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上海FOXBOROIA系统第1章.doc

上传人:scg750829 文档编号:9189329 上传时间:2019-07-29 格式:DOC 页数:34 大小:3.90MB
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资源描述

1、I/As 系统及应用11第一章 I/A Series 系统概述1. I/A Series 智能自动化系列是开放式的 DCS 系统自七十年代以来,以微机为核心的分布式控制系统(亦称集散控制系统 DCS) 将现代 高科技的最新成就,计算机技术、通讯技术、CRT显示技术和自动控制技术 (即四 C 技术) 集为一体,使自动化仪表装置向系统化,分散化 , 多样化和高性能化的方向产生了一个质的飞跃。 由于分布式控制系统的分散结构的思想替代了计算机集中控制, 使得系统的可靠性得以极大的提高; 高性能的微机处理能力使系统的功能远远超过了以往任何自动化仪表; 高速有效的通讯系统和 CRT 显示技术, 为系统资源

2、的共享和集中管理, 方便而丰富的人机联系提供了强有力的支持。 在这基础上, 现代控制理论的实用化成为可能, 大大促进了自动控制技术的发展。 早期的 DCS 系统都局限在各个制造商的产品范围内进行发展, 它们采用各自的技术规范和标准。 如采用自己开发的计算机系统和操作系统, 自己的讯号标准等。 各个制造商的产品自成体系, 其它厂商的产品或软件很难纳入该系统。这是一种封闭式的 DCS 系统, 不利于长远的技术发展。 系统资源得不到充分的共享, 也不便于统一管理和维护。 美国福克斯波罗公司着眼于未来, 于 1987 年在世界上第一个推出了体现开放概念的超越一般 DCS 的新一代工业控制系统 I/A

3、Series 智能自动化系列。经过十多年的努力, 开放的概念已被普遍接受,大多数生产自动化控制设备的厂商开始转向开放式。 现在几乎每个厂商都在宣称 “开放”, 什么样的系统才是真正的开放型工业控制系统呢? 在第一代 DCS 系统推出以后, 不同厂商的系统之间的通讯问题就提了出来。为了解决计算机系统的互连,国际标准化组织(ISO) 提出了开放系统互连(OSI) 参考模型。1980 年以美国通用机器公司为首的各制造商和用户一起, 共同制定了一个具体解决各制造商生产的计算机、机 器人、 自动化机器视觉系统等相互通讯的协议。 称为制造商自动化协议,简称 MAP。 MAP 是按照 OSI 模型制定的。

4、它实质上是装入 OSI 模型框架中的通讯标准的规范说明书。 它规定了可供模型中各通讯层次选用的通讯标准。 “开放” 一词的准确含义是指 任 何两个遵守该模型和有关协议标准的计算机系统均能实现网络互连其技术的规格是公之于众并可以免费得到的。这不是哪一个厂商能够独享的。 在成熟的开放技术中, 存在着标准测试以验证是否符合规格说明。 这种模式给予了用户灵活的应用和自由的选择, 用户可以轻易地从一个厂商改变到另一个厂商。福克斯波罗公司参加了 MAP 协议的制定。 并首先在 I/A Series 中全面地采用了MAP 协议。 I/A Series 率先突破了封闭式发展的制约, 广泛地采用国际标准, 其产

5、品符合国际标准化组织 (ISO)提出的开放系统互连(OSI )参考模型。这样的系统允许将其它制造厂家的产品纳入自己的系统。 也考虑到把将来新开发的设备容纳到 I/A Series 中来。 这样随着硬软件技术的发展,I/A Series 必将得到进一步加强。 第一章 I/A Series 系统概述12为了达到开放系统的目的,I/A Series 在硬件、 软件和通讯网络的设计上均全面采用国 际公认的标准。 在软件上采用与标准的 UNIX 系统完全兼容的 VENIX 和 SOLARIS 操作系统。 I/A Series 的应用软件与硬件彼此独立。 不会因硬件更新而使现有的软件失效。 另外与 UNI

6、X 兼容的由第三方开发的软件, 可以不作修改或 稍作修改即可应用于 I/A Series 中。 采用 C 和 FORTRAN 等高级编程语言, 以便于软件资源的共享。 I/A Series 是世界上第一个全面采用 IEEE802 标准的工业控制系统。 其节点总线一级采用的是 IEEE802.3 标准。 在宽带和载波带局域网采用了 IEEE802.4 标准, 现场总线采用 IEEE1118 标准。由于 I/A Series 率先采用国际标准的开放系统网络结构, 它对其它制造商的标准产品是完全开放的。 它是新一代开放工业控制系统的标志, 它具有十分广阔的发展前景。在 1992 年推出的基 于 Su

7、n SPARC 工作站的 50 系列产品(包括 50 和 51),1996 年 Foxboro 公司推出了基于 Windows NT 平台的 I/A Series 系统, 1997 年推出了 Micro I/A 系统。 使 I/A Series 继续保持工业控制系统世界领先地位。Foxboro 公司在致力于 I/A Series 发展的同时,始终如一地保护用户的早期投资。 I/A Series 可以与 Foxboro 公司的其他产品 Spec200、MICRO、SPECTROM 等有效地结合在一 起, 使用户可以化很少的投资就可将原有的控制系统升级成最先进的 I/A Series 控制系统。

8、Foxboro 这一原则给用户带来的好处无需多言, 这只有在技术上的先进性才能做到这一点。1988 年底, 第一套 I/A Series 系统正式在中国工业现场安装并投入使用。 截止到 1996 年底为, 福克斯波罗公司已经在全世界销售出价值约 25 亿美元, 4100 套 I/A Series 系统, 广泛应用于各个工业领域。 在国内, 至今已经有 180 多个用户的 280 多套装置选择了 I/A Series 系统, 其中约 260 多套已被安装并投入使用。 I/A Series 系统经过 10 多年的实际运行考验, 已被实际公认为 最成熟的真正的开放型工业系统。2. I/A Serie

9、s 智能自动化系列的特点I/A Series 自动化系列的最大特点是系统的软件、 硬件和通讯系统都广泛采用开放型标准设计。 硬件品种少, 可靠性高, 组态灵活。 硬件 I/A Series 四代兼容, 从 CISC 到 RISC , 从 Intel 到 MICRO SPARC,实现了长寿命的设计思想。 由于硬件品种少, 大大节省了用户在备件上的开销。 现场总线设计思想领导了当今分散控制发展的方向,节省了用户在布线上的开销。 软件 与 UNIX 系统 V 兼容的实时多任务 VENIX 操作系统和 SunSoft Solaris 操作系统, 96 年推出基于 Window NT 的操作系统; 采用

10、 C, FORTRAN 等广泛使用的高级编程语言, SQL 关系型数据库语言和 INFORMIX、 LOTUS123 等商用软I/As 系统及应用13件。 软件独立于硬件, 这样当福克斯波罗提供新型号的硬件时不会影响已有的应用状况。系统的应用软件可在装载 UNIX 操作系统的个人计算机上运行。 在 PC 机上组态的应用软件, 可直接装入 I/A Series 系统中运行。 先进的目标管理使得工程人员和应用程序只要知道目标的名称就可在同一系统中任何地方得到数据。 当软件进行移植或升级时, 工程人员几乎无需修改原先的组态。 通讯 建立于 OSI 模型上, 符合 IEEE 的标准, 遵循 MAP 协

11、议, 这样可以使与 MAP 兼容的非福克斯波罗产品纳入 I/A Series 系统。 这种非排它性使用户能兼收并蓄各家产品的长处, 构成满意的综合控制系统。 显示 采用先进的实时目标管理技术, 这是其它系统所无法比拟的。 另外 50 系列采用了 XWindow 和 Open Look 技术, 可方便地访问整个 I/A Series 系统和所连接的信息网络上的信息。 FoxDraw 软件提供三维空间的显示画面。 发展 硬件与软件的发展可相互独立发展。 这样在升级硬件时不影响软件, 同样在升级软件时不影响硬件。 一体化 通过通过以太(Ethernet)网接口与信息网络联接, 以及提供智能现场仪表(

12、IFD)接口与 IFD 的数字集成, 从而实现了生产管理信息网、 生产控制网到测量的一体化。 I/O 一线控制器已经具有包括自整定(EXACT ) 和多变量自整定(EXACT MV) 在内的复杂计算能力; I/O 组件全部为变压器耦合隔离和光电隔离, 一对一转换, 过流保护, 不用保险丝, 提高系统运行时间。 联网 真正实现了与上位机过流系统的联网(例如: DECnet, TCP/IP, NOVELL), 实时画面和数据传递。 可靠性 采用表面安装技术(SMT) ,尺寸小, 系统结构简单; 电子组件采用全密封的结构, 使其于周围环境的接触降低到最低水平, 增强了已经抗环境腐蚀的能力; 控制容错

13、技术, 通讯冗余技术和矩阵供电方式, 保证了系统运行的可靠性。 功耗 系统功耗极低, 大大降低能源投资, 系统功耗只是常规系统的 1/3。 维护 各种处理机和 I/O 卡件都有自诊断程序, 可进行报警打印, CRT 报警显 示, 有故障的组件红灯显示, 无需人工判断。 所有组件都可带电更换。3. I/A Series 的网络结构I/A Series 系统的通讯网络是建立在国际标准化组织( ISO)所定义的开放系统互连 (OSI)标准基础上的, 并符合 IEEE 的规范, 是按照局域概念构造的标准网。I/A Series 的通讯网络结构分为分为四个层次:第一章 I/A Series 系统概述14

14、图 11 I/A Series 系统网络结构简图 宽带局域网 (BROADBAND LAN) 载波带局域网 ( CARRIERBAND LAN ) 节点总线(NODE BUS ) 现场总线(FIELD BUS)这些通讯标准的低层通讯(物理层和逻辑层)均与制造商自动化协议(MAP)兼容。 出于通讯的安全考虑, 节点总线是冗余的, 载波带可选冗余。 图 11 是四层网络的示意图。* 宽 带( BROADBAND LAN - BASEBAND LOCAL AREA NETWORK):通讯规程符合: IEEE802.4 标准(MAP)。结构形式:总线结构。信号传送方式:TOKEN PASSING (令

15、牌传送)。数据传输速率:10 Mb/s通讯传送介质:同轴电缆 15 km。可下挂 64 个 载波带* 载波带( CARRIERBAND LAN-CARRIERBAND LOCAL AREA NETWORK):通讯规程符合:IEEE802.4标准(MAP)。结构形式:总线结构。I/As 系统及应用15信号传送方式:TOKEN PASSING (令牌传送)。数据传输速率:5 Mb/s通讯传送介质:同轴电缆 1.2 km、光缆 10 km。可下挂 64 个节点总线* 节点总线(NODE BUS):通讯规程符合:IEEE802.3(Ethernet 以太网)。结构形式:总线结构。信号传送方式:Carr

16、ier Sense Multiple Access With Collision Detection 。带冲突检测的多路送取争用总线。数据传输速率:10 Mb/s通讯传送介质:同轴电缆 30 m(不带扩展组件)。用扩展组件每次 300 m, 可 用二次。可下挂 64 个站组件* 现场总线(FIELD BUS):通讯规程符合:IEEE1118结构形式:总线结构。信号传送方式:Carrier Sense Multiple Access With Collision Detection带冲突检测的多路送取争用总线。数据传输速率:268.75Kb/s通讯传送介质:双绞线 10 m(就地方式);或120

17、0m(远程方式)要使用 FBI(现场总线隔离组件)作信号和电器隔离, FBI 可串接使用多第一章 I/A Series 系统概述16图 12 CP30 采用双绞线的现场总线次, 总距离可达 1800 m。 若采用光纤,每一对调制解调器 4000m,可串接 5 次,达 20km。在使用就地总线时每个 CP 最多可挂 24 个 FBM。 如使用远程现场总线 FBM 经过现场总线隔离器(FBI )挂在总线上, 每一隔离器下最多可挂 24 个 FBM , 每个 CP 最多可挂 64 个 FBM。4. I/A Series 智能自动化系列的节点I/A Series 的系统结构是按节点(NODE)概念来构

18、成的。 节点独立运行, 完成自动控制的各种功能。 并可通过兼容网络与其他 Foxboro 或 非 Foxboro 节点相连。“节点” 是由节点总线将称之为站( Station )的处理机组件连在一起构成的。 每一组件是独立的, 并设计成完成系统中一些通用功能, 而它的特定功能是由软件定义的。 I/A Series 系统处理机组件通过节点总线(Nodebus)相互联接, 形成过程管理和控制节点。 每一组件也可通过一根或多根的通讯链路与外部设备或其它类型的组件相连。 节点总线为 I/A Series 系统中的各个站(控制处理机、 应用处理机等)之间, 提供高速、 冗余、 点到点的通讯, 而具有优异

19、的性能和安全性, 这方面远远超过一般 DCS 中的平行底板方式。节点总线连同与它有关的站作为一个单独整体存在, 或作为载波带局域网的一部分存 在。 当它作为一个单独的整体时, 节点总线连同它的关联站构成层次通讯网络中的一个节 点。节点总线最多能够为 64 个 I/A Series 处理机站和可能使用的节点总线扩展组件提供通讯能力。 I/A Series 可以包含控制处理机 (CP)、应用处理机(AP)、操作站处理机 (WP)、通讯处理机(COMMP )、节点总线扩展组件、载波带接口组件、节点总线接口组件、AB 或 MODICON PLC 接口处理机和油罐计量处理机等。节点总线扩展组件用于延长节

20、点总线的跨距, 每次扩展 300 米。 节点总线扩展组件需成对使用, 提供信号放大, 电源和位于分立机柜中的站间的接地隔离。 一个以上的接点总线扩展组件可以与一个主接点总线相接, 以产生接点总线的多段扩展。 最多扩展二次, 三个扩展段(每段 30 米), 最大跨距 690 米。节点总线是冗余的, 而且设计成不管任何一个单点故障的情况下也能工作 。 冗余还延 伸到每个站中的节点总线接口电路。 当发送报文时, 站就在二个冗余总线之间作交替。 万 一一条总线发生故障, 站的管理软件检测到故障, 则在故障的总线修复前, 所有要继续传 送的报文,由正常工作的总线执行。关键站(如应用处理机 ,控制处理机

21、等) 可以通 过由专用桥接接插件耦合的容错对来实现。 每个容错对在节点总线中作为一个逻辑站。 然而, 容错对中的每个组件, 被看作是可以与节点总线相连接的 64 个站中的一个。 除了冗 余之外, 节点总线接口还利用了完善的传输出错检测技术。 节点总线不象平行总线那样,I/As 系统及应用17图 1 - 3 节点总线示意图一般使用一个奇偶位去检测每次传送的信号, 而且在检测到故障后, 也设有数据重发的保证措施。 节点总线接口使用的是一个 32 位错误检测码, 该检测码附属在传送的信息中一起传送, 以使完善地校验所有发送的报文。 这样,节点总线在错误检测方面提供了重发,增强了系统的安全性和可靠性。

22、节点的构成在节点上主要有四种处理机 应用处理机 (Application Processor): 与大容量存储器相连, 存储系统信息和过程控制方案与数据; 以及可选地与信息网络(Ethernet)相连, 提供双向的信息和图象的交换。 工作站处理机 (Workstation Processor): 与 CRT, 工程师键盘,操作键盘和其它操作站设备相连; 以及可选地与信息网络相连, 提供源于其它相连计算机上的 X-Window 显示画面。 控制处理机 (Control Processor) : 可与 I/A Series 现场总线组件和设备相连, 完成控制功能。 通讯处理机 (Communica

23、tion Processor ) : 通过 RS232C 串行接口可连接打印机, VT 100 终端或调制解调器。节点总线上还可以挂其它的功能处理机, 如: 油罐计量处理机 信息网络接口 (DECNET,NOVELL 等) 第一章 I/A Series 系统概述18 节点总线扩展组件和在 I/A 与其他网络及设备间提供通讯的各种网间连接器。 节点总线扩展组件用来扩展节点总线的距离, 每次扩展 300 米, 可扩展二次。 SPECTRUM 从站网间连接器。 仪表网间连接器,用来连接 760、761 单回路控制器。 Modicon 网间连接器,连接节点总线和 Modicon Modbus,使 Mo

24、dicon 可编程控制器的数据可组态进入 I/A Series 网络。 用户在网间连接器中组态控制功能块来采集可编程控制器中的数据, 用于 I/A 工厂管理功能和操作者操作。 I/A 的应用处理机能启动 Modbus 的命令,访问可编程控制 器, 然后, 由网间连接器传送命令信息给 Modbus 网络。 Allen-Bradley 数据通道网间连接器,连接 Allen-Bradley 的可编程控制器。 个人计算机操作站接口, 有 两种接口组件用于把个人计算机组态为个人操作站, 它们是节点总线接口和现场总线接口。 节点总线接口把可兼容的个人计算机连接到节点总线, 这样, 个人计算机能用作个人台式

25、操作站完成应用处理机和操作站处理机的组合功能。 现场总线接口把一个可兼容的个人计算机和现场总线组件连接, 使个人计算机具有控制处理机、 应用处理机和操作站处理机的功能, 它能执行数据收集、 连续控制、 梯形逻辑控制和顺序控制。5. 现场总线(Fieldbus)现场总线上连 CP, 下接现场总线组件(FBM, 即 I/O 卡件), FBM 是现场传感器/执行器与控制处理机的接口。 FBM 对现场设备使用的电气输入/输出信号进行适当地转换使得通过现场总线能与这些装置通讯。 现场组件可与控制处理机 CP 或运行 I/A Series 综合控制软 件的个人计算机连接。 各种 FBM 与工厂中通常遇到的

26、各种现场信号相匹配。 而且, 由于这 些组件是由软件组态的, 所以它们的品种要比以前的系统少得多。 例如, 对各种类型的热电偶和毫伏信号只需要一种组件。 现场总线是一种单主站共用线串行数据通讯总线, 使用同步通讯规范, 现场总线完全 防止了一位, 二位和奇数位的出错, 提供了高度的安全性。6. I/A Series 智能自动化系列的硬件应用处理机 AP应用处理机 AP 完成两个基本功能: 作为应用处理机(计算机)站,它们完成了大量的计算和管理 作为文件服务器站, 它们处理来自文件服务器站本身或其他站的文件请 求。 用于应用处理机的大容量存储设备, 包括软盘驱动器, 硬盘驱动器, 光盘驱动器和磁

27、带驱动器。I/As 系统及应用19应用处理机和其他系统站(例如通讯处理机,工作站处理机和控制处理机)协调工作, 提供了数据输入输出和操作员接口的必要手段。 一个较小的智能自动化系列系统可以使用单个应用处理机 , 而一个较大的系统可以由几个应用处理机组成, 每个应用处理机组态实现专门的功能。 有些功能可以由各个应用处理机分别完成, 有些功能可以由同一网络中的二个或多个应用处理机共同来完成。每个应用处理机中设计有一个小型计算机系统接口(SCSI)提供工业标准总线(ANSI 标准 ANSC X 3T9.2)支持具有 SCSI 兼容控制器的外部设备。 因此,SCSI 可以灵活应用于外部设备, 并提供较

28、强的系统性能。应用处理机功能 系统和网络管理功能应用处理机实现系统管理功能, 包括收集系统性能统计、 对从 属的站重新装载、 存储过程操作信息、 实时数据、 历史数据、 提供报文广播、 处理所有站的报警和报文, 并在所有系统站中, 维护一致的时间和日期。 应用处理机还支持各种组态功能 (系统组态、控制组态、显示组态、报警组态、 历史组态等等), 运行应用软件, 提供环境给那些需要更多资源和更高性能的应用功能的开发和执行; 还可提供更为可靠的容错型工作模式以及可以互为切换的备份工作模式。 应用处理 机还完成网络管理功能, 包括涉及网络的系统管理功能的那一部分。 数据库管理数据库管理包括存储、 操

29、作和检索包含系统接收和/或由系统产生的数据文件。 应用处理机采用工业标准 INFORMIX-SOL 关系数据库管理系统。 文件请求每个应用处理机 (那些不连接大容量存储设备的除外)包含一个文件管理器, 它用于管理与应用处理机所连接的大容量存储器有关的所有文件请求, 每个应 用处理机亦支持一个远方文件系统, 这一系统允许一个站中的任务可存放另一个站中的文件。 历史数据应用处理机可组态成包括历史数据库管理软件功能, 它保持应用报文, 连续值及断续 值的历史数据。 这些值可以代表任何参数, 如测量值, 给定值, 输出值和状态转换, 这些站被组态成收集数据并把它们送到历史数据库中。 另外, 历史数据库

30、管理软件计算和存储平均值, 最大值、 最小值以及其他统计算法的历史数据。 这些信息可用于显示画面、 报表以及供应用程序存取。 历史数据文件可以保存在软盘片和磁带上。 应用处理机能组态作保存错误、 报警状态以及选择的操作员的操作动作的历史。 通过向一个或多个应用处理机发出定义文件的报文, 可以存储其它站发生的错误、 报警及其他文件(以便以后查阅和分析)。第一章 I/A Series 系统概述110 控制功能 应用处理机能和控制处理机一起实现控制功能, 但没有直接过程输入 输出能力。 所有输入输出是应用处理机和其它站之间的可连续的参数。 应用处理机可使协调装置控制功能与其它装置和生产控制功能合理地

31、分配。 图形显示支持应用处理机通过显示格式的储存, 检索和实时更新现场定义, 通过 提供对应用处理机 中存储的目标的存取以及存储在操作站处理机中执行的任务等来支持图形显示。 应用处理机不仅存储信息和为显示画面作文件管理, 而且执行实时显示画面和趋势服务的程序。 生产控制软件生产控制软件代表需要各种应用处理机资源的大量软件包, 这些软件包有: INFORMIX DBMS (Informix 数据库管理系统) 数据验证软件 电子表格 过程最优化软件 物理性能库 工厂生产模型 批量工厂管理程序生产控制软件的运行和性能由应用处理机组态决定。 组态这里所用的组态是指输入或选择参数以定义一个软件包做些什么

32、或者定义软件包环境的过程。 应用处理机利用提供组态参数的大容量存储器和执行一些组态运行来支持组态功能。 支持功能支持件包括在线帮助和电子文件资料。 在线帮助即 HELP , 它提供了有关 Foxboro 设备和软件包的在线信息, 电子文件资料提供在线阅读类似于传统的使用说明书中信息的能力。电子文件资料可用文本编辑, 格式化程序, 报告生成程序等作扩充。 这样生成的专门应用文件可以和数据库管理一起应用, 便于形成和管理, 为构成控制系统和操作设备所必要的信息。 应用开发功能应用开发工具用于建立所有系统站的程序。 执行工具包括文件加工、 输入、 解 释、 翻译、 连接、 测试以及用几种编程语言写的

33、维护程序。 对所有站的程序开发由语言处理机来支持。 用户应用程序执行I/As 系统及应用111应用处理机还执行用户的应用程序。 执行可以是应用程序包, 如特殊优化、 测试数据收集、 专门数据整理程序或用户已经开发的其它程序等。 供用户应用的资源分配随每台应用处理机而异。 诊断应用处理机采用三种诊断方式, 以检测和/或查出故障。 通电自检 运行时间和监视时钟检查 离线诊断当应用处理机接上电源时, 通电自检即自己启动。 这些检查是对应用处理机的各个功能部件按顺序进行测试。 在通电自检过程中检测到的任何故障信息, 由与其连接的终端和打印机来显示和打印。 离线诊断是临时装入系统的, 用于对各系统站和设

34、备进行全面的测试和检查。 使用离线诊断, 用于处理机中的一些可疑的故障能被查出和/或被确定。运行时间和监视时钟检查用于正常系统运行期间连续监视用于处理机功能。 借助于打印和显示的系统报文, 操作员可得知故障情况。目前在销售的应用处理机 AP51 技术性能简介 CPU:SPARC IPC 处理机 内存:最少 16MB 、可扩充到 256MB 内置一个 3.5“,1.44MB 软盘驱动器;一个硬盘驱动器;一个数据流磁带机;一只 CD ROM 驱动器 有一个 SCSI 接口(Small Computer System Interface),可联接最多 6 个外设 串行接口 (打印机或终端口 ) EI

35、A RS-423 (与 RS-232C 兼容) 距离 15m (50ft) 可选的以太网通讯口 可选的镜像硬盘的 SCSI 接口 NODEBUS 通讯接口。 IEEE802.3 数据总线和 EIA RS-423 控制总线, 双总线最大距离 50m (150ft ), 扩展器双总线最大距离 450m(1500ft ) 最多可支持 16 个 WP 工作站处理机 最多可支持 30 个 CP 或其它 CATEWAY 运行 HISTORIAN 软件时,可以处理多达 8000 个过程参数的历史数据 信息网接口:DECNET,TCPIP 等。操作站处理机 WP操作站处理机和与它连接的外部设备一起, 在用户和

36、所有系统功能之间提供一个界面, 即作为系统站和操作员之间的接口。 它从用于处理机和其它系统站接受图形和文本信息并产生视频信号, 在视频监视器上作显示。第一章 I/A Series 系统概述112除视频监视器外,连到操作站处理机设备还可以包括触摸屏幕, 鼠标或球标, 工程 师键盘和组合键盘。 这些可任意选择的鼠标提供作为命令和数据输入, 显示选择和报警管理的系统。为在 CRT 上 “指选” 显示目标可 选用触摸屏幕, 鼠标或球标。 对于通常由操作员所执行的所有功能, 触摸屏幕已有足够的分辨能力, 但要满足工程师执行的功能(例如: 生成图形画面等), 就需要使用鼠标或者球标。目前在销售的应用处理机

37、 WP51 技术性能简介 CPU 为 Micro SPARC RISC 处理机芯片 内存 16MB 可扩展到 128MB 内置的 1.44MB 软盘驱动器、 硬盘驱动器、磁带机和 光驱 支持 XWindows 和 Open Look 功能 过程显示画面可从本身硬盘读出, 也可从逻辑上位机 AP 中读出 可 选的 Ethernet 接口, 可与 DECnet, TCP/IP, Novell 等网络相连 CRT 该设备有带 /不带触摸屏二种,每种又分为桌上安放和工作台安装(IA 专用工作台) 。 有可选的第二个 CRT。 在比较恶劣的环境中, 可选用加固型操作站显示器, 该显示器带有一个固定的组合

38、键盘, 由远方操作站处理机驱动, 其机箱符合 NEMA4、4X 和 12 的规定, 因而该显示器系防尘、 防水、 防油、防污染型产品。 工程师键盘 类似于标准的计算机键盘, 稍稍作了一点改进。 组合键盘 又称操作员键盘,每个 CRT 最多可带二个操作员键盘, 每个操作员键 盘由三块告示小键盘或二块告示小键盘加一块数字小键盘组成, 二个操作员键盘中最多只能有一块数字小键盘, 告示小键盘上有 16 个带发光二极管的按键, 在工作站处理机软件的控制下按过程的状态呈现发光, 不发光或闪烁发光, 提醒操作员把注意力转向系统的某些特定区域上去。 每个按键的功能可通过报警组态指定。 操作员键盘上也有报警确认

39、键和蜂鸣器。 X-Terminal 图形终端, 50 系列的WP 可以挂二台 CRT, 总共四个操作员键盘, 但只能共用一个工程师键盘和鼠标, 即在二个屏幕中只能看到一个老鼠, 它能以你指定的方式从一个屏幕走到另一个屏幕, 这样的二台 CRT 只能由一个操作 员操作。 X-Terminal 使得二台 CRT 彻底独立, 就象用了二个 WP。 并行接口可连接打印机应用操作站处理机 AW51AW51 具有应用处理机和操作站处理机的双重功能。 即可作为一个应用处理机承担网络上的服务器功能, 同时又可作为一个人机接口。 它可在中小型系统中充当主站的角色, 而在大型系统中作为关键处理机。I/As 系统及

40、应用113AW51 主要功能应用功能AW51 执行与显示、生产控制、 用户 应用程序、 诊断和组态等有关的应用功能。 AW51 具有开发和执行需要扩展的数据处理和文件服务能力的应用功能(Foxboro 和第三 方)。 AW51 整理本身或来自其它站的任务所需的大容量存储文件申请。AW51 与一个或多个文件存储设备一起使用, 用于对其它站进行装载。 执行生产控制 任务, 例如数据认证、 电子表格和性能计算。 提供正常功能, 如操作员 HELP 和电子文 件。 另外还提供应用开发环境, 如编译软件、 连接软件和文本编辑软件。AW51 设计有一个小型计算机系统接口(SCSI) 提供工业标准总线(AN

41、SI 标准 ANSC X 3T9.2),支持具有 SCSI 兼容控制器的外部设备。 相连的硬盘驱动器可被组态成镜像, 以达到最大的系统安全性和数据的可用性。操作站功能在视频监视器上, 产生视频信号显示图象和文字信息。 除视频监视器外, 连到 AW51 的设备可包括触摸屏幕、 鼠标或球标、 一个工程师键盘和一至二个组合键盘。 这些可任意选择的设备提供作为命令和数据输入, 显示选择和报警管理的系统。目前在销售的应用处理机 AW51 技术性能简介 CPU 为 Micro SPARC RISC 处理机芯片 内存 32MB, 可扩展到 128MB 内置的软驱、 硬驱、 光驱和磁带机 支持 XWindow

42、s 和 Open Look 功能 可选的 Ethernet 接口, 可与 DECnet, TCP/IP, Novell 等网络相连 可连接二台 CRT。 并行接口可连接打印机或一台 VT100 终端 可 运行历史数据库管理软件和报表软件等应用软件 可组态成镜像硬盘Windows NT 70 系列处理机福克斯波罗公司与 1996 年正式推出基于 Windows NT 操作系统的 70 系列产品。 该系列 产品目前有 AW70 和 WP70 两种, 其硬件平台是 Intel 公司的 Pentuim 系列。70 系列与基于 Sun 工作站运行 Unix 操作系统的 50 系列在组态 软件界面环境等方

43、面都是相同的。I/A Series 系统是目前世界上第一个将 Unix 和 Windows NT 结合在一起的 DCS 系统, 它可根据用户的不同要求和操作习惯来选择不同的平台。第一章 I/A Series 系统概述114应用操作站处理机 AW70AW70 具有应用处理机和操作站处理机 的双重功能。 即可作为一个应用处理机承担网络上的服务器功能, 同时又可作为一个人机接口。 它可在中小型系统中充当主站的角色, 而在大型系统中作为关键处理机。AW70 执行与显示、生产控制、 用户应用程序、 诊断和组态等有关的应用功能。 并具有开发和执行需要扩展的数据处理和文件服务能力的应用功能。操作站处理机 W

44、P70WP70 和与之相连的外设一起为用户和系统功能之间提供了一个操作界面。 它从自带硬盘和其它系统站上接受图象和文字信息, 产生视频信号在视频监视器上显示信息。通讯处理机 COMPCOMP 提供了使 I/A Series 的其他站与 VT100 终端、 打印机以及调制解调器进行通讯。 它有四个 RS 423(与 RS232C 完全兼容的) 串行接口,其异步图象速率为 9.6Kbps。 可连接 80/132 打印机 (可选中文打印机 )、彩色喷墨打印 机、 VT100 字符终端、 调制解调器以及 PC 机等。通讯处理机给用户提供下列功能: 标准的出错和报警报文打印 报表和大批量打印处理 报文后

45、备 终端用户接口标准出错和报警报文打印功能:任何能够产生报文的系统站, 都有一个可能作输出的 I/O 设备表。 用户可以按照它们的逻辑名称去指定这些设备。 如向通讯处理机传送许多报文, 则它们就地排队, 并按优先级从处理机传送到各特定设备, 这就保证了对高优先级的报警报文的迅速服务。报表和大批量打印处理:如果设备被组态成为可锁定的, 报表就可以完整地打印到结束, 在打印时, 不混 杂报警报文。 为了及时地输出, 其它报文, 包括报警可改道送到后备设备。 当报表结束时, 设备就解锁, 按优先等级次序的常规处理方法继续。 如果设备没有定作可锁定的, 则较高优先级的报警报文将与报表输出混杂在一起。报

46、文后备:通讯处理机包含一个后备机构, 该后备机构是用于设备故障或上锁时, 给未打印报文规定到后备设备的路径。 这个后备设备可以在就地通讯处理机中, 也可在远方的通讯 处理I/As 系统及应用115机中。 通过组态过程, 对于每一个路径的设备, 可以规定第一后备设备和第二后备设备。 在检测到设备故障时, 由通讯处理机自动通知后备路径进程。终端用户 接口:路径到每个口的缺省终端一般是第一口, 是 DEC 的 VT100 , 而对于 PC 机作终端, 则要运行一个 xtalk 程序, 电缆的接线只要重新安排一个就可。 控制处理机 CP控制处理机是一个可选的容错站, 和与它相连的现场总线组件(FBM)

47、一起, 可按组态好的控制方案对过程进行控制。 它可实现连续控制、 梯型逻辑控制和顺序控制等功能。 完成数据采集、 检 测、 报警和传送信息的功能。 使用久经考验的算法(执行特定功能的数字计算)控制工业过程的变量, 包括 EXACT(专家自适应控制整定算法)和 EXACT MV (EXACT 多变量控制)系列算法。 这些算法包含在功能控制块中, 现场工程师可对它们进行组态以完成要求的控制方案。CP 对功能块的最快处理周期可组态为 0.05 秒 (在系统组态时定义 )。 它对功能块的扫描周期可以是 0.05 3600 秒, 由功能块的组态参数定义。 这些功能块可任意组合, 实现常规调节控制的功能块

48、有51 种, 包括:输入/输出控制, 信号处理, 计算和转换以及报警和限幅等五大类。 实现梯形逻辑和顺序控制的模块有 6 种。 任何 CP 中的任意模块的参数均可连接到其它任何 CP 中的任意模块上去, 以构成用户所要求的控制方案。CP 在电源接通时进行自检, 而在工作期间执行运行时检查和监视时钟功能, 在容错式控制处理机中, 当检测到一个错误时, 两个组件运行的内部自诊断测试, 以确定哪个组件故障。CP 的负载能力由三个方面决定, 一、 最多挂64个FBM; 二、 最多可装载的功能块数量; 三、 每秒可运行的功能块的数量。 最多可运行功能块的能力与硬件型号、软件版本有关,见下表:表一: CP

49、 处理能力软件版本硬件型号v.2.2 v.3.0 v.4.0CP10 处理能力 150块/秒 300块/秒CP30 处理能力 300块/秒 600块/秒 1000块/秒CP40 处理能力 2000块/秒第一章 I/A Series 系统概述116目前在销售的控制处理机技术性能简介目前在销售的控制处理机 有三种: CP10、 CP30 和 CP40, 其中 CP40 满足电厂快速和复杂控制回路的需要。 每种型号的 CP 都可组态成单机 或容错工作方式。CP10 技术性能 CP10 处理机为 8086 加 8087 协处理器 内存 896 KB 最多带 48 块 FBM 最快扫描周期 0.1 秒 每秒最多处理 300 个控制功能块CP30 技术性能 CP30 处理机为 80386 加 80387 协处理器 内存 4MB 最多带 6

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