现场控制站的结构和设备.doc

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1、3.现场控制站的结构和设备第三章现场控制站的结构和设备本章介绍现场控制站的硬件结构。将现场来的信号转换成使CPU能读取的数字信号的单元称为输入/输出模件（I/0模件）。I/0模件信号借助节点接口单元(NIU)送至现场控制单元(FCS)，现场控制单元中有一个CPU来进行生产过程控制。本章将确认每种功能，并理解其结构。目录3.1关键词条13.2硬件23.2.1安装方式23.2.2硬件组态43.3信号流图63.4现场控制单元（FCU）73.5节点接口单元（NIU）83.6I/O模件93.7冗余度和可靠性113.7.1FCS的冗余度和可靠性113.7.2FCS

2、处理器卡的双重化冗余及其高可靠性123.8FCS的结构13TE33G1B10-94S3-143.现场控制站的结构和设备3.1关键词条下列各条为本章中将研究的内容.（1）现场控制单元3.2（2）节点3.2（3）FCU的信号流图3.4（4）输入/输出模件3.6（5）冗余度和可靠性3.7TE33G1B10-94S3-143.现场控制站的结构和设备3.2硬件有8种形式的硬件可供选择，可从下列各项中选出最佳组合：功能:标准的或扩展的组态:单机或双重化冗余安装体:机柜或19″机架3.2.1安装方式1台FCU和多个节点安装在专用的机柜内，也可安装在通用的19″机架上

3、。它们可自由地分开或组合，安装在机柜和机架上。例如：FCU和一些节点安装在机柜内，同时另一些节点安装在地仪表盘上的机架中。（1）机柜形FCSl机柜形FCS正面：1台FCU和3个节点(1个节点最多可容纳4个I/O模件插槽)。背面：3个节点（1个节点最多可容纳5个I/O模件插槽）。l用于安装节点机柜正面和背面总共可安装6个节点（每个节点中最多可安装5个I/O模件插槽）。TE33G1B10-94S3-143.现场控制站的结构和设备（1）19″架装FCS组成：FCU安装用机架。节点安装用机架，每个机架中可安装2个插槽。I/O扩展形机架，每个可安装3个模件插槽。

4、结构：19″机架。安装：仪表盘上；通用机柜中；本地表盘上。TE33G1B10-94S3-143.现场控制站的结构和设备l现场控制单元（FCS）在机架上的安装。图3.2FCS在机架上的安装TE33G1B10-94S3-143.现场控制站的结构和设备3.2.2硬件组态FCS由一个现场控制单元（FCU），最多可由8个节点组成，由远程输入/输出总线（RIO总线）连接起来，如图3.3所示。l现场控制单元（FCU）FCU为一个微处理器组件，完成FCS的控制和计算。l节点（远程I/O单元）节点为一种信号处理装置，它将现场来的I/O信号经变换后送给FCU，远程输入/输

5、出总线将FCU和节点连接起来。一个节点由一个与现场信号连接的“I/O单元”和一个与FCU通讯的“节点接口单元”（NIU）组成。图3.3FCS的硬件组态TE33G1B10-94S3-143.现场控制站的结构和设备lRIO总线远程总线（RIO总线）可组成双重化冗余结构，它为连接FCU和各个节点的通讯母线。双绞线电缆及功率放大器用于短距离传送，中继器和光纤通讯放大器用于长距离传送。远程总线允许在不悬挂FCU控制和中断与其他节点的数据通讯的条件下增加节点或改变节点。表3.1RIO总线的技术规格项目规格传送媒体双绞线电缆或光缆（可以混用）传送方式总线型,多段信息

6、传送冗余方式单线或双重化冗余传送距离0.75KM或20KM可连节点数8个通讯速度2MbpsTE33G1B10-94S3-143.现场控制站的结构和设备3.3信号流图图3.4说明从接收现场信号到向现场输出信号的信号流图。现场图3.4FCS信号流图（举例）TE33G1B10-94S3-143.现场控制站的结构和设备3.4现场控制单元（FCU）现场控制单元由三种卡件（处理器卡，节点通讯卡和电源卡）、一个V网通讯偶合器和RIO总线偶合器组成。在双重化组态的FCU中，每一种卡均成对安装。图4.20为FCU的结构。图3.5双重化FCU的结构表3.2FCU的硬件规格

7、FCU功能类型组成卡件标准型扩展型说明处理器卡CPURISI处理器主存贮容量8MB16MB带ECC（注1）Vnet接口单通道或双重化冗余节点通讯卡RIO总线数1冗余方式单片或双重化冗余I/O点数1280模拟信号或4096结点信号见FCS应用容量（注1）ECC：纠错码（ErrorCorrectingCode）TE33G1B10-94S3-143.现场控制站的结构和设备3.5节点接口单元（NIU）（a）节点接口单元（NIU）NIU是节点的一部分，它经RIO总线与FCU通讯，这个单元由通讯卡和电源组成，可以制成双重化冗余结构。1个NIU最多可接5个各种类型的

8、I/O单元。图3.6节点在机柜中的安装（双重化节点）(b)I/O单元I/O单元由输入/输出过程