服务于生产。
二、操作说明1. 词解释：1.1过程报警（Process Alarm）：过程报警该钮显亮，点击出现报警信息的窗口。
1.2系统报警(System Alarm)：系统报警时，该钮闪亮，点击弹出系统报警信息窗口。
1.3操作员指导信息(Operator Guide Message)：有操作员指导信息时，该钮闪亮，点击弹出指导信息窗口。
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CENTUM—CS3000系统简介及应用
摘要：CS3000控制系统是石油化工装置的重要核心部位，是集计算机技术、控制技术、网络技术和CRT显示技术为一体的产品，具有控制功能强，操作简便和可靠性高等特点，可
以方便的用于石油化工装置。
关键词：控制系统维护故障处理
CENTUM—CS3000控制系统是日本横河（YOKOGAWA）推出的操作站基于Windows系统的
集散控制系统，是针对中、大型生产过程的集中管理、分散控制的系统。
一、CENTUM—CS3000控制系统的特点：开放性大、组态功能强、可靠性强，使用范围广，操作环境优化、延续性强。
二、CENTUM—CS3000控制系统的工作环境：
①、工作环境湿度范围：40%—80%。
②、工作温度：18℃-28℃。
③、系统供电要求：支持电压：220—240 V AC±10%；24 V DC±10%。
支持频率：50/60Hz±3Hz。
④、接地要求：系统接地电阻≤100Ω.
三、CENTUM—CS3000控制系统组成：
1、操作站HIS：用于运行操作和监视。
每台HIS都是相对独立的，都可以显示各种画面；如流程图、控制组、趋势等。
它也可以监视设备，通过指令窗口发送指令，记录报警及
其它事项和确认报警。
2、工程师站ENG：用于设计组态、仿真调试和操作监视。
其主要功能为系统维护功能，控制状态显示功能，趋势整定功能，数据采集功能等。
3、现场控制站FCS：完成现场信号的数据采集，常规控制、复杂控制的运算，对现场
设备的控制等，各站间控制数据、监测信息的数据交换。
现场控制站还可以与其他控制系统
进行通讯，以便将所有所有数据集中化处理。
4、过程I/O：指现场设备和现场控制站之间的信号通讯接口。
根据要交换的信号，过
程I/O可分为模拟量卡件，数字量卡件和通讯卡件。
5、控制站内的现场控制单元FCU于本地节点和远程节点的连接方式主要是由：V-net
网络、Ethernet网络、现场总线三种网络连接方式单独或组合使用。
6、现场控制站与子系统的通讯：通常使用MODBUS通讯协议，由ALR111和ALR121两种
组成，采用RS485和RS232C接口通讯
在实际的应用中为保证系统或者装置的稳定运行，以及采集的数据安全、可靠、精确，
我们对一些重要的元件，例如：电源、CPU、重要的I/O卡件和网络，均采用冗余化设置。
四、CENTUM—CS3000在丙烯腈装置的应用
CS3000系统在实际应用中，通过单个功能块或者多个功能块相互的使用实现数据的计算，达到监视、控制现场设备的目的。
丙烯腈装置工艺流程采用CS3000系统控制，在其整
个控制过程中存在PID控制、比值控制、串级控制、前馈控制及联锁控制等。
1、在丙烯腈装置平稳运行阶段反应器进料包含丙烯、氨和空气，三者通常以
1:1.25:10.5的体积比混合进入反应器。
在装置运行过程中，根据反应器内温度对丙烯的进
量进行调解，氨和空气进量采取与丙烯固定比例进行调解，从而在操作过程中只需要注意温
度的变化量来调解丙烯的进料量，这样三进料采取比值控制，将复杂控制变为简单控制，最
终实现控制的目标。
2、丙烯腈反应器内催化反应是一个放热反应，各反应物料之间是按一定的比例进入反
应器的，为了安全起见，在特殊情况下，要进行紧急处理，需要及时切断反应物料的供给，
以保障装置的平稳运行。
这样我们在CS3000内采用LC64 或ST16块对连锁程序进行链锁逻
辑编程。
目前丙烯腈装置对于三进料丙烯、氨、空气全部采取的是三取二进行联锁连锁控制，有效的避免了假信号，保障了联锁动作值的准确性。
3、丙烯腈脱氢塔控制的好坏直接影响丙烯腈产品的质量，该塔的主要控制指标是塔内
温度，影响他的主要因素是塔底再沸器的贫水量，塔顶回流量及温度，进料量及温度等。
各
干扰因素的变化都能引起塔内温度的变化，所以通过物料平衡前馈控制计算，及时的调整调
节器的输出量，调整贫水量的输出，保障塔内温度平稳调整，从而提高丙烯腈产品的控制质量。
丙烯腈装置是由多因素，多控制系统相辅相成的，所以在实际操作中要系统调整要考虑
多中条件，多种操作程序才能保障装置的正常运行。
五、CENTUM—CS3000日常的维护
日常巡检可以在工程师站上查看FCS中所包括的所有卡件和部件的运行状态指示，总的
报警信息，网络使用状态指示，系统运行状态指示，卡件的冗余状态等，通过状态指示判定
运行是否正常。
同时，也要查看机柜的风扇运行状况，柜的接地状况，控制间的温度，湿度
等情况。
CS3000具有良好的系统诊断功能，用于检查系统卡件的性能及运行情况。
对于系统出
现的故障及时查出，并在系统报警窗口中给出相应的信息提示，作为历史信息存储到硬盘上。
同时在操作站会发出报警声音或者在操作站画面弹出报警信息，以提示操作人员。
当系统出
现故障时，维护人员在工程师站上调用相关站，可以根据卡件在FCS中的显示状态判断出故
障原因，可以在线更换的部件，随即在线更换，需要离线更换的部件，必须离线停电后在更换。
例如：FCS的I/O卡件，故障时灯显示红色，I/O卡件一般是冗余存在的，可以在线更换，带电插拔，卡件更换后执行I/O load操作，即可恢复。
六、CENTUM—CS3000的故障处理实例
CS3000控制系统硬件故障，硬件故障是比较容易解决的故障，因为控制系统一般硬件
全部采用冗余双重控制，在一个硬件出现故障后，运行灯显示红色，系统会自动切换至另一
个冗余硬件上进行工作，仪表维护人员要及时对出现故障的硬件进行修复，避免影响装置运行。
硬件问题一般采用插拔断电重启，重新安装的方法进行修复，如硬件内部元件损坏，只
有更换备件进行修复。
2018年在对某装置维护工程中出现各操作站仪表画面显示数据变为*号（无数据显示）
的故障。
维护人员当即对CS3000控制系统的通讯模块和控制模块冗余状态全部进行了排查，运行状态灯显示运行正常，查看控制网络Vnet1 Vnet2 指示灯显示正常，
Internet1 Internet2网络显示故障，说明是工程师站和操作站通讯出现了问题，立即对
通讯网络进行外观检查和通断测量，发现外观正常，通讯测试正常，最终检测发现网线终端
电阻损坏，阻值测量显示无穷大，正常阻值应为50欧姆，将终端电阻更换后所有显示全部
正常。
2011年在对某装置维护期间，污水装置CS3000系统内同一位置DO输出卡件多次烧毁
事件，此DO卡件为220V供电，在夏季雷雨天气后，此卡件的信号传输就出现传输故障，现
场对卡件的进出电压进行测量，发现进出电压全部正常，但是在对卡件进行对地测量时发现
卡件本身自带110V浮电，随即对接地系统进行了测量，发现卡件的接地线路时好时坏，经
检查发现是接地线与接线端子出现虚接的情况，导致接地线路存在问题，在由于雷电影响引起电压波动导致卡件烧毁。
总之,CS3000系统在各个领域普遍使用，它的的集中性、可靠性、灵活性和方便性备受客户的青睐和信赖，随着技术的不断提高，CS3000系统会有更高的实用性和使用性。