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宁夏兴平精细化工股份有限公司
制药车间DCS控制系统设备
( 简本)
技术方案书
宁夏中自集成控制工程有限公司
秉承浙大科技源泉 凝聚中自技术精英 满足用户广泛需求 共创持续发展前景
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制药车间DCS系统
技术方案书
1: 制药工艺简述
2: 不同工段工艺简述
3: 系统方案设计优点
4: DCS系统技术方案
5: SunyTDC9200集散系统介绍
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制药车间DCS系统
技术方案书
1: 制药工艺简述
邻二氟苯
↓
硝化反应
↓
二氟硝基苯
( 中间体)
↓
-------------――――――――――――――
↓ ↓
氟化反应 结晶分解
↓ ↓
↓ ―――――――――――――――― ―
↓ ↓ ↓
氟氯硝基苯 2,3二氯硝基苯 3,4二氯硝基苯
( 中间体) ( 中间体) ( 中间体)
↓ ↓ ↓
精馏 氟化反应 还原反应
--------------------------- ↓
↓ ↓ ↓ ↓
3-氯-4-氟硝基苯 (8)3-氯-2-氟硝基苯 (6)3,4二氯苯胺( 产品)
( 中间体) ( 中间体) ↓
↓ ↓ ↓
还原反应 氯化反应 重氮化反应
↓ ↓ ↓
( 1) 3氯-4氟苯胺( 产品) 硝化反应 伽特曼反应
↓ ↓ ↓
重氮化反应 氟化反应 (7)3,4二氯溴苯( 产品)
↓ ↓
伽特曼反应 ( 3) 2,3,4三氟硝基苯( 产品)
↓
( 2) 4-溴-2氟氯苯( 产品) 还原反应
↓
2,3,4三氟苯胺
( 中间体)
↓
-------------------------------------
↓ ↓
缩合反应 成盐
↓ ↓
环合反应 溴化反应
↓ ↓
( 4) 洛美沙星环合物( 产品) 脱氨基化反应
↓
( 5) 3,4,5三氟溴苯( 产品)
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2: 主要工艺简述时监控点分析
1: 3-氯-4氟苯胺生产
一: 反应原理
3-氯-4氟苯胺的生产时以邻二氯苯为原料, 经硝化、 氟化、 还原三步反应完成, 生产过程中的分离操作包括蒸馏和减压精馏。
1) 硝化反应
硝化反应所采用的硝化剂为硝硫混酸, 硫酸是一种强吸水剂, 其与硝酸混合能够大大增强硝酸的硝化能力, 其次硫酸的热容量大, 使硝化反应放热不致引起反应温度的急剧升高从而导致副反应的增加, 因此在混酸中进行硝化, 可使反应较平稳安全的进行。
监测点分析: 主要是硝化过程的温度监测, 硝化釜7只
IO点数统计: 每个硝化釜温度监测3个, 数量7只釜, 共21点温度
2) 氟化反应
氟化反应是用亲核性F-取代其它种类的卤原子来实现向化合物分子中引入氟原子的目的, 由于苯环上对位存在硝基, 使得CI被活化从而发生取代反应。卤素交换氟化反应是液-固相反应, 为使反应顺利进行必须使用溶剂或相转移催化剂, 以保证固相氟化钾中的氟离子能够进入有机相中参与反应。本项目使用的氟化剂为无水KF, 相转移催化剂选择四甲基氯化铵, 反应在高温无水的条件下进行。
监测点分析: 主要是氟化过程的温度监测, 氟化釜及精馏釜共12只
IO点数统计: 每个釜温度监测3个, 数量12只釜, 共36点温度
2: 外围附属设备检测
氯气报警器 可根据实际调整
水压监测 可根据实际调整
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3: 系统方案设计优点
中自DCS系统主要优势
1） CPU、 电源、 网络全部采用1:1冗余系统
2） 所供系统卡件为万能卡件
能够根据实际使用情况自己设置卡件输入信号类型, 整套系统IO卡件不超过三种, 减少库存备货压力。
3） 多处理器分布设计, I/O模块、 I/O模板、 控制模板、 通讯模板均配置相应微处理器, 分工协作、 就地处理、 自主工作, 负荷分散、 危险分散、 耦合减少、 可靠性高、 稳定性强。
4） 系统能够随时扩容以不变应万变。
5） 信号智能调理技术
采用全数字化设计, 处理器分布到通道级, 每个通道由一个I/O模块完成数据处理。各个模块经过灵巧SmartBus灵巧数字总线连接, 这样就实现了各个通道间全隔离: 信号隔离、 配电隔离、 故障隔离; 且实现了通道级的自诊断、 自校正、 自恢复。
6） 在线故障诊断技术
经过SunyTDCS9200集散控制系统配套软件中提供的SunyCFG, 可方便的实现在线故障诊断。
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4: 系统配置方案及报价
一: DCS系统部分
型号规格
名称
单位
数量
单价
合计
厂家
一、 控制软件部分
ST9432
正泰中自工业控制应用软件V8.0( 开发运行版)
套
1
36000
36000
中自
ST9435
宁夏中自定制软件( 运行版)
套
1
10000
10000
中自
ST9441
WindowsXP中文专业版 ( 授权版)
套
1
3000
3000
微软
小计:
49000
二、 操作站和工程师部分
ST9612
22"工程师站/操作员站( 主流配置) ( 含显示器/通讯模板/键盘)
套
1
8000
8000
DELL
ST9603
打印机平台/平面操作台
套
1
1500
1500
中自
ST9643
SNET交换机
台
2
1200
2400
D-link
小计:
11900
三、 现场控制站
ST9006
标准机柜( 800×600×2200)
台
1
4500
4500
中自
ST9004
通讯电缆
套
1
400
400
中自
ST9005
机柜内附件
套
1
1000
1000
中自
ST9111
6U工业标准机笼
台
1
3000
3000
中自
ST9121
总线底板
块
1
中自
ST9132
电源组件
块
2
1500
3000
中自
ST9134
24VDC电源组件
块
1
1500
1500
中自
ST9133
散热组件
块
1
1000
1000
中自
ST9161
控制模板(含正泰中自实时控制软件V8.0)
块
2
16000
3
中自
ST9262
32路集成型开关量输入输出混合调理模板( 含32通道)
块
1
4500
4500
中自
ST9271
16-32路万能调理模板(含正泰中自调理模板软件V1.0)
块
4
3600
14400
中自
ST9315
单路全隔离万能AI模块(含正泰中自AI模块软件V1.0)
块
60
550
33000
中自
ST9321
单路全隔离电流AO模块(含正泰中自AO模块软件V1.0)
块
0
600
0
中自
ST9172+
8路AIO/16路DIO通用型转接端子盒
块
8
500
4000
中自
ST9173+
16路开关量输入转接端子盒
块
0
600
0
中自
ST9174C+
16路开关量输出转接端子板( 含16个10A继电器)
块
1
1500
1500
中自
小计:
105800
设备费合计:
166700
按实际使用数量计算价格
二: 现场仪表部分
1: 现场温度仪表
1） 控制箱: 600*500*200, 350元, 按实际使用计算
2） 数显变送仪表: NHR-1100A-55-0/2-P,400元, 按实际使用计算
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制药车间DCS系统
5: SunyTDC9200集散系统介绍
目 录
1、 SUNYTDCS9200集散控制系统简介 - 60 -
1.1. SunyTDCS9200系统概要 - 60 -
1.2. SunyTDCS9200的技术特点 - 60 -
1.2.1.可靠性高: 不断提高产品可靠性 - 60 -
1.2.2.系统开放: 遵循标准, 以不变应万变 - 61 -
1.2.3.功能强大: 公欲善其事必先利其器 - 61 -
1.2.4.维护简便: 满足用户是持续改进的目标 - 62 -
1.3. SunyTDCS9200的网络结构 - 62 -
1.3.1 概述 - 62 -
1.3.2 管理网络MNet - 63 -
1.3.3 系统网络SNet - 64 -
1.3.7 控制网络CNet - 67 -
1.3.9 灵巧总线SmartBus - 68 -
1.4. 操作员站/工程师站 - 68 -
1.4.1 操作站主机 - 68 -
1.4.2 操作员专用键盘( 选配件) - 69 -
1.4.3 SNet通讯卡ST9642 - 70 -
1.4.4 平面式操作台ST9603 - 70 -
1.4.5 操作站软件 - 70 -
1.5. 控制站 - 71 -
1.0 控制模板ST9161 - 71 -
2.0 32路SOE事件顺序记录模板ST9233 - 74 -
3.0 32路集成型DIO智能调理模板ST9262 - 76 -
4.0 16/32路万用智能调理模板ST9271 - 77 -
5.0 I/O智能调理模块 - 78 -
1.6 电源组件 - 81 -
表4-17双路电源切换组件ST9135/ST9136技术性能指标 - 84 -
1.7 控制站机笼 - 84 -
1.8 控制站机柜 - 85 -
1.9 SunyTech工业控制应用软件平台 - 88 -
1.9.1 SunyTech工业控制应用软件的组成 - 89 -
1.9.2 SunyTech工业控制应用软件的产品特点 - 89 -
1.9.3 方便易用的组态软件 - 89 -
1.10 主要技术性能指标及环境要求 - 97 -
1.11 系统要求 - 98 -
1.11.1 抗干扰 - 98 -
1.11.2控制室 - 98 -
1．11.3 DCS接地要求
1、 SunyTDCS9200集散控制系统简介
1.1. SunyTDCS9200系统概要
浙江正泰中自控制工程有限公司在广泛的用户调查、 专家访谈、 市场调研与行业分析的基础上, 吸收浙江大学工业自动化国家工程研究中心、 浙江大学工业控制技术国家重点实验室、 浙江大学工业控制技术研究所数十年的科研成果, 基于正泰中自长期的科技攻关与技术创新实力, 并结合其丰富的系统集成与工程应用经验, 经过不断分析总结、 开发创新、 测试改进与考核完善, 成功推出了新一代-—SunyTDCS9200集散控制系统。
-—SunyTDCS9200采用尖端的电子技术、 仪表控制技术、 现代控制理论, 吸取迄今为止的各种控制系统的长处, 是集成综合了智能仪表、 多功能回路控制器、 顺序控制器、 可编程控制器功能的集散控制系统-。具有先进控制策略、 图形操作界面和在线实时组态工具; 实现工业过程的实时监视、 记录、 操作、 管理, 及其连续控制、 逻辑控制、 顺序控制的综合; 是一种实现各行各业复杂多样工业自动化构想的新型计算机控制系统。特别适合于国内企业组建控制系统和对现有控制设备进行技术改造, 如工业窑、 环保设备、 反应器、 精镏塔、 加热炉、 发酵罐、 食品机械、 干燥器、 蒸发器、 造纸机、 以及中小型锅炉等类似控制要求的工业设备或工业过程。
SunyTDCS9200集散控制系统。具有以下的几个优势:
l 基于网络时代的开放化
独创SmartBus模块总线, 网络技术深入到点, 为用户定制特殊模块;
运用ODBC、 OPC、 ActiveX、 TCP/IP技术, 界面友好, 系统开放;
l 基于数字时代的智能化
智能调理、 通用输入, 适应现场信号的复杂性;
在线自校正和自诊断, 保证信号精度;
l 基于工业时代的可靠性
信号、 模板、 控制器、 网络、 电源全隔离, 保证极强的抗干扰能力;
模板、 控制器、 电源、 网络任意冗余设计, 自由配置;
l 基于商业时代的经济性
所有信号提供隔离24VDC配电, 降低用户配套设备成本;
结合行业应用, 提供二次开发平台及快捷实用的集成解决方案;
先进控制与过程优化策略, 充分挖掘企业潜力, 创造最大经济效益。
1.2. SunyTDCS9200的技术特点
SunyTDCS9200集散控制系统基于智能化、 数字化、 网络化设计思想; 针对中小型工业设备或生产过程; 具有模块化柔性设计; 提供开放数据接口、 现场总线与互联网接入; 顺应时代发展潮流, 吸收最新电子技术、 网络技术、 控制技术; 实现过程控制、 逻辑控制、 顺序控制综合; 既能够规模化分散联控, 也能够低成本单机配置; 具有可靠性高、 系统开放、 构成灵活、 界面友好、 功能强大、 维护简便的特点。
1.2.1. 可靠性高: 不断提高产品可靠性
n 冗余设计: 电源冗余、 网络冗余、 控制模板冗余, 可根据可靠性要求配置冗余方案; 电源冗余, 支持双电网输入, 并具有过压、 过流保护; 网络冗余, 保证系统通讯稳定可靠; 控制冗余, 无扰动切换, 保持控制连续性;
n 多处理器分布处理、 协调工作: I/O模块、 I/O模板、 控制模板、 通讯模板、 显示记录模板均配置相应微处理器, 分工协作、 就地处理、 自主工作, 负荷分散、 危险分散、 耦合减少、 可靠性高、 稳定性强, 支持模板故障隔离、 在线插拔、 在线修复;
n 信号智能调理与隔离技术, 全电子数字化设计, 无旋转电位器, 无磨损部件, 全隔离、 隔离配电、 自诊断、 自校正、 自恢复、 故障隔离, 自动补偿环境影响; 通用信号输入, 软件配置信号类型, 基于SmartBus灵巧数字总线, 信号无损传递, 支持全系列信号模块自动识别、 任意混装, 开放协议, 可为用户定制特殊模块;
n 电磁兼容性( EMC) 设计, 信号端抗群脉冲干扰, 振幅达到1000V, 电源端为 V, 达到了EMC的相关标准; 在电磁发射源5W功率/0.5m距离下, 能完全抑制射频干扰;
n 多用户分级分区域安全设计、 重要组态信息冗余化、 可恢复, 保证系统信息安全;
n 标准9U/6U/84TE机箱, 针式连接器, 有效的防尘与散热措施;
n 严格系统元器件的进货、 检验、 老化、 筛选工作, 模板入库前高温老化运行72小时, 系统出厂前全面测试及连续运行考核120小时;
n 严格遵循国际《ISO9001质量保证体系》, 贯彻于系统设计、 开发、 研制、 生产、 服务全过程。
1.2.2. 系统开放: 遵循标准, 以不变应万变
n 系统分布式、 硬件模块化、 软件组件化。整个系统可分步实施, 并根据需要不断进行横行或纵向扩展, 能自由地组成从几个回路的小规模数据采集与单元控制系统到成百上千回路的中大规模分布式监控与控制系统, 既可用于化工、 制药、 建材、 轻工、 化肥、 城市工程等行业中的小型装置的控制, 也可用于电力、 石油、 化工、 冶金等行业中的中型装置和一些联合装置的控制;
n 完全基于网络的概念, 支持真正客户-服务器模式和Internet/Intranet浏览器技术, 是一种可伸缩的柔性结构, 根据网络规模大小, 能够将不同站点设计成I/O服务器、 报警服务器、 数据服务器、 登录服务器、 校时服务器、 客户机等, 有着极大的灵活性;
n 通用模拟量输入, 不需调整硬件配置( 不必更换任何器件或进行任何硬件设置或跳线) , 支持工业标准信号, 如热电阻、 热电偶、 电流、 电压、 II/III型标准信号等的全范围输入, 只需软件设置信号类型、 信号量程, 并确认接线即可;
n I/O模板基于SmartBus灵巧总线连接信号调理模块, 支持全类型信号输入输出, 包括模拟量输入、 模拟量输出、 开关量输入输出和脉冲量输入输出, 而且信号调理模块化、 智能化、 网络化, 自动识别、 任意混装、 拆装方便、 组态简单;
n 全方位开放设计, 支持ActiveX、 OPC、 ODBC; 系统提供数据库接口, 可与常见的MIS数据库直接接口; 完全实现OPC规范; 提供OLE自动化服务器接口、 DDE数据交换接口、 驱动程序接口等将系统全方位的开放于用户, 允许用户进行功能扩展与个性发挥;
n 符合IEC61131-3标准的组态语言, 包括功能块图FBD、 梯形图LD、 结构化文本ST等;
n 基于模块化的系统硬件、 开放化的软件平台、 专业化的应用软件, 进行灵活集成与巧妙组合, 如控制站/操作站/工程师站既可一体化集成配置, 以节省空间、 节省费用, 也可分离配置、 分布处理, 满足不同层次、 不同场合用户的需求。
1.2.3. 功能强大: 公欲善其事必先利其器
n 系统完全基于构件结构, 各模块独立性强, 系统稳定, 扩展系统和引用第三方软件方便; 支持实时趋势曲线在线组态, 用于系统运行分析、 故障分析; 灵活方便的报表组态方式, 可形成多种多样的报表; 输入输出仿真软件包, 多种仿真手段, 检查实施方案的正确性, 节省成本;
n SunyTech工业控制应用软件开发平台, 基于中文WindowsNT/ 环境, 全中文操作界面, 全面支持ODBC、 OPC、 ActiveX、 TCP/IP协议; 多媒体操作界面色彩丰富, 动画显示形象生动, 在线帮助思路清晰, 易学易懂不需专门培训;
n 透明的网络管理技术, 无需任何网络编程知识和经验, 在单机上无需联网即可完成分布在多区域的多机分布式监控系统的组态开发;
n 提供123种标准算法模块和高级控制算法, 先进的图形组态方式, 形象直观, 只需指定模块, 拖拉连线, 填写参数, 无需编程即可生成系统;
n SunyRTM实时控制软件, 扩展IEC61131-3标准控制语言, 支持先进控制与过程优化算法, 结合浙江大学数十年控制理论与控制应用研究成果, 可扩展先进控制与过程优化算法集, 如典型时变时滞工业过程的设定值鲁棒跟踪控制算法、 具有最满意动、 静态指标的自校正高级控制算法、 无模型控制算法、 专家自整定PID控制算法等。
1.2.4. 维护简便: 满足用户是持续改进的目标
n 19”,6U/9U工业标准, 机柜内部互连规范化, 服务始于端子, 方便用户使用与维修;
n 在线故障诊断技术, 自动确定故障点, 模板可带电插拔, 在线修复;
n 模板智能化、 多功能、 类型少、 易维修, 消除配置浪费、 减少备件;
n 模拟量输入类型及数字量输入输出模式可软件设置, 选型方便、 改型容易;
n 模块化结构, 方便用户按需要逐步进行系统扩展和升级;
n 基于视窗技术的系统软件, 易学易懂, 方便用户自行维护;
n 始终以满足用户广泛需求为新产品开发宗旨, 收集用户关于产品功能、 技术、 性能、 价格方面的要求, 经过细致深入的工作, 确保提供最先进适用的产品;
n 远程技术支持, 及时迅速地提供系统指导、 培训、 维护服务。
1.3. SunyTDCS9200的网络结构
1.3.1 概述
SunyTDCS9200集散控制系统的通信网络由自上而下的三层网络构成, 分别为: 管理网络MNet、 系统网络SNet、 控制网络CNet, 其典型的网络拓扑结构如图4-1所示。
图4-1 SunyTDCS9200集散控制系统网络拓扑结构
SunyTDCS9200集散控制系统中的通讯网络担负着传递过程变量、 控制命令、 组态信息、 报警信息以及历史数据等任务, 因此网络的结构形式、 层次、 灵活性、 开放性以及传输方式等各方面的性能的表现, 很大程度上对整个系统性能起着决定性作用。
SunyTDCS9200集散控制系统为适应各种过程控制规模和现场实时性要求而采用三层网络结构, 不同网络适应不同层次和不同规模的控制和管理任务:
管理网络MNet用于企业信息传送和管理, 是实现企业综合管理的信息通道。
系统网络SNet用于过程信息传送和管理, 是传送过程控制实时信息、 系统自诊断信息的通道。
控制网络CNet用于现场I/O信息传送和管理, 是控制模板与IO模板进行实时数据信息交互的通道。
这种分层结构大大提高了系统的可靠性和实时性, 使系统配置更为灵活, 更适用于各种工业过程控制和企业生产管理场合。
1.3.2 管理网络MNet
管理网络MNet是SunyTDCS9200集散控制系统的最高一级网络, 采用以太网, 实现工厂级的信息传递和管理, 是实现全厂综合管理的信息通道。其功能如下:
● 可从运行有数据服务软件的操作站( 或专用服务器) 上获取系统过程参数和系统运行信息, 同时向下传 送上层管理计算机的调度指令和生产指导信息;
● 企业内多组装置或生产过程的管理数据通讯;
● 大型工业过程各子系统间的协调控制与调度管理;
● 工厂级的综合管理、 调度、 统计和决策等。
管理网络MNet主要性能指标表4-1所示
网络类型
以太网
拓扑结构
树型、 星型等
通讯介质
双绞线、 光纤、 同轴电缆
是否冗余
不冗余
通讯速度
10M/100M/1000Mbps
网络协议
TCP/IP, NETBEUI等
节点容量
最大1024个
通讯距离
最大10km( 与传输介质有关)
表4-1 管理网络MNet性能指标
1.3.3 系统网络SNet
系统网络是双冗余的实时高速工业以太网, 它直接连接了SunyTDCS9200集散控制系统的现场控制站、 操作员站、 工程师站和数据通讯组件等, 它是传送过程控制实时信息的通道, 具有很高的实时性和可靠性。经过挂接在其上的数据通讯组件能够与其它厂商的控制系统或智能仪表相连, 也可经过运行有数据服务软件的操作站或专用服务器把过程控制信息向上层的信息管理网传送。系统网络主要完成下面的基本功能:
● 现场控制站传递现场I/O采集数据至操作站;
● 各现场控制站间的数据传递, 以满足大范围协调控制的需要;
● 操作站和工程师站向现场控制站传递控制指令或组态数据;
● 保持各操作站之间数据的一致性。
系统网络SNet网络结构如图4-2所示。
图4-2 系统网络SNet网络结构图
1.3.4 系统网络基本性能指标和特点
系统网络的通讯介质、 交换设备、 网络适配器等均可双重冗余配置, SunyTDCS9200系统的标准配置是所有系统网络设备均冗余配置的, 对于冗余配置的两个网我们分别称之为A网和B网。发送数据的站点在发送数据时, 无论两条线路均正常工作还是仅有一条线路正常工作, 均把数据包向两个线路都发送, 接收站点则根据所接收的数据包的时间顺序或质量标记仅选取冗余的两个数据包中的一个。这样不但可避免网络线路交错出现故障( 如图4-3所示) 时无法正常收发数据的情况, 而且在不正常的网络恢复正常时, 系统几乎不需要恢复时间就可重新正常通讯。
图4-3 系统网络SNet交错故障示意图
系统网络的过程实时信息的传递是完全基于UDP/IP协议的。UDP协议是最简单的、 无连接的传输协议, 在通讯过程中, UDP协议不但减少了因建立连接和撤销连接所需的巨大开销, 而且不进行数据的确认与重传, 从而极大的提高了传输速率。另外, SunyTDCS9200的系统网络在UDP协议的基础上, 大量使用了组播和广播技术, 从而进一步大大的减轻了网络通讯负担。对于数据传输, SunyTDCS9200的SNet网络驱动程序还提供流量控制、 差错控制、 自动重发、 报文传输时间顺序检查、 报文质量标记检查等确保数据可靠的功能。因此SunyTDCS9200的系统网络充分的保证了过程信息能够高效、 实时、 可靠的传递, 而且能够保证基于工业以太网的系统网络不会因通讯负担过重而瘫痪。系统网络SNet基本性能指标见表4-2。
网络类型
工业以太网
拓扑结构
总线型或星型
通讯介质
双绞线、 光纤或同轴电缆( 细缆)
通讯控制
符合IEEE802.3标准协议, 符合UDP/IP、 TCP/IP协议
是否冗余
冗余( 双冗余)
通讯速率
10Mbps, 100Mbps
节点容量
最多64个现场控制站或数据通讯组件, 32个操作站/工程师站
通讯距离
最大10km( 与传输介质有关)
表4-2 系统网络SNet的主要性能指标
1.3.6 几种典型控制系统的网络结构
以下各节图示了几类不同控制规模的SunyTDCS9200集散控制系统的典型网络结构。如图4-4～4-6。
( 1) 100米内的单控制系统
图4-4 100米内单控制系统的网络结构
系统规模: 一个控制站, 一个操作员站( 兼工程师站) , I/O模板数最大32块, 现场控制站与操作员站之间的距离不超过100米。
网络设备: 采用双绞线连接, 使用RJ45接口网卡和集线器。
( 4) 100米～185米距离的两个控制系统
图4-5 100米～185米距离的两个控制系统网络结构
系统规模: 两个控制系统, 多个现场控制站, 两个控制系统间的距离在100～185之间。
网络设备: 采用双绞线连接在同一个控制系统内的现场控制站和操作员站, 使用RJ45接口网卡, 使用有BNC接口的集线器, 再使用细同轴电缆连接所有的集线器。
( 5) 使用光纤连接多个控制系统
图4-6 光纤连接的多个控制系统网络结构
系统规模: 两个控制系统, 多个现场控制站, 两个控制系统间的距离在100m～10km之间。
网络设备: 采用双绞线连接在同一个控制系统内的现场控制站和操作员站, 使用RJ45接口网卡和集线器, 使用光纤及收发器把远距离的集线器连接起来。
1.3.7 控制网络CNet
控制网络是现场控制站内部使用的网络, 实现现场控制站内部的各个智能I/O模板和控制模板之间的互联和信息传递。控制网络物理上位于现场控制站所管辖的I/O机笼内部以及I/O机笼之间。
图4-7 控制网络Cnet的网络结构图
如图4-7所示的现场控制站的控制网络上共能够接有4个机笼, 每个机笼内都安装有8块I/O模板, 第一个机笼内还安装了2块互为冗余的控制模板。
1.3.8 控制网络基本性能指标和特点
控制网络采用CAN( Control Area Network) 现场总线网, 符合ISO11898 CAN Specification 2.0B标准, 是一种按优先级抢占式的总线网络, 它具有以下特点:
● 多主工作方式, 网络上任一节点均可在任意时刻主动地向网络上其它节点发送信息, 而不分主从, 通信方式灵活, 且无需地址等节点信息, 可方便地构成多机备份系统;
● 网络节点信息分成不同的优先级, 可满足不同的实时要求, 高优先级的数据最多可在134us内得到传输;
● 采用非破坏性总线仲裁技术, 当多个节点同时向总线发送信息时, 优先级较低的节点会主动地退出发送, 而最高优先级的节点可不受影响地继续传输数据, 从而大大节省了总线冲突仲裁时间。特别是在网络负载很重的情况下也不会出现网络瘫痪情况;
● 只需经过报文滤波即可实现点对点、 一点对多点及全局广播等几种方式传送接收数据, 无需专门的”调度”;
● 节点数主要取决于总线驱动电路, 当前可达110个, 报文标识符可达2032种( CANBUS2.0A) , 而扩展标准( CANBUS2.0B) 的报文标识符几乎不受限制;
● 采用短帧结构, 传输时间短, 受干扰概率低, 具有极好的检错效果;
● 每帧信息都有CRC校验及其它检错措施, 数据出错率极低;
● 节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能, 以使总线上其它节点的操作不受影响;
● 通信介质可为双绞线、 同轴电缆或光纤, 选择灵活。
控制网络CNet的基本性能指标如表4-2所示
网络类型
CANBUS 2.0B现场总线
拓扑结构
总线型
通讯介质
双绞线
通讯控制
CANBUS扩展协议
是否冗余
冗余( 双冗余)
通讯速度
1Mbps
节点容量
最多7块控制模板, 32块I/O模板
通讯距离
使用双绞线: 最大34米
表4-2 控制网络CNet的性能指标
1.3.9 灵巧总线SmartBus
灵巧总线SmartBus是调理模板内部连接I/O模块与模板控制器的实时控制网络, 实现调理模板控制器和所有智能I/O模块之间的互连和信息传送, 具有以下特点:
n 节点数可达24个;
n 支持点对点发送和广播发送功能;
n 节点错误严重时不会影响其它节点正常工作;
n 传输时间短, 不易干扰, 具有极好的检错效果;
n 容易实现信号和信号之间, 信号和主机之间的隔离;
n 容易实现模块级功能扩展。
1.4. 操作员站/工程师站
SunyTDCS9200操作站硬件主要由操作站主机、 彩色显示器、 标准键盘鼠标、 操作员专用键盘、 系统网络SNet通讯卡、 打印机、 操作台等部件组成。
SunyTDCS9200工程师站的硬件配置与操作站的硬件配置基本一致, 没有本质区别, 二者能够互为备用, 给用户提供了非常大的自由度。主要区别仅在于系统软件的配置不同, 工程师站除了安装有操作、 监视等基本功能的控制软件外, 还装有相应的系统组态、 系统维护等工程师应用的工具软件。
1.4.1 操作站主机
SunyTDCS9200操作站能够采用工业控制计算机( IPC) 作为操作站主机, 也能够根据用户要求采用性能稳定可靠的商用计算机, 如DELL等品牌服务器级计算机。主机操作系统为WindowsNT/ , 应用软件为SunyTech7.0工业控制应用软件平台。
工业控制计算机作为SunyTDCS9200操作站的核心部件, 能够在工业环境下正常稳定工作, 具有强大的数据运算处理性能, 能够快速响应用户的各类操作。利用工业控制计算机自身的众多外设接口, 能够方便的实现各种外设部件的连接。
工业控制计算机推荐最低基本配置参数和特性如下:
● 工业级长寿命主板;
● 英特尔PIII 800MHz中央处理器;
● 256M DDR SDRAM;
● 4个EIDE接口, 支持ATA100;
● 至少3个PCI插槽;
操作站主机外设包括彩色显示器、 标准键盘鼠标、 打印机、 操作员专用键盘等。
操作站主机经过冗余配置的两块SNet通讯卡, 可实现与系统网络SNet的互连。
1.4.2 操作员专用键盘( 选配件)
SunyTDCS9200操作站除了配备标准计算机键盘外, 还可根据用户的要求配备操作员专用键盘ST9633。操作员专用键盘采用PS/2接口, 完全兼容标准键盘, 支持热插拔, 支持标准键盘扩展, 可实现与标准键盘的交叉使用。在结构设计上, 操作员专用键盘可与操作台融为一体, 使整个操作台外形更加美观、 实用, 其外形结构见下图4-8所示:
图4-8 操作员专用键盘外形图
操作员专用键盘ST9633在实现所有标准键盘功能的基础上, 扩展了32个系统专用键和32个用
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