新华DCS现场安装调试手册.docx
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新华DCS现场安装调试手册
新华XDC800控制系统
现场安装指导手册
X0116010_版本1.1
编制:
校对:
审核:
批准:
上海新华控制技术(集团)有限公司
2010年10月
新华XDC800控制系统
现场安装指导手册
X0116010_版本1.1
上海新华控制技术(集团)有限公司
2010年10月
1.产品包装·················································4
2.运输··················································4
3.贮存环境·················································4
4.开箱验收及安装就位
5.接地······
14
6.电源分配与连接··············································15
7.I/O信号电缆的选择与铺设
16
8.系统上电前的检查
9.系统上电
11.XDC800操作说明
.系统出现故障及排除
17
17
22
22
1.产品包装
1.1用于包装的纸箱、木箱外表应标有产品名称、项目名称、用户地址、出厂日期、公司名称和商标,并标有防潮、防尘、防震、小心轻放、向上的标志。
1.2包装箱内有装箱单、检验合格证、附件。
附件使用防静电袋封装,外包装使用硬纸箱。
机柜外用薄膜密封,外包装用木柜,机柜用螺钉固定。
1.3包装纸箱、木箱的运输标志符合GB/T15464。
1.4包装中的随机文件中应包括下列随机文件。
a.在1号箱中应包括总的箱件清单。
随机附一份总的装箱清单作为现场开箱验收的依据。
b.每个包装箱中均有两份装箱清单,一份用塑料袋封装于包装箱的侧上方,一份置于包装箱内。
c.产品合格证:
包括型号、项目名称、发证日期和签发部分印章。
d.随机资料和使用手册按合同要求数量提供。
2.运输
2.1做好运输中的防护措施,不受雨、雪或其他流质的淋袭及机械损伤。
2.2HMI站、LCD监视器及I/O卡件的箱子,抗振动、碰撞、冲击,符合GB9813一级规定。
2.3机柜抗振动、碰撞、冲击,符合GB9813二级规定。
3.贮存环境
3.1贮存环境温度:
-20oC~+70oC
3.2贮存相对湿度:
40%~80%
3.3贮存仓库不允许有各种易燃、易爆、有腐蚀性、有害的气体、药品等。
3.4贮存仓库内不允许有超过技术规定的强磁场,不允许有剧烈震动。
3.5包装箱离地面大于10cm,距离墙壁间距不小于50cm。
3.6不允许露天堆放,仓库内贮存期不应超过6个月。
4.开箱验收及安装就位
4.1开箱验收
4.1.1新华集团派专责人员或指定的代理商与用户一起开箱验货,特殊条件下也可授权委托用户直接开箱。
4.1.2检查设备外观是否在运输途中或贮存期间有损伤。
4.1.3根据装箱清单对设备逐一检查、清点,数量、型号与装箱单一致。
4.2.1产品工作环境
工作温度:
0oC~50oC
工作相对湿度:
10%~90%(不凝结)
大气压:
86Kpa~106Kpa
4.2.2控制柜的安装
控制机柜安装就位于机柜槽钢上,槽钢上必须垫一层不小于0.5cm的绝缘橡胶,保证槽钢与机柜之间必须完全绝缘,安装完毕,须用固定螺钉安全固定。
(固定螺钉为M12)控制柜的外形及安装尺寸如图4-1,图4-2。
机柜推荐用800*800*2200。
图4-2开孔尺寸图
图4-1控制机柜外形尺寸
4.2.3人机接口站安装
人机界面的计算机,主要有操作员站、工程师站、记录站、网关、大屏幕站等,它们之间除了必
须有冗余的A、B网相连外,还有非实时的C网将它们连通,如图4-3。
操作员
图4-3人机界面计算机间的互联
操作员站要求配置工业用PC机,见图4-4。
操作员站的安装可由用户定合同时确定安装位置。
工控PC机
图4-4人机接口站工业PC
4.2.4XDC800网络安装
在XDC800系统中,有多个层次的网络通讯。
其中实时控制数据的传输采用冗余环形以太网或星形以太网,如图4-5中的A、B网。
对于控制层上HMI之间的需传输的非实时数据,则采用图中的C网,它存在于人机界面计算机之间,系统中的分布式控制单元(XCU)不受影响。
在现场层中,还有I/O总线、远程I/O总线与各类现场总线,它们分别承担着XCU与下属的I/O模件、远程I/O模件及第三方I/O模件之间的通讯。
对于实时系统与工厂的管理信息系统(MIS)之间的连接,则采用网关形式用以太网相通,但为了安全起见,一般都用网络防火墙作为安全防护工具。
图4-5系统中的网络种类与连接
4.2.5系统供电电源线连接
XDC800系统的供电电源必须是二路厂用UPS不间断电源,或者一路厂用电,一路UPS电源。
控制柜
电源的进线及内部供电回路如图4-6所示。
图4-6XDC800控制柜电源连接示意图
注:
此柜中电源线颜色定义为:
220VAC/火线
棕色
220VAC/零线
兰色
220VAC/地线
绿黄
红色
兰色
24VDC/+24VDC/-
4.2.6I/O卡件安装
XDC800系统的I/O的模件安装于控制机柜内。
控制机柜中,安装各类I/O模件、冗余控制器XCU、冗余网络交换机、冗余直流开关电源,如图4-7
XDC800系统冗余的XCU处理器与I/O控制站之间通过冗余的两根以太网电缆连接。
I/O控制站内的各I/O模块都挂在控制器下的I/O总线上,I/O模件的安装方法请按示意图4-8安装。
新华冗余控制器
XDC800单控制柜
图4-8XDC800系统I/O模件安装
IO模件接线端子排,如图4-9所示。
模件与端子板的配套连接,如图4-10所示。
图4-10模件与端子板连接示意图
4.2.7冗余IO模件的安装
4.2.7.1
AI冗余
AI冗余是将来自现场的模拟量信号,如
模件上。
两个I/O模件上同时采样到同一点的
AI信号,交由XCU去处理。
AI模件与冗余适配器的连接如
图4-11所示。
图4-11AI冗余配置连接图
4.2.7.2AO冗余
AO冗余是将来自XCU的处理后的数字信号,通过AO模块转变成4-20mA或0-5V,再输出到调理端子板上,两路AO在调理端子板上按逻辑选择输出。
AO模件与冗余适配器的连接如图4-12所示。
图4-12AO冗余配置连接图
4.2.7.3DI冗余
DI冗余是将来自现场的开关量信号,同时分配连接到机柜内的两个DI模件上,在XCU内部进行逻辑的选择运算。
DI模件与冗余适配器的连接如图4-13所示。
图4-13DI冗余配置连接图
4.2.7.4DO冗余
4.2.7.5
两
DO冗余是将来自XCU的处理后的数字信号,通过DO模块转变成开关量,再输出到调理端子板上,路DO在调理端子板上按逻辑选择输出。
DO模件与冗余适配器的连接如图4-14所示。
图4-14DO冗余配置连接图
4.2.8操作台安装
新华集团公司可提供各类操作台,包括各种一般台式通用操作台和根据用户要求定制的操作台。
4.2.9打印机安装
XDC800系统打印机可按用户需要配置,打印机可安放在操作台上也可安放在新华集团司提供的打印台内。
4.2.10数据通讯线安装通讯电缆保证整个系统的数据通讯正常,因此要求通讯电缆尽量用单独的小桥架。
或布置在金属软管内,外表接地,走线应避免与动力电缆平行。
5.接地
5.1接地要求
为保证XDC800系统正常运行,系统的接地设计与安装需接受下列限制:
a.不得接到高压设备的接地点上
b.不得把接地线接到结构件上
5.2单点接地
整个XDC800系统根据规模大小,可以分成若干个控制站组,每个控制站组内实行单点接地,站组内各控制柜接地点分别汇接到站组接地点(>=10mm2)。
一般放在站组中间的控制柜以使接地电
缆尽量短,每个控制站组的接地点分别汇接到XDC800系统的铜板上,从接地铜板接至厂用接地
网(或专用接地网,电缆>=90mm2两端应焊接)。
对于较小的系统,整个系统可以为1个站组,
则该站组接地点即为系统接地铜板。
5.3控制柜的接地
控制柜内有二种接地,即机柜接地点CG(cabinetground)和逻辑接地点PG(digitalpowerground)。
各站点的CG按星形连接方式汇接到站组接地点。
PG按星形方式汇接到接地点。
各机柜与机房的金属槽钢必须绝缘。
5.4接地电阻
系统的接地铜板到大地的接地电阻<2.5,极限值<4。
5.5接地网
若接至厂用接地网,则以系统接地桩为基点,直径6M之内,或与之相距5个接地桩内,不
得有高压强电源设备的安全接地和保护接地点。
若接至专用接地网,则该接地网范围应至少>200mm2,且接地网接地电阻≤2.5。
5.6接地示意图
6.1
6.电源分配与连接
图5-1接地示意图
6.2电源容量
每个控制柜电源容量由2组24V电源供给。
其中一组供给冗余XCU控制器,冗余交换机及I/O模件。
另一组电源供给扩展继电器,开关量查询电压,及变送器供电等。
HMI站电源容量350W(包括LCD)。
6.4电源连接
系统的供电电源必须有二路电源,一路厂用UPS不间断电源,一路厂用电源。
6.3供电电源
220VAC±10%,50HZ±1HZ
图6-1电源连接示意图
7.I/O信号电缆的选择与铺设
7.1信号电缆的选择
7.1.1模拟量信号使用屏蔽对绞电缆,电缆芯的截面大于1mm2。
7.1.2开关量输入信号可用多芯电缆一根,电缆采用总屏蔽,重要的开关量信号考虑使用单独屏蔽,控制电缆与开关量输入电缆不应在同一电缆内。
7.1.3通讯电缆使用屏蔽的五类绞线或光纤。
7.2铺设
7.2.1I/O信号电缆应在电缆槽中铺设,电缆槽及盖板应接地。
7.2.2电缆铺设时,动力电缆、控制电缆、信号屏蔽电缆应分层敷设。
7.2.3信号电缆与动力电缆交叉铺设时,宜成直角,平行铺设时,二者之间的最小间距参考如下:
动力电缆最小间距
125V10A300mm
250V50A450mm
440V200A600mm
6300V800A1200mm
7.2.4电缆的备用芯数,一般不小于工作总数的10%.
7.3屏蔽接地
警告:
所有现场信号的屏蔽应遵循一点接地的原则。
建议在机柜侧接CG铜排。
8.系统上电前的检查
上电前必须检查整套系统的接地、电源线和各种连接线是否接好,确保正确无误。
8.1控制柜
8.1.1控制柜内各档电源接线连接无误。
8.1.2XCU的数据通讯线,XUC与I/O站的通讯线连接无误。
8.1.3I/O模件与总线插座的插接无误。
8.1.4I/O模件上的接线端子排连接线连接无误。
8.1.4I/O模件与端子板模件连接电缆连接无误。
端子板模件上的端子排连接线无误。
8.1.6冗余输出的I/O与对应的适配器的连接电缆连接无误,冗余设配器上的端子排连接线无误。
8.2人机接口HMI站
8.2.1HMI站的工控机,LCD监视器,打印机的电源连接无误。
8.2.2HMI站与XCU等的通讯线冗余,连接无误。
8.2.3HMI站之间的通讯线连接无误。
8.2.4HMI站的工控机,LCD监视器,打印机,鼠标,标准键盘连接无误。
8.3接地检查
8.3.1站组内接地线检查,接触是否牢固。
8.3.2各站组到DCS系统接地箱的接地铜牌接地线检查,接触是否牢固。
8.3.4DCS系统接地箱到厂用接地网的接地线检查,接触是否牢固。
警告:
各机柜接地铜牌的接地电阻必须满足小于4欧姆,系统采用单点接地方式,通过
DCS独用接地箱的接地铜牌接入接地网上DCS独用接地点。
警告:
接地铜牌、连接到大地的所有接地点必须接触牢固可靠,接地导线总接地板用焊
接或螺栓加弹簧垫片压紧。
8.4网络检查
8.4.1网络检查,确认光缆、跳线连接是否正确。
8.4.2交换机检查,确认工作正常。
9.系统上电
首先,所有受电设备上电前必须进行绝缘检查。
检查电子间、集控室、工程师站环境条件,电源线、接地、网线和各种联线确认正确无误,正确就位。
确认具备受电条件。
9.1上电步骤
DCS系统受电机柜满足受电条件后,请示有关负责人,DCS系统机柜准备受电。
经批准,由运行合上开关。
在电源分配柜侧测量电压正常。
分别合上电源分配柜至控制柜、工程师站、操作员站的电源分开关,再合上控制器电源开关,并测量受电端电压。
9.2HMI的上电次序
HMI站主机就位,主机与显示器、键盘、鼠标和外设打印机连接完毕;复查电源分配柜至HMI站之间电源电缆接线是否正确,检查电源进线至打印机之间电源接线是否正确。
9.2.1接通HMI站主电源,启动HMI站,待LCD屏幕上出现显示,并进入Windows可双击进入XDC800应用程序。
9.2.2打开打印机电源开关。
9.3控制柜上电
9.3.1确认控制柜安装完毕,电源线、接地线、网线、预制电缆确认连接完毕,并核查完毕。
9.3.2测量机柜对安装底座地绝缘电阻大于2M.
9.3.3测量机柜接地铜牌对地电阻小于2.5。
9.3.4复查电源分配柜至DCS个机柜之间电源电缆接线正确。
9.3.5复查UPS、厂用电至电源分配柜至电源分配柜电源电缆接线正确。
9.3.6合上电源开关箱上的A输入开关和B输入开关,24V直流电源的的2路冗余进电电源。
9.3.7XCU,以太网交换机,I/O模件同时上电,在HMI站上检查XCU运行状态。
警告:
卡件上电前,应确认卡件地址设置是否正确,确保相应端子上的接线正确,经过查线核对,对不能确认的接线暂时解除后,才可对卡件上电。
警告:
卡件应根据试运设备的进度要求,在确认接线正确,经过查线核对,逐步投入。
9.3.8系统检查机柜内部的接线检查通电后,双路电源的供电与切换检查各模件的电源与运行及状态指示灯的检查所有I/O模件上的通道指示灯检查
机柜正面机柜背面
图9-1XDC800控制机柜
9.4停机操作
当XDC800系统需定期维护或停电操作时,应由系统管理员退出系统,按下述步骤操作关机。
9.4.1关掉HMI站主机电源。
9.4.2关掉LCD电源。
9.4.3关掉打印机电源。
9.4.4断开控制柜中A输入开关、B输入开关和风扇照明开关。
10.I/O模件信息查询、地址设定、模件接线端子排诊断
新华集团公司的信号检测调试设备XTD800可以诊断I/O模件任意两根及其对地间的交直流电压,并
给出显示,从而避免损坏DCS模件。
同时可对XDC-800的I/O模件地址进行设定,完成XDC800系统的硬件诊断及调试。
10.1I/O模件信息查询、地址设定
1)模件信息查询:
将模件插入到测定底座上,用网线(正线序)连接XTD和测试底座。
见图10.1。
接通XTD的电源适配器,打开电源开关,此时可为模件供电。
进入到“CARDInformation”菜
单下,可察看模件种类和地址信息。
考虑到模件上电后,稳定时间约10秒,在此时间段内查询时,本装置会自动延时查询。
2)模件地址设定:
按照模件信息查询方式进行连线,进入到“SetAddr!
”通过上下行键改变光
标移动,数字增减键进行数字更改,按确定键后,可更改为所要求的地址。
如果显示“OK”,
则更改正确;显示“ERROR”!
,则更改错误。
图10-1模件地址设定与信息查询
10.2I/O模件接线端子排诊断
1)将接地线鳄鱼夹同机柜地相连,被测37芯电缆插到XTD37芯插座上(专用插座),进行自动测
量。
2)显示“OK”,说明电缆各针间电压低于设定阈值电压(默认值25V)。
否则显示超出阈值电压通
道信息。
3)定期察看SETTING菜单下的电池电压,若电压低于8V时,需更换电池。
4)当测试XDC800模件的外接线时,可将XTD卡件转接模件插到XDC800模件的位置,用37芯电缆将XTD卡件转接模件同信号检测调试器连接起来即可对外来信号测试。
以上测试过程可配9V电池进行测试。
图10-2信号检测调试设备现场应用方法
11.XDC800操作说明
HMI操作员站和XCU站用于在线运行,XCU通过I/O站采集现场数据,经组态,运算,向系统上各站传播数据信息,在HMI站上进行监视和控制。
HMI工程师站用于离线,在线组态。
11.1观察系统画面
各HMI站都可以通过各种操作来了解系统的运行状况,通过调用画面来观察各种数据。
系统画面包括:
自检、单点、一览、趋势、报警显示、图形显示、历史数据记录和操作记录等。
11.2功能画面自检画面:
用于观察整个系统各节点的运行状态,I/O通道的参数。
单点:
用于系统内各单点的详细信息及参数设置。
一览:
用于观察系统各测点的运行状态和参数。
趋势:
了解某些测点的变化趋势。
报警显示:
对报警点的显示。
图形显示:
用于系统各运行状态图、模拟图、棒图等的显示。
12.系统出现故障及排除
12.1现场信号问题
在HMI站上显示数据不准、坏点、跳变的可能原因是测量元件坏、变送器故障,连接线接触不可靠,接地与屏蔽线问题等各个中间环节的问题。
12.2硬件常见故障及原因
I/O模件上接线端子连接电缆的松动;或配置端子板的I/O模件接线端子板上的接线松脱;I/O模件未插紧;硬件跳线与实际信号要求的类型不一致;硬件卡件的损坏;网络线脱落。
上述各种问题出现,往往会引起某一设备不工作,或设备显示不正确,这些错误可以通过HMI站上的自检功能来观察判别。
12.3软件常见故障测点数据不正确,可能是数据库组态与对应的通道连接现场信号不匹配,信号量程不正确。
HMI站网络不正常,网上见不到某站,该站的IP地址配置不正确,网络配置不正确。
MMI站上看不到XCU站,可能原因:
站号配置不对,CMOS设置不对。
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