OVATION系统培训教材.doc
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1、OVATION控制系统培训教材检修部热控专业20051目录1.系统硬件- 1 -1.1.网络系统- 1 -1.2.DPU- 2 -1.3.I/O机架及柜内总线- 7 -1.4.远程站点的配置及连接- 9 -1.5.I/O模件- 10 -1.6.AI模件- 13 -1.7.AO模件- 15 -1.8.DI模件- 16 -1.9.DO模件- 18 -1.10.VP模件- 19 -1.11.脉冲计数模件- 21 -1.12.其他模件- 22 -1.13.机柜电源系统- 23 -1.14.硬件的基本维护工作- 25 -2.服务器、工程师站- 26 -2.1.服务器、工程师站概述- 26 -2.2.访问
2、组态工具- 27 -2.3.系统硬件组态- 27 -2.4.系统数据库介绍- 30 -2.5.系统数据库的编辑- 34 -2.6.系统画面的组态- 39 -2.7.系统功能软件的使用- 57 -2.8.系统逻辑图的组态- 59 -3.操作员站基本操作- 69 -3.1.操作员站画面概述- 69 -3.2.报警窗口的使用- 71 -3.3.趋势图的使用- 72 -3.4.在系统中组建历史点- 75 -4.系统维护和管理- 75 -4.1.SOLARIS系统基本维护- 75 -4.2.OVATION系统备份和恢复- 75 -4.3.组态操作员站custom graphic菜单显示的项目- 77 -
3、4.4.组态操作员站薄膜键盘中148个按钮的功能- 78 -4.5.组态data analysis and maintaince菜单显示的项目- 78 -OVATION系统培训教材OVATION是美国西屋推出的最新分散控制系统,其控制网是标准的以太网,采用了高速、髙容量的商业化的硬件;系统的建立严格按照开放式标准进行,可以把第三方的产品很容易地集成在一起;先进的分布式全局数据库将功能分散到多个独立的站点,而不是集中在一个中央处理器;以上众多特点决定了系统的安全可靠和高可用性。1. 系统硬件系统主要分为以下几个部分:冗余的高速标准以太网、基于Solaris或者windows的工作站、DPU控制器
4、和各种模拟、顺序控制I/O子模件。1.1. 网络系统OVATION系统的通讯网络采用标准的高速工业以太网,配置为全冗余方式,采用容错技术标准。该网络可以使用多种通讯介质:光纤或铜缆。由于广泛采用商业化硬件(如:CISCO系列交换机),可以方便地与公共的LAN等企业内网进行连接。OVATION网络采用树型拓扑结构,网络中使用的交换机为商用设备,经过西屋公司的软件处理,通常分为三种类型:ROOT交换机、Primary交换机和IP traffic交换机。系统中要求有且只有一对“ROOT”交换机,配置为冗余结构。树型结构的层次最多两层,下层交换机一般也配置为冗余方式,负责直接连接OVATION控制器、
5、OVATION工作站等设备。通常那一对“ROOT”交换机命名为“ROOT”和“BACKUP ROOT”。交换机的第一个接口用于数据传输IP口,通常可以直接连接网络打印机或者连接一个IP traffic交换机,用来连接第三方设备。“ROOT” 和“BACKUP ROOT”交换机的PORT2和3用于两个交换机的冗余连接,通常这个接口是“disable”,需要人工手动“enable”。PORT 423用于和下层交换机连接。下层交换机通常也是冗余配置,分别被命名为“Primary”和“Partner”。其PORT 1是10、100Mbps自适应接口,用于和外部设备连接。PORT 2用于这两个交换机互联
6、,PORT 3和4用于本机与两台ROOT交换机的连接。PORT523用于和其它设备连接。通常的网络结构如下:ROOTBACK ROOTPrimary2Partner2Primary1Partner1打印机/IP traffic交换机DPUDPU操作员站工程师站对于不同角色的交换机如:IP TRAFFIC、ROOT和Primary等外观相同,但是内部EPROM中写入的程序不同,因此不能随意互换。西屋提供这些交换机需要写入的源程序,但是不建议用户自己向交换机写程序改变功能。据上海西屋公司技术人员介绍,目前所有交换机都是全部进口。这些交换机可以从型号后边的后缀区分,一般G02代表ROOT SWITC
7、H。系统中使用的打印机分为两种:文本打印机和报警打印机,文本打印机一般配置为网络打印机,负责完成文本打印、屏幕拷贝等工作;报警打印机一般为针式打印机,使用串口方式与操作员站连接,可以实时打印系统的报警信息。1.2. DPU1.2.1. 基本组成及功能OVATION控制器采用英特尔奔腾处理器,具有强大的处理功能。可以实现数据采集功能,执行简单或复杂的调节和顺序控制策略, 与OVATION数据接口网络及I/O子系统进行通讯连接。其最大处理能力为16000个原始数据点。一对DPU不经过扩展的处理能力为6000点,经过扩展可达16000点,一对DPU最多可带16条支线,每条支线最多可带8个I/O卡件。
8、通常,DI或DO卡件为16通道输入,AI为8通道输入,AO为4通道输出。DPU的运算周期最小为10mS,通常为100或200mS,用于DEH的计算周期为50mS。其内部结构如下图所示:L1 L2 L3 L4 L5L1 L2 L3 L4 L5CPU卡电源卡网络接口卡I/O接口卡J3J4Branch1Branch2DPU主要包括以下几个部分:底板:冗余的DPU公用1块底板,其上主要是PCI接口,可以接各种PCI接口卡,DPU的冗余切换就是通过底板进行的。底板下部有两个内部总线接口即分支(Branch)接口,分别可以直接连接Branch1和2,底板左下方有接口J3,右下方有接口J4,J3用于L5处安
9、装的I/O接口卡与下层分支Branch的连接;J4用于L4处安装的I/O接口卡与下层分支Branch的连接;通常J4连接到控制柜后部背板上的分支Branch。CPU卡:板上除了有奔腾CPU、RAM等,还配有flash闪存,用来保存操作系统和控制系统的所有组态,该卡件也使用PCI接口连接到底板上。操作系统是西屋自己开发的Vxworks系统,只有5K大小。CPU卡上配有一个网络接口,可以用来连接交换机。电源卡:主要完成DPU的供电,可以把24V转变为DPU需要的12V和5V工作电源。网卡:通常该网卡是双口,用来连接上层冗余的交换机。I/O卡:底板配置了两块I/O卡的插槽,可以安装以下类型的卡件:P
10、CQL卡:用来连接WDPF系统的Q系列卡件,现在已经不用。PCRL卡:用来连接OVATION系统本地控制站的R系统卡件。PCRR卡:用来连接OVATION系统远方控制站的R系统卡件。DPU可以配置1块双口网卡,这样它就可以分别和冗余的交换机进行连接,或者它可以通过CPU卡件上的一个网卡口连接1台交换机,在后一种情况下,如果连接的交换机突然故障,那么DPU将监测到通讯故障自动切换到备用DPU,而如果安装第一种方案配置就不会发生这种切换。1.2.2. 状态指示及代码显示在DPU中的I/O接口卡件上有两种状态指示设备:一种是由4位数码管组成的DPU状态指示器,另一种是由8个灯组成的柜内总线状态指示器
11、。1) DPU状态指示器4位数码管的含义分别描述如下:第1位:正常时无显示;DPU故障后显示故障代码的第一位。第2位:正常时显示L/R,分别指示I/O接口卡件上本地型还是远程型;DPU故障后显示故障代码的第二位。以上两位在DPU故障后组成一个16位的故障代码,指示故障类型,代码的使用见故障代码手册。第3位:正常时显示C/B,分别指示该DPU是处于主控还是备用状态。第4位:显示0F:显示系统循环检测I/O总线及卡件的状态。2) 柜内总线状态指示器该指示器由8个灯组成,分别指示8条分支的状态。灯熄灭:该分支没有被组态。灯显示绿色:该分支正常。灯显示黄色:该分支通讯正常,但是内部模件有报警(即使是空
12、端子也将产生报警)。灯显示红色:该分支通讯故障。1.2.3. DPU的冗余配置DPU处理器冗余配置是为了实现自动故障切换功能,具体是指如果主处理器失败或者监视电路监测到故障时,将把控制权交给辅助DPU,辅助DPU在最短时间内执行I/O控制等一系列控制功能。由于切换时间非常短,且辅助DPU内的数据与主DPU时刻保持同步,切换后不会对控制产生任何不良影响。故障切换后,过程控制功能保持连续进行。故障切换的条件一般有如下情况:n l控制处理器故障n l网络处理器故障n lI/O接口故障n l控制处理器失电n l控制器复位1.2.4. 机柜内部总线结构机柜内部的总线是安装在I/O机架内部,随着I/O机架
13、的安装自然连接形成,关于这个方面的情况详细见I/O机架部分。1.2.5. 在线及离线操作过程及安全措施1.2.5.1. 校验控制器硬件1) 确认控制器上蓝色的电源开关处于OFF位置。2) 移去控制器的前面板。3) 确认控制器的卡件安装正确。4) 检查CPU卡,如果CPU卡上有flash磁盘,确认JS1/JS2的跳线处于12位置,并且OVATION网络电缆正确地连接把NIC卡和交换机连接;如果flash磁盘处于PCPS卡,不在CPU上,确认flash磁盘通过一根IDE电缆与CPU卡连接,一根reset电缆连接着CPU和背板,JS1/JS2的跳线处于23位置,OVATION网络电缆正确地连接把NI
14、C卡和交换机连接。1.2.5.2. 更换控制器卡件通常,除网卡外其它卡件,只需关掉控制器电源,然后更换卡件,一切恢复后再上电即可。对于网卡故障,包括使用网卡接口的CPU卡故障,步骤如下:1) 关掉控制器电源;2) 换上新的网卡,接上网线(如是CPU卡集成的网卡,即更换CPU卡后,需将闪存恢复);3) 上电;4) 在服务器上打开GMD窗口信息读网卡地址;5) 关控制器;6) 拆下闪存,格式化闪存(FAT格式),再装上闪存;7) 打开Init Tool,设置控制器的网卡地址为上述GMD窗口读的网卡地址,然后点击Apply,再Save Configuration to disk;8) 打开Admin
15、 Tool,Function中选Install Configuration to Software Server,Filter中选Base Software、Controller Software、Software Server,相应的Topic中全选后,点击install按钮;9) Function中选Download Configuration to Drop,Filter中选Base Software、Controller Software、Software Server,相应的Topic中全选后,对服务器进行下装;10) 点击BootStrap Drops, 重启服务器;11) 控制器
16、上电,闪存从服务器上下装操作系统及Base Software、Controller Software、Software Server,在GMD中有下装完成的信息显示;12) 关掉控制器,稍停一会后,重新上电,控制器自动启动;13) 对控制器做Drop Loader;1.2.5.3. DPU的故障处理1) 故障现象:系统画面显示Drop fault处理程序:n 首先使用clean drop功能对故障的控制器进行复位。n 如果复位没有效果,进行硬件刷新。n 将控制器停电,取出闪存后在个人电脑进行格式化,闪存格式为FAT。n 安装闪存,控制器上电,此时控制器将向服务器拷贝操作系统Vxwork和三个工
17、作必备的应用软件:base software/controller software/software server。n 再次关闭控制器,然后重新启动n 控制器重新启动后,状态将恢复正常,然后使用drop loader重新下装数据库到控制器。2) 故障现象:系统画面显示DROP4 offline 原因:数据点组态中误把DROP数据点删除,造成控制器的硬件数据点丢失,系统画面无法接收该DROP的信息。3) 检查DROP状态:打开sheel tools,输入命令ping drop1控制器正常时将显示drop1 is alive1.3. I/O机架及柜内总线OVATION模块使用符合DIN制标准的单
18、点导轨固定,使安装模件快速、方便,内置的连接器取消了电源和通讯间的连接导线。每个基架内可以容纳两块各种类型的I/O组件,基架提供现场连接端子、I/O通讯、I/O模件电源和模件的组态使用软件,不需要跳接线或手动拨码。基架上的现场连接端子可以接收2个14AWG或1个12AWG电缆,在每个现场连接端子上有试针和探头固定器,此外,基架内有备用熔断丝固定器和探头固定器。机架内部设有柜内总线,称为DIOB总线,使用串口、RS485通讯协议,通讯速率可以达到2Mbps。OVATION系统的I/O机架有三种:通用型机架继电器专用机架远程I/O转接模件机架1.3.1. I/O卡件的定位及柜内总线结构OVATIO
19、N系统的模件寻址是通过机架定位的,因此,OVATION系统的机架安装位置就决定了寻址顺序。最多四块机架连续安装形成一条分支,一块PCRL卡可以最多连接8条分支。通常,控制柜前面的左边分支定义为第一分支,右边是第二分支,背面左边分支定义为第三分支,右边是第四分支;在扩展柜内依据这个次序分别是第五八分支。对于分支内部模件的地址顺序,奇数分支是从上向下安排,偶数分支是从下向上安排。组态中使用如下格式的地址:1.1.1第一个槽位第一个分支第一块I/O接口卡但是,对于远程I/O接口卡,组态中使用如下格式的地址:1.1.1.1第一个槽位第一个分支地址为1的远程节点控制器第一块I/O接口卡1.3.2. 总线
20、终端在每条分支的最下端安装有一个终端组件,保证总线的完整。对于奇数和偶数分支使用的终端是不一样的,奇数分支使用的终端型号是H01,而对于偶数分支使用的终端型号是H02。有一个特例是如果一条分支的最下端机架安装的是远程I/O接口卡的机架,那么这条分支可以不安装终端组件。1.3.3. I/O转接板在I/O接口模件和I/O总线的连接中,需要使用I/O转接板,这种组件分为两种:ROP和TND。ROP用于普通的本地卡件连接;TND用于远程柜内部。1) ROP板卡前面已经提到,DPU主板下部提供有J3和J4接口,这些接口就是连接到其他ROP板卡上,ROP板上有两个总线接口,一个进口,一个出口,最多可以有4
21、个ROP连接起来,实现一块PCRL卡件连接8条分支的功能。同时,ROP板上有两个电源接口,一个进口,一个出口,这些ROP板的电源线也可以像总线一样连接。以下ROP板卡的结构:使用这种卡件典型的连接方式如下所示:J3J4控制柜正面控制柜背面1扩展柜正面1扩展柜背面2扩展柜正面2扩展柜背面3扩展柜正面3扩展柜背面ROPROPROPROPROPROPROP2) TND板卡该卡的使用见下一节远程站点的配置。1.4. 远程站点的配置及连接使用远程站点,只是增加了远程通讯卡件,远程柜内的所有信息都是送入DPU内部进行处理的。实现远程通讯需要在DPU侧和远程柜内都增加卡件。1.4.1. DPU控制机柜内部的
22、配置需要增加以下卡件:n 在DPU底板上插入PCRR接口卡(3A99190 G01)n 配置远程I/O接口模件专用机架(1C31206 G01)n 配置远程I/O接口电子模件(1C31179 G01)n 配置远程I/O接口特性模件2 Nodes (1C31181 G01)或远程I/O接口特性模件4 Nodes (1C31181 G02)n 配置PCRR和远程I/O接口电子模件连接电缆(5A26147 G10) 1.4.2. 远程柜内的配置需要增加以下卡件:n 远程 I/O 基座1C31205 G01n 电子模块1C31203 G01n 特性模块包括:光纤 1C31204 G01n 转接板 (T
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