OVATION系统培训教材Word下载.docx
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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。
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:
DPU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:
PCQL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。
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0-F:
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:
⏹控制处理器故障
⏹网络处理器故障
⏹I/O接口故障
⏹控制处理器失电
⏹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1-2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2-3位置,OVATION网络电缆正确地连接把NIC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InitTool,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SaveConfigurationtodisk;
8)打开AdminTool,Function中选InstallConfigurationtoSoftwareServer,Filter中选BaseSoftware、ControllerSoftware、SoftwareServer,相应的Topic中全选后,点击install按钮;
9)Function中选DownloadConfigurationtoDrop,Filter中选BaseSoftware、ControllerSoftware、SoftwareServer,相应的Topic中全选后,对服务器进行下装;
10)点击BootStrapDrops,重启服务器;
11)控制器上电,闪存从服务器上下装操作系统及BaseSoftware、ControllerSoftware、SoftwareServer,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DropLoader;
1.2.5.3.DPU的故障处理
1)故障现象:
系统画面显示Dropfault
处理程序:
⏹首先使用cleandrop功能对故障的控制器进行复位。
⏹如果复位没有效果,进行硬件刷新。
⏹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。
⏹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和三个工作必备的应用软件:
basesoftware/controllersoftware/softwareserver。
⏹再次关闭控制器,然后重新启动
⏹控制器重新启动后,状态将恢复正常,然后使用droploader重新下装数据库到控制器。
2)故障现象:
系统画面显示DROP4offline
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sheeltools,输入命令pingdrop1
控制器正常时将显示drop1isalive
1.3.I/O机架及柜内总线
OVATION模块使用符合DIN制标准的单点导轨固定,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
OVATION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
地址为1的远程节点控制器
1.3.2.总线终端
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:
2)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控制机柜内部的配置
需要增加以下卡件:
⏹在DPU底板上插入PCRR接口卡(3A99190G01)
⏹配置远程I/O接口模件专用机架(1C31206G01)
⏹配置远程I/O接口电子模件(1C31179G01)
⏹配置远程I/O接口特性模件2Nodes(1C31181G01)
或远程I/O接口特性模件4Nodes(1C31181G02)
⏹配置PCRR和远程I/O接口电子模件连接电缆(5A26147G10)
1.4.2.远程柜内的配置
⏹远程I/O基座1C31205G01
⏹电子模块1C31203G01
⏹特性模块包括:
光纤1C31204G01
⏹转接板(TND)3A99204G01:
在节点中连接附加的本地I/O
⏹电缆-远程节点到本地I/O转接板通讯5A26141G10
⏹电源电缆
⏹电源分配模块到主电源Qty.2(5A26137G01)
⏹电源分配模块到TND板Qty.1(5A26137G04)
⏹电源分配模块到ROP板Qty1(5A26137G03)
远程柜内通讯模件上有一个地址拨盘,可用的地址是0-7,用于定义远程节点的地址。
1.4.3.系统连接及TND的使用
以下是典型的远程站的连接,需要说明的一点是远程柜内的节点通讯控制器的底板上,通常需要安装两套节点通讯控制器,具有两个接口,一个是光缆接口,连接电子间内的控制柜;
另一个是ROP接口,它直接与远程柜背部的分支接口板ROP连接。
1.5.I/O模件
OVATION系统的一种I/O模件通常包括两个部分:
电子模件和特性模件。
两个模件组合使用,共同完成特定的功能。
电子模件,也称为E卡,主要完成A/D转换等主要功能;
特性模件,也称为P卡,主要完成信号隔离等功能。
特殊的一点是对于热电偶采集模件需要的补偿信号测点也在相应的P卡中。
在实际使用中,为了方便电子部分和特性部分的查找和使用,在模件上方设有色标,一种功能的组合模件使用一种相同的色标。
1.5.1.I/O模件故障指示
I/O模件上的灯有两种指示:
通常红色代表故障;
绿色代表正常
字母P:
电源
C:
通讯
E:
外部出错,如辅助保险故障。
I:
内部出错,如果通讯超时,C和I灯将同时点亮。
通道状态指示灯:
⏹对于开关量通道:
灯亮说明信号为1
⏹对于模拟量通道:
灯亮说明信号故障。
1.5.2.保险
系统使用的保险分为三种:
电子模件、特性模件和系统机柜保险。
电子模件使用以下保险:
特性模件使用以下保险:
系统机柜使用以下保险:
1.6.AI模件
1.6.1.基本组成及功能
每块模件具有8个输入通道,可以接收mA和mV信号。
对于mV输入模件还有第9个通道,用来采集冷端补偿信号,参与信号的处理。
对于每路电流输入都配有熔断丝保险。
模拟量输入模件分为三种类型:
13位、14位和高速,通常使用14位类型。
1)13位模件
电子模件主要有如下类型:
1C31113G01:
+20mV输入
1C31113G03:
+100mV输入
特性模件有如下分类:
1C31116G01:
用于电压模拟量输入;
1C31116G02:
用于现场供电的电流信号输入;
1C31116G03:
用于系统供电的电流信号输入;
1C31116G04:
用于带冷端补偿的模拟量电压输入,冷端补偿有模块1C31207H01,同时有安装单元1B30047G01;
2)14位模件:
1C31224G01:
电流输入4-20mA
特性模件有如下:
1C31227G01:
用于电流信号输入;
3)高速模件:
5X00070G01:
5X00070G04:
用于±
20mV,±
50Vm,±
100mV输入
用于带冷端补偿的模拟量电压输入
1.6.2.接线形式
以下符号中A1~A8+/-用于信号的连接;
P1~P8用于供电;
PS+/PS-用于辅助电源;
RSV是保留端子;
SH1~SH8用于屏蔽线。
对于电压信号,接线如下:
对于电流信号,分为系统供电和现场供电两种,二者在使用中一方面需要在模件内部进行跳线,另外接线形式也不同。
跳线全部安装用于系统供电;
全部去掉用于现场供电。
现场供电4-20mA电流信号,接线如下:
系统供电4-20mA电流信号,接线如下:
2)14位模件
P1~P8用于系统供电;
SH1~SH8用于屏蔽线;
CI1~CI8用于电流输入;
RSV是保留端子。
对于电流回路:
对于电压输入:
3)高速模件
1.7.AO模件
该模件采用12位D/A转换,每块模件提供4路输出,4个通道每1.5ms更新一次。
1.7.1.基本组成及功能
常用的电子模件有:
1C31129G01:
0-5VDC电压输出;
1C31129G03:
0-20mA电流输出,带诊断功能;
特性模件有:
1C31132G01:
1.7.2.接线形式
下图中+I用于电流输出;
+V用于电压输出;
-用于公共端;
PS+,PS-用于辅助电源;
SH用于屏蔽线;
1.8.DI模件
DI模件分为四类:
⏹contactinput类型
⏹pactcontactinput类型
⏹digitalinput类型
⏹pactdigitalinput类型
⏹contactinput类型的模件只能接收外部的无源干接点信号;
digitalinput类型的模件只能接收外部的电压信号。
1.8.1.基本组成及功能
1)contactinput类型
该模件具有16个通道,并提供了通道输入电流检测功能。
对于信号的变化如果小于3ms,状态的改变将不被认可;
如果变化超过7ms,才接收状态的改变。
如果发生通道接地故障,I灯将点亮,状态寄存器的GND故障位将被置位。
如果这个寄存器被组态,控制器的故障报告中将出现接地故障。
电子模件:
1C31142G01:
卡件供电48VDC,16通道输入
1C31234G01:
卡件供电48VDC,16通道输入,但是不需要特性模件。
特性模件:
1C31110G03:
具有浪涌保护功能的16位输入
2)pactcontactinput类型
卡件供电48VDC,16通道输入。
1C31238H01:
不是模件,只是一块塑料填块。
3)digitalinput类型
1C31107G01:
24/48VAC/VDC信号接地、差动输入
1C31107G02:
125VAC/VDC信号接地、差动输入
1C31110G01:
信号接地
1C31110G02:
差动输入
4)pactdigitalinput类型
1C31232G01:
24/48VDC信号接地
1C31232G02:
24/48VDC信号接地,支持16个通道的单独保险
1C31232G03:
125VAC/VDC信号接地,支持16个通道的单独保险
5X00034G01:
提供16个通道的单独保险
1.8.2.接线形式
下图中1+~16+用于输入通道正端;
1-~16-用于输入通道负端;
PS+,PS-用于辅助电压输入;
1)1C31142G01
2)1C31234G01
3)1C31107G01
4)1C31232G01
无特性模件:
有特性模件:
1.9.DO模件
1)digitaloutput类型
该模件具有16路输出,每路输出最大60VDC、500mA。
每一通道一个指示灯显示输出组态。
2)relayoutput类型
该模件通常包括一个电子模件、基板和继电器几部分。
用于连接现场设备的高电压和大电流,基本有两个版本,分别可以安装12个或16个继电器。
1.9.1.基本组成及功能
1C31122G01:
最大输出60VDC
1C31125G01:
电压信号驱动
1C31125G02:
用于继电器,系统供电
1C31125G03:
用于继电器,就地供电
1C31219G01:
提供控制器和机械继电器的连接,通常插入基板。
基板:
1C31223G01:
提供16个继电器的安装
1C31222G01:
提供12个继电器的安装
1.9.2.接线形式
该模件的接线需依据继电器的使用情况决定。
1.10.VP模件
该模件专用于DEH系统,它具有以下功能:
⏹标定
⏹诊断
⏹10ms回路响应时间
⏹用于本地控制的SLIM
⏹用于标定和检测本地串行接口
⏹关闭输入
⏹置位和复位逻辑
1.10.1.基本组成及功能
1C31194G01:
用于17VAC,1KHZLVDT
1C31194G02:
用于23.75VAC,3KHZLVDT
1C31197G01:
用于82Ω伺服线圈,具有330Ω,可以提供最大±
24.9mA电流。
1C31197G02:
用于250Ω伺服线圈,具有360Ω,可以提供最大16.8mA电流。
1C31197G03:
用于1000Ω伺服线圈,具有240Ω,可以提供最大8.3mA电流。
1C31197G04:
用于125Ω伺服线圈,具有160Ω,可以提供最大36mA电流。
该模件用于双线圈。
1.10.2.接线形式
1.10.3.模件的工作方式
1)启动模式
2)本地手动模式
3)正常模式
4)标定模式
1.10.4.模件的标定
模件的标定是通过与计算机连接进行的,标定有如下几个用途:
⏹决定模件的终端点
⏹设置LVDT
⏹执行标定,避