浙大中控DCS教程docx.docx
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JX-3OOX集散控制系统的通讯网络由信息管理网、过程控制网构成，其典型的拓扑结构如图2・1・1所示：
信息管理网
由J：
集散控制系统屮的通讯网络衣!
负着传递过程变彊、控制命令、组态信息以及报警信息等任务，所以网络的结构形式、层次，以及组成网络后所表现的灵活性、开放性、传输方式等方而的性能都十分重耍。
JX-300X系统为适应多种过程控制规模和多种现场条件，其通讯系统对J：
不同层次分别采用了信息管理网、SCnetII网络和SBUS总线。
2」信息管理网（Ethernet）
信息管理网采用以人网络，用JT••厂级的信息传送和管理.是实现全厂综合管理
的信息通道。
该网络通过在多功能MFS上安装双币:
网络接1丨（信息管理和过程控制网络）转接的方法，获収集散控制系统屮过程参数和系统的运行信息，同时向卜传送上层管理计算机的调度指令和生产指导信息。
管理网采用大型网络数据库，实现信息共享，并可将齐个装置的控制系统连入企业信息管理网，实现丁厂级的综介管理、调度、统计、决策塞
信息管理网的基本特性：
•拓扑规范：
总线形（无根树）结构，或星形结构；
•传输方式：
曼彻斯特编码方式：
•通讯控制：
符合IEEE802.3标准协议和TCP/IP标准协议；
•通讯速率：
10Mbps、100Mbps、lGbps等；
•网上站数：
最人1024个：
•通讯介质：
双绞线（星形连接），50Q细同轴电缆、50Q粗同轴电缆
（总线形连接，帯终端匹配器），光纤等；
•通讯距离:
最大10km。
2・2过程控制网络SCnetII
2.2.1SCnetII网概述
JX-300X系统采用了双高速冗余工业以人网SCnetII作为〕I；过程控制网络。
它直接连接了系统的控制站、操作站、工程师站、通讯接II单元等，是传送过程控制实时信息的通道，只旳很高的实时性和町靠性，通过挂接网桥，SCnetIInJ'以与上层的信息管理网或Jt它厂家设备连接。
过程控制网^SCnetII是在lObaseEthernet^础上开发的网络系统，乞W点的通讯接II均采用了专用的以太网控制器，数据传输遵循TCP/IP和UDP/IP协议。
根据过程控制系统的婴求和以太网的负载特性，网络规模受到了一定的限制，某本性能指标如卜•：
>拓扑规范：
总线形结构，或星形结构：
>传输方式：
曼彻斯特编码方式：
>通讯控制：
符合TCP/IP和IEEE8O2.3标准协议：
>通讯速率：
10Mbps.100Mbps等：
>节点容鼠：
最多15个控制站，32个操作站、工程师站或多功能站：
>通讯介质：
双绞线，RG・58细同轴电缆、RG-11同轴电缆、光缆：
>通讯距离：
最人10km・
JX-300XSCnetII网络采川双重化冗余结构，如图2.2・1所示。
在其屮任条通讯线发生故障的情况2通讯网络仍保持疋常的数据传输。
r1I1
;操作站；：
工程师站;
2.2-1SCnet
SCnetII的通讯介质、网络控制器、驱动接II等均叮兀余配置，在冗余配駅的情况
1＜发送站点（源）对传输数据包（报文）进行时间标识，接收站点（冃标）进行出错
检验和信息通道故障判断、拥挤情况判断等处理；若校验结果正确，按时间顺序等方法
择优获取冗余的两个数据包屮的一个，而滤公重复和错谋的数据包。
而当某-条信息通
道出现故障，另一条信息通道将负贵整个系统通讯住务，使通讯仍然畅通。
对「•数据传输，除专用控制器所只冇的循环兀余校验、命令/响应超时检杳、載波丢失检查、冲突检测及门动重发等功能外，应用层软件还提供路由控制、流駅控制、差错控制、门动巫发（对『•物理层无法检测的数据丢失）、报文代输时间顺序检査等功能,保证了网络的响比特性，使响应时间小J：
1杪。
在保证高速町猱传输过程数据的坯础上，SCnclII还貝•冇完善的在线实时诊断、査错、纠错等手段。
系统配//SCnetII网络诊断软件，内容覆盖了网络上每-个站点（操作站、数据服务器、匸程师站、控制站、数据采集站等）、每个冗余端口（0#和1#）、每个部件（HUB、网络控制器、传输介质等），网络各组成部分经诊断后的故障状态被实时显示在操作站上以提醒用户及时维护。
2.2.2SCnetII网络组件
2.2.2」操作站网卡
1.总述
操作站网卡是采用带内置式lOBaseT收发器（提供RJ45接门）的以太网接I1。
溯穴OWE
它既^SCnetII通讯网与上位操作站的通讯接口,又是SCnet11网的节点（两块互为兀余的网卡为一个节点），完成操作站与SCnetII通讯网的连接。
图2.2-2所示为操作站网卡的结构示意图。
2.安装与调试
网卡采用标准的以太网K方法安装。
几体请参照和应的网K说明〃及Windows“帮助”屮白关网络安装的说明。
3•网卡地址设置
SPO23
lOBascT网卡
双绞线
SP024
lOBase2网k
细同轴电缆
SPO25
1OBase5网卡
粗同轴电缆
SP026
lOOBaseT网卡
双绞线，100Mbps
JX-300X网络小妆女32个操作站，对TCP/IP协议地址采川如卜系统约定:
表2.2-1SCnetII操作站地址约定
类别
地址范1科
备注
网络码
IP地址
操作站地址
128.128.1
129〜160
每个操作站包括两块互为冗余的网卡。
两块网卡享用同一个IP地址，但应设置不同的网络码。
128.128.2
129〜160
128.128.112&128.2
IP
2.222主控制卡SP243的通讯
1.总述
控制站作为SCnetII的节点,其网络通讯功能由主控卡担当。
主控制卡结构图如
2.2-6（正视图）所示。
2.2-6
主控制忖上有关网络通讯的接【I及指示灯说明如下:
RJ451：
通讯端口0,直接与双绞线RJ45连接器相连:
RJ452：
通讯端111,直接与双绞线RJ45连接器相连;
LED-A：
本卡件的通讯端I丨0的通讯状态指示灯；
LED-B:
本匸件的通讯端II1的通讯状态指示灯；
SW2：
本节点的通讯地址拨号开关。
主控制卡地址拨兮开关：
>拨号开关SW2拨在“ON“-•侧时，表示“1”：
反之，表示“0”：
>拨号开关SW2的左侧为髙位，右侧为低位，如图2.2・6所示；
>对/主控制卡，仅最低位值不同的相邻的节点地址表示该两块主控制卡互为兀
余，如：
地址02#与03#,04#与05仇
2.地址设置
a）使用拨号开关SW2设置卡件地址；
b）地址设置范ffl：
JX-300X系统中最多町冇15个控制站，对TCP/IP协议地址
采用如表格2.2・2所示的系统约定：
表格2.2-2TCP/IP协议地址的系统约定
类别
地址范曲
备注
网络码
IP地址
控制站地址
128.128.1
2〜31
每个控制站包括两块互为冗余主控制卡。
每块主控制卡享用不同的IP地址，两个网络码。
128.128.2
2〜31
12&12&1128.128.2
12&128.2
2.2-7
3.安装与调试
4.
JX-300X屮，每个操作站有网块互为兀余的网卡,每块网卡有一个通讯II,表格2.2-3为控制站网卡SP243通讯指示灯的说明，安装示意图如图2.2・7所示。
在这电还必须提醒一点,在SCnetII网络安装中,HUB必須可靠接地,即HUB电源线中的地线端GND必须接人地.否则右•町能导致网络严晅冲突（Elision）,其至町能导致网络通讯屮断。
衷格2.2-3控制站网卡SP243通讯指示灯说明
LED-A
LED-B
颜色
绿
绿
启动
W
闪
正常
以均匀频率闪烁
以均匀频率闪烁
故障
—
—
2.2.3几种典型的SCnetII网络结构
2.23.1节点处于同一幢楼中，且节点间距离W100米时：
可选用双绞线作为引出电缆,对应的网卡具有RJ45接口即可。
具体网络连接结构
见图2.2-8所示。
铺设耍求
1）选用AMP5类或超5类无屏蔽双绞线（UTP）或帯屏蔽双绞线（STP）o
2）暴露在地面的双绞线必须使用保护套管：
电气十扰较严重的场所，双绞线必须使用金属保护套管，金属保护套管必须叮靠接地。
2.23.2100mW节点间距离C185m时
可选用细同轴电缆作为引出电缆,对应的网卡除具有RJ45接U外.还应有BNC接
如果网匸只H/fRJ45接II,为与细同轴电缆相连接，必须配仃相应的转换器（或帯有BNC接II的集线器）；
如果网卡已貝•冇BNC接II,町直接与细同轴电缆相连接。
貝・体网络连接结构见图2.2-9,（JX-3OOX网络兀余采用双重化结构，以卜用巾•线來简化描述）
铺设耍求:
1）图2.2-9中1、2、3处必须严格按图2.2-10连接:
2）总线上最远的两端必须加上50Q的终端匹配器。
3）半设备不在同一接地平而或接地不良时，需耍使用BNC浪涌吸收器。
223.3185mC节点距离C500m时
1•不使用中继器
费用少，无升级需要时，可选用粗同轴电缆作为引出电缆：
对应网卡除具有RJ45接II外，还应有AUI接I1：
如果网R只fl•仃RJ45接II,为与粗同轴电缆收发器相连接，必须配仃相应的转换器（或带有AUI接11的集线器）：
如果网卡具有AUI接II,可通过收发器电缆貢接与粗缆收发器的AUI接【1相连:
具体网络连接结构见图2.2-1K（JX-300X网络兀余采用双觅化结构，以卜•用小线來简化描述）
铺设要求：
1）图2211中，1,2,3处为收发器电缆,一般最远距离不能超过30m；
2）总线瑕远的两端必须加50Q的终端匹配器：
3）应保证电缆的弯曲程度一般保持在半径人r5炬米，避免由「弯曲过度而造成信号的质駅受损；
4）当役备不在同接地平而或接地不良时，盂要使用相应的浪汕吸收器。
2.使用中继器
如果无升级需耍，可采用图2.2-8（双绞线）和图2.2・9（细缆）的网络结构，只需在远距离主十•总线上増加适当个数的中继器。
如果有升级需婆，只能采用图2.2-8（双绞线）的网络结构。
2.23.4节点距离M500m时
1•不使用中继器
采用光纤方案。
2.使用屮继器
无升级需耍时，町采用图2.2-11（粗同轴电缆）的网络结构，只需在远距离主干总线上增加适半个数的屮继器。
有升级需要时,只能采用光纤作为主干电缆•
2.23.5以太网的“543法则”
一个网络系统中可拥仃多个电缆段和多个屮继器，但任意两个节点间的路径匕最多只能冇5段电缆,4个中继器，且只能冇3段电缆（10Base2和10Basc5）或HUB（lOBaseT）连接设备,这就是以太网的“543法则”；屮继式集线器（HUB）作为屮继器使用时，串接方式如图2.2-12所示：
2.3SBUS总线
SBUS是JX-3OOX系统内部兀余高速数据公路，是主控制卡、数据转发卡等卡件的倍息通道，主耍功能是扩展I/O机笼单元和机柜。
电气特性:
RS485标准：
传输介质：
双绞线和机笼母板；
特性阻抗：
120欧姆；
拓朴规范：
总线形结构，节点川组态；
通讯协议：
徒路层控制采用令牌总线（ToKcn-bus）协议；
通讯速率：
1Mbps：
通讯距离：
最人100米：
兀余：
1：
1,双重化总线；
节点数：
绘多16个；
总线终端釆用120欧姆终端匹配器。
附：
控制站机柜内通讯接线示意图
2.2-13
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