HOLLiAS-MACSV-硬件产品.ppt
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1、2023/7/6,系统概述部分,1,HOLLiAS-MACS系统培训教程系列之基础培训课程2系统硬件产品,2,和利时公司DCS的硬件产品介绍现场控制站(MACSV系统硬件产品之P3-P4)主控单元(MACSV系统硬件产品之P5P8)电源模块(MACSV系统硬件产品之P9P10)机笼单元(MACSV系统硬件产品之P11P15)端子模块(MACSV系统硬件产品之P16P19)常用I/O模块(MACSV系统硬件产品之P20P58)总结(MACSV系统硬件产品之P59)其他信息(MACSV系统硬件产品之P60)思考与练习(MACSV系统硬件产品之P61-P63),系统硬件产品部分重点内容,3,HOLL
2、iASMACS系统的硬件介绍,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
3、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。,返回,4,HOLLiASMACS系统的的硬件介绍,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、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
4、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。,5,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
5、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。,返回,6,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM801 主控单元技术指标,7,FM801 主控单元状态指示灯说明,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,8,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM801 主控单元状态指示灯说明,9,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
6、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,返回,10,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM910、FM920电源模块技术指标,11,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
7、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,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。,返回,12,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
8、关产品:FM801 主控单元模块FM910 24V电源模块FM920 48V电源模块FM930 查询电源分配模块,13,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,14,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,两个拨码开关要设成一致。换算
9、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,15,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+”、“DOn-”端接通;当电源发生故障时,“DOn+”、“DOn-”端断开
10、。,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都是220VAC 电源输出端口,可为现场其他设备供电。,16,HOLLiASMACS
11、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。,返回,17,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。
12、,18,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。,19,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM131A 端子模块,地址拨码开关的设置:按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
13、讯地址为120),20,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
14、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。,返回,21,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 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,22,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
15、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 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(n0 7);Cn 表示电阻式温度传感器的一端引线的公共线的接入端(n0 7);,23,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM143 8路热电阻输入模块,24,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM143 8路热电阻输入模块,工程应用
16、如何判断热电阻信号“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
17、用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。,25,HOLLiASMACS系统的硬件介绍,FM143 8路热
18、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 较近,信号精度要求不高的场合。,26,HOLLiASMACS系
19、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,该模块可以对在-5mV+78.125mV范围内的线性毫伏信号采样处理。,27,HOLLiASMACS系统的
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