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浙大中控培训教材一. 系统概要（一） 总述（二） 系统主要设备和软件（三） 系统的主要特点（四） 系统性能二. 系统硬件（一） 控制站硬件（二） 操作站硬件1.控制站特点2.控制站组成3.卡件类型（1） 主控卡（2） 数据转发卡（3） 系统I/O卡件（4） 电源系统 （5） 控制站机械结构（三） 硬件安装要求1. 安装条件2. 运输、存储和安装3. 接地规范4. 配线5. 系统供电规范6. 外形尺寸7. 系统软件安装8. 系统调试9. 系统维护三. 系统软件（一） 软件特点（二） 软件组成及安装（三） 组态软件1. 基本组态软件SCKey2. 报表制作软件3. 流程图制作软件4. SCLang编程语言软件5. 图形组态软件SCControl（四） 实时监控软件（五） 维护软件四. 通信网络（一） 信息管理网（Ethernet）（二） 过程控制网络（Scnet II网）（三） SBUS总线一. 系统概要（一）总述JX-300是浙大中控于1997年推出的一套全数字化的新一代的集散控制系统。该系统具有以往集散控制系统的一切功能和优良的性能，更吸纳了九十年代在微处理器、CRT图形显示和网络通讯等领域的最新技术，成为近几年国外著名DCS系统在中国市场的最主要竞争对手。该系统不断改进完善系统性能，最大限度地满足应用需要的原则，充分应用了最新信号处理技术，高速网络通信技术，可靠的软件平台和软件设计技术及现场总线技术，采用了高性能的微处理器和成熟的先进控制算法，全面提高了JX-300的性能和功能，使其兼具了高速可靠的数据输入输出、运算、过程控制功能和PLC联锁逻辑控制功能，能适应更广泛更复杂的应用要求，成为一个全数字化的、结构灵活、功能更加完善的新型开放式集散控制系统。JX-300X的基本组成包括工程师(ES)、操作站(OS)、控制站(CS)和通讯网络Scnet II。通过JX-300X的通讯网络上挂接总线变换单元(BCU)可实现与JX-100、JX-200、JX-300的其他系统的连接；在通讯网络上挂接通信接口单元(CIU)可实现JX-300X与PLC等数字设备的连接；通过多功能计算站(MFS)和相应的应用软件Advantrol-PIMS可实现与企业管理计算机网的信息交换，实现企业网络环境下的实时数据采集、实时流程查看、实时趋势浏览，报警记录与查看、开关量变位记录与查看、报表数据存储、历史趋势存储与查看、生产过程报表生成与输出等功能，从而实现整个企业生产过程的管理、控制全集成综合自动化。（二）系统主要设备和软件系统主要设备 作为典型的通讯系统，JX-300X系统有如下类型的节点： 现场过程控制设备节点； 操作监视设备节点； 智能设备的通信接口节点； 高级计算站。 工程师站；用于过程控制，实现物理位置、控制功能都相对分散的主要硬件设备成为控制站(CONTROL STATION,简称CS)。通过不同的硬件配置和软件设置，可构成不同功能的控制站，分别是过程控制站(PCS)、逻辑控制站(LCS)、数据采集站(DAS)。系统软件用于进行CS、OS、MFS组态的专用软件，包括：SCKey（系统定义）、SCNetDiag（系统诊断）、SCControl（图形化组态）等工具软件包，称之为组态软件包。用于过程实时监视、操作、记录、打印、事故报警等功能的人机接口软件称为实时监控软件AdvanTrol。（三）系统的主要特点JX-300X覆盖了大型集散系统的安全性、冗余功能、网络扩展功能、集成的用户界面及信息存取功能，除了具有模拟量信号输入输出、数字量信号输入输出、回路控制等常规DCS的功能；它不仅提供了功能块图（SCFBD）、梯形图（SCLD）等直观的图形组态系统规模变换灵活，可以实现从一个单元的过程控制，到全厂范围的自动化集成。系统的主要特点如下：1. 高速、可靠、开放的通讯网络SCnet IIJX-300X系统控制网络SCnet II连接工程师站、操作站、控制站和通讯处理单元。通讯网络采用总线形或星形拓扑结构，曼彻斯特编码方式，遵循开放的TCP/IP协议和IEEE802.3标准。Scnet II采用1：1热冗余的工业以太网，TCP/IP的传输协议辅以实时的网络故障诊断。其特点是可靠性高、纠错能力强、通信效率高。通讯速率为10Mbps。Scnet II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Scnet II子网，形成一种组合结构。每个Scnet II网理论上最多可带1024个节点，最远可达10，000米。目前已实现的网络可带载15个控制站和32个其它站。2. 分散、独立、功能强大的控制站控制站通过主控制卡、数据转发卡和相应的I/O卡件实现现场过程信号的采集、处理、控制等功能。根据现场要求的不同，系统配置规模可以从几个回路、几十个信息量到1024个控制回路、6144个信息量。在一个控制站内，通过SBUS总线可以挂接8个IO或远程IO单元，一个IO单元又可以带16个I/O卡件。I/O卡件可对现场信号进行预处理。主控制卡可以冗余配置，保证实时过程控制的完整性，尤其是主控制卡的高度模件化结构，可以用简单的配置方法，实现复杂的过程控制。3. 多功能的协议转换接口在JX-300X系统中还增加了与多种现场纵县仪表，PLC以及智能仪表通信互连的功能，已实现了MODBUS、Host Link等多种协议的网际互联，可方便地完成对他们的隔离配电、通讯、修改组态等。如Rosemount公司、ABB公司、上海自动化仪表公司、西安仪表厂、川仪集团等著名企业的产品以及浙大中控开发的各种智能仪表和变送器，实现系统的开放性和互操作性。4. 全智能设计控制站的所有卡件，都按智能化要求设计，即均采用专用的微处理器，负责该卡件的控制、检测、运算、处理以及故障诊断等工作，在系统内部实现了全数字化的数据传输和数据处理。在此基础上，还实现了万能模拟信号输入功能，能自动根据用户的设置采集电压、电流、热电阻、热电偶、毫伏信号等多种模拟量信号，有效减少系统维护中备品备件的数量。5. 任意冗余配置JX-300X控制站的电源、主控制卡、数据转发卡和模拟量卡均可按不冗余和冗余的要求配置（开关量卡不能冗余）。从而在保证系统可靠性和灵活性的基础上，降低了用户的费用。6. 简单、易用的组态手段和工具JX-300X组态工作是通过组态软件SCKey来完成的。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的。SCKey组态软件是基于中文Windows NT操作系统开发的，全面支持系统各类控制方案的组态。软件体系运用了面向对象的程序设计（OOP）技术和对象连接与嵌入（OLE）技术，可以帮助工程师们系统有序地完成信号类型，控制方案，操作手段等的设置。同时，系统还增加和扩充了上位机的使用和管理软件Advantrol-PIMS，开发了SCX控制语言（类C语言）、梯形图（Ladder Diagram）、顺序控制语言（Sequential Function Chart）、功能块（Function Block Diagram）等算法组态工具，完善了诸如流程图设计操作、实时数据库开放接口、报表、打印管理等附属软件。7. 丰富、实用、友好的实时监控界面实时监控软件AsvanTrol是基于中文Windows NT开发的应用软件，支持实时数据库和网络数据库，用户界面友好，具有分组显示、趋势图、动态流程、报警管理、报表及记录、存档等监控功能。操作站可以是一机多CRT，并配有薄膜键盘、触摸屏幕、跟踪球等输入方式。操作员通过丰富的多种彩色动态画面，可以在这个窗口上进行过程的一切监视、操作功能。8. 事件记录功能JX-300X提供了功能强大的过程顺序事件记录、操作人员的操作记录、过程参数的报警记录等多种事件记录功能，并配以相应的事件存取、分析、打印、追忆等软件。JX-300X系统具有最小事件分辨间隔（1ms）的事件序列记录（SOE）卡件，可以通过多卡时间同步的方法同时对128点信号进行高速顺序记录。9. 安装方便、维护简单、产品多元化、正规化JX-300X立足国内过程控制的需求，在多年的工程应用和实践经验的基础上，依靠知识优势，运用当今世界的先进技术，一定能简单、方便地完成整个工厂的控制、管理系统的集成。（四）系统性能1. 工作环境2. 电源性能3. 接地电阻4. 运行速度5. 电磁兼容性（EMC）系统完全按照工业环境的通用抗扰性标准设计，并经严格测试，能完全满足各种恶劣电磁环境下的工作要求。二.系统硬件（一）控制站硬件 控制站是JX-300X系统实现过程控制的主要设备之一，其核心是主控制卡。主控制卡通常插在过程控制站的最上部机笼内，通过系统内高速数据网络SBUS扩充各种功能，实现现场信号的输入输出，同时完成过程控制中的数据采集、回路控制、顺序控制、以及包括优化控制等各种控制算法。1. 控制站特点（1）全智能化设计控制站所有的卡件，都按智能化要求设计，即均采用专用的工业级、低功耗、低噪声微控制器，负责该卡件的控制、检测、运算、处理以及故障诊断等工作，系统内部实现了全数字化的数据传输和信息处理。同时，采用智能调理硬件和先进信号前端处理技术，降低了信号调理的复杂性，减轻了主控制卡CPU的负荷，加快系统的信号处理速度，增强了每块卡件在系统中的自治性，提高了整个系统的可靠性。智能化卡件设计也实现了A/D、D/A信号的自动调校和故障自诊断，使卡件调试简单化。所有卡件都具有LED工作状态和故障指示功能，如电源指示、运行指示、故障指示、通讯指示等。（2）卡件可以任意冗余配置JX-300X集散控制系统控制站的主控制卡、数据转发卡和模拟量，均可按不冗余或冗余要求配置（开关量卡不能冗余），从而在保证系统可靠性和灵活性的基础上，降低用户的费用。系统中的关键部件建议用户一般都按冗余要求配置，如主控制卡、电源、通讯网络、I/O总线等。（3）信号处理能力进一步增强JX-300X集散控制系统控制站新增加了多种7/8点开关量输入/输出处理卡，进一步提高了系统的开关量信号的处理能力。同时，系统还采用新型集成和隔离技术，重新设计了一系列模拟量卡件，使得模拟信号处理在精度和稳定性方面得到大幅度的增强。（4）采用开放性网络通讯协议JX-300X的过程控制网SCnet II，采用IEEE802.3标准，符合TCP/IP传输协议，实现了系统的开放性，其实时性和可靠性都达到了DCS的现场应用要求。（5）与其它系统互连JX-300X通讯管理站（包括数据公路接口、网间连接器等）可将其它公司生产的系统或智能设备接入SCnet II，成为JX-300X系统的子系统或网络站点，使系统的资源得到最大限度的利用。通讯管理站具有数据缓冲功能，完成不同网络之间物理层联接、通讯协议转换、流量控制、信息缓冲等功能。子系统或其它智能设备的参数设置（包括协议、缓冲区、通讯速率、数据格式等）在工程师站上完成。（6）回路控制和逻辑控制JX-300X系统不仅适合于连续过程控制而且适合于包括顺序过程和批量过程要求下的各种逻辑控制，可方便地将DCS控制运算功能和PLC联锁逻辑控制功能相结合。对于回路控制和模拟量信号输入输出，信号处理的周期为100毫秒5秒（可选），而对逻辑控制和数字量输入输出，处理的周期为50毫秒5秒（可选）。（7）信号隔离I/O信号全部采用磁隔离或光电隔离技术，实现了信号的对地隔离，对交流电源隔离和相互之间隔离，将干扰拒之与系统之外，有效地消除了信号之间的共模干扰和串模干扰的影响，提高了信号采样处理的可靠性。 （8）控制站冗余电源供电JX-300X控制站通常要求用户提供双路AC电源，AC和DC的配电部分都采用冗余设计，安装了两路低通滤波器净化电源，配置了两路AC/DC的隔离转换器，都具有电源冗余逻辑电路、故障自动切换和故障报警电路，保证在任何一路AC或DC电源出现故障时，均不会导致控制站断电，并且通过故障报警提醒用户及时更换故障时，均不会导致控制站断电，并且通过故障报警提醒用户即使更换故障部件。（9）带电插拔卡件所有卡件都具有带电插拔的功能，在系统运行过程中可进行卡件的在线修理或更换，而不影响系统的正常运行。（10）“绿色”的低功耗技术所有卡件均采用大规模集成电路设计，有效降低系统功耗，减少辐射噪声，提高系统的抗干扰能力。2. 控制站组成和卡件类型（1）控制站组成控制站由主控制卡、数据转发卡、I/O卡件、供电单元等构成。不仅系统网络节点可扩充更动，控制站内的总线结构可方便地扩展I/O卡件。通过软件设置和硬件的不同配置可构成不同功能的控制结构，如过程控制站、逻辑控制站、数据采集站。他们的核心单元都是主控制卡SP243X。l 数据采集站：提供对模拟量和开关量信号的基本监视功能，一个数据采集站最多可处理384点模拟量信号和1024点开关量信号，512KB数据运算程序代码，512KB数据存储器。l 逻辑控制站：提供马达控制和继电器类型的离散逻辑功能。特点是信号处理和控制响应快，控制周期最小可达50毫秒。逻辑控制站侧重于完成联锁逻辑功能，回路控制功能受到相应的限制。逻辑控制站最大负荷，64个模拟量输入，1024个开关量，512KB控制程序代码，512KB控制程序代码，512KB数据存储器。l 过程控制站：简称控制站，是传统意义上集散控制系统的控制站，它提供常规回路控制的所有功能和顺序控制方案，控制周期最小可达到0.1秒。过程控制站最大负荷，128个控制回路、256个模拟量输入、1024个开关量，512KB控制程序代码，512KB数据存储器。3. 主控制卡（SP243X）主控制卡（又称控制站主机卡）是控制站的软硬件核心，它负责协调控制站内的所有软硬件关系和各项控制任务，主控制卡的功能和将直接影响系统功能的可用性、实时性、可维护性和可靠性。JX-300X主控制卡的综合性能（处理能力、程序容量、运行速度等），出来增强系统控制功能外，还增强了卡件的可靠性，简化了维护和保养。综合技术特点： 采用双微处理器结构，主从CPU协同处理控制站的任务，低主频，高效率、减少电磁干扰，功能更强，速度更快； 具有双重化10Mbps以太网标准通讯控制器和驱动接口，互为冗余，是系统数据传输实时性、可靠性、网络开放性有了充分的保证，构成了完全独立双重化热冗余SCnet II； 互为冗余的两个主控卡件之间高速数据交换，使工作/备用卡件之间的运行状态同步，同步速度达1Mbps； 控制软件和算法模块采用模块化设计，核心程序固化在主控卡的EPROM中，主要包含以下几类模块：算术运算、比较运算、转换运算、数学运算、逻辑运算、选择运算、计数器、定时器、触发器、辅助计算、累积函数、通讯函数、控制模块等； 具有8Mbit的用户可组态的控制程序和数据区，为用户设计复杂控制程序和存储数据准备了充足的内存空间； 实时诊断和状态信息可在本卡件的LED上显示，并向SCnet II上广播； 采样周期和控制速率从50毫秒到5秒可选（固定）或根据程序运行自行决定； 带算术、逻辑、控制算法库； 支持SCLang语言、梯形图、功能图、顺控等组态工具构造的控制方案； 软件支持冷、热启动等多种初始化模式。在冷启动模式下，调用用户算法的初始化程序； 支持1Mbps SBUS接口； 可带16到128块I/O卡，具有本地或远程I/O功能，节省安装费用； 综合诊断到I/O通道级； 具有灵活的报警处理和信号质量码功能，过程点的传感器和高低限检查，过程点报警处理，增加了过程点质量标志“报警”、“变送器故障”、“自动/手动”、“可疑”等，有断线诊断和故障诊断功能； 使用后备电池，以防主电源故障时丢失数据，在系统断电情况下，能保护SRAM数据不丢失，后备电池最长时间为5年； 冗余或非冗余的系统配置；卡件供电：DC5V，280mA；DC24V，5mA；冗余方式：1：1热备用。4. 数据转发卡（SP233）数据卡（SP233）是系统I/O机笼的核心单元，是主控制卡联接I/O卡件的中间环节，它一方面驱动SBUS总线，另一方面管理本机笼的I/O卡件。通过数据转发卡，一块数据转发卡（SP243X）可扩展1到8个I/O机笼，即可以扩展16到128块不同功能的I/O卡件。 通讯方式：冗余高速SBUS总线通讯规约； 通讯波特率：1Mbps； 卡件供电：DC5V，80mA；DC24V，10mA； 冗余方式：1：1热备用； 扩展方式：BCD码地址设置，015可选；控制站扩展I/O机笼首先必须配置SP233卡。SP233卡件采用XA-G3作为CPU，向上与SBUS相连，向下通过机笼母板与I/O卡件相连。SP233卡件板上具有WDT复位功能，在卡件受到干扰而造成软件混乱时能自动复位CPU，使系统恢复正常运行。每个数据转发卡具有完全独立的微处理器。这样，大量需要由主控制卡执行的任务就分散到SP233卡，而且是自动执行。任务包括I/O卡件信号采集、通讯数据格式化、I/O组态映象、信息处理和报警。所有内部功能如任务管理、存储器管理、I/O服务和处理器的例行程序均在模块内部自动执行。SP233卡支持冗余结构，可按1：1热备用配置，即每个机笼可配置双SP233卡，互为备份。当主控制卡与数据转发卡位于同一机笼时，SBUS总线不必外部连线；与扩展机笼的数据转发卡SP233卡连接时，SBUS总线需要通过机笼背面的“SBUS”插头来连线外部设备。5. 系统I/O卡件（二）操作员硬件SUPON JX-300X DCS操作员的硬件基本组成包括：工控PC机、彩色显示器、鼠标、键盘、SCnet II网卡、专用操作员键盘、操作台、打印机等。1. 工控PC机操作站的硬件以高性能的工业控制计算机为核心，具有超大容量的内部存储器和外部存储器，可以根据用户的需要选择21/17显示器。通过配置了两个冗余的10Mbps SCnet II网络适配器，实现与系统过程控制网连接。操作员可以是一机多CRT，也可以配置SP032键盘、鼠标、轨迹球等外部设备。2. 操作员键盘JX-300X DCS操作站配备专用的操作员键盘。操作员键盘的操作功能由实时监控软件支持，操作员通过专用键盘并配以鼠标就可以实现所有的实时监控操作任务。3. 报表打印机报表输出的功能可分散在各个操作站/工程师站上完成，也可以设立独立的打印站，其配置要求与操作站一致。JX-300X系统建议采用性能可靠的EPSON宽行针式打印机或HP宽行激光/喷墨打印机。4. 操作台操作台是放置操作站的平台，分为平台式操作台、立式操作台两种。（三）硬件安装要求1. 安装条件（1）工程设计规范安装JX-300X DCS系统设备的机房和现场、环境要求、建筑要求等，应符合化工部自控设计标准控制室设计规定（HG2050890）及设备的技术要求。在设备安装之前，必须明确设备和区域环境。一般将安装环境划分为二个主要区域：操作室和控制室（简称控制室）。现场设计时应注意事项如下：1）设计是必须考虑下列几条： 接近度为了操作、维修和其他工作的方便，控制站应尽可能位于离过程操作人员较近的地方。 安全度必须设置防止火灾和其他事故的安全装置。 距离在一个操作室中如需安装控制不同工艺装置的若干套DCS的操作站时，各套DCS的操作站之间应留有足够的间距。2）在设计图纸上应注明以下内容： 操作室和控制室的尺寸和形状； 入口和出口（紧急出口门应朝为开）； 操作站、现场控制站、UPS等所有外设的位置； 紧急切断用电源开关； 专用交流电源配电箱及系统接地端子； 电源插座； 建筑物柱子和内部窗户； 各种物品的存放区域； 桌椅等办公用具的位置；（设计时，请注意实际的电缆长度不要超过允许的最大电缆长度。必须考虑每根电缆末端应有的抽出长度余量。抽出长度是指从地板到接线端子的垂直距离。）（2）控制室设计控制室是指安装DCS系统控制站设备的房间，要求满足以下条件：1）总体控制室的设计除必须保证有足够的地板强度外，对包含防灰尘、防湿气在内的空调装置也应一起予以考虑。2）地面强度和空间地面应该有足够的强度以承载待安装设备的重量，需能承受至少400Kg/的平均负荷。宜采用防静电活动地板。同时地面应该有足够的空间以适应待安装设备的体积和设计的安装方式。3）地面结构为了避免在设备维护、移动过程中或各类人员工作中对电缆的意外损害，不要将电缆直接敷设在地面上。一般推荐以下的敷设电缆方式：采用活动地板。在地板下敷设便于维护。采用混凝土地板，但要挖掘一个电缆槽，将电缆敷设于电缆槽内。使用这两种地板时，地板下面自由区域可以安放冷暖气管及水管。如果地板下层作为冷暖气走线管道，则电缆的所有入口周围必须用绝缘隔板隔离，冷气出口应当远离机柜和操作台。4）防积水、防灰尘设计为了保护电缆和系统设备，地板下需具备防水设施。在电缆敷设完成后，所有电缆引入口应密封，防止灰尘、湿气、老鼠或其它有害昆虫入侵，对设备造成损害。5）照明SUPCON JX-300X DCS系统的机柜内部如要采光，照明不宜用日光灯，建议采用节能灯，而控制室和操作室因日光灯很少有辐射热，推荐使用日光灯。如果操作室的操作区亮度较其他区域暗，那么显示屏内容和LED信号指示灯较易看清，一般有269538勒克司的照度已足够。而操作室其他区域要求更高的照明级别，设备维修区或办公区需要1345勒克司左右的总亮度。应选择合适的，适于安装的照明设备，尽量保证同一房间里的照明度一致。要避免操作区上方刺眼的灯光，防止CRT显示屏表面反射灯光引起操作工疲劳。6）空调特别要避免在DCS系统设备上出现凝露，为此须满足：保证室内温度的变化小于5空调的安装位置远离系统设备；安装备用空调，以备一个空调失效时，可及时启动备用空调，避免由于温度的大幅度升降造成系统设备温度过高或凝露。7）窗门控制室窗户应该具有良好的密封性，平时应关闭窗户。在空调运作时开窗容易导致凝露，同时也会引入灰尘、腐蚀性气体，从而损害系统设备。在有阳光直射的房间，应挂上窗帘以避免阳光直射在CRT上。（3）控制室环境条件要保证系统长期、安全、稳定运行所需的控制室环境条件。1）温度和湿度如果存在腐蚀性气体，再加上潮湿的空气会大大加速对系统设备的腐蚀。正确的做法应该是： 经过空气调节装置（含空调、除湿机、暖气片）后的空气远离系统设备均匀扩散（不要将地板下层的冷气管道直接引入）； 为了避免大范围温度波动引起局部冷凝的可能性，要正确地确定空调容量大小。降低温度会增加送入空气的相对湿度，因此应控制室内的相对湿度； 不要随意开启门、窗。防止因此而破坏对温、湿度的控制； 在过程失常或者空调设备故障期间，首先要确保相对低的湿度，并使空气进入速度最小，以防止高浓度的气体污染物影响到系统设备。2）凝露若产生凝露现象或在系统设备上发现有过凝露痕迹，请与设备生产厂商联系。3）电磁干扰（EMI）和无线电频率干扰无论是稳态或瞬态的EMI和RFI干扰信号，都有可能进入系统中，严重情况下会引起数据丢失或者其它错误。这类干扰可能由下列因素引起： 雷达； 在MW、SW、FM波段的无线电设备、TV及便携移动通信设备； 电力馈线及相应工具； 产生强交变磁场的大型旋转电动机； SCR或大型继电器、接触器、变频器； 电弧焊机、高频加热器及超声波设备； 荧光灯；若将CRT安装在有强电流流过的电缆旁或产生磁场的供电设施旁，会影响CRT的显示质量（扭曲或色彩失真）。如对设备合理接地，对外部电源加电源滤波器或在其输入输出线上加高频抑制器等，大部分EMI源都能加以抑制。安装调试设备时常使用手持无线电设备或其它双向通信设备，这里推荐使用小于5瓦的双向通信设备或使用室外天线的基地站。禁止使用手持收发两用机。对输出额定功率高达5瓦的发射器，在其操作期间必须离SUPCON JX-300X系统设备至少3m。一般来说，发送设备应尽量放在较远的地方。对脉动电压和闪电，即使已使用接地技术，但主负荷变化及闪电引起的高压电仍会在线路上产生感应电压。因此建议在有较强的EMI和RFI干扰的环境中，对毫伏或电阻信号的输入线应使用带屏蔽的电缆，而且对控制站和操作站的供电电源输入端加装一个抑制频率为50400Hz的电源滤波器。（4）噪音和静电产生感应噪声的原因有电磁感应、静电感应、无线电波、雷击、感性负载通断、静电放电、接地电位差等。它们都会对供电、信号、接地电缆和系统设备产生噪声干扰。在计算机控制系统中，由于噪声引起的错误，即便只有（在A/D转换或指令执行中）一个比特（bit）的错误，也可能产生严重后果。为了避免干扰噪声和静电的引入，系统的缆线规格、缆线的走向和接地系统布置等都必须严格按下述措施执行。1）抗噪声干扰要辨别有噪声触发引起系统运行失效的原因是不容易的。由于难以复现，使得查找故障原因更是难上加难。2）静电在维护或改变设置时，如果接触到卡件上的集成元器件、焊点，极有可能产生静电损害，它包括卡件损坏、性能变差和使用寿命缩短等。为了避免操作过程中由于静电的引入而造成损害，须遵守：所有的I/O卡保存或运送时，应包装在防静电袋里，严禁随意堆放；插拔卡件前，须带上接地良好的防静电手腕，或进行必要的人体放电；请不要直接用手接触卡件上的元器件、焊点等。3）电缆在敷设电源和信号电缆时，必须按下述要求做（除特殊缆线，这里均指屏蔽电缆）。任何用于大电流、高电压、高频信号（如感性负载的开/闭）的信号线必须与其他的信号线分开敷设。（5）电缆布线SUPCON JX-300X DCS系统的设计为底部进线。机柜宜用槽钢框架进行固定，进线均从底部进入，槽钢所预留的电缆走线孔必须足够大，以容纳所有电缆和接头，并尽可能的采用地板汇线槽。操作台可以用槽钢框架进行固定，进线从底部进入。如不采用槽钢框架固定，则进线可从操作台背部进入。2. 运输、存储和安装介绍系统设备在运输、存储、拆箱和安装中的注意事项。对运输、存储中环境的湿度、温度要求，如何安装控制站、操作站、通讯网络等。(1) 运输注意事项为避免运输过程中的意外损坏，以下注意事项均指系统在原包装情况下。1) 包装系统设备在制造厂装配、检查和测试完之后，为装运进行了保护性的包装。控制站内的电源箱，机笼等，均包装在四面环绕有铁皮条的木板箱内。木板箱底部设计成可以用叉车或链条电动葫芦移动的空间。所有的I/O卡件均用纸板盒内有防静电的包装袋及防挤压的海绵垫，I/O卡件纸板盒又包装在一个大的纸板箱内。若要长途运输，应将装有I/O卡件的纸板箱与装有操作站的操作台与计算机、外设等均分开独立包装，也装入可移动的大木箱内。所有电缆及网络附件等应和I/O卡件包装在同一个大木箱内一起装运。2) 装运、运输中的存放装载 不要在设备包装箱的上部施力装载或侧向扭曲； 应从底部向上施力装载； 注意防水措施； 雨天禁止装载设备。不要存放在露天。应由专业单位承担运输以保证DCS系统各种精密设备的运输条件。不要经过有强烈腐蚀性气体、强电场或请磁场的区域。3) 卸载准备好专门的卸载设备，避免在雨天、雾天和露天卸载。卸载场所为了安全卸载，请确认： 有足够操作空间的室内环境，至少有25004000面积的工作区，顶高至少为3000，最好有操作平台； 地面足够坚硬； 户内外温差应小于10，避免凝露。若大于10，应保证原包装在室内存放； 8小时后开箱或降低室温，知道室内外温差小于10为止；卸载时保持设备垂直；避免冲击。(2) 拆箱当设备到达现场时，用户首先应对设备的包装外观进行检查，查看外包装是否损坏。如有损坏及时让运输单位人员确认，同时通知系统设备供方有关人员。拆箱是4最好有供方人员或代表在场。请将包装箱件数与箱上说明与发货单对照，以防止任何漏件。拆箱后的设备和附件应认真与转运设备时包装箱内所附的装箱单内容对照。有问题及时通知供方。(3) 存储（用户处）系统装运日期应依据系统安装日程而定，避免系统设备储存时间超过3个月。若储存时间超过3个月，请事先通知供方以便提供更好的防护和必要的检验。储存条件如下：1) 避免阳光直射；2) 防止凝露；3) 避免接触腐蚀性气体或含盐分空气。(4)安装本节叙述下列内容： 如何将机柜安装到地板上； 现场控制站内部安装； 卡件安装。1) 设备放置可以利用叉车或人力把操作台和机柜移动到位。放置前应检查控制站机柜门允许的开度是否足够，是否已为维修和检查预留了位置。请根据现场总体布局设计把控制站设备放置到位，不要超过网络电缆和机笼扩展电缆长度允许的距离。可以卸去前后门和侧面板。机柜可以相邻并排放置。对控制站机柜应进行固定，防止机柜受到外力时侧翻。在移动过程中，勿使机柜倾斜超过45角，以免导致对门和侧表面的损坏。根据现场的总体设计布局设计，将操作台放置到位，不要超过网络电缆长度允许的距离。操作台可以并排放置。2）控制站安装控制站机笼、供电电源箱、HUB和控制站机柜一般均由供方根据用户配置直接安装好，并经过测试，验收后出厂。特殊情况下，可由负责工程项目的技术人员提供安装图纸，并在现场根据实际情况连接。因此现场控制站的安装，主要是机笼内主控制卡、数据转发卡及I/O卡件等的安装。清扫控制站机柜和操作台放置完毕后，请花时间全面清扫操作室控制室。应养成保持现场清洁的习惯。建议使用下列步骤： 最后检查所有小零件包装箱和大包装箱内装运到一个新现场或者返回修理，将需要这些东西； 安排装运外部设备的专门包装箱存放。因为若这些设备装运到一个新现场或者返回修理，将需要这些东西； 丢弃所有不必要的包装材料； 打扫房间并保持干净，避免打扫时灰尘四起，同时也应注意打扫时不宜使房间湿度过大。控制站卡件的安装根据工程项目所设计的卡件布置图（或排列图），进行各种卡件的安插。在卡件的安插过程中请遵循以下原则： 各类卡件安插前，应正确设置地址开关、冗余方式的选择跳线、配电选择跳线、信号类型选择跳线； 卡件从防静电袋拿出时，为防止人体静电对元器件的影响，操作人员应带好防静电手腕或进行适当的放电，手不能直接接触电子元器件和焊点等地方。控制站卡件的开关跳线设置方法：3）操作站的安装平台式操作台在平台式操作台台面的中央放置CRT。工业PC机（简写IPC）从前面放入下一层平台上。工业PC机的背部朝后，以便接线。操作站标准部件的连线下面列出在连接过程中安装人员应注意的事项： 检查监视器背部，确认的内容有：视频电缆的类型、视频电缆接口、接地螺丝； 检查专用计算机电源插座的电源开关的ON/OFF位置； 检查监视器和工业PC 铭牌上的电源要求是否适合于：220V 50Hz 检查电源电压开关的设置应处在230V档； 机箱电源开关ON/OFF位置，监视器电源开关的ON/OFF位置； 检查是否有IPC电源线，专用计算机电源插座； 检查是否有监视器电源线。串行鼠标及轨迹球连接方法串行鼠标器或诡计球与IPC背部的通信口COM1相连接。任选打印机的连接任选打印机的连接打印机与IPC背部的并行口（LPT1）相连接。立式操作台立式操作台是将CRT嵌入在一个方形门框内，IPC封闭在一个箱体内。在立式操作台内有一个放置CRT的可调抽动式平台，当CRT从操作台背部放入抽动式平台上后，可以上下调节平台，使CRT的塑性表面与操作台的表面边框吻合。工业PC机的放置也是从背部放入并放置在下面的一个平台上。IPC的背部朝后，以便接线。其余安装步骤与平台式操作台一致。4）通讯网络安装通讯网络安装，主要分成以下几部分：操作站网卡安装、控制站主控制卡安装、通讯网络线连接。操作站网卡的安装操作站网卡是采用内置式10BaseT 收发器的以太网接口。它既是SCnet II通讯网与上位操作站的通讯接口，又是SCnet II网的节点，完成操作站与SCnet II通讯网的连接。控制站主控制卡的安装控制站作为SCnet II的接点，其网络通讯功能由主控制卡担当。主控制卡SP243X结构是这样的。面板上具有二个互为冗余的SCnet II通讯口和7个LED的状态指示灯。主控制卡上有关网络通讯的接口及指示灯说明如下： PORT-A（RJ451）：通讯端口0，通过双绞线RJ45连接器与冗余网络SCnet II的0#网络相连； PORT-B（RF452）：通讯端口1。通过双绞线RJ45连接器与冗余网络SCnet II的1#网络相连； LED-A：本卡件的通讯网络端口0的通讯状态指示灯； LED-B：本卡件的通讯网络端口1的通讯状态指示灯； SLVAE：Slace CPU运行状态指示，包括网络通信和I/O采样运行指示。主控制卡使用拨号开关SW2的S4、S5、S6、S7、S8共五位用于设置本卡件的网络（SCnet II）节点地址。拨在“ON”一侧时，表示“1”；反之，表示“0”。采用二进制码计数方法读数，其中自左至右代表高位到低位，即左侧（S4）为高位，左侧（S8）为低位。3）通讯网络线的安装节点处于同一栋楼中，且节点间距离100米时：可选用双绞线作为引出电缆，对应的网卡具有RJ45接口即可。铺设要求 选用AMP5类或超5类无屏蔽双绞线（UTP）或带屏蔽双绞线（STP）。 暴露在地面的双绞线必须使用保护套管；电气干扰较严重的场所，双绞线必须使用金属保护套管，金属保护套管必须可靠接地。100m节点间距离185m时；可选用细同轴电缆作为引出电缆，对应的网卡除具有RJ45接口外，还应有BNC接口。如果网卡只具有RJ45接口，为与细同轴电缆相连接，必须配有相应的转换器（或带有BNC接口的集线器）；如果网卡已具有BNC接口，可直接与细同轴电缆相连接。 总线上最远的两端必须加上50的 终端匹配器。 当设备不在同一接地平面或接地不良时，需要使用BNC浪涌吸收器。185m节点距离500m时：不使用中继器 费用少，无升级需要时，可选用粗同轴电缆作为引出电缆；对应网卡除具有RJ45接口外，还应有AUT接口。如果网卡只具有RJ45接口，为与粗同轴电缆收发器相连接， 必须配有相应的转换器（或带有AUI接口的集线器）；如果网卡具有AUI接口，可通过收发器电缆直接与粗缆收发器的AUI接口相连；具体网络连接铺设要求： 收发器电缆，一般最远距离不能超过30m； 总线最远的两端必须加50的终端匹配器； 应保证电缆的弯曲程度一般保持在半径大于5厘米，避免由于弯曲过度而造成信号的质量受损； 当设备不在同一接地平面或接地不良时，需要使用相应的浪涌吸收器。使用中继器如果无升级需要可采用双绞线和细缆，只需在远距离主干总线上增加适当个数的中继器。如果有升级需要，只能采用双绞线的网络结构。节点距离500m时：不使用中继器采用光纤方案。使用中继器无升级需要时，可采用粗同轴电缆，只需在远距离主干总线上增加适当个数的中继器。有升级需要时，只能采用光纤作为主干电缆。HUB配置基本原则及以太网“5-4-3法则”JX-300X控制系统中，主控制站上必须采用架装的方式固定两个互为冗余的16口HUB；对于远程总线节点（控制站、操作站等），则视该总线节点处网络节点的个数及类型而定： 网络节点单一，可选用适当的网络转换器代替HUB； 网络节点个数较多，使用HUB构成星型连接结构；一个网络系统中可拥有多个中继器和多个电缆段，但任意两个节点间的路径上最多只能有5段电缆，4个中继器，且只能有3段电缆（10Base2和10Base5）或HUB（10BaseT）连接设备，这就是以太网的“5-4-3法则”；中继式集线器（HUB）作为中继器使用时，连接方式为串接方式。通讯网络线的匹配Scnet II总线是连接节点（指控制站、操作站等设备）间的通信线，一般采用双重化配置来提高系统的可靠性。通讯电缆有双绞线、细缆、粗缆、光纤四种类型，根据实际连接的长度选用。当使用细缆及粗缆时，需在电缆两端各加一个50终端匹配器以防止信号在传输过程中衰减。当使用网络中继器时，应将中继器前和中继后两段网络分别对待，计算各自的总长度。注：两根通信电缆不得碰在一起或与大地（含机箱、机笼等）相碰。在操作站、控制站地线没有连好之前不得上电。5）机柜内安装机柜内机笼的安装 把机笼放在柜上的合适位置，使安装托架上的安装孔与机柜上的安装空对齐，将机笼与机柜用螺丝牢固地相连； 使机笼的安装托架与机柜的正面一致，并将托架有机柜内轨道平行放置，使托架安装在机笼的正前方。 把主机机笼放在机柜的合适位置，以便安装托架的孔与机柜轨道的孔平齐，或在轨道上的位置钻一个托架安装孔。 用螺丝固定好机笼。机笼内的接线JX-300X DCS系统机笼SP211的背面端子母板固定于机笼的背面，介质为印刷电路板，通过母板上的欧式插座与卡件电气联接，一方面为卡件提供工作所需的直流电源（+24V、+5V，GND），另一方面实现卡件之间必要的电气连接。SP211机笼电源端子各接口，从上往下依次为18，对应输入信号。连线方式：电源输入（直流输入）连线介质：三芯电缆线（两组冗余电缆线）接口：电源A端子（+5VA，+24VA，GND）与机笼直流输入接口对应相连电源B端子（+5VB，+24VB，GND）与机笼直流输入接口对应相连 走线：电源端子-右进线孔-走线槽-直流输入接口端子注：现场信号线通常从左进线孔进入，机笼间连线通常从右进线孔进入。安装后的检查在安装结束后，依下表所列各项检查，在上电前应避免灰尘和凝露发生。系统安装后环境条件的保持为了保证系统适当的运行条件，请遵守以下各项： 密封所有可能引入灰尘和潮气的走线孔（坑）等； 保证空调设备稳定运行，因为空调开停可能会导致凝露产生； 对运行环境的温度和湿度进行检测和记录，消除引起环境温度剧烈变化的因素。3.接地规范介绍接地目的、分类、设计准则和JX-300X DCS系统设备接地安装规范。合理准确的接地是保证集散控制系统运行安全可靠系统网络通信畅通的重要前提。正确的接地既能控制外来干扰，又能减少设备以外界的干扰影响。而错误的接地反而会引入干扰，严重时甚至会导致集散控制系统无法正常工作。因此接地问题不仅在系统设计时要周密考虑，在工程安装投运时必须以最合理的方式加以实现。1）接地目的集散控制系统接地有两个目的：一是为了安全；二是为了抑制干扰。安全包括人身安全和系统设备安全。与一般用电设备一样，根据安全用电法规，电子设备的金属外壳必须接大地，以防在事故状态时金属外壳出现过高的对地电压而危及操作人员安全和导致设备损坏。抑制干扰包括两部分，一是提高系统本身的干扰能力；二是减少外界的影响。集散控制系统的某些部分与大地相连可以起到抑制干扰的作用。如静电屏蔽层接地可以抑制变化电场的干扰，因为电磁屏蔽用的导体在不接地时会增加静电耦合而产生“负静电屏蔽”效应，加以接地能同时发挥静电屏蔽作用；系统中开关动作产生的干扰，在系统内部（如各操作站及控制站间）会产生相互影响，通过接地可以抑制这些干扰的产生。2) 接地分类电子设备中“地”通常有两种含义：“大地”和“系统基准地”。“大地”是指系统的金属外壳、线路等通过接地线或接地板等接地装置与大地相连，这里讨论的接地技术均指接大地。“系统基准地”是指信号回路的基准电位导体（如控制系统的直流零伏导体等），简称系统地。这时接地的含义是指单元、装置内部各部分电路的信号返回线与基准电位导体之间的连接，接地的目的是为了给系统各部分提供稳定的基准电位。DCS系统中有许多需要接地的部分。由于回路性质和接地目的的不同，需要分成若干独立接地子系统，然后连在一起实行总接地。DCS中接地的种类主要有以下三类：系统地、屏蔽地和保护地。系统地控制系统中的基准电位是各回路工作的参考电位，基准电位的连线称为系统地，通常是控制回路直流电位的零伏导线。系统地是三类接地中最重要一类。与其他通信装置不同，控制系统都不用大地作为信号返回路径。但系统地是否要接大地以及如何接大地，与控制系统的工作稳定性密切相关。A. 系统地接地方式系统地的接地方式通常有三种： 浮地方式不接大地，任其悬浮。为了抑制共模输入电压的影响，低电平信号输入电路往往采用浮地方式。DCS中的I/O子系统都是采用浮置式。浮地方式的有效性取决于实际的悬浮程度。而对于DCS这种规模叫较大的系统，由于存在较大的对地分布电容，很难实现并保持真正的悬浮。当系统基准电位受干扰时，会通过对地分布电容出现的位移电流影响控制系统正常工作；当控制系统规模增大，输入输出线增多或加长时，都会使对地电容增大，位移干扰电流增加，而给系统引入干扰。因此，DCS主机的系统地不能浮置，而要采用直接接地方式。 直接接地方式系统地与大地直接相连。这种接地方式的优缺点恰与接地方式相反，当控制系统有很大对地分布电容时，只要合理选择接地位置，便可以抑制分布电容的影响。 电容接地方式一经电容将系统地与大地相连。接地电容为高频干扰分量提供对地通路。抑制分布电容影响，但对低频干扰分量仍是断路，所以类同浮地方式的部分缺点仍然存在。B. 系统地一点接地原则当一套集散控制系统有多个现场控制站或数采站时，整套设备的系统地必须只有一点接大地。因为接地电阻不可能等于零，当有电流从接地极注入大地时，接地极及其附近的大地电位便会升高，引起设备地电位的波动。所以如果有两个或更多的接地点，它们之间总会有地电位差，并导致产生环行地电流。集散控制系统中众多的电气和电子控制系统同时工作时，地电