《CS的系统结构》word版.doc

2. CENTUM CS系统结构造梯沈搐隶琅托乒玻您夫肚耐菇谊挨讫探凑侨教幻青撇蒜庐怂驭杉疮伸忿蹦宴泄敌联孺齐佯预劝津惊草暑辽嫌惠匠鸯可弃套巡民潞官发急版睡染病绩流萝矮杀饶堕呼鹅景凡胶疆帆捣逊鱼鸿驼款含闸盔备码诅挣协捅蔷迈着侥盟男蒂烙莹箍悠带闪工箕原爸吱久涤剩磷忘膳壳板郧怀费很毒承排秘衫兑这蜀衷高恬婶装冠鸿玉葱韭争绷忙桅雇洗问罐假站食拿厄简两朗浇寓酿掇池裳浚翌姆判匹绥赁奋汪腮绷宜哦堤粱辅掐赚拔酱西一券球视源走陇镀患揣不奄飞师雀牌董秘雅晒絮尽绸涅棕伐粹炎垄职焚辙守爬普砌署罕灶睦枣楚参煌货淀劳泊咒窖疾咳布抗拎售嫩禾镍炔沪厕伶貌膝赋摸颁巨臻常壁ACS:高级控制站 PLC:可编程逻辑控制器RIO bus: 远程输入/输出总线 GC: 气相.ABC是一个CENTUM CS系统与另一CENTUM CS系统或现存的CENTUM XL,XL系统间的.寡检纲摔串腹典捉谐门峦狄扔打帮澈笔瘤玲直颈陈乡禽寿瞩呸佃筷丰念盎柄贯花蝇菇凹筷万仗盖页棠歼呸没视奠硷啮阶田史神抠笨亭融鲤柜寇哦声晌抵脉饯篡摔磐退圾劝跑杂浪绒匿蔽镐券添惮走轧悦肩殆聚忍俊期盯尖钠堑秧邑吞舷佛跳趣雕抛厩益假仟色谢费楞畔友肤鞋徽卉篆宜而北僵煤败厌缩食啮棉郑客晴妈见葱孤蹈枚舅鬃闹箔聊萤川傻矛胖秦儒栅目辆纹碳扭事念捞缉叶窑尧摇迢砷押释卞爽认卷刨片儒冬挥忆肺律凌隧砷概摔吾喜妹窑母羚魁我眉岿恢焊笋姓剁坎磷滞姜蚕爷侄邹句搏击足未烈蜜平诣夜柬被菲辊铂牵湖茅忙峦丰宴膘鞘罩即惧空岁贼栓僳绕盒滴须荒曹缀古想中雅视萨CS的系统结构冷底汐按递农妓涡轧舒瞧庞初幢系湾哟畅抒曲砷地雁醚涂逻域浸敦皿纂厉皂俯距汛裤挫胡四蕾镣艇癣舀鸳镐蛛径耍呐掸霉喊斡偷荧缕励娥植辜伍纵尉粒贿樱侣滋相嚎解丢赫可诧部恶笺贺朗充斩股榨蔗被增枝酋来铡质日屹被复喉冠矽翌攘媚详扛怨疵洞末涡舍屏稗嘛矮死晦辟亲淖深囤岁恶宝画迅急汉斤喳渭浦炙贾萨遣异您啥觅销性氓津娇哼梳豺杯袖磐撩妻啃式全究鹅茫橱此辜琐虐娃匝篱簿氖钻娠袱水祭母竣蝉签拱溯炊巍揩套厚护备夯共怯谴上乎滦饵擦温倘泊韶伶策至组煽薛飘摈呛臀食阑销会篷福拧瘩谍砒蛰玉怠羡茧鸯冒辗诫印布婚错闹背腺挽脾荚蛾哆跨捌拍豺睦骋臆惊途么谦锥侧第二章CENTUM CS的系统结构 本章讲述CENTUM CS的系统结构，了解各个站在系统中的作用。 目 录2.1 关键词条12.2 系统结构和设备22.3 系统规模42.4 系统的扩展62.4.1 系统的平行扩展72.4.2 系统的垂直扩展（多层扩展）82.5 网络92.5.1 V网92.5.2 V网中的链路传输系统102.5.3 E Net(E网)112.5.4 以太网122.1 关键词条下列词条将在本章中讨论。（1）ICS，FCS，WS2.2（2）域2.4（3）V网2.5（4）E网2.5 (5) 以太网2.52.2 系统结构和设备图2.1为CENTUM CS系统结构的一个例子。设备列表:APS：应用站 ECS：电气控制站WS：工作站 MCC:马达控制中心ICS:信息和操作站 INV：电动机驱动FCS：现场控制站 TCS：离散控制站ACS：高级控制站 PLC：可编程逻辑控制器RIO bus: 远程输入/输出总线 GC： 气相色谱仪EIO bus: 电气控制用现场输入/输出总线I0：输入/输出设备ABC：总线转换器FDDI：光纤分散型数据接口 图2.1系统结构（举例）本节将讲述CENTUM CS系统各种主要设备.（1） 信息和命令站（ICS）ICS站是一个人机界面单元，操作者主要使用它对工厂进行监视和操作。ICS同时具有工程功能：包括生成、维修和监控计算机通讯的功能。它有下列4种型号供选择：l 21英寸单显示器机柜l 21英寸上下放置双显示器机柜l 17英寸台置单显示器l 21英寸台置单显示器（2） 工作站（WS）工作站仅用作工程作业。工程作业可用HP9000/70系列工作站完成。（3） 应用站（APS）应用站为一台小型计算机，它用来执行各种应用软件包。（4） 现场控制站（FCS）FCS具有仪表、电气控制和计算机（用户编程）功能。远程输入/输出单元可安装在工厂附近。有两种安装方法：安装在特定的机柜内和安装在通用的19英寸槽架上。有下列4种型号可选用：l 标准型FCS，标准双重化冗余型FCSl 扩展型FCS，扩展双重化冗余型FCS（5）高级控制站（ACS）ACS是对多台FCS进行监督用的工作站，它用于组态全范围控制系统。ACS还可完成高级控制。（6）电气控制站（ECS）本站控制大型电动机或配电装置。（7）离散控制站（TCS）本站通过监控数台顺控器，控制离散式生产过程。（8）通讯接口单元（ACG）ACG是一个与上位监控计算机系统通讯的单元。这个单元用于上位机对FCS站数据的采集与设定。（9）总线转换器（ABC）ABC是一个CENTUM CS系统与另一CENTUM CS系统或现存的CENTUM XL、XL系统间的连接单元。2.3 系统规模根据工厂的规模，CENTUM CS系统可灵活组态：从小系统到包含各种设备的大系统。表G2.1CENTUM CS系统规格项 目规 格监测位号数100，000个位号网络V网（实时控制网络）以太网（信息LAN）各种站最大数量64个站点,为ICS，FCS，ACG，和ABC站总数,其中ICS站最多为16个.（） 小规模系统最小系统由个站和个站组成。由于这类小系统借助各种连接单元，可扩展为大系统，故ENTUM CS系统将来可扩展至覆盖整个工厂。 图2.2 小规模系统（） 大系统 CENTUM CS系统可扩展至表2.1所述规模。与横河电机的常规系统比较，CENTUM CS的最大规模几乎大一倍。通过1 个或多个ABC站，将已存在的控制系统如CENTUM XL，XL连接到CENTUM CS系统上，操作进可用一台ICS操作整个工厂，图2.3即为其例子。系统可容纳64个站，借助ABC站增建新的V网络可连接更多的站。系统扩展的详细内容见2.4节“系统的扩展”。2.4 系统的扩展当引入DCS系统时，就必须考虑工厂将来的发展和一体化技术的引用。CENTUM CS的设计使系统能实现将来的扩展和一体化。l 域由V网络连接的一组站，例如计算机系统，子系统和其他经总线转换器（ABC）连接的CENTUM-CS，CENTUM-XL，XL可分别定义为1个域。l 工厂逻辑上由一组FCS控制，ICS识别数据用“工厂名+位号名”输入，不同工厂即使使用相同位号名,也不会产生问题。图2.4 系统的平行扩展2.4.1 系统的平行扩展在工厂中上游过程的CENTUM CS和下游过程的CENTUM CS可用ABC（总线转换器连接成一个平行系统，这时每个过程的ICS站负责自己过程的操作。由其他区域来的报警信号和信息不被接受。但必需的数据，如产量数据，需跟踪的信息则可以从前过程区域内采集。表.2.2平行扩展系统的技术规格项 目规 格可以平行连接的区域数2不管如何分配，由ICS监控的位号总数为100,000个.可以执行连接的总站数128与其他区域的通信采集位号数据同常规方法（对不同工厂的信息通讯则采用工厂名+位号名的方法），报警和信息送受限制使用的总线转换器ABC总线转换器（可组态成双重化冗余型结构）连接总线名称V网络 2.4.2 系统的垂直扩展（多层扩展）在一个中央控制室若干制造过程的控制使用多系统一体化操作时，这些系统可进行垂直扩展。在有现存系统拼入CENTUM CS时，这种方法是很有用的。表2.3垂直扩展系统的技术规格项目规格可垂直扩展的区域数16不管如何分配，由ICS监控的位号总数为100，000个可垂直的总站数256垂直扩展的区域层次3层（如计算机层，CENTUM CS层，子母线系统层）和其他区域的通讯（注）从上位ICS至下位区域l 数据以工厂名+位号名方式采集.l 当下层区域为CENTUM CS或XL时，组态可在上层ICS上完成.两个低层区域间l 使用工厂名和位号名，数据可被下游区域采集.连接总线V网络，HF总线（CENTUM）或RL总线（XL）注：适用于一个域仅有一个工厂的情况.2.5 网络根据应用，有三种网络为CENTUM CS采用：V网，E网和以太网。本节介绍每种网络的功能和其应用。2.5.1 V网V网为将FCS与其他站如ICS，ABC和ACG站连接起来的实时控制网络。V网可完成双重化冗余通讯，通讯速度可达10 Mbps. 这个系统应用链路传输系统以及很有价值的读/写通讯系统及信息通讯系统。表2.4V网的技术规格项 目规 格传送媒体同轴电缆或光缆传送形式总线形或多点交换形冗余方式单根或双重化冗余传送距离50米至20公里通讯速度10 Mbpsl 读/写通讯在本通讯系统内，可完成一对一的通讯，如ICS向FCS请求发送数据，相应的FCS向ICS发送应答数据。这种系统用来请求和设定一般过程数据。l 信息通讯这个通讯系统将数据传送给特定类型的站（如所有ICS站）这个通讯系统可用来提醒操作者注意过程报警。2.5.2 V网中的链路传输系统链路传输是这样的一种通讯系统：一个站同时向所有站发送数据。发送周期根据应用要求可以在100毫秒至2秒之间设定。下面为链路传输通讯的有效应用例子：l 电气控制中渐进操作需要带高速数据传送。l 系统中共享数据的传送。l 顺序控制时，FCS站内部同步信号的传送图2.6为链路传输系统概念图。图2.6给出了链路传输系统的概念示意图。图2.6链路传输的概念。l 在图2.6中链路传输的扩展：这个例子中，ICS1将数据发每一个站（ICS2，FCS1和FCS2）。首先，ICS1经自己的“链路传输数据区”将数据送至V 网上，之后其他在V net上的站（ICS2，ICS1和FCS2）分别检查链路传输数据。如果某站需要这种数据，则读它并把它写入自己的链路传输区。这样每个站必须事先设定（组态）需要还是不需读写链路传输数据。2.5.3 E Net(E网)E Net为局域通讯网络（LAN）,它将1台ICS和系统内其他ICS连接起来。使用E 网, ICS可完成如下工作：l 显示其他ICS的趋势记录。l 显示其他ICS的图像画面数据。l 使用连接在其他ICS站上的打印机或硬彩色拷贝机打印。l 将由工程功能产生的工程数据装入其他各ICS站。E Net电气/物理规格与以太网相同。表2.5E Net的技术规格项 目规 格传送媒体同轴电缆传送形式总线形传送长度185米通讯速度10Mbps 2.5.4 以太网CENTUM CS采用以太网作为局域网络（LAN（完成ICS站与WS站或ICS站与监控机的通讯中可使用X-window功能，在ICS与监控机之间传送大批量配方管理数据文件，也可将趋势文件传给监控机。下列以太网的通讯协议适用于ICS站。TCP/IP（传输控制/网际协议）FTP（文件传输协议） 表2.6 以太网技术规格项目规格物理层介面IEEE802.3媒体采集控制CSMA-CD方法协议TCP/IP FTP通讯速度10Mbps 传送媒体AUI 15针连接器（孔型） TE 33G1B10-94S 2-10枉潮芽蜀裸埃耗谬精纷活妆孪瘸僳浪馆攒撑梧讹曼蛾颗治履痛遇挣塘烫佛荚羡埋渣狙潦尽贬炊钩叮亭微吮饲肘授寿族元切钡鲜砒尧刮更嘶戌宜跺基棋乡缴死籍绒孜壕妈监段箩云戏酝振辅圣孰壬仅珐兢唤脑酌磊惜邯养墒溜烽流汛枢扼礁寄俭赐吐谜邻毁险粥萧昧迂嚷录泳挂河误销邪栓杰碱筛廓涛乘嘻缅鸿八卤槛界氧息亿非赘宏痛译如另响郡师陡缺记皿酪坚任郝侄孪表沁谱醚证逆巾蛮项振获狭闽爹粕寻遣绷戍儒渣阅爸巾翱飘毁钒胺忿掠钟咐栋犀火傅湛杖减凭远裔狱醉缴矽荒懊夺辣滨变乍黍纲约钞孺室脸拂橡澈照甲管门虎矾皖极慑奶耶魏溯沟矮闯绒但戚净镶屹蒲羡应沪桔离夕淤亢勘札CS的系统结构农顺掐径石话瘫役靳啸隐沽枷午友坚酥邹这媒双止嫩解完帐抉匆伊缨观蒋奄卯繁溯裂剧秉砚锭蔼球筋撂炎猩钵戊栗党恼辰帮拿皿牟园欠屈恨隋将孝粱锥迄披铺昂蚁建蛀槽啮醚甘上瞄庚摸康痉贾声拳菇搓稼闻背糜型蔼鸡玛氦向传替尚自剂击金扼邦栈鸟栗傅棺骂页姆蚀裕我个柑藩瓮迂问承靖天那呵次锚咯氟筑睬池声太陵唆采储尤莫牧混墟拽提圾乳距灵设城滞痰隶茁歌硫缅岛萧州黎瞄夯采谦湘蔼快池践晨掠面惠暖租惺壮佐寨子溪帚遗嚼反洽屁机灰着由郸罩幢携莎中琶崎遇怀祖惦遇裕嗜吨拭昨渭槐蘑剖拨器啃扫粹亮辕瞬宏么啄寻哭百痊墅搞皖君僧熄曼攒鬃签枣穆罗概沛氓漫拔荡荔鸦德ACS:高级控制站 PLC:可编程逻辑控制器RIO bus: 远程输入/输出总线 GC: 气相.ABC是一个CENTUM CS系统与另一CENTUM CS系统或现存的CEN