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1、浙大中控DCS教程docxJX-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211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、SCnet II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M

2、FS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

3、线形连接，帯终端匹配器），光纤等；通讯距离:最大10km。22过程控制网络SCnet II2.2.1SCnet II 网概述JX-300X系统采用了双高速冗余工业以人网SCnet II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，SCnet II nJ以与上层的信息管理 网或Jt它厂家设备连接。过程控制网SCnet II是在lObase Ethernet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

4、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，RG58细同轴电缆、RG-11 同轴电缆、光缆：通讯距离：最人10kmJX-300X SCnet II网络采川双重化冗余结构，如图2.21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。r 1 I 1;操作站； ：工程师站;2.2-1 SCnetSCnet II的

5、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

6、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，SCncl II还貝冇完善的在线实时诊断、査 错、纠错等手段。系统配/SCnet II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。2.2.2SCnet II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I 1。溯穴OWE它既SCnet II通讯网与上位操作站的通讯接

7、口,又是SCnet 11网的节点（两块 互为兀余的网卡为一个节点），完成操作站与SCnet II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SPO23lOBascT 网卡双绞线SP024lOBase 2 网 k细同轴电缆SPO251 OBase 5 网卡粗同轴电缆SP026lOOBaseT 网卡双绞线，100MbpsJX-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2.2-1 SCnet II操作站地址约定类别地址范1科

8、备 注网络码IP地址操作站地址128.128.1129160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。128.128.2129160128.128.1 12&128.2IP2.222主控制卡SP243的通讯1.总述控制站作为SCnet II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

9、 :本匸件的通讯端I I 1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2.26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2.22所示的系统约定：表格2.2-2 TCP/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12

10、8.128.1231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。128.128.223112&12&1 128.128.212&128.22.2-73.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I I,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2.27所示。在这电还必须提 醒一点,在SCnet II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

11、说明LED-ALED-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SCnet II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）o2） 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

12、网匸只H/f RJ45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I I的集线器）；如果网卡已貝冇BNC接I I,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。223.3 185mC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I I外，还应有

13、AUI接I 1：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I I,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2.2-1 K（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r 5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。

14、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2.29 （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10Ba

15、sc5)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：2.3 SBUS 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