新华XDPS400DPU及通讯卡件

1、第四章 DPU及通讯卡件4.1 DPU 简介分布式处理单元DPU是XDPS 的过程控制站，存储系统信息和过程控制策略与数据，通过冗余的Ethernet实时数据网络与MMI节点及其它DPU连接，通过I/O网络与I/O站节点连接，提供双向的信息交换，实现各种先进的控制策略，完成数据采集、模拟调节、顺序控制、高级控制、专家系统以及其它不同用户的特殊功能要求。DPU 机箱外壳为19"标准机架，它可以安置2台DPU构成冗余配置。每台DPU可以独立运行、互相跟踪，实现在线维护和调试。XDPS400 DPU选用INTEL公司的Pentium或更高档次的CPU板，它具有处理速度快，能快速响应各种事件

2、并能准确地完成诸如I/O输入输出、PID运算、网络通讯、逻辑运算、事件量处理等功能。4.1.1 DPU的组成l 主处理器：Pentium233，内存32MB，最大128MBl 系统网络通讯卡：网络接口 BNC； 通讯协议：IEEE802.3l 可读写永久存贮器DiskOnChip 24MBl 点数：16000l 控制页：999l I/O卡件：最多96个本地I/O卡件l I/O速度：50ms60sl I/O接口：BITBUS ； 以太网Ethernetl 冗余DPU通讯卡l 双机切换卡 l 电源图4-1-1 组成DPU的构成连接原理图注：组成网络的连线为50的同轴电缆。虚线框内为选配的部件图4-

3、2 DPU单机的外形图4.1.2 DPU系统软件，新华RMX-X实时多任务操作系统任务调度：同时可选择八种不同周期：0.05秒10秒，增量：0.05秒模拟量扫描周期：100ms开关量扫描周期：50ms支持高速事件顺序记录分辨率 <1ms可带48个I/O站，每站可插12块I/O卡4.1.3 DPU的特点高性能32位微处理器。可选单DPU或1：1冗余配置DPU。冗余DPU能在1个周期内实现无扰切换。冗余的系统网络通讯卡与冗余的实时数据网相连。冗余的DPU通讯卡与冗余I/O网络相连。可读写永久存贮器：FLASH存贮器（Disk On Chip简称DOC），存贮系统文件和组态数据支持控制策略的上

4、装和下装。 100多种可预定义控制算法便于组态和使用。999可执行页，每页可有999个算法模块。页执行周期0.05秒10秒可选。支持用户定义算法。支持模拟、数字I/O及事件顺序记录。远程I/O能力，最长距离可达100米-40公里。虚拟化的DPU软件可应用于独立控制器、SCADA、RTU。XDPS的标准算法模块，包括各种PID、自整定控制模块、算术逻辑运算、手操器、开关操作器、超前滞后、数字逻辑等。SOE(分辨率<1ms)，提供C语言接口，用户可生成其它特殊算法，如状态变量和模糊算法。4.1.4 DPU功能的扩展XDPS具有应用到各种控制和信息处理场合的能力。根据不同的应用，XDPS可接不

5、同的I/O系统，XDPS通过标准总线（ISA、PCI）和串行口（网络、RS-232、RS-485、PROFIBUS、Hart），使用不同的I/O驱动，可连接不同厂商的I/O卡件和现场智能仪表，而其它软硬件无需作任何变动。XDPS将实现全部或部分DPU功能的计算机或软件包定义为虚拟DPU。与非标I/O接口的计算机，专用的与外部控制系统接口的计算机都定义为虚拟DPU。XDPS的MMI站支持虚拟DPU映射功能，通过通讯接口将非本系统的控制设备或现场智能仪表在逻辑上映射为系统的一个DPU节点，如同操作本系统的其它DPU一样，这样使XDPS能适应各种控制应用场合。运行环境工作温度：-20+60；存储温度

6、：-40+85；相对温度：1095% （不结露）4.2 DPU中的卡件4.2.1主处理器XDPS 采用进口的、高集成度的工控单板机。主要技术指标如下：l 系统总线：ISA 16bitl CPU： Pentium MMX233l 资源：中断、DMA、实时时钟、IDE、并行口、串行口、软驱，键盘接口。l 存贮器：1M-64M DRAM 24MBDOCl 显示接口：VGA 1024x768-256色l 运行环境温度：-20+60(CPU需加风扇)l 存贮环境温度：-40+85l 相对湿度：10-95%(不结露)l 功耗:+5V2.8A图4-3 是单板计算机的外型图。图4-4 是DOC的外型图。图4-

7、3 单板计算机的外型图图4-4 DOC的外型图4.2.2 网络通讯卡网络接口卡是XDPS 中的重要数据通讯接口，承担着实时数据的交换工作，主要特性：*系统总线：ISA 16bit*网络接口：BNC*通讯方式：IEEE802.3*板基地址与中断号表4-1 冗余网卡的配置序号网络线Base AddressIRQ1A网320H112B网340H10*运行环境温度：-20+60*存贮环境温度：-40+85*相对湿度：10-95%(不结露)图4-5是网卡的外观图。图4-5 网络接口卡的外观图4.2.3 双机切换卡双机切换卡是由新华公司自行研制开发的智能PC接口卡，它主要实现DPU与I/O站的通讯，双机跟

8、踪和逻辑切换。双机切换卡可选一块，也可选二块作为冗余I/O站通讯（可根据系统的可靠性来选择）。详见单板介绍。图4-6是双机切换卡的外观图。主要特性如下：*CPU: Intel8344(或Intel 8031)*EPROM 16Kbyte*RAM 32Kbyte*通讯接口：位总线Bitbus(主站或从站)*PC总线存取：ISA总线8位FIFO方式，查询或中断可选*双机切仲裁与切换图4-6 双机切换卡的外观图4.2.4 总线底板总线底板为PCI或ISA无源PC总线底板。ISA底板上共有6个ISA总线插槽，带电源指示。图4-7是ISA总线底板的外观图。图4-7 ISA总线底板的外观图4.3 通讯4.

9、3.1 网络通讯XDPS用以太网作为数据高速公路(Data Highway)。主要特性：*采用IEEE802.3通讯协议*数据传输率：10Mbps/100Mbps*网络介质：50同轴细缆，BNC 型插口,或光缆 图4-8是XDPS-400中网络中采用同轴细电缆。图4-8 网络通讯用同轴电缆4.3.2 现场I/O通讯4.3.2.1 位总线通讯方式位总线BitBus是由Intel公司推出的，应用于工业现场的、分布式实时通讯现场总线，它具有传输速率高、距离远、可靠性高等优点，被广泛应用于工业控制的各个领域。表4-2是位总线的主要接口特性。表4-2 位总线BitBus接口特性接口特性电气RS485电缆

10、10芯扁平电缆或双绞线数据链路控制SDLC数据传输率波特率 62.K,375K,2.4M信息格式IRMX51通讯命令格式智能远程存取最大传输距离异步62.5KBPS时 1200米异步375KBPS时 300米同步2.4MBPS时 30米图4-9是BitBus在XDPS-400中的典型应用。图4-9 系统中BitBus的连接方式图4-10是BitBus最常使用的双绞线结构。图4-10 BitBus用双绞线电缆4.3.2.2 以太网通讯方式XDPS中DPU和I/O站之间的通讯，也可以采用以太网的方式通讯，以实现DPU与I/O站的数据交换。主要特性：l 采用IEEE802.3 通讯协议l 数据传输率 10Mbpsl 网络介质：RJ45 双绞线图4-11 以太网通讯的连接方式4.4 电源电源是DPU中关键器件之一。在XDPS中，电源有两种供电方式：一种为电源直接并联，即进线并联，输出也并联；另一种方式为一个电源对应一台计算机，采用交流切换技术，确保DPU的安全供电。DPU电源模块的后视图及输出接线端子见图4-12。图4-12 DPU电源模块后接线所有的电源模块可根据系统的配置情况，分别安装在机柜上部的电源导轨箱内和或者直接安装于DPU内（一般采用后者）。电源在接至 DPU无源底板过程中，应严格保证接线正确无误。+5V电源应使用较粗的