浙大中控DCS控制系统(zhaojia)

浙大中控DCS控制系统

(zhaojia)

第一章硬件介绍

1.1主控制卡(部件号SP243X

主控制卡(SP243X是控制站的软硬件核心，完成控制站中的I/O信号处理、控制计算、与上下网络通信控制处理、冗余诊断等功能。它通过SCnet网络与操作站相连，接受上层的管理信息，并向上传递工艺装置的特性数据和采集到的实时数据；向下通过SBUS总线、SP233卡的程控交换和智能I/O卡件实时通信，实现与I/O卡件的信息交换。

SP243X卡采用完全双重化的通信接口，能完成数采、控制、通信等功能。采用双微处理器结构，主CPU( Master)和从CPU( Slave )，主频24M 它们协同处理控制站的任务，功能更强，速度更快.SP243X 卡内含SCnetII通信接口电路，可直接上挂SCnetII 通信

网络，和SCn etII网上各节点之间交换信息。SP243X卡必须经过数据转发卡驱动I/O卡件。由于系统I/O卡件全智能化，所以SP243X卡可灵活配置I/O卡件。

1.2数据转发卡(部件号SP233)

数据转发卡作为主控制器和I/O卡件之间的通道，其运行状况，直接影响着设备运行的稳定性。

数据转发卡在上电以后，其自检的时间比较长，最长可以达到7秒之多，要注意在正常运行情况下，不要拔出卡件，或让其切换，在检测的数据转发卡不会直接进入工作状态。

数据转发卡的电路或程序出错后有可能会影响与其冗余的数据转发卡的正常运行。现在已知的有当RAM被清空以后，数据转发卡就不能工作了，还会影响与其冗余的数据转发卡的正常工作，使整个机笼通讯失败。因而发现数据转发卡有问题，或怀疑其有问题的时候，最好将坏的拔出，不要仅仅切换到另一与其冗余的就算了事了。

数据转发卡在来回上电的时候，很容易造成数据转发卡或I/O卡件的通讯通道的损坏。因而尽量少带电插拔数据转发卡（也最好少插拔I/O卡件）。如果

一定要插拔卡件的话，要速度快，特别是在插入卡件的时候，千万不要出现卡件和母板没有完全接触好的这种临界状态。

1.3常见I/O卡件

JX-300X 常见的I/O 卡件有SP311、SP313 SP313X、SP314 SP314X、SP316、SP316X、SP322X、

SP331、SP332、SP335 SP363 SP361、SP362 等。I/O 卡件用于对I/O信号的处理，主要实现了是A/D 转换、信号调理功能，即将现场送来的I/O信号经调理后转换成数字信号送给主控制卡SP243X。

1.4系统网络维护

①过程控制网一SCnetll网络

JX-300X系统采用了双高速冗余工业以太网SCnet H作为其过程控制网络。它直接连接了系统的控制站、操作站、工程师站、通讯接口单元等，是传送过程控制实时信息的通道，具有很高的实时性和可靠性，通过挂接网桥，SCnet U可以与上层的信息管理网或其它厂家设备连接。

在连接SCnetll网络的时候，我们通常用到的网络组件有：

1、主控制卡（部件号SP243X）

SP243X主控制卡安装在控制站上，它内含SCnetll通信接口电路，可直接上挂SCnetll通信网络，和SCnetll

网络上各节点之间交换信息。

2、SCnetll 网卡（部件号SP023）

SP023网卡安装在操作站和工程师站上，是

SCnetll网络与操作站、工程师站的通信接口，完成

SCnetll网络与操作站、工程师站之间的数据交换和初步数据处理。

3、16 口中继式集线器一Hub （部件号

SP423）

16 口中继式集线器固定于控制站机柜内，用于联接控制站与操作站、控制站之间的通信电缆。

②SCnetll网络的通讯原理

过程控制网络SCnet 口是在10base Ethernet基础上开发的网络系统，各节点的通讯接口均采用了专用的以太网控制器，数据传输遵循TCP/IP和UDP/IP 协议。根据过程控制系统的要求和以太网的负载特性，网络规模受到了一定的限制，基本性能指标如下：•拓扑规范：总线形结构，或星形结构；

•传输方式：曼彻斯特编码方式；

•通讯控制：符合TCP/IP和IEEE802.3标准协议；•通讯速率：10Mbps;

•节点容量：最多15个控制站，32个操作站、工程师站或多功能站；

•通讯介质：双绞线，50Q细同轴电缆、50Q粗同轴电缆、光缆；

•通讯距离：最大10km。

•冗余度：1: 1热冗余

SCnet U真正实现了控制系统的开放性和互连性。通过配置交换器（SWITCH，操作站之间的网络速度能提升至100Mbps,而且可以接多个SC net H子网，形成一种组合结构。

对于数据传输，除专用控制器所具有的循环冗余校验、命令/响应超时检查、载波丢失检查、冲突检测及自动重发等功能外，应用层软件还提供路由控制、流量控制、差错控制、自动重发（对于物理层无法检测的数据丢失）、报文传输时间顺序检查等功能，保证了网络的响应特性，使响应时间小于1秒。

在保证高速可靠传输过程数据的基础上，SCnet H还具有完善的在线实时诊断、查错、纠错等手段。系统配有SCnet U网络诊断软件，内容覆盖了网络上每一个站点（操作站、数据服务器、工程师站、控制站、数据米集站等）、每个冗余端口（0#和1#）、每个部件（HUB、网络控制器、传输介质等），网络各组成部分经诊断后的故障状态被实时显示在操作站上以提醒用户及时维护。

2.1概述

集散控制系统(Distributed Control System

-- DCS),是一种以微处理器为基础的分散型综合控制系统。DCS综合计算机技术、网络通讯技术、自动控制技术、冗余及自诊断技术等先进技术，是当今工业过程控制的主流系统。

由于DCS系统的通用性，系统的许多功能及匹配参数需要根据具体要求由用户设定。例如：系统采集什么样的信号、采用何种控制方案、怎样控制、操作时需显示什么数据、如何操作等等。另外，为适应各种特定的需要，集散系统备有丰富的I/O卡件、各种控制模块及多种操作平台，用户一般根据自身的要求选择硬件设备，有关系统的硬件设备的配置情况也需要用户提供给系统。本系统具有良好的数据接口，当需要系统与另外系统进行数据通讯时，用户还需要将系统所采用的协议、使用的端口告诉控制系统。以上需要用户为系统设定各项操作即所谓的“系统组态”。

JX-300X DCS的组态工作是通过该系统的

组态软件SCKey来完成。该软件用户界面友好，功能强大，操作方便，充分支持各种控制方案。SCKey组态软件将帮助工程师们系统而有序地完成“系统组态”这一复杂的工作