1.CENTUM CS3000 R3 FIO系統(tǒng)概述

    日本橫河電機(jī)公司自1915年成立以來，致力于計(jì)測(cè)儀表與控制裝置的研究開發(fā)和制造，始終處于國(guó)際儀器儀表領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。1975年推出世界上第一套分散型控制系統(tǒng)（DCS）：CENTUM系統(tǒng)，使工業(yè)過程自動(dòng)化控制技術(shù)產(chǎn)生了一次歷史性的飛躍。自CENTUM系統(tǒng)問世以來，橫河DCS產(chǎn)品以其可靠性高、技術(shù)先進(jìn)、功能強(qiáng)大、使用方便等特點(diǎn)而深受世界各地用戶的信賴。

當(dāng)前，隨著產(chǎn)業(yè)信息技術(shù)的飛速發(fā)展，以提高綜合經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)的綜合生產(chǎn)及管理的自動(dòng)化成為必然趨勢(shì)。為此，橫河在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造、研究開發(fā)上提出了面向21世紀(jì)的ETS（Enterprise Technology Solution）的概念，從企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行和綜合效益為出發(fā)點(diǎn)，充分滿足工廠的各種需求，以最先進(jìn)的技術(shù)及最可靠的產(chǎn)品，為用戶提供從設(shè)計(jì)開發(fā)到現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)的完善的優(yōu)化的適用的綜合決策方案。CS( Concentrate Solution)就來自于綜合和解決方案兩個(gè)含義。CS3000就是CS系列中最新的產(chǎn)品。

1.1系統(tǒng)特點(diǎn)

Ø      綜合性：

CENTUM-CS3000是一個(gè)功能齊全的系統(tǒng)。它綜合了各種控制、各種管理、各種自動(dòng)化以及實(shí)時(shí)控制數(shù)據(jù)和其它信息數(shù)據(jù)。

Ø      開放性：

CS3000系統(tǒng)是緊跟IT技術(shù)發(fā)展的開放性局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)。操作站的硬件采用最新開發(fā)出來的PC機(jī)；系統(tǒng)軟件它采用中文版的最新的Windows 2000 或 XP作為操作系統(tǒng)（不是英文版加中文字庫）；應(yīng)用軟件提供DDE和OPC，它可以直接同用戶的上位信息管理系統(tǒng)（MIS）、Internet網(wǎng) ,Intranet網(wǎng)（企業(yè)內(nèi)部的局域網(wǎng)）連接和通信；還可以直接使用PC機(jī)的各種通用應(yīng)用軟件如MS-Excel，Visual Basic等；也可以與在UNIX上運(yùn)行的大型Oracal數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；此外還可以同其它多種子系統(tǒng)如各種PLC、FF現(xiàn)場(chǎng)總線及Profibus-DP、Profibus-PA現(xiàn)場(chǎng)總線等進(jìn)行通信。

Ø      高可靠性：

FIO控制站可采用4個(gè)CPU的冗余技術(shù)（Pair & Spare），可以實(shí)現(xiàn)在任何故障及隨機(jī)錯(cuò)誤產(chǎn)生的情況下連續(xù)不間斷地運(yùn)行；FIO的輸入輸出模塊均可實(shí)現(xiàn)雙重化，包括FF現(xiàn)場(chǎng)總線通信模塊（世界第一）；V net總線采用交替工作模式的雙重化（區(qū)別于備用模式的雙重化），隨時(shí)能檢測(cè)出有故障的通信總線；FF現(xiàn)場(chǎng)總線與CS3000系統(tǒng)的連接測(cè)試已獲得FF現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)的通過（2000年9月，世界第一）；模塊采用表面安裝技術(shù)，可帶電拔插并具有1500VAC/分抗沖擊性能；系統(tǒng)接地電阻為100歐姆等多項(xiàng)高可靠性尖端技術(shù)，使系統(tǒng)具有極高的抗干擾和耐環(huán)境等特點(diǎn)，非常適用于石化及化工行業(yè)的運(yùn)行環(huán)境。

Ø      高性能：

FIO控制站采用高速RISC處理器VR5432(233 MHz)，可進(jìn)行64位浮點(diǎn)運(yùn)算，具有強(qiáng)大的運(yùn)算和處理功能，可進(jìn)行50ms控制周期的模擬和邏輯控制及各種復(fù)雜的運(yùn)算功能。

Ø      高效簡(jiǎn)捷的工程：

CENTUM-CS3000提供高效CAE（計(jì)算機(jī)輔助工程），直接用Control Drawing圖或填表格的方式進(jìn)行軟件組態(tài)，使軟件組態(tài)變得非常簡(jiǎn)單和直觀（沒有計(jì)算機(jī)概念，無須計(jì)算機(jī)知識(shí)）；并且可以幾位儀表人員同時(shí)離線進(jìn)行組態(tài)，最大限度地縮短了工程時(shí)間。此外，可提供測(cè)試軟件和FCS仿真軟件，使用戶在系統(tǒng)安裝前已完成了組態(tài)和調(diào)試工作，有效地減少了現(xiàn)場(chǎng)的工程時(shí)間。

Ø      可擴(kuò)展性：

CS3000系統(tǒng)可從2個(gè)站擴(kuò)展到256個(gè)站；向上可連廠/公司上位計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及Internet網(wǎng)；向下可連各種PLC及現(xiàn)場(chǎng)總線等子系統(tǒng)。

CENTUM-CS300 R3 FIO還可與橫河以往的DCS系統(tǒng)如CENTUM-V、CENTUN XL、XL、CENTUM CS、CENTUM CS1000等系統(tǒng)通過總線轉(zhuǎn)換器方便地連接在一起，實(shí)現(xiàn)對(duì)既有系統(tǒng)的監(jiān)-視和操作。

CS3000控制系統(tǒng)是技術(shù)先進(jìn)、性能可靠、成熟的系統(tǒng)；其軟硬件配置合理、完善、易于擴(kuò)展。能完全滿足化工裝置流程生產(chǎn)的過程控制、檢測(cè)與管理的需要。

1.2系統(tǒng)圖

1.3 系統(tǒng)設(shè)備

Ø      HIS工程師站：

采用Windows 2000 或 XP作為操作系統(tǒng)的通用PC機(jī)。用于系統(tǒng)組態(tài)和仿真調(diào)試等工程；也可以用于對(duì)過程控制的操作和監(jiān)-視。

Ø      HIS人機(jī)接口站（操作站）：

采用Windows NT 或 2000作為操作系統(tǒng)的通用PC機(jī)。用于對(duì)過程控制的操作和監(jiān)-視。

Ø      FCS控制站：

FCS現(xiàn)場(chǎng)控制站具有冗余CPU的結(jié)構(gòu)；它的最新種類是具有FIO節(jié)點(diǎn)（現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)IO子系統(tǒng)）的KFCS，該控制站通過高速的通信總線（128Mbps的ESB總線，10Mbps的ER總線）與輸入輸出模塊相連。它的安裝方式可以是19”標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架。FCS控制站用于過程I/O信號(hào)輸入輸出及處理，完成連續(xù)的模擬量控制、斷續(xù)的邏輯/順序控制及各種復(fù)雜運(yùn)算等實(shí)時(shí)功能。

Ø      通信網(wǎng)絡(luò)：

CENTUM-CS3000系統(tǒng)具有三級(jí)分層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將過程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、運(yùn)行操作監(jiān)-視數(shù)據(jù)（信息）同非實(shí)時(shí)信息和共享資源信息分開，分別使用不同的網(wǎng)絡(luò)。有效地提高了通信的效率，降低了通信負(fù)荷。

¨        信息層：Ethernet

用于工程師站、操作站以及上位計(jì)算機(jī)之間信息數(shù)據(jù)的交換。

通信標(biāo)準(zhǔn)：符合IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)

通信規(guī)程：TCP/IP、FTP

控制方式：CSMA/CD

通信速率：10Mbps

¨        控制層：V net

用于工程師站、操作站及控制站等之間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換（雙重化）。

通信標(biāo)準(zhǔn)：符合IEEE802.4標(biāo)準(zhǔn)，交互式冗余

通信規(guī)程：Token- Passing(令牌傳遞)

每個(gè)站發(fā)令牌次數(shù)：200-1000次/秒，( V-NET極限通信負(fù)荷時(shí)>200次/秒)

校驗(yàn)方式：CRC循環(huán)冗余碼及Sum 總和碼雙重校驗(yàn)

通信速率：10Mbps

通信距離：最大20 km（光纖）

傳輸介質(zhì)：同軸電纜/光纖

雙重化方式：交互使用，約500次/秒

¨        輸入/輸出層：有RIO、ESB和ER

用于控制站中的控制單元與遠(yuǎn)程I/O中的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)交換。

Ÿ           RIO (Remote Input Output)

通信方式：Puling/Selecting

通信速率：2Mbps

RIO節(jié)點(diǎn)：最多8個(gè)

通信距離：最大2km（光纖）

傳輸介質(zhì)：雙絞線、同軸電纜、光纖

Ÿ           ESB (Extended Serial Backboard bus)

通信速率：128Mbps

FIO節(jié)點(diǎn)：最多10個(gè)（就地節(jié)點(diǎn)）

通信距離：最大10m

Ÿ           ER (Enhanced Remote bus)

通信方式：符合Ethernet 標(biāo)準(zhǔn)

通信速率：10Mbps

FIO節(jié)點(diǎn)：最多15個(gè)（遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)）

通信距離：最大2km（光纖）

傳輸介質(zhì)：雙絞線、同軸電纜或光纖