文档介绍：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
关键词条 1
硬件 2
安装方式 2
硬件组态 4
信号流图 6
现场控制单元(FCU) 7
节点接口单元(NIU) 8
I/O模件 9
冗余度和可靠性 11
FCS的冗余度和可靠性 11
FCS处理器卡的双重化冗余及其高可靠性 12
FCS的结构 13
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
(2)节点
(3)FCU的信号流图
(4)输入/输出模件
(5)冗余度和可靠性
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
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。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。
机柜形FCS
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)。
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)。
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。
结构:19″机架。
安装:仪表盘上;通用机柜中;本地表盘上。
现场控制单元(FCS)在机架上的安装。
FCS在机架上的安装
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,。
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。
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。
FCS的硬件组态
RIO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。
RIO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,多段信息传送
冗余方式
单线或双重化冗余
传送距离
可连节点数
8个
通讯速度
2Mbps
信号流图
。
现场
FCS信号流图(举例)
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。。
双重化FCU的结构
FCU的硬件规格
FCU功能类型
组成卡件
标准型
扩展型
说明
处理器卡
CPU
RISI处理器
主存贮容量
8MB
16MB
(注1)
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(Error Correcting Code)
节点接口单元(NIU)
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I/O单元。
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/输出过程信号的I/O模件及安装这些模件的卡盒组成。有5