控制器FCU712-S01使用手册

ECS-700

控制器

FCU712-S01

使用手册

IM23H11-C

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商标

中控、SUPCON.SPkint、Webfield、ESP-iSYS、MultiF、InScan.SupFiekl以上商标或标识均是

浙江中控技术股份有限公司已经注册或己经中请注册或正在使用的商标和标识，拥有以上商标的所

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寺法使用我司商标的行为，我司将保留依法追究行为人及企业的法律责任的权利。

文档标志符定义

警告：标示有可能导致人身伤亡或设备损坏的信息。

AWARNING:Indicatesinformationthatapotentiallyhazardoussituationwhich,ifnotavoided,

couldresultinseriousinjuryordeath.

电击危险：标示有可能产生电击危险的信息。

RISKOFELECTRICALSHOCK:IndicatesinformationthatPotentialshockhazardwhere

AHAZARDOUSLIVEvoltagesgreaterthan30VRMS,42.4Vpeak,or60VDCmaybeaccessible.

>防止静电：标示防上静电损坏设备的信息。

心ESDHAZARD:IndicatesinformationthatDangerofanelectro-staticdischargetowhich

equipmentmaybesensitive.Observeprecautionsforhandingelectrostaticsensitivedevices

注意：提醒需要特别注意的信息。

AATTENTION:Identifiesinformationthatrequiresspecialconsideration.

提示：标记对用户的建议或提示。

CTTIP:Identifiesadviceorhintsfortheuser.

设备安全警示标志

下表列出了在设备中使用的安全警示标志符号及描述。

编号符号描述

直流（电）.文档可使用缩写DC

1———

Directcurrent

交流（电）。文档可使用缩写AC

2

Alternatingcurrent

工作接地端子

3

1Groud(Earth)tenninal

保护接地端子

4

©Protectiveearth(ground)terninal

抗干扰接地端子

5

Referenceground(Earth)terminal

机架或机箱端子。

6

Frameorchasis

等电位。

7

Equipotentiality

通（电源）。

8

1On（power）

断(电源3

9

OOff(power)

警告，电击危险。

10

ACaution,riskofelectricshock

警告，热表面。

11

ACaution.hotsurface

警告，危险.

12

丛Caution.riskofdanger

岸电敏感器件(ESD)

13▲

心Electrostaticsensitivedeviceso

目录

FCU712-S01控制器.......................................................................1

1基本说明................................................................................1

1.1网络环境..........................................................................I

1.2功能特点.........................................................................2

1.3硬件环境.........................................................................2

2性能指标................................................................................3

3使用说明................................................................................4

3.1结构简图.........................................................................4

3.2外形尺寸.........................................................................5

33指示灯说明........................................................................5

3.4拨码开关说明.....................................................................6

3.5接线说明.........................................................................7

3.5.1电源连接和秒脉冲同步线连接...............................................7

3.5.2过程控制网连接.............................................................8

3.5.3本地I/O总线连接............................................................9

3.5.4扩展I/O总线连接...........................................................11

3.6基座选型........................................................................12

3.7安装维护说明....................................................................12

3.7.1模块装卸.................................................................12

3.7.2更换掉电保护电池........................................................14

3.7.3控制器重启................................................................16

3.7.4指示灯故障现象分析及解决方法..............................................17

3.8硬件组态参数说明................................................................18

3.9控制器状态诊断..................................................................19

4工程应用...............................................................................20

4.1应用注意事项....................................................................20

4.2故障处理........................................................................20

5资料版本说明...........................................................................21

FCU712-S01控制器

1基本说明

控制器FCU712-S是ECS-700系统的核心单元，可周期性地采集I/O模块的实时过程信息，将

这些信息进行综合运算处理，并将处理结果周期性地输出到I/O模块，完成对现场控制对象的实时

控制。FCU712s所执行的运算处埋程序使用符合IEC61131-3标准的图形化组态软件进行编程。

FCU712-S周期性地向过程控制网发送实时过程信息，使得该网络上的所有操作节点均可实时监

控控制站的各种状态。同时，过程控制网上的操作节点也可以主动查询FCU712-S的各种信息。

控制器FCU712s作为SOE系统主站，收集SOE模块中的SOE原始记录，为SOE原始数据打

上完整的时间标签并保存到数据记录库中，当服务器来索要数据时，将SOE记录送给服务器。一个

FCU712-S控制器可缓冲3000条SOE记录。

1.1网络环境

如图1-1所示.FCU712-S向上通过过程控制网络与操作节点（操作员站、工程师站、数据服务

器等）相连，接收操作节点发出的管理信息，并向操作节点传递工艺装置的特性数据和采集到的实

时数据，从而使操作员可以灵活方便的完成各种控制和监视功能；向下可以直接通过本地I/O总线完

成与同一机柜内的I/O模块的信息交互，并可通过扩展I/O总线完成与分布在其它机柜内的I/O连接模

块和通信模块的信息交互。

装

络

■服

员

务

站

T器

过程控制网

扩展I/O总线

图1-1FCU712-S在ECS-700系统网络中的位置

L2功能特点

■采用三个32位嵌入式微处理器协同处理控制站的任务，功能强、速度快，最大幅度地提升

控制器处理能力：

■基本扫描周期可组态，可根据需处理任务的大小选择合适的基本扫描周期，从而使控制器

的负荷得到了控制，提高系统的稳定性和可靠性；

■最快20ms扫描周期，响应速度快、实时性高：

■控制软件和算法模块采用模块化设计，核心程序固化在Flash存储器中：

■通过本地I/O总线，FCU712-S可直接连接64个I/O模块：

■支持7个可远程安装的扩展I/O节点：

■过程控制网和扩展DO总线采用冗余的100Mbps工业以太网，使系统数据传输实时性、可

靠性、网络开放性有了充分保证；

■支持FF现场总线：

■控制器、过程控制网以及I/O总线均支持1：I热备冗余或非冗余配置，互为冗余的两个控

制器在•个周期内完成过程信息同步，冗余控制器中的•个控制器发生故障时，另•个控

制器仍可正常工作，从而提高控制器的可靠性，确保现场控制的连续性和稳定性；

■提供控制器、I/O连接模块、通信模块、I/O模块、I/O通道级综合的故障诊断；

■支持组态单点在线下载，可在不影响生产的情况下进行组态修改，在组态下我时仅更新当

前修改的组态从而提高生态更新速度，确保组态更新过程中的安全性；

■最快200ms的站间通讯速度，确保多个控制站间共享信息的实时性：

■提供故障安全功能，确保在故障情况下，系统输出安全可靠；

■采用全封闭模块化安装，提高系统防尘抗震能力，增强了模块的可靠性。

1.3硬件环境

控制器FCU712-S为独立模块，安装在控制站机柜中。

ECS-700系统中，每个控制站只能设置一个控制器或一对冗余的控制器。冗余的一对控制器必

须安装在同一个控制器基座的A、B插槽中。

2性能指标

表2-1FCU7I2-S性能指标

项目性能指标

工作电压24VDC±5%

本地170模块最大数量64

I/O连接模块或者通信模块数量7

最大I/O点数4000

AI最大数量2000

A0最大数危1000

DI最大数量4000

D0最大数量2000

最大自定义整型房500

最大自定义开关:&2000

最大自定义模拟坦2000

用户程序最大页数200

站间通讯发送容易5l2By(cs

站间通讯接收容量5l2Bytcsxl6

最快站间通讯周期200ms

基本扫描周期100ms、200ms、500ms可组态

最快扫描周期20ms

组播周期固定Is

热插拔支持

功耗5W

在有SNTP时钟服务器，有秒脉冲同步信号时：

单站1ms,站间2ms。

时间同步精度

在有SNTP时钟服务器，没有秒脉冲同步信号时：

单站30ms,站间50ms»

L-Bus总线通讯距离<10m

冷启动时间固定为5s0

位号变动组播包/基本扫描周期

EMC指标

•抗电快速脉冲群干扰：工业三级A

•抗浪涌冲击：工业三级A

•抗射频电磁波干扰：工业三级A

•抗静电放电干扰：工业三级A

环境要求

•工作温度：(-20^70)℃

•工作相对湿度；5%~95%,不结露

•存放温度：(-40~85)℃

•存储相对湿度：5%~95%,无凝露

•振动频率：(10^150)Hz

•振动位移幅值：0.075mm

•防腐等级：防腐处理

3使用说明

3.1结构简图

/

=y.

==

===

===

=三=

=三

=■=

彳=

图3-1控制器FCU7I2-S单元结构图

如图3-1所示,控制器单元由一对冗余控制器和1个基座构成。FCU712-S的配套基座为

MB712-So控制器由控制器硬件和外壳构成，带状态指示灯。基座作为控制器与其它部件的连接接

口，具备供电、连接I/O总线、连接SCnet网络、连接时钟同步秒脉冲信号等功能，并可设置控制器

过程控制网网络地址。基座上提供了8盏网络连接状态指示灯，指示过程控制网、扩展I/O总线的连

接状态。

表3-1拴制器基座接口说明

接口名称说明

E-BusA扩展I/O总线A网口

E-BusB扩展I/O总线B网口

SCnctA过程控制网络A网口

SCnetB过程控制网络B网1」

L-BusA本地I/O总线A网口

L-BusB本地I/O总线B网1」

CLK+秒脉冲差分信号高电平接线端了

CLK-秒脉冲差分信号低电平接线端子

V1+、V2+、VI-、V2-两路冗余24V直流电源接线端子

3.2外形尺寸

控制器单元由控制器模块与控制器基座组成，其外形尺寸如图3-2所示。

160178-59.89

3.3指示灯说明

将控制站硬件组态、位号组态、控制算法下载到控制器之后，控制器立即按照组态进行工作。

通过检查控制器面板指示灯状态或者使用故障诊断软件可以确定控制器是否正常工作。FCU7I2-S面

板上提供6个指示灯，可以指示出控制器的基本状态，具体含义如表3-2所示。

衣3-2FCU7I2-S面板指示灯

指示灯常态其他状态可能原因

Fauli（红）火亮硬件故障

1.无组态

2.组态更新过程

Status（绿）亮闪

3.组态恢且过程

4.系统运行超时

工作:亮--

Duplex（绿）

备用：灭--

火冗余的SCne（网络均故障

（绿）

SCnel亮1.模块IP地t上冲突

闪

2.单条SCnel网络故障

灭冗余的E-Bus总浅均故障

E-Bus（绿）亮

闪单条E-Bus总线故障

火有一对或者两对工余的L-Bus总线故障

L-Bus（绿）亮

闪单条L-Bus总线故障

3.4拨码开关说明

FCU712-S作为过程控制网上的•个节点，在开始正常工作之前，必须设定其在过程控制网上的

IP地址，一对冗余的控制器仅需设定一个IP地址，系统自动将相邻的一对IP地址分配给一对冗余的控

制器。域地址和域内节点地址均在控制器基座MB7I2-S上设置，如图3-3所示。

图3-3设置控制器IP地址

IP地址格式为172•子网地址.域地址.域内在点地址:

■了网地址：20或者21。连接A#il程控制网时对应20#了网；连接B#过程控制网时对应21#

子网。两个子网互为冗余，同时工作。

■域地址：0、59。通过域地址拨码开关SW1可设置域地址，如表3-3所示。

■域内节点地址：2~127。通过域内节点地址拨码开关SW2可设置域内节点地址，如表3-4

所示。

表3-3FCU712s域地址拨码设置

拨码开关（高位•低位）SW1

域地址

SW1-1SWi-2SW1-3SWI-4SWi-5SW1-6SWi-7SW1-8

0OFFOFFOFFOFFOFFOFFOFFOFF

1OFFOFF□FFOFFOFFOFFOFFON

••••••

58OFFOFFONONONOFFONOFF

59OFFOFFONONONOFFONON

表3-4FCU712-S域内节点地址拨码设置

拨码开关（高位-低位）SW2

节点地址

SW2-1SW2-2SW2-3SW2-4SW2-5SW2-6SW2-7SW2-8

2OFFOFFOFFOFFOFFOFFONOFF

4OFFOFFOFFOFFOFFONOFFOFF

6OFFOFFOFFOFFOFFONONOFF

•・・・・・

124OFFONONONONONOFFOFF

126OFFONONONONONONOFF

注意：

•控制器域地址拨码开关（SWl-1、SW1-2）拨码无效。

A•控制器域内节点地址K能设置为0#.1#.

•控制器域内节点地址拨码开关最低位和最高位（SW28、SW2」）拨码无效。

•控制器域内节点地址ADD必须设置为偶数，其冗余的节点地址自动变为ADD+L

3.5接线说明

3.5.1电源连接和秒脉冲同步线连接

时钟同步和电源接线端子结构如图34所示。

图3-4时钟同步和电源接线端子

控制器基座采用两路冗余24V电源供电，系统电源与系统电源接线端子的对应关系如表3-5：

表3-5系统电源与系统电源接线端了对应关系

系统电源系统电源接线端子

+V1+

第一路供电

-VI-

+V2+

第二路供电

-V2-

时钟同步端子CLK+和CLK-用来接入外部时钟同步信号。

需要使用SOE的应用场合，必须配备授时仪，并将授时仪发出的秒脉冲信号转换成差分信号接

人到FCU712-S中，从而进行时钟同步，确保SOE时间的准确性。

xCLK+：秒脉冲差分信号高电平

♦CLK-：秒脉冲差分信号低甩平

在对控制器时钟精度要求较低的场合，可不按秒脉冲同步线，使用SNTP服务器同步控制站时

钟即可。

3.5.2过程控制网连接

过程控制网使用高速冗余工业以太网，网络拓扑结构为总线形结构或星形结构。在单个控制域

内最多可连接60对控制器（冗余配置），如图3-5所示。

图S-5单个控制域内可连接60对控制器

控制器与过程控制网SCnel的连接不意图如图3-6所不，通过RJ45线，将兀余控制器的A网络通

信接口（基座上标注为SCnetA）、B网络通信接口（基座上标注为SCnelB）,分别连接到A网交换机、

B网交换机即可。控制器网络正常连接后，控制器基座上相应网口指示灯将闪烁。

过程控制网（SCnct）通信接口：

，双网冗余

■通讯速率：100Mbps全双工

,连接器：RJ45

，连接电缆：CAT5e,irrp

图3-6过程控制网中控制器连接示意图

3.5.3本地I/O总线连接

本地I/O总线为冗余网络，拓扑结构为总线形结构。本地I/O总线连接I/O模块与控制器（或I/O

连接模块）。本地I/O总线可连接64块I/O模块。

图3-7本地I/O总线连接示意图

控制器可通过本地I/O总线连接4个机架，每个机架可插装16个I/O模块，本地I/O总线与控制器

及机架的连接如图3-8所示。本地I/O总线所连接的最后一个机架需要加终端匹配电阻。

龙利器堆雁

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机柒力机架2：机架3：机暴4：

・■母版MU*通・为0*舞传板MUtiS曹力1氟线毋藤■见设♦为3

图3-8本地UO总线连接示意图

注意：

△必须严格按照机架地址顺序从0开始实现机架级联.

基座MB712配置有一对本地I/O总线冗余端口(标注为L-BusA和B),通过DB15线连接到系

统柜中的机架上，实现控制器与系统柜内I/O模块直接通信。

本地I/O总线通信接口：

・双网冗余

“通讯速率：1MbpsX2X2半双工

，连接器：DB15

，连接电缆：SUPCON出L配套电缆

图3-9本地I/O总线(L-Bus)端口

3.5.4扩展1/0总线连接

扩展I/O总线为冗余网络，拓小结构为总线形结构或星形结构。扩展I/O总线连接同一控制站内的

所有I/O连接模块、通信模块以及控制器。•对冗余的控制器最多可通过扩展I/O总线连接7个(或7

对冗余)I/O连接模块或者通信模块。如图3-10所示。

图3-1()犷展LO总线可连接7对I/O连接模块或通信模块

将连接控制器的冗余扩展I/O总线分别连接到扩展I/O总线A网交换机和B网交换机，同时将连接

各处I/O连接模块或者通信模块的冗余扩展I/O总线也连接到A网交互机和B网交换机后，控制器即建

立起与I/O连接模块或者通信模块II勺物理连接，如图3-11所示。

扩展I/O总线通信接口：

，双网冗余

-通讯速率：100Mbps全双工

，连接器：RJ45

，连接电缆：CAT5e,UTP

控制器

3.6基座选型

FCU712-S控制器配套基座型号为MB712-S,

3.7安装维护说明

3.7.1模块装卸

先将MB712-S基座安装在机柜指定位置。FCU712-S安装在MB7I2-S基座上。一个MB712-S

基座可安装2个互为冗余的控制器（采用单控制器工作方式时，可安装在基座的任一插槽中）。

基座的安装

A.基座在平板上的安装

厂平板安装时基座下端有金属安装板，背部无金属Latch。

①在平板的4个螺孔上上螺钉，但不能拧紧。方法是先顺时针方向把螺钉拧紧，再逆时针

方向拧松?5圈.

②检查基座。基座下端应有金属安装板，背部应无金属Latch,如有不符，应立即修改之。

③安装基座。将基座底部的葫芦孔和金属安装板的半孔拌到平板的螺钉上，小心调整基座

平整，然后紧固之。

图3-12基座在平板上的安装

B.基座在机架导轨上的安装

斛，

导轨安装时基座下端没有金属安装板，背部有金属Utch.

X,

图3-13基座在机架导轨的安装

①将基座底部的定位块对齐机架导轨相应的定位槽:

②小角度倾斜将定位块卡入机架导轨的定位槽中:

③旋转基座，将基座推向导轨平行，当听到“咔嚓”•声时，说明在导轨定位槽及基座

Latch作用下，基座已经安装到位。

基座的拆卸

A.拆卸平板上安装的基座

①逆时针方向分别拧松安装螺钉第5圈。

②小心上移基座至葫芦孔大孔对准螺钉、金属安装板半孔脱离螺钉，保持基座正面与平板

平行，沿螺钉轴线方向将基座移开至基座完全脱离螺钉。

图3-14基座的拆卸图

①用一字螺丝刀松开基座Latch,以基座底部定位块处为基点旋转基座。

②用手扶住基座，当基座底部的20PIN端子与机架母板脱开后移走基座。

模块在基座的安装

①安装模块前，先在基座上设置拨码开关地址。

②装入模块。将模块上端钩入基座，下压模块使得模块接触基座欧插后，再继续用力下压

模块，使得模块与基座紧密结合。

紧固模块。拧紧模块下端的螺钉。

基座

端钩入

模块上

L

=二

二=三

_

=三

=

=

=三

=

=

=三

=

=

=二

=

=三一二

二/〃

钉