DCS基础培训课程(和利时)ppt课件.ppt

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1、2022/11/16,系统概述及硬件产品,1,HOLLiASMACS系统培训教程系列之基础培训课程1系统概述及硬件产品,2022/11/16,系统概述及硬件产品,2,DCS的概念（35）20DCS的现状与发展趋势（6）5和利时公司DCS的体系结构（715）50和利时公司DCS的硬件产品介绍主控单元（3841）45电源模块（4243）机笼单元（4448）端子模块（4952）常用I/O模块（5392）50总结（93）其他信息（94）习题（95）,系统概述及硬件产品部分重点内容,2022/11/16,系统概述及硬件产品,3,关键词：DCS；,本讲重点：DCS的概念； DCS的应用过程；,DCS的概念

2、,DCS即集散型控制系统，又称分布式控制系统（Distributed Control System）。它的主要基础是4C技术，即计算机Computer、控制 Control、通信Communication和CRT显示技术。DCS系统通过某种通信网络将分布在工业现场附近的现场控制站和控制中心的操作员站及工程师站等连接起来，以完成对现场生产设备的分散控制和集中操作管理。（发电厂为例）DCS自1975年问世以来已经历了近三十年的时间，其可靠性、实用性不断提高，功能日益增强。如控制器的处理能力、网络通讯能力、控制算法、画面显示及综合管理能力等。DCS系统过去只应用在少数大型企业的控制系统中，但随着4C

3、技术及软件技术的迅猛发展，到目前已经在电力、石油、化工、制药、冶金、建材等众多行业得到了广泛的应用，特别是电力、石化这样的行业。,2022/11/16,系统概述及硬件产品,4,下图以一个水位信号调节的例子简单地说明DCS的应用过程：,DCS的概念,2022/11/16,系统概述及硬件产品,5,我们可以把上述过程引申如下：,DCS的概念,2022/11/16,系统概述及硬件产品,6,DCS系统的现状与发展趋势,经历了二十几年的发展，DCS有了很大的变化。这种变化来自两方面的动力：用户需求的不断提高和电子与信息技术的快速发展。用户的需求已经不再满足于应用DCS代替常规的仪表控制和简单的数据检测，同

4、时随着电子与信息技术的进步使得DCS应用的构成元件（电子元器件、处理器、软件、网络等）性能大大提高且价格大幅度下降，特别是各种板级OEM部件和HMI软件的发展进一步简化了DCS的开发难度并降低了开发成本。,目前，一套使用户满意的DCS系统应该具备以下特点：系统具备开放的体系结构，可以提供多层的开放数据接口；系统应具备强大的处理功能，并提供方便的组态复杂控制系统的能力与用户自主开发专用高级控制算法的支持能力；系统应支持多种现场总线标准以便适应未来的扩充需要；系统应高可靠、维修方便、工艺先进、价格合理,2022/11/16,系统概述及硬件产品,7,HOLLiASMACS系统的体系结构,和利时公司在

5、成功地开发并应用了HS-DCS-1000系统和HS2000系统之后，在系统地总结了各行业用户的意见和建议，充分调查了计算机技术、网络技术、应用软件技术、信号处理技术等最新发展动态的情况下，基于当今最先进的技术 ，采用成熟的先进控制算法，推出了公司的第四代DCS系统HOLLiASMACS系统。,2022/11/16,系统概述及硬件产品,8,HOLLiASMACS系统的体系结构,HOLLiASMACS系统是由以太网和使用现场总线技术的控制网络连接的各工程师站、操作员站、现场控制站、通讯控制站、打印服务站、数据服务器组成的综合自动化系统，完成大型、中型分布式控制系统（DCS）、大型数据采集监控系统（

6、SCADA）功能。HOLLiASMACS系统硬件由工程师站、操作站、现场控制站（包括主控单元设备和I/O单元设备）、通讯控制站、打印服务站、系统服务器、系统网络、监控网络、控制网络等组成。HOLLiASMACS系统软件包括：工程师站组态软件；操作员站在线软件； 现场控制器运行软件；服务器软件等。,2022/11/16,系统概述及硬件产品,9,HOLLiASMACS系统的体系结构,是系统结构中的一个组成环节是物理上的一套独立设备是网络中的一个通信节点在系统功能中完成某一类特定的处理任务,HOLLiASMACS系统中的“站”,2022/11/16,系统概述及硬件产品,10,工程师站工程师站运行相应

7、的组态管理程序，对整个系统进行集中控制和管理。工程师站主要有以下功能：组态（包括系统硬件设备、数据库、控制算法、图形、报表）和相关系统参数的设置。现场控制站的下装和在线调试，操作员站人机界面的在线修改。在工程师站上运行操作员站实时监控程序后，可以把工程师站作为操作员站使用。操作员站操作员站运行相应的实时监控程序，对整个系统进行监视和控制。操作员站主要完成以下功能：各种监视信息的显示、查询和打印，主要有工艺流程图显示、趋势显示、参数列表显示、报警监视、日志查询、系统设备监视等。通过键盘、鼠标或触摸屏等人机设备，通过命令和参数的修改，实现对系统的人工干预，如在线参数修改、控制调节等。服务站服务站运

8、行相应的管理程序，对整个系统的实时数据和历史数据进行管理。,HOLLiASMACS系统的体系结构,2022/11/16,系统概述及硬件产品,11,HOLLiASMACS系统的体系结构,现场控制站(正面)现场控制站由主控单元、智能IO单元、电源单元、现场总线和专用机柜等部分组成，采用分布式结构设计，扩展性强。其中主控单元是一台特殊设计的专用控制器，运行工程师站所下装的控制程序，进行工程单位变换、控制运算，并通过监控网络与工程师站和操作员站进行通讯，完成数据交换；智能IO单元完成现场内的数据采集和控制输出；电源单元为主控单元、智能IO单元提供稳定的工作的电源；现场总线为主控单元与智能IO单元之间进

9、行数据交换提供通讯链路。主控单元采用冗余配置，通过现场总线（Profibus-DP）与各个智能I/O单元进行连接。在主控单元和智能IO单元上，分别固化了相应的板级程序。主控单元的板级程序固化在半导体存储器中，而将实时数据存储在带掉电保护的SRAM中，完全可以满足控制系统可靠性、安全性、实时性要求。而智能IO单元的板级程序同样固化在半导体存储器中。,机柜正面布置演示,2022/11/16,系统概述及硬件产品,12,HOLLiASMACS系统的体系结构,现场控制站(背面)现场控制站是MACS系统实现数据采集和过程控制的前端，主要完成数据采集、工程单位变换、开闭环策略控制算法、过程量的采集和控制输出

10、、系统网络将数据和诊断结果传送到系统监控网，并有完整的表征I/O模件及MCU运行状态提示灯。现场控制站由主控单元、智能IO单元、电源单元、现场总线和专用机柜等部分组成，在主控单元和智能IO单元上，分别固化了实时监控（MCU）软件和I/O单元运行软件。现场控制站内部采用了分布式的结构，与控制网络相连接的是现场控制站的主控单元，可冗余配置。主控单元通过现场总线（Profibus-DP）与各个智能IO单元实现连接。,机柜背面布置演示,2022/11/16,系统概述及硬件产品,13,HOLLiASMACS系统由三个网络层次组成：监控网络、系统网络和控制网络。监控网络主要用于工程师站、操作员站和服务站的

11、通讯连接；系统网络用于服务站和现场控制站的通讯连接；控制网络存在于各个现场控制站内部，主要用于主控单元和智能I/O单元的通讯连接。 监控网络监控网络为冗余高速以太网链路，使用五类屏蔽双绞线及光纤将各个通讯节点连接到中心交换机上。该网络中主要的通讯节点有工程师站、操作员站、服务站，采用TCP/IP通讯协议。 系统网络系统网络为冗余高速以太网链路，使用五类屏蔽双绞线及光纤将各个通讯节点连接到中心交换机上。该网络中主要的通讯节点有服务站、现场控制站，采用TCP/IP通讯协议。 控制网络控制网络位于现场控制站内部，主控单元和智能I/O单元都连接在Profibus-DP现场总线上，采用带屏蔽的双绞铜线（

12、串行总线）进行连接，具有很强的抗干扰能力。该网络中的通讯节点主要有DP主站（主控单元中的FB121模件）和DP从站(智能I/O单元FM系列的输入/输出模件)。利用总线技术实现主控单元和过程I/O单元间的通讯，以完成实时输入/输出数据和从站设备诊断信息的传送，并且通过添加DP重复器模件，可以实现远距离通讯，或者连接更多的智能I/O单元。,HOLLiASMACS系统的体系结构,2022/11/16,系统概述及硬件产品,14,各个节点用固定分配的IP地址进行标识。为实现监控网络的冗余，网中每个节点的主机都配有两块以太网卡，分别连接到130网段和131网段的交换机上。监控网络的前两位IP地址已作了规定

13、，分别为130.0和131.0，现场控制站主控单元IP地址的后两位已经由程序自动分配好，工程师站、操作员站IP地址的后两位则可以自行定义。一般我们将一个现场控制站里相互冗余的两个主控单元分别成为A机、B机。它们的IP地址设置是通过一个拨码开关来实现的，具体设置如表1.1所示。对于工程师站和操作员站的计算机，我们把它看作同一类计算机，进行统一编号。,HOLLiASMACS系统的体系结构,2022/11/16,系统概述及硬件产品,15,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM801 主控单元,主控单元是现场控制站的中央处理单元，主要承担本站的部分信号处理、控制运算、与上位机及与上位机及其它单元的

14、通讯等任务。它是一个与PC兼容的高性能的工业级中央处理单元，采用模块化结构，主控单元可以热备份方式冗余使用，在出现故障时能够自动无扰切换，并保证不会丢失数据。 FM801型主控单元是MACS系统现场控制站的核心设备，与专用机笼配合使用（如FM301，以下说明均以FM301为例），实现对本站下IO模块数据的采集及运算和接受服务器的组态命令及数据交换。通过冗余以太网接口把现场控制站的所有数据上传到MACS系统服务器，操作员站/工程师站指令也通过以太网下传到FM801。,2022/11/16,系统概述及硬件产品,16,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM801 主控单元技术指标,2022/11

15、/16,系统概述及硬件产品,17,FM801 主控单元状态指示灯说明,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,2022/11/16,系统概述及硬件产品,18,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM801 主控单元状态指示灯说明,2022/11/16,系统概述及硬件产品,19,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM910、FM920电源模块,电源单元为单元式模块化结构，用来对现场控制站的主控单元、I/O模块及现场仪表供电，可构成无扰切换的冗余配电方式。输出电压为DC24V或DC48V,2022/11/16,系统概述及硬件产品,20,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM910、FM92

16、0电源模块技术指标,2022/11/16,系统概述及硬件产品,21,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM300、FM301机笼单元,机笼单元是主控单元FM801和电源模块FM910、FM920的安装机笼，实现主控单元、电源模块的冗余配置和电源模块间的均流。主从冗余的两个FM801和冗余联用的电源模块FM910、FM920插在机笼单元的相应槽位中，形成一个完整的冗余控制结构。（FM300为6槽结构， FM301为8槽结构，以下以FM301为例）一个FM301机笼中有8个槽位，每个槽位有一个64针插座，连接相应的模块。最左边两个槽插入两块主从冗余主控单元模块FM801。剩下槽位插入电源模块，

17、依次定义为1#电源、2#电源、3#电源、4#电源、5#电源、6#电源，其中1#2#电源是系统电源，提供24VDC，选用FM910；后面电源是现场电源，提供48VDC/ 24VDC ，根据不同的电压要求，选用FM920或FM910。,2022/11/16,系统概述及硬件产品,22,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM300、FM301机笼单元,FM301机笼单元的背板上有通信端口、电源输出端口、电源报警输出端口、 输入端口、站号拨码开关等。,接线端子分为两部分：右侧为主控单元的接线端， 左侧为电源模块的接线端,相关产品： FM801 主控单元模块FM910 24V电源模块FM920 48V

18、电源模块 FM930 查询电源分配模块,2022/11/16,系统概述及硬件产品,23,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,主控单元的接线端： 两个6位拨码开关，分别用来设定冗余主控单元的站地址（图中上部红色区域）；两个4针插座，是主控单元的系统电源和 通讯的输出接口（图中中部绿色区域）；四个RJ45插座，是主控单元的系统网输出接口 （图中下部网线连接区域）。,FM300、FM301机笼单元,2022/11/16,系统概述及硬件产品,24,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,拨码开关的设置：从下到上依次为第16 位，用于设置主控单元站号，ON 为0，OFF 为1. 对于双机系统，两个拨码开

19、关要设成一致。换算方法 如下：,FM300、FM301机笼单元,10站设置,11站设置,其中，Ki=0 表示第i 位的开关拨到ON 位置，Ki=1 表示第i 位的开关拨到OFF 位置特别强调两个拨码开关要设成一致 下图为10站11站参考设置,2022/11/16,系统概述及硬件产品,25,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,1#2#电源报警输出对应1#、2#电源模块,3#4#电源报警输出对应3#、4 #电源模块, 5#6# 电源报警输出对应5#、6#电源模块（电源编号见图1-1）， 其中“DOn+” 、“DOn-” (n=16) 为第n号电源模块的报警输出正负端。当电源正常工作时，“DOn+

20、” 、“DOn-” 端接通；当电源发生故障时，“DOn+”、“DOn-”端断开。,FM300、FM301机笼单元,电源模块的接线端：两个3 针系统电源插座与1#2#电源模块相连，提供第一路系统电源输出；四个3 针插座与34电源模块相连，提供第二路系统电源；三个3 针现场电源插座与5 #6#电源模块相连，提供48VDC/24VDC 查询电源输出。第一路、第二路220VAC 输入插座外接现场220V 交流电源，“L1” 、“L2” 为火线输入端，“N1”、“N2”为零线输入端，“E1”、“E2”为交流接地保护端。接线时，“E1”、“E2”应与左下角的机壳接地保护螺钉连接。风机电源输出和备用电源输出

21、都是220VAC 电源输出端口，可为现场其他设备供电。,2022/11/16,系统概述及硬件产品,26,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM131A 端子模块,FM131A 端子模块是与常规IO模块搭配使用的端子模块，实现功能模块与现场信号的连接。拨码开关可以灵活简便地设置站地址，支持多个模块级联和DP 终端匹配器的挂接。模块设有防混销，可以有效防止不同的功能模块与FM131A 底座模块的混装组合。,2022/11/16,系统概述及硬件产品,27,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM131A 端子模块,FM131A 端子模块是与常规IO模块搭配使用的端子模块，实现功能模块与现场信号

22、的连接。拨码开关可以灵活简便地设置站地址，支持多个模块级联和DP 终端匹配器的挂接。模块设有防混销，可以有效防止不同的功能模块与FM131A 底座模块的混装组合。,2022/11/16,系统概述及硬件产品,28,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM131A 端子模块,防混销的设置：如图 所示沿顺时针方向旋转底座上的防混销使其指向正确的位置。底座上的防混销位置应与I/O 模块上的防混销孔一致。图中示例的防混销位置为1， 相应I/O 模块的防混销位置也应为1。,2022/11/16,系统概述及硬件产品,29,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM131A 端子模块,地址拨码开关的设置：按

23、照预定的模块通讯地址的二进制值设定底座上的8 位拨码开关，当拨码开关的某位置于ON时，对应位的二进制值为0，置于OFF 则为1。拨码开关的低位对应于模块地址二进制值的低位。模块通讯地址二进制位与拨码开关位置的对应关系（下图中拨码开关位置对应的模块通讯地址为120）,2022/11/16,系统概述及硬件产品,30,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM143 8路热电阻输入模块,FM143型模块是智能型8路热电阻模拟量输入模块，是HollySys公司采用目前世界上先进的现场总线技术(ProfiBus-DP总线)而新开发的热电阻模拟量输入模块。通过与配套的底座FM131A连接，用于处理从现场来

24、的热电阻输入信号。FM143与Cu50、Cu100、Pt10、Pt100等类型电阻测温元件相连，可处理工业现场的温度信号。通过组态，该模块可对在50383.02欧姆范围内的电阻信号采样处理。FM143模块体积小，重量轻，安装灵活；具备带电插拔功能。可在系统加电的情况下直接插拔本模块，不会影响本模块及系统的正常运行；具有看门狗定时器电路，可使模块在异常情况下自动复位；提供了DC24V反向保护、通讯线箝压保护，信号输入通道过压保护。,2022/11/16,系统概述及硬件产品,31,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM143 8路热电阻输入模块,本模块加电时，其面板上的状态指示灯（RDY 灯

25、上 和COM 灯 下）显示当前的工作和通讯状态。具体组合状态及含义如下图所示,2022/11/16,系统概述及硬件产品,32,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM143 8路热电阻输入模块,FM143 与FM131A 底座之间依靠64 针欧式连接器连接，从而构成完整的I/O 单元。现场热电阻信号采用三线制的方法直接连接到FM131A 侧边的双层端子上.即热电阻的一端与一根导线相连，接到FM131A 某一通道的“En” 端子， 热电阻的另一端同时接两根导线， 这两根导线分别接到FM131A 上的同一通道的“Sn” 和“Cn” 端子（n=07）导线要求用屏蔽导线，现场热电阻阻值应该大于50

26、欧姆。如现场信号接入模块的第一通道则接1及2、3；接入模块的第二通道则接5及6、7注：En、Sn 表示电阻式温度传感器的两端引线的接入端（n07）； Cn 表示电阻式温度传感器的一端引线的公共线的接入端（n07）；,2022/11/16,系统概述及硬件产品,33,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM143 8路热电阻输入模块,FM143 和FM131A 构成的热电阻I/O 单元能够采集处理50383.02 欧姆范围内的阻值信号。测量范围共分3 档，根据热电阻的测温范围及对应的阻值范围选择适当的放大倍数（即组态中的通道增益）， 精度最优。即要求： 现场热电阻为“50383.02 欧姆”，

27、选放大倍数“8”； 现场热电阻为“50204.5 欧姆”，选放大倍数“16”； 现场热电阻为“5086.65 欧姆”，选放大倍数“64”；例如，对于Cu50， 常见测温范围0150 （阻值：50 欧82.13 欧）， 放大倍数“64” 最优。对于Pt100，常见测温范围0600 （阻值100 欧317.71），放大倍数“8” 最优。,2022/11/16,系统概述及硬件产品,34,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM143 8路热电阻输入模块,2022/11/16,系统概述及硬件产品,35,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM143 8路热电阻输入模块,工程应用如何判断热电阻信号“

28、三线制”接法的正确性“三线制” 接法要求热电阻的一端与一根导线相连， 接到FM131A 某一通道的“En” 端子，热电阻的另一端同时接两根导线，这两根导线分别接到FM131A 上的同一通道的“Sn” 和“Cn” 端子（n=07） 。其中，Cn 、Sn 端是可以互换的，即接到Cn 端导线接到Sn 端，接到Sn 端的导线接到Cn 端， 不会对结果有任何不良影响。En 、Sn 端是严禁互换的。如果把应该接到Sn 端的导线接到En 端，而应该接到En 端的导线接到Sn 端，会出现错误。在实际使用中，可能会出现接错的情况。此时有一个简单方法可以判断，并纠正过来。当某通道温度值显示不对，或者无效，可用万用

29、表的电阻档测量该通道接线端子En 、Sn 间的电阻值，和Sn 、Cn 间的电阻值，和En 、Cn 间的电阻值。正常情况下，En 、Sn 间的电阻值为50383.02 欧姆范围内的一个值，Sn 、Cn 间的电阻值为0 欧姆或者约等于0 欧姆，En 、Cn 间的电阻值应该等于En 、Sn 间的电阻值。如果测量结果不是上述结果，说明接线有问题，此时找出正确的接到En 、Sn 、Cn 三端的导线，重新接上既可。具体方法是：用万用表测量该通道三个接线端子处任意两两间的电阻值，如果有两根线间的电阻值是“0”，把它接到Sn 、Cn 端，另一根线接到En 端即可。,2022/11/16,系统概述及硬件产品,3

30、6,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM143 8路热电阻输入模块,工程应用热电阻信号“二线制”的接法和使用在FM143 的使用过程中，要求现场热电阻信号以三线制的方式接到FM143 的底座FM131A 上。当对温度信号要求不高时，可采用“二线制”的方法把热电阻信号接到FM143 的底座FM131A 上。即把热电阻的两端引线分别接到FM131A 的En 、Sn 端子上（n=07），Sn 端子与Cn 端子用短接线短接。它的优点在于：减少信号电缆的用量； 它的不足在于：信号转换精度有损失，温度比实际温度偏高。误差大小与信号电缆长度有关，电缆长度越长，误差越大；它适用于：现场信号距离FM143

31、 较近，信号精度要求不高的场合。,2022/11/16,系统概述及硬件产品,37,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM147A 8路热电偶输入模块,FM147A型模块是智能型8路热电偶模拟量输入模块，是HollySys公司采用目前世界上先进的现场总线技术(ProfiBus-DP总线)而新开发的工业现场级热电偶模拟量输入模块。通过与配套的底座FM131A连接，用于处理从现场来的热电偶毫伏电压和一般毫伏电压输入信号。FM147A与J、K、N、E、S、B、R、T型热偶一次测温元件相连，可处理工业现场的温度信号。由于它的测量信号范围可达-5mV，因此可以采样一定范围的负温。通过组态软件正确组态，

32、该模块可以对在-5mV+78.125mV范围内的线性毫伏信号采样处理。,2022/11/16,系统概述及硬件产品,38,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM147A模块体积小，重量轻，安装灵活。FM147A模块具备带电插拔功能。可在系统加电的情况下直接插拔本模块，不会影响本模块及系统的正常运行。FM147A模块可以定期检测CPU工作状态情况及热电偶断线情况。具有看门狗定时器电路，可使模块在异常情况下自动复位。FM147A模块提供了DC24V反向保护、通讯线箝压保护，信号输入通道保护。FM147A模块支持现场热电偶信号对本模块和有关测温仪表的并接输入。FM147A模块可以处理-5mV+75

33、mV的热电偶信号和0mV+78.125mV范围内的线性毫伏信号。,FM147A 8路热电偶输入模块,2022/11/16,系统概述及硬件产品,39,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM147A 8路热电偶输入模块,本模块加电时，其面板上的状态指示灯（RDY 灯 上 和COM 灯 下）显示当前的工作和通讯状态。具体组合状态及含义如下图所示,2022/11/16,系统概述及硬件产品,40,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM147A 与FM131A 底座之间依靠64 针欧式连接器连接，从而构成完整的I/O 单元。现场热电偶信号或毫伏信号直接连接到FM131A 侧边的双层端子上。Vn+、

34、Vn-表示热电偶信号或毫伏信号正负输入端。如现场信号接入模块的第一通道则接3及4；接入模块的第二通道则接7及8。,FM147A 8路热电偶输入模块,2022/11/16,系统概述及硬件产品,41,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM147A 8路热电偶输入模块,2022/11/16,系统概述及硬件产品,42,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,工程应用：用FM147A 测温时，要防止单个信号出现两点接地，一定要核实现场侧不能接地，对接壳式热电偶，则在DCS 接线侧避免重复接地。 对于热偶信号，如果用DCS 系统进行温度补偿，要求用屏蔽补偿导线接到FM131A 端子上；如果采用其他方式补

35、偿，可以用普通屏蔽信号电缆接到FM131A 的端子上。FM147A 可以采样毫伏电压信号，在组态软件中该点应该定义为“标准变换”。,FM147A 8路热电偶输入模块,2022/11/16,系统概述及硬件产品,43,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,工程应用：热偶温度测温范围,FM147A 8路热电偶输入模块,2022/11/16,系统概述及硬件产品,44,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM148A 8路大信号输入模块,FM148A型模块是智能型8路大信号模拟量输入模块，通过与配套的端子底座FM131A连接，用于处理从现场来的010V范围内的电压信号和020mA范围内的电流信号。它适

36、用范围广，可以接受二线制电流设备的电流信号，也能够接受四线制电流设备的电流信号，还能够接受电压信号。当所采集的模拟量信号的类型发生变化，不需要在FM148A模块内部进行任何设置，只改变信号线在端子底座FM131A的上的接法即可。FM148A 模块体积小，重量轻，安装灵活。具备带电插拔功能。可在系统加电的情况下直接插拔本模块，不会影响本模块及系统的正常运行。能够定期检测CPU 工作状态情况。具有看门狗定时器电路，可使模块在异常情况下自动复位。提供了模块电流过载保护、DC24V 反向保护、通讯线箝压保护。 支持实时的状态显示。可实时显示本模块的运行状态和通信状态。,2022/11/16,系统概述及

37、硬件产品,45,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM148A 8路大信号输入模块,本模块加电时，其面板上的状态指示灯（RDY 灯 上 和COM 灯 下）显示当前的工作和通讯状态。具体组合状态及含义如下图所示,2022/11/16,系统概述及硬件产品,46,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM148A 端子信号的接线要求每路信号采用两根导线+24V （屏蔽电缆）接到FM131A 的端子上。针对不同类型的信号和供电情况的不同，有三种端子接线方式：二线制电流信号的接线、四线制电流信号的接线、电压信号的接线。特别强调：在DCS 系统的运用中，为防止多点接地引起信号测量不正常，有二线制电流信

38、号输入的模块，严禁接入其它类型（ 四线制电流或电压型） 的AI 信号。对于其它有源设备来的AI 信号， 同一处设备来的信号尽量集中在一个模块上。,FM148A 8路大信号输入模块,2022/11/16,系统概述及硬件产品,47,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,四线制电流信号的接线,FM148A 8路大信号输入模块,二线制电流信号的接线,电压信号的接线,2022/11/16,系统概述及硬件产品,48,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM148A 8路大信号输入模块,2022/11/16,系统概述及硬件产品,49,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM148A 8路大信号输入模块,

39、工程应用：在DCS 的工程应用中，必然涉及到I/O 单元与现场某种仪表相连及联合应用问题。工业自动化控制仪表主要包括变送器、调节器、调节阀等设备。按仪表所使用的能源分类，可以分为气动仪表、电动仪表和液动仪表（很少见）；根据仪表信号的形式可分为模拟仪表和数字仪表。其中，最通用的分类是按仪表在测量与控制系统中的作用进行划分，一般分为检测仪表、显示仪表、调节（控制）仪表和执行器四大类。在DCS 的工程应用中，经常与智能FM148A 型输入模块发生联系的有变送器、操作器等。通常，一次检测元件随被测工艺介质的某项参数（如温度、压力等）的变化而产生相应的物理参数（如电阻、电容、电压等）的变化，该物理量引入

40、变送器，由变送器变换成三种标准信号：气动信号，0.02-0.10Mpa；II 型电动单元仪表的信号，0-10mA DC；III 型电动单元仪表的信号，4-20mA DC/1-5V DC 。后两种电信号可以接入DCS 的FM148A 输入模块，然后通过DCS 的上位机对该参数进行监控。操作器通常有一个阀位输出端子，输出的是表示阀位开度的信号。一般是由执行机构的阀位开度装置发出电信号，再引入操作器，通过特定的电路后，再输出。该信号一般是标准电信号：4-20mA DC/1-5V DC 。可以按照四线制电流输入的接线方式接到DCS 的FM148A 输入模块单元。工业自动化仪表的工作电源不是统一的，有2

41、4VDC 的，也有220VAC 的。有些工作电源为标准的24VDC 的仪表设备，它的电源线与输出电流信号线为相同的两根线，即两根线既作为电源的输入又作为弱电信号输出。一般把这种设备称为二线制设备。 FM148A 可以为二线制设备供电，同时接收设备的输出电流信号。还有一些仪表设备的电源线和输出信号线是不同的，要让这种设备正常工作，需要接两根电源线，还要接两根信号线。一般把这种设备称为四线制设备。FM148A 不能为其供电。,2022/11/16,系统概述及硬件产品,50,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM151A 8路模拟量输出模块,FM151A型模块是智能型8路420mA模拟量输出模块

42、，是HollySys公司采用目前世界上先进的现场总线技术(ProfiBus-DP总线)而新开发的模拟量输出模块。通过与配套的端子底座FM131A连接，输出8路420mA的电流信号。 FM151A模块体积小，重量轻，安装灵活。具备带电插拔功能。可在系统加电的情况下直接插拔本模块，不会影响本模块及系统的正常运行。能够定期检测CPU工作状态情况。具有看门狗定时器电路，可使模块在异常情况下自动复位。提供了模块电流过载保护、通讯线箝压保护。支持实时的状态显示。可实时显示本模块的运行状态和通信状态。具有带电复位自保持功能,2022/11/16,系统概述及硬件产品,51,HOLLiASMACS系统的硬件介绍

43、,FM151A 8路模拟量输出模块,本模块加电时，其面板上的状态指示灯（RDY 灯 上 和COM 灯 下）显示当前的工作和通讯状态。具体组合状态及含义如下图所示,2022/11/16,系统概述及硬件产品,52,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM151A 模块与 FM131A 底座之间依靠 64 针欧式连接器连接，从而构成完整的 I/O 单元。传给现场的模拟 量信号直接连接到 FM131A 侧边的双层端子上。FM151A 端子信号的接线要求每路信号采用两根导线（屏蔽电缆）接到FM131A 的端子上,FM151A 8路模拟量输出模块,2022/11/16,系统概述及硬件产品,53,HOLL

44、iASMACS系统的硬件介绍,FM151A 8路模拟量输出模块,2022/11/16,系统概述及硬件产品,54,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM151A 8路模拟量输出模块,工程应用：当现场负载电阻大于等于250时可同时接8 路输出；当现场负载电阻远小于250时，由于发热限制，建议每个模块只接6 路输出一般使用方法一般，FM151A 输出的420mA 信号，经过伺服放大器，产生控制指令，操纵执行器动作达到调节作用。伺服放大输入端电阻应该小于FM151A 的负载能力。FM151A 可以与操作器串联使用，操作器作为后备操作。操作器信号输入端电阻应该小于FM151A 的负载能力,2022/

45、11/16,系统概述及硬件产品,55,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM151A 8路模拟量输出模块,工程应用：与安全栅的关联使用在许多工业现场为易燃易爆的场合，在信号通道上要串入安全栅以限制进入危险场所设备电能量，保证安全。齐纳安全栅的引入，使得信号回路上的电阻增大了许多。因此，使用FM151A 时侯，在要考虑真正的负载要求以外，还要选择合适的安全栅，保证FM151A 的负载能力有余量。要求：FM151A 的负载能力（负载要求+安全栅电阻）,与齐纳安全栅的使用情况,对于隔离安全栅，它实现输入/输出信号的完全隔离，因此在使用FM151A 时侯，主要考虑安全栅危险侧的输入电阻大小。要求：

46、FM151A 的负载能力安全栅危险侧电阻,与隔离安全栅的关联使用情况,2022/11/16,系统概述及硬件产品,56,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM151A 8路模拟量输出模块,工程应用：与气动执行器的关联使用与气动执行器的连接使用相对简单方便，FM151A 输出的420mA 信号，经过电/气转换器，产生气压信号，驱动气动执行器动作达到调节作用,2022/11/16,系统概述及硬件产品,57,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM161D 16路开入模块,FM161D型模块是智能型16路普通DI输入模块，是HollySys公司采用目前世界上先进的现场总线技术(ProfiBus-

47、DP总线)而新开发的DI信号输入模块。通过与配套的底座FM131A连接，用于处理从现场来的触点型开关量输入信号，触点查询电压24VDC。FM161D模块体积小，重量轻，安装灵活。具备带电插拔功能。可在系统加电的情况下直接插拔本模块，不会影响本模块及系统的正常运行。可以诊断现场开关发生的抖动。具有看门狗定时器电路，使模块在异常情况下自动复位。提供了模块过电压保护、DC24V反向保护、通讯线箝压保护，可以采集16路触点型共地的DI信号,2022/11/16,系统概述及硬件产品,58,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM161D 16路开入模块,本模块加电时，其面板上的状态指示灯（RDY 灯

48、上 和COM 灯 下）显示当前的工作和通讯状态。具体组合状态及含义如下图所示,2022/11/16,系统概述及硬件产品,59,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM161D 模块与FM131 底座之间依靠64 针欧式连接器连接从而构成完整的I/O 单元电压和现场DI 信号直接连接到FM131A 侧边的双层端子上In+ In-表示开关的两个输入接点n 015 VC1 为开入通道07 所需的24VDC 查询电源的正端VS1 为开入通道07 所需的24VDC 查询电源的负端VC2 为开入通道815 所需的24VDC 查询电源的正端VS2 为开入通道815 所需的24VDC 查询电源的负端,FM1

49、61D 16路开入模块,2022/11/16,系统概述及硬件产品,60,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM161D 端子信号的接线方式有两种：无公共端的接法和共地端的接法,FM161D 16路开入模块,无公共端型的接法要求每路干结点信号采用两根导线接到FM131A 的端子上，它的优点是每一路信号的接线清晰查线维护方便缺点是要用较多电缆,共地型的接法的 15 路信号只把接点正端用一根芯线接到FM131A 的端子上它的优点是节省电缆这种方法在许多工业现场广泛采用，用于现场物理位置相对集中的多个DI 信号的情况需要注意的是每一模块查询电源输入端应该加保险，保险应在0.2-0.5A 范围内，以

50、防止意外情况出现烧毁模块。共地型的公用线严禁与带电设备的金属外壳短接，防止交流强电串入模块,2022/11/16,系统概述及硬件产品,61,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,24VDC 查询电源接线说明为保证与现场设备的隔离性，24VDC查询电源要求用相对于模块工作电源独立的外接查询电源，严禁把FM161的工作电源作为查询电源。,FM161D 16路开入模块,2022/11/16,系统概述及硬件产品,62,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM161D 16路开入模块,2022/11/16,系统概述及硬件产品,63,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM171 16路开出模块,FM