精馏塔控制系统操作站安装.doc

任务二 精馏塔控制系统操作站及网络安装课前准备：多媒体课件制作、演示实验设备调试、以4人/小组进行分组。一、任务回顾1、上次课布置的精馏塔控制系统JX-300X系统操作站及网络安装2、集散控制系统硬件结构3、集散控制系统JX-300X网络结构二、任务汇报1、小组汇报由代表汇报小组讨论后形成的集体意见。2、学生互评、教师点评学生积极参与、开动脑筋寻求合理的处理方法的学习精神应充分肯定。注：点评时，不对各组的结果进行定论。三、产品知识JX-300X系统操作站JX-300XP 操作员站的硬件基本组成包括：工控 PC 机、彩色显示器、鼠标、键盘、SCnet网卡、专用操作员键盘、操作台、打印机等。 1、操作台 操作台分为立式操作台和平台式操作台，如图1所示2、操作员键盘（XP032） JX-300XP DCS 操作员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和鼠标实现所有的实时监控操作任务。JX-300XP DCS 的操作员键盘如下图所示。图1 操作台图2 操作员键盘三、产品知识JX-300X通信网络JX-300XP 控制系统的通信网络分四层，如图3所示： 第一层网络是信息管理网（用户可选） ； 第二层网络是过程信息网； 第三层网络是过程控制网，称为 SCnet ； 第四层网络是控制站内部 I/O控制总线，称为 SBUS；图3 系统网络结构示意图1 信息管理网（Ethernet） 信息管理网采用以太网络，用于工厂级的信息传送和管理，是实现全厂综合管理的信息通道。该网络通过在服务器上安装双重网络接口转接的方法，实现企业信息管理网与 SCnet 过程控制网络之间的网间桥接，以获取集散控制系统中过程参数和系统的运行信息，同时也向下传送上层管理计算机的调度指令和生产指导信息。管理网采用大型网络数据库，实现信息共享，并可将各个装置的控制系统连入企业信息管理网，实现工厂级的综合管理、调度、统计、决策等。 信息管理网的基本特性：拓扑规范：总线形（无根树）结构，或星形结构； 传输方式：曼彻斯特编码方式； 通信控制：符合 IEEE802.3 标准协议和 TCP/IP 标准协议； 通信速率：10Mbps、100Mbps、1Gbps 等； 网上站数：最大 1024个； 通信介质：双绞线（星形连接） 、光纤等； 通信距离：最大 10km。2 过程信息网 过程信息网可采用C/S网络模式 （对应SupView软件包） 或对等C/S网络模式 （对应AdvanTrol-Pro软件包） 。在该过程信息网上可实现操作节点之间包括实时数据，实时报警，历史趋势，历史报警，操作日志等的实时数据通信和历史数据查询。3 过程控制网络（SCnet 网） JX-300XP 系统采用了双高速冗余工业以太网 SCnet 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、通信接口单元等，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 可以与上层的信息管理网或其它厂家设备连接。过程控制网络 SCnet 是在 10base Ethernet 基础上开发的网络系统，各节点的通信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； 通信控制：符合 TCP/IP 和 IEEE802.3 标准协议； 通信速率：10Mbps、100Mbps、1Gbps 等； ； 节点容量：最多 63 个控制站，72个操作站（含工程师站和多功能站） ； 通信介质：双绞线、光缆； 通信距离：最大 10km。 SCnet 网络采用双重化冗余结构，如图 4 所示。在其中任一条通信线发生故障的情况下，通信网络仍保持正常的数据传输。图4 SCnet 网络双重化冗余结构示意图SCnet 的通信介质、网络控制器、驱动接口等均可冗余配置，在冗余配置的情况下，发送站点（源）对传输数据包（报文）进行时间标识，接收站点（目标）进行出错检验和信息通道故障判断、拥挤情况判断等处理；若校验结果正确，按时间顺序等方法择优获取冗余的两个数据包中的一个，而滤去重复和错误的数据包。而当某一条信息通道出现故障，另一条信息通道将负责整个系统通信任务，使通信仍然畅通。 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 还具有完善的在线实时诊断、查错、纠错等手段。系统配有 SCnet 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、数据采集站等） 、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。4 典型的 SCnet 网络结构节点处于同一幢楼中，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。 具体网络连接结构见图 5所示。 铺设要求 1）选用 AMP 5 类或超5类无屏蔽双绞线（UTP）或带屏蔽双绞线（STP） 。 2）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。图5双绞线网络连接示意图四、动手实践1、要求1）安装操作站软硬件2）通信网络连接3）调试。2、过程学生操作，教师指导，充分发挥学生的积极性和创造性3、具体步骤如下1、网络的设置主要为各个网络端口地址的设置。主控卡的地址已在安装卡件的过程中设置完成。请您完成工程师站和操作员站的网卡的地址设置。2、将DCS系统网络根据设计要求设置好后，利用系统自带的ping命令检测和网络内某节点间通讯是否顺畅（注意观察检测过程中HUB（或交换机）的指示灯情况）。 具体测试步骤如下：1） 选择工程师站或任意一台操作员站作为基站，检测和系统中任何一个端口之间的通讯状况。2） 调试系统网络，具体方法请见实训须知，并把调试结果填入表6。3） 若有网络故障，请分析并排除，同时填写表6：表6 控制站内部网检测结果检测端口地址（xx.xx.xx.xx）检测结果（正常请，否请）若检测结果为故障（请分析、说明原因）故障是否解决128.128.1.130128.128.2.130128.128.1.131128.128.1.132128.128.1.133128.128.1.134128.128.1.135128.128.1.136128.128.1.137128.128.1.138128.128.1.2128.128.2.2五、技能提高1、集体讨论2、小组汇报六、必备知识1、上电、停电步骤不正确的上电、停电顺序可能会对系统的部件产生大的冲击，影响系统寿命，甚至直接破坏系统。正确的步骤如下：A. 上电步骤： 1） 在上电前检查各项上电条件，确认各个电源开关是否处于关闭状态、确认接地良好（包括接地端子接触、接地端对地电阻）。2） 确认符合上电条件后，请按以下步骤进行系统上电： 开总电源开关（本实训没有），若直接给系统供电需测试电压是否满足交流电压要求（22010VAC）。 打开不间断电源（UPS）的电源开关，并测输出电压是否满足交流电要求（本实训没有）。 检测各个支路路输入交流电压是否满足要求。（本实训不测） 打开各个支路电源开关。（本实训中即把各设备的电源插头插到接线板上，如操作员站、工程师站，控制站为合上空开，注意控制站的两个插座分别插在两路电源接线板上） 给操作站上电，开显示器，开主机。 给控制站上电，开启HUB（或交换机），再打开控制站的电源箱电源。并检查各个机笼的5V合24V电源输入是否正常（正常范围：5.1V2，24V5）。B 停电步骤： 1）每个操作员站依次退出实时监控及操作系统后，关操作员站主机电源，关闭显示器电源； 2）逐个关控制站电源箱电源； 3）逐个关HUB（或交换机）电源； 4）关闭各个支路电源开关（本实训中控制站为关闭机柜内的空气开关）； 5）关闭不间断电源（UPS）的电源开关（本实训无UPS） 6）关闭总电源开关。2、操作站IP地址设置方法 工程师站和操作站需在计算机操作系统中设置IP地址，具体步骤如下：1） 右击“网上邻居”，点击“属性”；2） 在“网络和拨号连接”窗口中右击“本地连接”，右键点击，选择“属性”，如图6：图6 本地连接3） 查看在“此连接使用下列选定的组件”中有没有“Internet”协议（TCP/IP）项。若没有请继续后面步骤，若有请跳至步骤5；4） 点击“安装”，选择“协议”，点击“添加”，选择“Internet协议（TCP/IP）”项，按“确定”，若在“此连接使用下列选定的组件”中有“Internet协议（TCP/IP）”项表示TCP/IP协议安装完成；5） 选中“Internet协议（TCP/IP）”项，点击“属性”，如图7，选中“使用下面的IP地址”，在“IP地址（I）”中填入：128.128.X.XXX；6） 在“子网掩码（U）”中填入：255.255.255.0,其他默认，确认即可，如图4；7） IP地址“128.128.X.XXX”中，“128.128.X”用来标明具体的网络段，即网络地址；“XXX”用来标明具体的节点，即宿主机（如控制站、操作站）地址。图7 网络属性对话框3、网络调试 网络的物理设备连接好后，利用系统自带的“ping”命令检测网内各节点间的网络是否通畅，具体测试步骤如下：1） 选择一个工程师站或任意一台操作员站作为基站，进行网络测试，对于整个系统中任何一个端口都要进行测试，确保网络正常工作。2） 在计算机的“开始运行”里键入下面的DOS命令：“ping128.128.X.XXX-t”。如在工程师站上输入“ping128.128.1.2-t”即测试工程师站和2号主控的通讯端口A之间的通讯状况，如图8所示，点击“确定”，观察跳出的DCS窗口中的反应。图8 IP地址设置图9 输入ping命令检测标准如下：在一段时间内网络响应时间time小于10ms，表示该节点网络顺畅，如果网络通畅，现象如下：Reply form 128.128.1.2：bytes32 time10ms TTL=128；如果网络故障，现象如下：Destination net unreachable.或者Request timed out.4、HUB指示灯含义 1）BNC/AUI：此灯在正常情况下是不亮的。如果此灯亮起，表示连接的同轴电缆出现了问题，如BNC接头坏了、终端电阻松动、短路等。 2）Power ：电源灯。在HUB有电源接入及开关在打开状态时灯亮，此时表明HUB已经通电工作。 3）COL：是Collision