FOXBORO--IA-高级培训资料.ppt

FOXBORO--IA-高级培训资料.ppt

《FOXBORO--IA-高级培训资料.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《FOXBORO--IA-高级培训资料.ppt（121页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

第一章第一章I/ASeries系统概述系统概述开放系统体现在硬件、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/ASeries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UNIX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/ASeries中。

采用C和FORTRAN等高级编程语言，以便于软件资源的共享。

I/ASeries是世界上第一个全面采用IEEE802标准的工业控制系统。

其节点总线一般采用的是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。

1.I/ASeries智能自动化系列是开放式的智能自动化系列是开放式的DCS系统系统2.I/ASeries智能自动化系列的特点智能自动化系列的特点I/ASeries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硬件,品种少可靠性高，组态灵活。

硬件I/ASeries四代兼容，从CISC到RISC，从Intel到MICROSPARC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SunSoftSolaris操作系统，96年推出基于WindowNT的操作系统；采用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等商用软件。

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。

通讯建立于OSI模型上，符合IEEE的标准，遵循MAP协议，这样可以使与MAP兼容的非福克斯波罗产品纳入I/ASeries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OpenLook技术，可方便地访问整个I/ASeries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（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。

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，增强了抗腐蚀的能力；控制容错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。

联网真正实现了与上位机管理系统的联网（例如：

DECnet,TCP/IP,NOVELL），实时画面和数据传递。

I/O一线控制器已经具有包括自整定（EXACT）和多变量自整定（EXACTMV）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。

I/ASeries的网络结构的网络结构I/ASeries的通讯网络结构分为分为四个层次：

宽带局域网（BROADBANDLAN）载波带局域网（CARRIERBANDLAN）节点总线（NODEBUS）现场总线（FIELDBUS）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。

4.I/ASeries智能自动化系列的节点智能自动化系列的节点I/ASeries的系统结构是按节点（NODE）概念来构成的。

功能：

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。

节点的概念：

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，并完成系统中一些特定的功能，而它的特定功能是由软件定义的。

节点总线为I/ASeries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。

节点总线最多能够为64个I/ASeries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/ASeries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MODICONPLC接口处理机和油罐计量处理机等。

2、节点总线接口还利用了完善的传输出错检测技术。

节点总线中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。

IA系统的安全设计方案：

1、节点总线是冗余的，当系统中出现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。

图1-3节点总线示意图节点的构成节点的构成节点上主要有四种处理机应用处理机（ApplicationProcessor）：

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（WorkstationProcessor）：

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（ControlProcessor）：

可与I/ASeries现场总线组件和设备相连，完成控制功能通讯处理机（CommunicationProcessor）：

通过RS232C串行接口可连接打印机，VT100终端或调制解调器。

信息网络接口（DECNET，NOVELL等）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。

SPECTRUM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ModiconModbus，使Modicon可编程控制器的数据可组态进入I/ASeries网络。

节点总线上还可以挂其它的功能处理机，节点总线上还可以挂其它的功能处理机，如：

如：

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（、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/ASeries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各种现场信号相匹配。

特点：

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，现场总线可以检测出错、冗余出错并且可纠错，提供了高度的安全性。

AP特点介绍：

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ANSCX3T9.2）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，并提供较强的系统性能。

6、I/ASeries智能自动化系列的硬件智能自动化系列的硬件

（1）应用处理机）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，光盘驱动器和磁带驱动器。

应用处理机功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，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、操作和检索各种系统的数据文件。

它采用工业标准INFORMIX-SOL关系数据库管理系统。

文件请求历史数据管理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，连续值及开关量值的历史数据。

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。

用户应用程序执行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离线诊断是临时装入系统的，用于对各系统站和设备进行全面的测试和检查。

应用处理机应用处理机AP51技术性能简介技术性能简介CPU：

SPARCIPC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CDROM驱动器有一个SCSI接口（SmallComputerSystemInterface），可联接最多6个外设串行接口（打印机或终端口）EIARS-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接口通过节点总线转换卡件DNBT（在机柜槽位安装）提供NODEBUS通讯接口。

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（）、操作站处理机WP功能：

功能：

操作站处理机和与它连接的外部设备一起，在用户和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人机接口。

它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。

操作站处理机设备以包括触摸屏幕，鼠标或球标，工程师键盘和组合键盘。

提供给系统作为命令和数据输入，显示选择和报警管理。

操作站处操作站处理机理机WP51技术性能简介技术性能简介CPU为MicroSPARCRISC处理机芯片