NEXUS硬件讲课介绍-.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2014/5/9,#,Nexus,硬件,一、机柜,二、,iLINK,总线,三、总线及电源扩展模块,MCD50,四、供电及电源分配,五、,IO,模块,一、机柜,OC 6000e Nexus,系统的机柜分类包括：控制柜、,IO,扩展柜、电源柜、网络柜及其他类型的机柜。,控制柜为系统的最小组成单元。通常一个完整的,Nexus,分散控制系统由一个或多个这样的最小控制单元组成。每个控制柜内安装有冗余（或非冗余）的,iDPU,控制器、冗余（或非冗余）的,iLink,总线、,IO,模块、电源开关箱、冗余（或非冗余）的直流电源模块等其他系统组件。每个控制柜最多配置两条冗余的,IO,总线，分别来自控制器的,iLink,总线端口,1,和端口,2,。,IO,扩展柜用于扩展控制柜的,IO,接口能力。与控制柜相比，不包含控制器，通常也不包含电源组件，其模件电源来自相应控制柜的直流电源输出。远程,IO,柜为特殊的,IO,扩展柜，安装有电源组件。每个,IO,扩展柜最多配置两条冗余的,IO,总线，分别来自控制器的,iLink,总线端口,3,和端口,4,。,机柜正面该区域用于安装,iDPU,控制器、机柜电源开关箱、直,流电源模块；机柜背面该区域用于安装总线及电源扩展模块、直流电源分配组件,（端子及电源保险等）。,机柜前后共定义,2,组,IO,总线，分,4,列安装,IO,模块。每列可安装标准,尺寸的,Nexus IO,模块,6,块。,#1 iLink,总线对应正面,12,个,IO,模块，,#2 iLink,总线对,应背面,12,个,IO,模块。,iLink,总线布置在,IO,模块背部，模块在总线上的物理地址由,各模块上的地址开关设置。,电源柜用于整个控制系统的交,/,直流输入电源分配。通常安装有系统电源指示报警组件、微型断路器（,MCB,）及电源母排装置。整个控制系统的接地汇总铜排一般也安装在电源柜中。,电源指示及报警组件,微型断路器,机柜电源进线端子排,网络柜用于安装整个控制系统的,UDH/PDH,网络交换机，以及给这些交换机配电的直流电源模块。,交流电源切换组件,24Vdc,电源,UDH,交换机（连接,HMI,和,iDPU,传输实时数据）,PDH,交换机（用于人机接口站,HMI,间传输非实时数据）,二、,iLINK,总线,OC 6000e Nexus IO,网络是智能的总线网络，在系统中定义为,iLink,总线，用于控制器与,IO,模块之间的实时双向通讯。,I/O,网络的时钟同步通过,iLink,（,R,、,S,总线）完成，校时精度可达,100,微秒。,iLink,总线电缆以不同的颜色区分互为冗余的,IO,总线：黑色线缆表示“,R”,网，白色线缆表示“,S”,网。,iLink,总线电缆整合了总线通讯及模块的,24Vdc,供电电源。任意一条,iLink,总线包含,1,条,IO,总线和,1,路,24Vdc,电源。,标准的,Nexus,系统采用冗余,IO,总线设计（,R,网和,S,网），以完成,IO,模块的冗余总线通讯及冗余供电，其每一条,iLink,总线均可独立完成控制器与,IO,模块的实时双向通讯任务。,iLink,总线连接器针脚定义,总线与,IO,模块采用,DB9,型,连接器联接,三、总线及电源扩展模块,MCD50,功能,OC6000e Nexus IO,总线及电源扩展模块,MCD50,提供了,Nexus I/O,模块与控制器,I/O,总线（,iLink,）及机柜直流电源系统的电气接口。模块对,iDPU,控制器的一个总线接口（,iLink,）进行扩展，提供了物理上相互独立的两个冗余总线接口（,NET R,、,NET S,）。,同时，,MCD50,模块也为冗余总线上的模块提供了两路,24V dc,电源输入，且对任意一路电源具有电压监视、报警及过载保护功能。,任意一路电源异常（电压低于,21.6V,），模块将输出电源故障报警。,MCD50,与,iLink,总线电缆配合使用，每对冗余的,iLink,总线应配置,2,块,MCD50,模块。,总线及电源扩展模块,MCD50,直流,24V,输入端子,Link,总线,（远程,I/O,）,电源故障报警输出端子,直流,24V,输出端子,MCD50,连接图（本地,I/O,）,MCD50,连接图（远程,I/O,）,OC 6000e Nexus,系统的,IO,模块可以直接配置成为远程,IO,使用，即将,IO,扩展柜布置在就地，通过双绞线或光缆，将远程,IO,模块连接到中央控制室的控制器，实现对就地设备的实时监控。,以太网数据 光信号,光信号 以太网数据,MOXA TCF-142-M-ST,MOXA TCF-142-M-ST,系列是串口转光纤转换器，具备转换串口,(RS232,或,RS422/485),及光纤,(,多模或单模,),讯号的能力。,TCF-142,接口转换器可将串口传输距离延伸最远可达,5 km(,MOXA TCF-142-M-ST,多模光纤,),或,40 km(TCF-142-S,单模光纤,),。,单模光纤为黄色，多模光纤为橙色。,接线方法为：将,MOXA TCF-142-M-ST,的,Tx,（发射端）,接至另一台,MOXA TCF-142-M-ST,的,Rx,（接收端）。,为何需要转换串口及光纤讯号？,光纤通讯端口不仅仅延伸了传输距离，更带来许多好处，,例如：避免电子干扰,光纤不会受到电磁干扰或电波频率干扰的影响，提供一个不受干扰的传输路径，也可避免互相干扰。,隔离保护,光纤具有隔离的功能，不需要利用电流作为传输的媒介,稳定度与维护,严苛的温度与湿度环境对光纤没有影响，也不会腐蚀或丢失讯号，也不会受到短路、突波或静电的影响。,反极性保护（,Reversepower Protection),当不小心将电线接错端子时，反极性保护,(Reverse Power Protection),的功能可以保护设备。,MOXA TCF-142-M-ST,会自动侦测哪一条电线为正极，哪一条为负极，然后加以调整。,四、供电及电源分配,OC 6000e Nexus,所有模件采用直流,24V,供电。,OC 6000e Nexus,系统的每个控制柜均配置独立的供电系统，包括供电电源开关箱、,24VDC,电源模块等，直流电源冗余配置。,IO,扩展柜不单独配置供电系统，所有供电电源取自对应的控制柜供电回路。,OC 6000e Nexus,控制柜提供两路互为冗余的交流电源输入，并接入柜内交流电源开关箱，以提供输入电源的滤波、保护功能，并可提供柜内其他设备的辅助电源输出,。,冗余的,2,个直流电源模块,，,同一条,iLink,总线上的,IO,模块直流电源采用环形方式连接，其电源取自同一路分断保险。任意模块的插拔不影响其它模块设备的供电。,两路,24Vdc,输出进电源分配端子排,扩展柜直流电源也需由此端子排转接,五、,IO,模块,OC 6000e Nexus,的,I/O,模块为智能型,I/O,模块，模块采用单板设计，其上包含处理器子系统及信号调理电路，以完成对现场过程信号的采集、数字化处理、控制算法、控制输出、并完成与控制器的双向实时通讯。,通过板卡上专门设计的电路及板载软件（固件），模块还可提供从板卡级，最高至通道级的故障诊断功能，包括处理器子系统诊断、,IO,总线通讯诊断、电源监视、通道故障诊断等。诊断结果可通过模块上的状态指示灯显示，同时诊断信息通过,IO,总线网络传送到控制器，并可在,HMI,上报警显示，在,MPC,的报警历史中可以查看。,IO,总线上的每一块,I/O,模块都有其唯一的物理地址，其通过模块上的地址跳线设定。,通过空气对流散热，模块可工作在,0,60,（,32,140 F,）的环境温度下。每个模块的处理器内都有一个温度传感器，利用该传感器可获知板上的大致温度（测量精度,5/9 F,），并通过,IO,总线发送至控制器。,IO,模件实物及通用设置,现场信号通过,I/O,模块上的接线端子排与控制系统接口,每个,I/O,模块有若干个端,子排（数量取决于模块类型），端子排为可脱卸式单排欧式端子,IO,模件布置,IO,模块区：机柜前后共定义,2,组,IO,总线，分,4,列安装,IO,模块。每列可安装标准尺寸的,Nexus IO,模块,6,块。,#1 iLink,总线对应正面,12,个,IO,模块；,#2 iLink,总线对应背面,12,个,IO,模块；,#3 iLink,总线对应扩展柜正面,12,个,IO,模块；,#4 iLink,总线对应扩展柜背面,12,个,IO,模块。,模块状态指示,LED,I/O,模块面板上有,3,个发光二极管，用以指示模块工作状态及故障诊断。,模块地址拨码开关,在同一条,iLink,总线上，每个,Nexus I/O,模块都有其唯一的物理地址编号，并通过模块上的地址跳线进行设置。,共有,4,个位用来表示物理地址编号，最多可表示,16,个,I/O,模块地址（实际上只有前,12,个地址定义为有效）。模块初始化以后，其处理器子系统得到唯一的物理地址编号。如果这个编号与同一条总线上的其他模块相同，则控制器与模块之间的通讯就不能建立，即地址冲突。在此情况下，,I/O,模块上的,1,个发光二极管将显示地址冲突,（,STAT,灯闪烁）,。,本项目使用的模件类型：,16,通道,mA/V,模拟量输入模块,MAI50,16,通道,TC/RTD,模拟量输入模块,MAI51,8,通道模拟量输出模块,MAO50,32,通道开关量输入模块,MDI50,16,通道交流继电器开关量输出模块,MDO53,16,通道开关量输出模块,MDO54,16,通道,mA/V,模拟量输入模块,MAI50,模拟量输入模块,MAI50,是一款智能的信号采集和处理模块。模块本身含有处理器子系统以及信号调理电路，可处理,16,路,mA/V,模拟量信号输入。,每一路输入通道可以单独配置成电流或电压输入方式，信号范围,0,20mA,（或,10 V,）。,MAI50,模块的每个输入通道都有一个,250,的负载电阻，可以将,20mA,的输入信号对应转换为,5V,的电压信号。输入方式通过模块上的跳线设置,.,现场信号通过,MAI50,模块两侧的,4,排,16,针端子接入。,MAI50,模块可接受的模拟量输入信号类型：,两线制变送器，内部或外部供电,三线制变送器，模块提供变送器电源,电流或电压输入信号,电流输入方式下，当模块任一通道存在短路,/,开路故障时，模块会将相关通道置为无效并赋予一个特殊数值，由控制器判断报警。,MAI50,模块的每个输入通道都映射一个,XAI,算法功能块,MAI50,模块端子接线,16,通道,TC/RTD,模拟量输入模块,MAI51,模拟量输入模块,MAI51,是一款智能的信号采集和处理模块。模块本身含有处理器子系统以及信号调理电路，可处理,16,路热电偶,/,热电阻（,TC/RTD,）信号输入。,每一路输入通道均可接入,TC/RTD,信号，但必须成组设置，,1,8,通道为一组，,9,16,通道为另外一组。,MAI51,模块支持,E/J/K/N/R/S/T/B,分度的标准热电偶以及,Pt10/Pt100/Cu50/Cu100/BA1/Cu10/Cu53,分度的标准热电阻。,现场信号通过,MAI51,模块两侧的,4,排,16,针端子接入,对于热电偶信号输入，需要使用匹配的补偿电缆。为保证电缆对干扰信号的良好屏蔽，建议信号电缆的屏蔽层仅在临近,I/O,模块的接线端子处开剥，并接至通道的屏蔽端子上。同时，控制柜也提供接地铜排用于现场电缆屏蔽层的汇总接地。,冷端温度由单独的热电阻通道测量，并通过控制器软件进行热电偶信号的温度补偿。一般在控制柜内,I/O,模块区域的上、下两端各布置一个测温点，采用两者的平均值作为冷端补偿温度,。,MAI51,模块输入通道分度类型设置,温度补偿,8,通道模拟量输出模块,MAO50,模拟量输出模块,MAO50,是一款智能的信号采集和处理模块。模块本身含有处理器子系统以及信号调理电路，可提供,8,路模拟量输出，信号范围,0,20mA,，其中两路通道支持电流或电压输出（信号范围,0,5V,）。,控制系统的模拟量输出指令通过模块左侧的,2,排,16,针端子输出到现场执行机构。,模块的前,6,个通道（,01,06,）为电流信号输出，输出信号范围,0,20mA,；最后两个通道（,07,、,08,）可设置为电流或电压输出（信号范围,0,5V,）。,MAO50,模块的每个输出通道都映射一个,XAO,算法功能块,32,通道开关量输入模块,MDI50,开关量输入模块,MDI50,是一款智能的信号采集和处理模块。模块本身含有处理器子系统以及信号调理电路，可处理,32,路开关量信号输入。每一路开关量输入在模块面板上均有实时状态指示且具有,SOE,记录功能，,SOE,时间记录精度可达,1ms,。（举例机组发生跳机时，运行人员首先可以凭着,SOE,信号发生的先后顺序及时进行设备故障的判断，因此,SOE,记录信号的准确性，对快速分析查找出机组设备故障原因有着很重要的作用。）,此外，模块的最后四路通道具备低速脉冲量输入采集功能。,MDI50,模块的每个开关量输入通道都映射一个,XDI,算法功能块,MDI50,模块的每个脉冲量输入通道都映射一个,XPI,算法功能块,SeqOfEvents,是否开启,SOE,记录,Enable,，,Disable,每一路输入通道在模块面板上均有相应的,LED,实时状态显示。,LED,点亮输入通道触点闭合,LED,熄灭输入通道触点打开,16,通道交流继电器开关量输出模块,MDO53,开关量输出模块,MD053,是一款智能的信号采集和处理模块。模块本身含有处理器子系统以及信号调理电路，可提供,16,路继电器输出。每一路开关量输出在模块面板上均有指令指示。,MDO53,模块具有,16,路继电器开关量输出，应用于,250V AC,以下等级的交流控制回路。开关量输出部分包含光耦隔离，输出驱动回路以及交流继电器。,MDO53,模块的每路通道均可提供一对具有公共端的常开触点（,NO,）和常闭触点（,NC,）输出。,MDO53,模块的每个开关量输出通道都映射一个,XDO,算法功能块,模块接受控制器控制指令，并通过光电耦合器控制驱动电路，推动交流继电器。,MDO53,模块的每路通道均可提供一对具有公共端的常开触点（,NO,）和常闭触点（,NC,）输出。,每一路输出通道在模块面板上均有相应的,LED,实时指令显示。,LED,点亮输出指令吸合继电器,LED,熄灭输出指令释放继电器,编程接口（,JTAG,），用于板载处理器的调试,处理器内具有一个温度传感器，利用该传感器可获知板上的大致温度。,该信息由,I/O,模块的处理器通过,iLink,总线发送至控制器,16,通道开关量输出模块,MDO54,开关量输出模块,MD054,是一款智能的信号采集和处理模块。模块本身含有处理器子系统以及信号调理电路，可提供,16,路开关量输出。每一路开关量输出在模块面板上均有指令指示，同时模块具有指令回读功能。,MDO54,模块需和继电器扩展板配套使用，通常应用于,110V/220V dc,、,380V AC,等级的控制回路；,DO,输出驱动,MDO52,上的,DC,继电器。,开关量输出部分包含光耦隔离，输出驱动回路。输出通道与处理器及,I/O,总线隔离。,控制系统的开关量输出指令由,MDO54,模块上的一个,DB25,针连接器扩展输出。,25,芯,D,型连接器的引脚定义,模块接受控制器控制指令，并通过光电耦合器（有效阻断电气干扰，隔离性能好）控制驱动电路,。,每一路输出通道在模块面板上均有相应的,LED,实时指令显示。,LED,点亮输出指令吸合继电器,LED,熄灭输出指令释放继电器,结束谢谢！,