Honeywell之TDC3000系統(tǒng)硬件漫談
關(guān)于TDC3000系統(tǒng)硬件,茲作如下解析:
1、萬能操作站(US)
US是TDC3000系統(tǒng)的人機(jī)接口,操作員、工程師、維護(hù)人員可以通過它運(yùn)行軟件,來完成各種任務(wù)。主機(jī)由五個(gè)電路板組成:
* HPK2-3,微處理器68020卡;
* LLCN,LCN接口卡;
* EMEM,內(nèi)存卡;
* SIO ,串行輸入輸出卡;
* EPDG,外設(shè)顯示驅(qū)動(dòng)卡; 有些卡,可以根據(jù)用戶的需要選擇,比如內(nèi)存卡,建議在4Mbit 以上,以保證操作和維護(hù)的靈活性。
* 彩色顯示器
* 操作員鍵盤: 操作員鍵盤是聚酯薄膜覆蓋防濺型平面按壓式鍵盤。
* 工程師鍵盤: 工程師鍵盤是工程師進(jìn)行應(yīng)用軟件組態(tài)和系統(tǒng)維護(hù)人員的必要的人機(jī)接口。
* 鍵鎖: 鍵鎖是萬能操作站上用來切換系統(tǒng)軟件屬性的開關(guān)。
* 卡盤驅(qū)動(dòng)器: 軟盤驅(qū)動(dòng)器是軟盤讀寫裝置,它所用的軟盤規(guī)格5.25英寸雙面高密度專用軟盤,格式化容量是150MB。
* 外設(shè)記錄儀、打印機(jī)等等: 萬能操作站的配套外設(shè)有點(diǎn)陣打印機(jī)每行可打印132個(gè)ASCII字符,每秒打印180個(gè)字符,雙向打印。
2、AM模件
AM模件可以組成兩種結(jié)構(gòu),一種是冗余的,一種是非冗余結(jié)構(gòu)。 冗余的AM結(jié)構(gòu),一般是由兩個(gè)AMR卡組成,(AM Redundaney Card)硬件配置如下:
* HMPU ,帶有3MW RAM的68020 CPU卡;
* LLCN ,LCN接口卡;
* AMR ,AM冗余卡兩塊;
* LCN I/O,LCN輸入輸出卡。 當(dāng)工作的AM硬件出現(xiàn)故障,另一塊備用的AM將自動(dòng)地替補(bǔ),其切換時(shí)間不大于5秒。
3、HM模件
HM模件是LCN網(wǎng)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)模塊,是系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件、歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)設(shè)備;它可以和LCN網(wǎng)上任意節(jié)點(diǎn)模塊進(jìn)行通訊。其硬件組成如下:
* LLCN ,LCN接口卡;
* HPK2-2,68020CPU卡;
* WPC/SPC,溫盤控制器,靈活外設(shè)控制器;
* 溫盤: 每一個(gè)HM模塊可以有1到2個(gè)溫盤,如果選兩個(gè)溫盤,兩者必須是同一規(guī)格。
4、NIM模塊
NIM模塊的作用是萬能控制網(wǎng)絡(luò)(UCN)與LCN網(wǎng)的接口模塊,網(wǎng)絡(luò)通訊速度為5Mb/s,通訊采用IEEE802.4令牌總線通訊方式。UCN網(wǎng)內(nèi)也可以具有點(diǎn)對點(diǎn)的通訊功能。 NIM的硬件構(gòu)成如下:
* HMPU或HPK2-2的68020 CPU卡;
* LLCN,LCN網(wǎng)絡(luò)接口卡;
* PNM,UCN網(wǎng)絡(luò)接口卡;
* PNI,UCN網(wǎng)絡(luò)接口卡;
網(wǎng)絡(luò)接口模件(NIM)提供LCN網(wǎng)絡(luò)與UCN網(wǎng)絡(luò)之間的連接,它提供了將LCN網(wǎng)絡(luò)的通信技術(shù)及協(xié)議與UCN網(wǎng)絡(luò)的通信技術(shù)及協(xié)議相互轉(zhuǎn)換的功能。NIM為LCN網(wǎng)絡(luò)上的模件提供了訪問UCN網(wǎng)絡(luò)上設(shè)備數(shù)據(jù)的功能。同時(shí)它支持將程序與數(shù)據(jù)裝載到先進(jìn)過程管理站等設(shè)備的功能,將UCN網(wǎng)絡(luò)上的報(bào)警及信息傳送到LCN網(wǎng)絡(luò)上。
5、APM高級(先進(jìn))過程管理站
它是TDC3000用于工業(yè)過程控制和數(shù)據(jù)采集的工具,具有靈活的I/O功能。 具體功能如下:
* 數(shù)據(jù)采集和過程控制,與UCN網(wǎng)上其它設(shè)備通訊;
* 通過串口,提供與MODBUS子系統(tǒng)的雙向通訊;
* 通過US與工程師、操作員進(jìn)行通訊 ;
* 支持LCN網(wǎng)上的AM或上位機(jī)的高級控制策略;
* 可采用高性能優(yōu)化軟件包,為PID算法提供自整定方法;
* 數(shù)字輸入順序事件(DISOE)處理;
* 設(shè)備管理點(diǎn);
* CL程序數(shù)組點(diǎn);
* 有與非TDC3000設(shè)備的串口接口的能力;
* 字符串變量;
* 時(shí)間變量
APM的硬件構(gòu)成如下:
* 電源系統(tǒng);
* 電路板APMM,其中有 1) 調(diào)制解調(diào)器組件 2) 通訊組件 3) 接口組件 4) 控制組件 5) 驅(qū)動(dòng)組件;
* IOPS ,輸入/輸出處理器;
* FTAS,接線端子 FTA是現(xiàn)場信號(hào)線與I/O P連接端子板,它完成信號(hào)的傳輸和電平轉(zhuǎn)換功能,有的FTA還具備電隔離功能。無源的現(xiàn)場變送單元可以通過FTA得到工作電源。目前本系統(tǒng)的FAT有以下幾種:
* 智能變送器輸入端子板;
* 低電平模擬輸入端子板;
* 高電平模擬輸入端子板;
* 模擬輸出端子板;
* 數(shù)字輸入端子板;
* 數(shù)字輸出端子板;
* 脈沖輸入端子板;
* 串行接口;
* 帶電隔離的輸入端子板;
◆ 智能變送器輸入端子板
由24V DC提供的直流電,通過端子TB1送到智能變送器,為智能變送器提供電源,智能變送器輸出通過端子TB2接250(電阻,再通過端子TB3接0(電阻到邏輯地。該回路既是供電回路又是4~20mA信號(hào)回路,緩沖放大器從250(電阻上取1~5V電壓送到STI,做數(shù)據(jù)處理。此電路與高電平模擬輸入板很相似。
◆ 低電平模擬輸入端子板
低電平模擬輸入信號(hào)有1~5V,0~100mV,0~5V,熱電偶,RTD。上面的通道用于連接電阻溫度傳感器RTD的,選擇開關(guān)分別取回A端與B端的電壓差,再由A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),通過光電偶合器將數(shù)字信號(hào)輸出到LLAI。電源隔離器給前端的開關(guān)和放大器及A/D轉(zhuǎn)換器提供電源,以達(dá)到電氣隔離的目的。下面的通道用于測量現(xiàn)場傳來的1~100mV的小電壓,電路原理同上。
◆ 高電平模擬輸入端子板
高電平模擬輸入信號(hào)有1~5V,0~5V,4~20mA,10~50mA,滑動(dòng)可變電阻器。上面的通道是兩線4~20mA變送器的接線方法,兩條線既是供電回路又是信號(hào)回路,下面的通道是三線4~20mA變送器的接線方法,供電回路與信號(hào)回路分開。信號(hào)回路通過250電阻產(chǎn)生1~5V的壓降,由緩沖放大器輸出到HLAI。
◆ 模擬輸出端子板
來自模擬輸出I/OP的輸出信號(hào)是4~20mA的電流信號(hào),F(xiàn)TA端子板只負(fù)責(zé)將信號(hào)通過端子接到現(xiàn)場電纜上,再通過端子接回到邏輯地,構(gòu)成輸出回路。
◆ 數(shù)字輸入端子板
現(xiàn)場的數(shù)字輸入大多是繼電器來的開關(guān)信號(hào),電源、現(xiàn)場繼電器與光電偶合器中的發(fā)光二極管通過FTA端子構(gòu)成回路,電源即可以是外部電源又可以是FTA內(nèi)部電源。若現(xiàn)場繼電器開關(guān)接通,光電偶合器中的發(fā)光二極管發(fā)光,激勵(lì)輸出二極管導(dǎo)通,輸出信號(hào)送到I/OP。
◆ 數(shù)字輸出端子板
數(shù)字輸出實(shí)際上就是對現(xiàn)場的負(fù)載做開關(guān)控制,這個(gè)開關(guān)一般都裝在FTA上。根據(jù)所控制的負(fù)載不同,分為直流負(fù)載和交流負(fù)載兩種。因?yàn)樨?fù)載在大多數(shù)情況下是繼電器線圈或直流電機(jī),當(dāng)其突然關(guān)電時(shí)將產(chǎn)生反向電壓,所以FTA上有續(xù)流二極管加以保護(hù),開關(guān)三極管是這個(gè)回路上的控制開關(guān),它受數(shù)字輸出I/OP控制。
◆ 脈沖輸入端子板
電壓比較器的反向端與R1和R2組成的電阻分壓器相接,確定了比較電位,R3和C1組成低通濾波器,抑制高頻干擾,脈沖頻帶為0~20KHz。端子1為外部變送器提供電源,端子2接入外部信號(hào)的輸入,端子3接參考電平。W1是上拉電阻,在外部變送器是集電極開路輸出或繼電器輸出時(shí)W1起電平上拉作用,不用上拉電阻時(shí)將W1拆卸下來。SP1是下拉電阻,在外部變送器是發(fā)射極開路輸出時(shí)SP1起電平下拉作用,不用SP1拆卸下來。
◆ 串行接口FTA
串行數(shù)字輸入或串行接口FTA需要專用的電源,從I/OP來的24VDC電源經(jīng)過電源適配器,變成隔離的+/-12V電源,供給兩路FTA,F(xiàn)TA上有接口電路。
6、CLM通訊鏈路模塊
CLM提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)通訊平臺(tái),容許TDC3000與多種網(wǎng)絡(luò)接口。通過它,US操作員可以存取非HONEYWELL網(wǎng)上接點(diǎn)的數(shù)據(jù)。例如,可以使Bristol Babcock Network 3000 產(chǎn)品的DPC3330與LCN網(wǎng)實(shí)現(xiàn)通訊。
CLM是AM的改進(jìn)型,另外可安裝2塊CLMI通訊連路接口板,每塊CLMI板有4個(gè)RS-232端口,通過RS-232端口和調(diào)制解調(diào)器與RTU的DPC3330
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B. DCS操作站專用顯示器無差別供給;
C. DCS系統(tǒng)維護(hù),卡件專業(yè)維修.