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第二章 系统使用模件介绍 DCS系统采用的I/O模件及信号处理模件有： CAI20 模拟量信号（0/4-20）mA、输入 CT121 热电偶、热电阻输入 CAO10 模拟量（0/4-20）mA输出 CCF10 串口通讯模件（RS232、RS485） CBI20 开关量信号输入 CCR20 远程连接模件 CBO10 开关量输出 CMC50 多功能处理器 CC030 网络耦合器 下面对各主要模件的功能、硬件结构、使用组态等做一介绍2.1 CMC50 多功能控制器2.1.1 结构 如图2-1-2所示图2-1-1CMC50结构 2.1.2 性能2.1.2.1 具有处理过程数据的功能，消耗功率20W。2.1.2.2 可处理10000个全局变量。2.1.2.3 可处理70000个局部变量。2.1.2.4 可处理16个任务，每个任务有不同的周期可自由定义。2.1.2.5 任务周期可从20ms到2900h之间定义。2.1.2.6 可以冗余。2.1.2.7 具有两个冗余的Fnet接口。2.1.2.8 具有冗余的 Cnet Onet。2.1.2.9 具有模件监视功能(自诊断功能)。2.1.2.10 具有时钟接口。 2.1.2.11 具有7个CPU，其中6个用于管理系统总线，1个用于中央处理。2.1.3 模件作务：2.1.3.1 处理功能：闭环、开环控制，完成信号处理功能。2.1.3.2 时间同步功能：(每隔1秒钟发一个时钟同步信号)作为系统主时钟。2.1.3.3 消息处理：将所有的报警和系统内的信息称为消息。CMC50接收下级产生的信息并产生自身的信息传输信息到更高一级，如I/O卡故障则CMC将其传到CCO再到更高一级。2.1.3.4 功能描述：每个任务都有高、中、低3个级别，按从高到低的级别执行。 a.任务：任务有两个不同属性。 任务的周期: 任务周期可从20ms到2900h之间定义 任务的级别：有高、中、低三档，处理按高到低的级别执行。b. 同一个模块或不同的模块可在不同的任务进行数据交换。2.1.3.5 数据传输方式： a.周期性传输：每隔1s，开关量信号向上传输一次。b.自发性传输：开关量变化一次，就传输1次。2.1.3.6 CMC的冗余(如图2-1-2) 图2-1-2 CMC的安装与冗余2.1.3.7 启动行为：分为短时故障（停电时间5秒以下）和长时故障（：停电时间大于30秒） a.短时故障:使用停电时的最后1个值. b.长时故障:数据置为无效，并且把所有值恢复到零。2.1.3.8 系统数据结构： a. 网关的功能： 信息网关的功能 时间网关功能。 b. 主时钟管理，每隔1s产生一个同步信号使网络时间达到同步主时钟接受无线电或石英钟。我厂用 HOP 6835型时钟2.1.3.9 前面板的布置(图2-1-3)Active LED 活动指示灯 绿色Disturbance LED 报警灯 红色Battery holder 电池插槽：放锂电池，保持CMC的数据时钟Service interface 诊断接口，紧急状态下才用，一般不用.网络中的composer具有有诊断功能。2.1.3.10 掉电状态下的数据保持 固态存储器 固件-闪速存贮器 存储特别重要的控制数据和信息 组态数据： 有电源缓冲区的SRAM, 信息缓冲区：有电源缓冲区SRAM 当前数据： 有电源缓冲区SRAM 产品数据： NVRAM 电池管理：模件内部有8MSRAM，具有一个后备电池，电池寿命1.5年，正常情况下由机柜提供24V电源，如电源掉电，则由电池供电，锂电池可供电1.5年，更换电池时，如外部没有24V同时要更换电池时，仅有30秒时间更换换电池，超过30秒以上数据会丢失(在没有24V电源的情况下) LED指示灯意义A：活动指标灯：S表明有故障(红色)LED指示灯描述A（活动）S（报警） 投运和装载数据阶段0.5Hz0.5Hz模件未连入系统中0.5HzOFF模件连入系统，但没有回路处理2Hz(X)正在装载数据，冗余切换被锁定（不能进行冗余切换） 正常操作阶段OFFON一般错误闪烁ON紧急故障状态ONON模件未工作ONOFF正常状态OFFOFF冗余模件中的备用模件（备用模件为正常，可进行冗余切换） 局部错误(X)2Hz 特殊操作状态0.5HzON错误的插槽ONON基本初始化闪动闪动程序适配器插入（CMC操作系统升级时）2.2 CCO30一耦合模件2.2.1 性能及应用2.2.1.1用于连接自动化级和操作级2.2.1.2 更新过程变量2.2.1.3 处理操作干预操作员将一些值改变后送到CMC处理外部的逻辑控制干预。2.2.1.4 产生过程信息：作为自动化级的操作级的缓冲区2.2.1.5 使在Onet上的设备时间同步。2.2.1.6 网络支持 10Base2和AUI接口 TCP/1P协议2.2.1.7 处理10000个过程变量，具有处理4000个消息的缓冲区。可以冗余，具有自监视功能。2.2.1.8 具有掉电保护2.2.2 模件任务：2.2.2.1 测量值的更新。2.2.2.2 消息的处理： (1) 产生由测量值产生的消息,测量值得到消息传送到操作级，系统消息从Onet送到CMC; (2) 将自身的故障消息传送到Maestro。 (3) 操作干预：操作员站修改后传到CMC中。 (4) 外部逻辑干预：将优化软件产生的数据传送到自动化级或CMC。 (5) 时间同步： (6) 与工程师站的通讯接口：与工程师站主机之间的数据连接到一起。2.2.3 性能数据：2.2.3.1 有2个Cnet(o)接口。2.2.3.2 可处理1万个数据。2.2.3.3 可处理1.5万个过程事件。2.2.3.4 具有4000个消息缓冲区。2.2.3.5 具有可以和最大12个操作站进行通讯。2.2.3.6 具有1万个数据仿真。2.2.3.7 Onet上的更新速率为1万次/秒。2.2.3.8 在Cnet(o)6400次/秒2.2.3.9 写PV操作每秒钟100个命令/秒 2.2.4 硬件组成：2.2.4.1 处理单元：带有浮点处理功能的RISC处理器。2.2.4.2 8M电源管理的SRAM2.2.4.3 2M快速闪存(FLASH ROM)2.2.4.4 8KB NVRAM2.2.4.5 具有Onet的连接接口(ETHO)2.2.4.6 具有Cnet(o)的连接接口ABO、ABI 2.2.5 监视功能：监视狗,防止硬件死区；存贮器的作用授权监视；低电压检测2.2.6 指示灯A（活动）S（报警）输出状态 说明OFFONON模件隔离，重启动的基本状态ONONON1冷启动状态 2. 基本初始化 3. 装载操作系统ONOFFOFF正常状态OFFOFFOFF备用的冗余模件，已连接至Cnet(0),并已装载数据，可以进行冗余切换。2HzOFFOFF装载数据，正在进行冗余切换。0.5Hz0.5Hz0.5Hz1模件未连接至Cnet(0) 2.完成基本初始化。0.5HzOFFOFF模件已连入Cnet(O),但没有组态数据(X)2HzON局部干扰0.5HzONON错误的插槽位置8HzONON装载操作系统，程序适配器连至CCO闪烁ONON模件在紧急监视状态2.2.7 启动行为2.2.7.1 短时故障：电压丢失5秒以下，所有变量保持自己状态。2.2.7.2 长时故障：电压丢失30秒，所有值变为0，并置为无效。2.2.8 CCO技术数据2.2.8.1 CPU 32位 8M由SRAM 8M存储器(存储过程数据)2.2.8.2 2M闪存 传输率1M/s 电源20V33V之间2.2.8.3 过载35V/1s 45V/10ms 功率20W有保险管2.2.8.4 Fnet在机架上，I/O卡插入机架上，接线在前面。2.3 CAI20 模拟量输入 CAI20 模拟量输入连接420mA输入UvM可以设置供电或不供电如果一个通道供电，则全组都应供电2.3.1 性能：具有32通道 2线制或16通道 4线制;420mA输入信号，电压05V,010V通道之间相互隔离，短路或过载保护组态可组成线制供电，或不供电;可设置非线性滤波时间：非线性滤波有2个参数：LINR 0,1滤波时间013ms缺省范围2S2.3.2 信号连接(如左图)2.3.3 监视、信号、报警信息2.3.3.1周期性监视硬件，程序执行顺序和所连接的变送器A)通过看门狗监视CPUB)监视内存区域C)周期性地监视A/D转换器D)监视槽的位置E)监视NVRAM的寿命F)监视卡件的组态信息。G)监视信号的有效性2.3.3.2 监视信号的有效性 |fail|=24.0mA时认为此信号无效该两值在组态中可改变2.3.3.3 短路和断路 I=1.2mA 断路 I=38mA 短路 发生这种情况让该点不激活。2.3.3.4 指示灯A（活动）S（报警）输出说明OFFONON复位后的基本状态，软件进入无错状态ONONON冷启动阶段ONOFFOFF正常工作OFFOFFOFF冗余模件的备用状态2HzOFFOFF装载数据，正在进行冗余切换0.5Hz0.5Hz0.5Hz模件未连入系统中0.5HzOFFOFF模件以连入系统，但没有组态数据(X)2HzONTS功能故障0.5HzONON错误的插槽2.4 CT121 温度输入模件2.4.1 性能及应用热电阻和热电偶可以在同一个板子内接入A 32路模拟量/温度输入(2线制)B 16路温度输入，(3/4线制)C 中央电隔离D 通道之间隔离E 16位A/D转换器F 模件可冗余G 模件具有自监视功能H 线性化功能 热电偶、热电阻信号不线性可进行线性化处理.I 参考点补偿(修正热电偶做冷端补偿，补偿方式：动态、静态)J 线性电阻补偿K 测量值标准化(将值变为一个标准的信号在系统内传输)2.4.2 传感器类型热阻：Pt 100 Ni100热电偶V、L、T、J、E、K、R、S、B、N分度号我厂主要用(K、E、S)电阻传感器热电偶传感器可在模件中自己已定义一个热电偶或热电阻折线表(即自己定义分度)电阻测量电压测量 06V2.4.3 功能简述2.4.1 控制功能：在热偶或热阻，温度输入卡中可定义卡的扫描周期。扫描周期可定义为18S2.4.2 定义32路为1S，最慢的可定义8S每路33ms2.4.3 最小的周期时间=通道数33ms2.4.4 测量值的校正：校正方法A静态的线路电阻校正B动态的线路电阻校正2.4.4 信号连线(右图)2.4.5 监视信号和连线2.4.5.1对传感器的监视A、 断路 B、 短路 C、 参考点故障D、 传输故障：在很短时间，测量值大幅度地发生变化，认为故障温度变化缓慢E、电阻测量故障：周期性检测补偿线电阻，如测出线阻故障则发生报警信息2.4.5.2对模件硬件的监视A对CPU的监视B对存贮器的监视C周期性地对A/O转换器进行监视D安装位置的监视E对NVRAM寿命的监视2.4.5.3指示灯状态A（活动）S（报警）输出说明OFFONON复位后的基本状态，软件试图进入无错状态ONONON冷启动阶段ONOFFOFF正常工作状态OFFOFFOFF冗余模件中的备用模件，可以进行冗余切换2HzOFFOFF装载数据，正在进行冗余切换0.5Hz0.5Hz0.5Hz模件未连入系统中0.5HzOFFOFF模件以连入系统，但没有组态数据(X)2HzON部分功能故障0.5HzONON错误的插槽（错误的安装位置）2.5 CAO10 模拟量输出2.5.1 性能及应用2.5.1.1 应用：A 16路模拟量输出 输出信号0/420mAB 最大负载700欧姆C 负载监视D 通道隔离E 可冗余F 可用HART协议同现场设备进行通讯G 具有模件监视用于显示时可与记录表、指标表相连;用于控制时可与电动执行器或气动执行器相连。2.5.2 功能描述：2.5.2.1输出模式：A 模拟量输出B 带数字通讯的模拟量输出2.5.3 连接信号线(右图)2.5.4 监视、信号和报警2.5.4.1硬件监视 A CPU的监视 B 存贮器的监视 C D/A转换器的周期监视 D 插槽的监视 E NVRAM的寿命监视2.5.4.2指示灯状态A（活动）S（报警）输出说明OFFONON复位后的基本状态，软件试图进入无错状态ONONON冷启动阶段ONOFFOFF正常工作状态OFFOFFOFF冗余模件中的备用模件，可以进行冗余切换2HzOFFOFF装载数据，正在进行冗余切换0.5Hz0.5Hz0.5Hz模件未连入系统中0.5HzOFFOFF模件以连入系统，但没有组态数据(X)2HzON部分功能故障0.5HzONON错误的插槽（错误的安装位置）2.5.4.3信号无效时的行为在信号无效时，自动使用替代值替代值的选择：(1)自由选择的替代性(2)无效前的最后有效值(3)当前值2.5.4.4电压故障时的行为MXFT:最大故障时间当电压故障MXFT 短时故障快速启动，不进行存贮器的测试。在冷启动完成后，可立即使用NVRAM中的数据。电压故障MXFT长时故障，冷启动全面执行，输出值为零，并进行所有存贮器的测试和初始化。2.6 CBI 20 数字量输入模件2.6.1性能及应用 A 32个数字量输入，16个点/组供电。 B 具有1ms的分辨率 C 模件监视 D 中央电隔离 E 每组可设定滤波时间 F 模件可冗余2.6.2功能描述1模件操作模式： A 精确时间记录模式： (1)输入分辩率为1ms (2)每组滤波时间可以进行设置 (3)对于弹开时间较长的输入可设置其滤波为1S。 (4)在一个Fnet周期内，对于快速变化的开关量信号加上时间标记进行独立的电报。 BSPS模式(快速反应模式) 分辩率为2ms 固定的滤波时间=40ms 在Fnet周期内急速变化的信号进行并发传送。2滤波算法(右图)采用滤波功能主要防止突跳。2.6.3 信号接线(右下图)2.6.4 监视信号和报警2.6.4.1对传感器的监视A 断线B 短路C 传感器快速监视12互锁如果12状态相同，则为故障2.6.4.2 对模块的监视A CPU的监视B 存贮器的监视C 模件安装位置监视D NVRAM寿命监视2.6.4.3指示灯状态A（活动）S（报警）输出说明OFFONON复位后的基本状态，软件试图进入无错状态ONONON冷启动阶段ONOFFOFF正常工作状态OFFOFFOFF冗余模件中的备用模件，可以进行冗余切换2HzOFFOFF装载数据，正在进行冗余切换0.5Hz0.5Hz0.5Hz模件未连入系统中0.5HzOFFOFF模件以连入系统，但没有组态数据(X)2HzON部分功能故障0.5HzONON错误的插槽（错误的安装位置）2.7 CB010 数字量输出模件2.7.1 性能及应用A 24路数字量输出(带继电器)B 最大容量1AC 通道隔离D 可冗余E 具有模件监视F 开关次数记数主要用于气动调节阀或电磁阀、信号指示灯2.7.2 功能描述2.7.2.1 输出模式 A 单点输出(一般控制一点) B 两点输出(可同时控制二点) C 四点输出(可同时控制四点)2.7.3 信号线连接 通常用单点输出是无源，当需要24V电源时，可组态为有源最大容量1A在I/O卡里没有保护措施，需采取保护措施，可在回路串上1A保险丝。2.7.4 监视、信号和报警2.7.4.1对硬件的监视 A 对CPU的监视 B 对存贮器的监视 C 对槽位的监视 D 对NVRAM存贮器寿命监视(寿命最少4年)可以写1万次。2.7.4.2 指示灯状态A（活动）S（报警）输出说明OFFONON复位后的基本状态，软件试图进入无错状态ONONON冷启动阶段ONOFFOFF正常工作状态OFFOFFOFF冗余模件中的备用模件，可以进行冗余切换2HzOFFOFF装载数据，正在进行冗余切换0.5Hz0.5Hz0.5Hz模件未连入系统中0.5HzOFFOFF模件以连入系统，但没有组态数据(X)2HzON部分功能故障0.5HzONON错误的插槽（错误的安装位置）2.7.4.3无效信号时的行为 A 自由选择状态 B 当前值无效2.7.4.4电压故障下的行为MXFT 故障时间小于MXFT时，快速启动，不进行存贮器测试，在冷启动完成后，最后输出采用故障前的最后输出值。故障时间大于MXFT时，完全执行冷启动冷启动期间无输出2.8 CCF10 外部系统耦合模件2.8.1 性能2.8.2 协议描述MODBVS/RTV美国，采用国际标准。2.8.2.1 基本功能Fc1/Fc2：读输出位状态/读输出状态请示电报码结构 从站地址FC数据开始位数据位数CRC校验0501001300250D90回答电报码结构从站地址FC字节数数据:CRC校验050105CD6BB2011B4519FC3/FC4 读输出寄存器/读输入寄存器请示电报码结构从站地址FC数据开始位数据位数CRC校验0503006B00037593回答电报码结构从站地址FC字节数数据:CRC校验050306022B0000006437BAFC5 向外部系统写数据从站地址FC数据地址值CRC校验050500ACFF004D9FFC15 向外部系统写多位数据FC6 向外部系统写一个寄存器FC16 向外部系统写多个寄存器2.8.3 硬件接口2.8.3.1 接口类型：AIRS232形式：25针，用到其中4根针针号描述1屏蔽2TD传送数据3RD接收数据7GND地TTY形式(电流环):25针针号描述1屏蔽9+IA传送数据输出10GND地23IK1电流源(20mA)24+Ie接收数据输入当前回路+25-Ie接收数据输入当前回路-2.8.4 冗余不同于模拟量成数字量的输入输出模件，其冗余逻辑不在I/O模件中产生，而是通过CMC50来实现。 *710是写的地址 20是读的地址2.8.5 组态2.8.5.1建立功能图设置CCF10的参数和进行通道分配A 设定接口参数(1)总的周期PBUS上测量值的更周期18S，缺省4S(2)波特率(bps)：380、600、1200、2400、4800、9600、19200缺省值：9600(3)校验奇校验、偶校验无(4)停止位(信号完后，在上面附加停止信号，此停止信号比1信号长，告诉信号是否完，是一个标志) 1bit 2bit(5)监视时间 用于监视从站响应时间(6)重复次数(如一定间从站无响应，则重复发信号) 03、缺省值1(7)开始元素(选项)假如定义0开始，从20也可以