实验一 集散系统的认识实验自z08新.docx

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实验一集散系统的认识实验自z08新

实验一　集散系统的认识实验

———系统硬件、网络结构及组态系统

一、实验目的

1、通过实验熟练掌握TPS、ＴＤＣ－３０００系统、和JX-300X系统的硬件、网络结构以及接线方法。

2、了解ＴＤＣ－３０００系统和JX-300X系统的组态软件。

二、实验内容

（一）TPS、ＴＤＣ－３０００系统

了解TPS、ＴＤＣ－３０００实验系统的系统硬件、ＬＣＮ和ＵＣＮ的网络结构和组成。

TPS组成：

TDC-3000实验系统组成：

LCN和UCN的网络结构和组成：

1、是符合IEEE802.2和IEEE802．4的载波带通信网络，采用曼彻斯特编码，它的实时时钟频率是12．5kHz。

2、链路存取是令牌总线存取方式，传输速率5Mbps。

3、每条LCN可连接40个LCN模件，经LCN扩展器的扩展，最多可连接64个LCN模件。

4、每条LCN可连接最多20条的UCN或HW网络总线。

5、每条UCN可连接32台冗余设备，每条HW可连接63个装置。

6、LCN和UCN采用双重化的75Ω冗余同轴电缆或光缆。

每根光缆的最大连接长度是2km，同轴电缆的最大长度是LCN：

300m，UCN：

700m。

（1）、ＬＣＮ网络

*LCN网络的各节点或设备的名称、各组成部分及功能。

*了解GUS全局用户操作站、US万能操作站的组成、人机接口设备及其操作方式。

了解工程师键盘和操作员键盘的键功能。

LCN网络及其模件：

1、万能操作站（US）

2、通用工作站UWS

3、历史模件HM

4、应用模件AM

5、网络接口模件NIM

6、计算机连接器CG（ComputerGateway）

7、高速公路连接器HG（HiwayGateway）

8、网络连接器NG（NetworkGateway）

1、万能操作站（US）P84

人机接口

①操作员通过US观察过程信息（数据报表、历史趋势、流程图画面、报警信息），并进行操作。

②工程师通过US进行系统组态、过程点组态、建立流程图、建立自由格式报表、定义操作员的定义键、编写CL语言程序、进行过程优化等。

③维修工程师通过US诊断故障，了解维修记录，出错历史记录，硬件当前状态进行在线维修。

（2）硬件

①电路板：

K2LCN—6（DualNodeKemlelBoard）高性能微处理器CPU：

68020或68040，MEM＝6MW

EPM（EnhancedPeripheralDisplayGenerator）增强型外设显示发生器

SIO（SerialInput／OutputInterface）串行I／O接口（连接记录仪）

②显示器：

CRT屏表面安装光标定位装置的触摸屏幕，2l”，彩色显示。

③操作员键盘：

具有防水保护膜触摸键盘，149个键，其中键盘左边86个静态键由工程师组态的定义键。

用于快速的画面调用和报警等

④工程师键盘：

90个键，用于组态和维修等。

⑤外围设备：

软磁盘驱动器（Cartridge，150MB）；图形打印机；趋势记录仪等。

⑥键锁：

是US上用来切换系统软件属性的开关

3、历史模件HMP97大硬盘存储器。

组成：

①电路板：

K2LCN-4（包括：

高性能处理器68020’4MW内存，LCN接口电路）SPC（SmartPeripheralController）智能外设控制器。

②硬磁盘875MB。

③电源系统。

功能：

存储组态信息、流程图、用户文件、历史数据、操作记录、常规报表等。

硬盘的冗余连接：

4、应用模件AM（P93）组成：

组成：

电路板：

K2LCN一4（包括：

高性能处理器68020，4Mw内存，LCN接口电路）。

功能：

内部装有：

①工程师的组态数据。

②标准算法程序库：

如常规算法、逻辑算法、报警处理、批量历史数据收集等。

③用户CL语言程序。

④标准软件包：

PID整定优化软件包；控制回路整定软件包；预测控制软件包（HPC）；产品质量统计软件包（SPQC）；透平发动机控制软件包。

5、网络接口模件NIM（P42）

1、是LCN与UCN之间的连接器功能：

实现LCN与UCN的通信。

2、组成：

电路板：

K2LCN—4（DualNodekernelBoard，：

微处理器：

68020，内存：

4MW）。

EPNI（EnhancedProcessNetworkInterface）增强型过程网络接口。

6、计算机连接器CG（ComputerGateway）（P43）

功能：

它是LCN与计算机连接的接口，通过CG使LCN可以与DEC公司的VAX计算机或贝尔公司的DPS6计算机连接。

7、高速公路连接器HG（HiwayGateway）P42

是LCN网络与DH网络之间的连接器，在LCN和DH之间起信息交换和信息转换（通信协议标推转换和信息格式转换）的作用。

8、网络连接器NG（NetworkGateway）

NG是双节点结构，每个NG上有两块NGI电路板。

是LCN网络与PIN网络之间的连接器。

通过NG可以实现多个LCN系统的连接。

每个PIN上最多可以连接64个NG。

*ＬＣＮ的网络的各节点或设备是怎样连接在总线上的。

所遵守的规则：

1、系统中两节点间两条同轴电缆长度差不能超过300米，限制两条同轴电缆间通信的延时差异。

2、两条同轴电缆与LCN节点接口严格对应，否则容易发生通信故障导致LCN部分或全部死机

3、LCN同轴电缆的物理及电气特性都只适用于控制室内安装，不能在户外。

（2）、ＵＣＮ网络

*ＵＣＮ网络的各节点或设备的名称、各组成部分、功能。

万能控制网络UCN及其模件由万能控制网络UCN、过程管理站PM、高级过程管理站APM、逻辑站LM等组成。

主要功能是完成反馈控制、顺序控制、逻辑控制以及CL语言的编程控制。

UCN上的节点（模件）

1、NIM即是LCN上的节点又是UCN的节点。

2、过程管理器PM/APM

过程管理器PM/APM：

P53/P67

PM：

ProcessManager

APM：

AdvancedProcessManager

PM／APM的主要功能：

①采集过程收集；②与连接在UCN上的设备进行peer—to—peer通信；

③完成各种扩展功能：

PID调节，逻辑和顺序控制等。

支持高级控制策略，对过程进行优化控制。

PM/APM的结构：

PM/APM由过程管理模件、I／O处理器模件和电源三部分组成。

TDC3000集散控制系统的控制站机柜

©TPS集散控制系统控制站信号输入输出插件

过程管理模件APMM

*ＵＣＮ的网络的各节点或设备是怎样连接在总线上的，画出UCN网络连接图。

（3）、ＡＰＭ控制柜

掌握ＡＰＭ控制柜的硬件地址的设置和组成。

PM/APM（过程处理器）有两个地址：

*PMM/APMM（过程管理器模件）的硬件地址，系统分配给NIM的节点地址为1—8，UCN上的节点地址应从9开始。

*I／OLink卡件地址

PMM/APMM（过程管理器模件）的硬件地址09（UCN）跳接线拔下无效，跳接线插上有效。

跳接线插上的条数必须为奇数。

*电源系统：

掌握各种电源的各种供电方式和提供的电压值。

观察电源模件的指示灯和电源的供电布线。

电源系统：

3节1。

2伏的电池（给内存供电72小时左右）

蓄电池（所有正常供电25分钟）

主电源（可冗余220VAC50HZ或120VAC50HZ）

*掌握系统的I/O卡件的组成，各I/O卡件的功能及其配套的FTA现场端子接线板，画出I/O卡件布置图。

FTA接线端子和Ｉ／Ｏ卡件是怎样连接的，与现场信号如何连接。

I／o处理器模件功能是数据采集和信号调整

I／o处理器的卡件有：

1、高电平模拟量输入HLAI（HighLevelAnalogInput）16点

采集1—5V、0—5v、4—20mA、10—20mA、热电偶和热电阻的输出信号；

2、低电平模拟量输入LLAI（LowLevelAnalogInput）8点

采集1—5V、0—100mA、0—5v、热电偶和热电阻的输出信号；

3、模拟量输出AO（AnalogOutput）8点:

输出4—20mA信号；

4、低电平模拟量输入倍增器LLMUX（LowLevelAnalogInputMultiplexer）32

采集热电偶和热电阻的输出信号；

5、数字量输入DI（DataInput）32点

采集120VDC、240VDC、24vDC的信号；

6、数字量输出DO（Data0utput）16点

输出24VDC、3—30VDC、3l一20VDC、120—240VDC、120—240VAC、继

电器信号；

7、脉冲量输入PI（PulseInput）8点

采集涡轮流量计、透平、变容计等的输出信号；

8、智能变送器接口STI（SmartTransmitterInterface）16点

串行设备接口SDI（SerialDeviceInterface）

4、故障安全控制处理器FSCP73

1、采用独特高级自诊断的先进生产过程保护系统。

2、采用微处理器构成的容错安全停车系统

（4）综观系统的结构。

画出TPS实验系统结构图（标明每个节点的名称和地址）

（二）JX－３００X系统

1、了解JX－３００X实验系统的系统硬件、SCnetⅡ和SBUS的网络结构和组成。

（1）SCnetⅡ网络

了解并记录SCnetⅡ网络的各节点或设备的名称、其组成部分、地址设置及功能。

（2）SBUS的网络结构

掌握控制柜的组成。

*电源系统：

观察电源模件和电源的供电布线。

*观察系统的主控制卡和数据转发卡的布置情况。

*掌握系统的I/O卡件的组成，各I/O卡件的功能及其配套的现场接线端子，画出I/O卡件布置图。

接线端子和Ｉ／Ｏ卡件是怎样连接的，与现场信号如何连接。

（3）综观系统的结构。

画出系统结构图（标明每个节点的名称和地址）。

2、观察JX－３００系统的组态软件

利用工程师站上的JX-300组态软件，打开已有的组态项目，按组态树的顺序依次点击观察组态的内容。

记录主要组态树的内容。

利用操作员站观察JX-300的实时监控画面组成。

记录监控画面名称。

三、实验预习

　　　有关两种集散系统硬件和网络连接的方法。

四、实验报告要求

（一）ＴPS系统

1、画出系统结构图（标明每个节点的名称和地址）。

2、填写下表：

节点或设备名

组成部分

地址号

功能

3、画出ＵＣＮ各节点通过ＴＡＰ连接的UCN网络连接图。

（二）JX－３００X系统

1、画出系统结构图（标明每个节点的名称和IP地址）

2、画出I/O卡件布置图（标明每个卡件的名称和地址）

3、写出JX-300组态软件的主要组态内容。

4、写出JX-300的主要实时监控画面名称。

（三）实验总结：

（心得体会和收获等）

要求：

实验时带实验讲义、参考书以及系统的相关参考资料。

对比系统进行学习。