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硬件说明书
北京/杭州和利时公司技术文件
文件名称:
硬件说明书
文件编号:
项目名称:
内蒙霍煤鸿铝DEH
项目编号:
BHE0402015
物料编码:
文件密级:
受控标识:
第1册
共9页
共1册
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A
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1概述2
2硬件配置说明2
2.1操作站及工程师站配置2
2.2现场控制站配置2
3系统网络连接3
3.1SMARTPRO系统网络3
3.2网络功能3
3.3系统网络连接3
4以太网卡IP地址说明4
4.1操作员站网卡IP地址的设置4
4.2现场控制站网卡IP地址的设置4
5I/O模块的防混销的设置4
6现场控制站的地址设定4
6.1现场控制站站号识别DIP拨码开关的设置4
6.2I/O模块的地址设置5
7主要模块的功能特点及技术指标5
8系统使用说明5
8.1环境要求5
8.2系统供电要求6
8.3系统接线要求8
9故障诊断错误!
未定义书签。
9.1故障诊断说明错误!
未定义书签。
9.2设备上的状态灯错误!
未定义书签。
1
概述
内蒙霍煤鸿铝DEH系统采用北京和利时系统工程股份有限公司的MACSSmartPro分布式控制系统完成对数据的采集、控制和监视、操作。
其中包括一台I/O控制站、一台操作员站及一台工程师站。
■I/O控制站由主控单元、智能I/O单元、电源单元和专用机柜四部分组成,完成现场信号采集、工程单位变换、通过系统网络将数据和诊断结果传送到操作员站等功能。
■操作员站是最重要的人机交互界面,由高档微机、专用工业键盘和轨迹球组成,进行生产现场的监视和管理。
■SMARTPRO系统的网络由上到下分为系统网络和控制网络两个层次,系统网络实现现场控制站与系统操作员站的互连,控制网络实现现场控制站与智能I/O单元的通讯。
■软件环境:
操作系统:
WindowsNT;
应用软件:
SmartProV3.0.3。
2硬件配置说明
2.1操作站及工程师站配置
本系统共有操作员站1套,工程师站1套。
总体配置如下:
名称/品牌
型号
数量
计算机
DELLGX270SMT,P42.8G/256M/40G/CD/软驱
2
显示器
三星17”、21”液晶彩色显示器
各1
网络适配卡
DFE-530TX
2
键盘
DELL
2
鼠标
DELL
2
轨迹球
Libra-90Net
2
交换机
DILINKDES-交换机DES-1008
2
专用键盘
FP007
1
打印机
HP1180C、EPSONLQ1600LIII
1
软件狗
SmartPro加密狗
2
2.2现场控制站配置
本系统共有I/O控制站1套,共1个I/O柜。
10#I/O控制站配置为:
型号
名称
数量
说明
FM801-A
小系统--SmartPro主控单元
2
FM301-A
8槽机笼
1
SC006
小系统--空面板
2
FM131A
非冗余型底座
20
FM143-A07
8路热电阻模拟量输入模块
1
FM146A-C03
DEH伺服单元
4
FM147A-D01
8路热电偶模拟量输入模块
1
FM148A-C04
8路外供电模拟量输入模块
2
FM148E-A02
8路隔离大信号输入模块
3
FM151A-B01
8路模拟量输出模块
1
FM161D-48-B03
16路触点型开关量输入模块
6
FM163A-A01
汽机转速测量模块
3
FM171-C02
16路继电器开关量输出模块
3
FM191A-A
电源模块
8
FM910-C
小系统--24V150W直流电源
4
FM192B-CC-A
热电偶冷端补偿模块
1
FM192A-TR
DP有源终端匹配器
2
3系统网络连接
3.1SMARTPRO系统网络
SMARTPRO系统的网络由上到下分为监控网络和控制网络两个层次,监控网络实现工程师站、操作员站的互连,控制网络实现现场控制站与过程I/O模块的通讯。
SMARTPRO系统网络采用可靠性高的双冗余结构,应用时可以保证在任何一条网络失效的情况下都不影响系统通信。
SMARTPRO系统的网络特性如下:
传输速率100Mbps;
通讯介质采用五类双绞线。
3.2网络功能
监控网络
监控网络(MNET)由100M高速冗余以太网络构成,用于操作站的连接,完成操作员站的在线数据通讯。
控制网络
控制网络(CNET)由PROFIBUS-DP总线构成,用来实现过程I/O模块与现场控制站主控单元的通信,完成实时输入、输出数据的传送。
PROFIBUS-DP是专门为自动控制系统与在设备级分散I/O之间进行通讯而设计的。
既可满足高速传输,又有简单实用、经济性强等特点。
PROFIBUS-DP符合EN50170标准,拓扑结构为总线式,在总线两端有有源总线端接器。
其基本特性如下:
■拓扑结构为总线式,在总线两端有有源总线端接器;
■最大节点数为126,其中每个分段上最多可接32个节点,各段可通过中继器相连;
■传输速率9.6Kbps~12Mbps,与每段距离有关。
当距离在100米内时,可达12Mbps。
同一系统中的全部设备需选用同一速率;
■通讯介质采用双绞线或光纤。
3.3系统网络连接
各站的节点号设置完成后,即可通过标准以太网的集线器/光端机和网络线把各个站连接起来。
连接方法采用标准以太网的连接方法。
该项目的网络是冗余结构,两个网络通路应该相互独立,不能有交叉。
并且两个网络的连接方法最好保持一致。
4以太网卡IP地址说明
操作员站和现场控制站通过以太网卡相连,构成监控网络和系统网络。
4.1操作员站网卡IP地址的设置
站号
IP地址
子网掩码
操作站1#
1128.0.0.51
2129.0.0.51
255.255.0.0
255.255.0.0
工程师站2#
1128.0.0.50
2129.0.0.50
255.255.0.0
255.255.0.0
4.2现场控制站网卡IP地址的设置
I/O站
IP地址
子网掩码
10#站
1128.0.0.10
2129.0.0.10
3128.0.0.138
4129.0.0.138
255.255.0.0
255.255.0.0
255.255.0.0
255.255.0.0
5I/O模块的防混销的设置
为了防止I/O模块被插错,在I/O模块上设有防混销,能有效地防止与其它模块的错误连接,具有较高的防错能力。
如图5-1所示,沿顺时针方向旋转底座上的防混销,使其指向正确的位置(图中示例的防混销位置为“2”,相应I/O模块的防混销位置也应为“2”)。
图5-1防混销位置的设定
6现场控制站的地址设定
6.1现场控制站站号识别DIP拨码开关的设置
在现场控制站主控单元的背面右上角可以看到一个DIP拔码开关。
通过这个DIP拔码开关可以进行现场控制站站号和主控单元主从的设定。
图6-1现场控制站站号识别DIP拨码开关
每个DIP开关的前6位对应一个6位的2进制数即站号,序号大的一端表示高位,可设置为10~63,其中:
ON表示0,OFF表示1。
10#站主控单元的前6位设置为10,即0AH;11#站主控单元的前6位设置为11,即0BH;
拨码开关的第7位是用来设置是否掉电保护,其中:
ON表示有掉电保护功能,OFF表示没有掉电保护功能。
拨码开关的第8位是用来定义冗余主从控制单元的,其中:
ON表示主主控,OFF表示从主控。
6.2I/O模块的地址设置
I/O模块和底座组成现场模块单元(FMU),通过ProfibusDP现场总线与DP主站相连接。
在每个现场控制站内,每个现场模块单元(FMU)都有唯一的地址与之对应。
底座为I/O模块提供快捷方便的通讯地址设定方法。
SMARTPRO系统底座是FM131普通端子模块。
在FM131模块上有一个8位的DIP拨码开关,这就是I/O模块的地址设定开关。
按照下面给定的I/O模块的地址,设定与之对应的底座(FM131模块)上的8位拨码开关。
当拨码开关的某位置于“ON”位置时,对应位的二进制值为“0”,置于“OFF”则为“1”,拨码开关的低位对应于模块地址二进制值的低位。
第8位在冗余使用时有效。
I/O模块通讯地址与拨码开关位置的对应关系见图5-1所示。
(例如:
I/O模块的地址为120(十进制)或0x78(十六进制),与之对应的FM131模块的拨码开关的位置如图6-2)。
图6-2I/O模块地址与拨码开关位置的对应关系
FM132端子底座有两个拨码开关,其中拨码开关的第8位用于主从判断,必须拨成不一样,即一个拨成ON,一个拨成OFF;其余7位拨具体地址,主从模块地址必须一样。
7主要模块的功能特点及技术指标
系统的一些模块上装有跨接器,用于设置其工作方式等特性。
本系统在出厂时对各模块已进行了正确设置,请勿随意改动。
I/O模块是被封装起来的,请勿随意拆开。
各硬件模块的详细说明,请查看《硬件手册》,在此不赘述。
8系统使用说明
8.1环境要求
8.1.1贮存环境
产品在运达现场后,如果暂时不具备安装条件,应在不开箱的情况下,贮存在仓库中,设备严禁露天放置。
对贮存环境的要求如下:
1.温度:
-20~+40℃;相对湿度:
40%~80%,不冷凝。
2.仓库内不允许存放各种易燃、易爆、有腐蚀性的气体、物品。
3.仓库内不允许有强烈的机械震动、冲击和强磁场作用。
4.包装纸箱、木箱垫离地面不小于100mm,距离墙壁、热源、冷源、窗口或空气流通口至少500mm。
5.存贮期不得超过六个月。
8.1.2工作环境
SMARTPRO整套系统安装在控制室中,现场信号通过信号电缆连接至控制室的现场控制站。
为保证系统的正常运行,控制室的条件至关重要。
环境温度:
0℃~40℃
相对湿度:
40%~90%
大气压力:
86KPa~106Kpa
控制室中,不允许存在强烈的机械震动和强磁场。
为满足工作环境条件,控制室中应保持清洁,注意防尘,控制室的门窗应密封良好,建议在控制室中安装空调。
8.2系统供电要求
SMARTPRO系统实现对现场信号的实时监测、记录并对现场进行实时控制,要求系统的电源必须保证连续不间断地供电。
系统对电源的基本要求如下:
电压:
单相AC220V+10%~AC220V–15%
频率:
50HZ±2HZ
波形失真率:
小于3%
现场控制站的电源模块从使用的角度分为系统电源和现场电源,为各I/O模块和主控单元供电的DC24V电源为系统电源,为现场的二线制变送器、干接点等供电的电源为现场电源。
(1)供电系统必须有足够的功率以应付现时系统的耗电量要求及/或将来的系统扩充要求。
(2)系统所有设备必须用统一供电线路供电,即在控制室内设一供电盘,所有DCS用电均从这一条供电线上提供。
其它电器如照明系统、办公室仪器及空调等等,严禁连接到计算机的供电系统上。
(3)DCS供电应采用专业供电,线路上不允许有任何大功率设备。
(4)要核实供电源的电压波动和频率波动范围是否超过DCS的供电要求指标,如果超出,则应在供电线路上设电源滤波器,核实供电线路会不会有强电干扰,可能有,则在供电线路上设隔离变压器。
*建议最好使用UPS给系统供电,这样既能保证电源平稳,又可防止短时停电造成停机事故。
本套DCS系统总共大约消耗4KVA,建议配置一台大于4KVA在线式UPS电源。
8.2.1现场控制站电源的接入
把现场的AC220V电源连接至控制室的配电箱,再由配电箱转接送入SMARTPRO系统。
进入SMARTPRO系统的电源线只需接火线(L)和零线(N)。
必须注意:
供电系统输出到计算机控制系统的交流电源的保护地,应与SMARTPOR系统的保护地短接。
AC220V电源经控制室的配电箱连接至现场控制站机柜前面左上方的电源输入端子条的输入端子,再由输出端子将AC220V转接至现场控制站机柜上方的空气开关。
电源输入端子条的每对输入、输出端子之间都有一个开关,按下开关,输入、输出端子接通;拔出开关,输入、输出端子断开。
如图8-1所示。
接线时应注意不要将火线(L)和零线(N)接反。
图8-1现场控制站交流电源输入端子(单路交流电源供电)
8.2.2操作员站电源的输入
将控制室配电箱引出的AC220V电源分别连入操作员站的主机、显示器、打印机的电源输入端。
8.2.3SMARTPRO系统电源接线示意图
整个SMARTPRO系统电源接线如图8-2所示。
图8-2SMARTPRO系统电源接线示意图
8.2.4现场控制站内电源线的连接
交流220V电源线的连接步骤为:
1.交流220V电源由机柜正面的电源输入端子进入现场控制站,并连接至机柜正面上方的空气开关的输入端;
2.把空气开关的输出端连接至机柜背面的电源分线端子排上;电源分线端子排从左至右最多可安装42对输入、输出端子,每对输入、输出端子均有开关控制。
3.把电源分线端子排的输出端连接至需220V供电的设备上。
本系统机柜内部的电源模块、集线器和风机单元需要AC220V供电。
下面说明电源分配情况。
如图8-3所示:
本系统有电源1-电源4给I/O设备供电情况表8-1
电源
I/O设备
电源2、1(相互冗余)
2—4
电源4、3(相互冗余)
5—7
8.3系统接线要求
8.3.1隔离
所有的信号线很好地绝缘,使其不可能漏电。
不同种类的信号线应隔离铺设(在不同的电缆槽中,或用隔块隔开)。
*模拟量信号(模入特别是低电平的模入信号如热点阻、热电偶信号等)对高频脉冲信号的抗干扰能力很差,建议用屏蔽双绞线连接,且这些信号线必须单独占用电缆管或电缆槽,不可与其它信号线在同一电缆管(或槽)中连线。
8.3.2屏蔽
屏蔽就是用金属导体,把被屏蔽的元件、组合件、信号线包围起来。
这种方法对电容性耦合噪声抑制效果很好。
8.3.3双绞线
用双绞线代替两根平行导线是抑制磁场干扰的有效方法。
进入计算机的信号线一般需要用双绞线。
8.3.4雷击保护
为防雷击,信号线需走金属电缆管或电缆槽,电缆管(或槽)有很好的接地。
8.3.5系统地线
当进入SMARTPRO系统的信号、供电电源或SMARTPRO系统设备本身出现问题时,有效的接地系统可以迅速将过载电流导入大地。
接地系统能够为SMARTPRO提供屏蔽层,消除电子噪声干扰,并为整个控制系统提供公共信号参考点。
当接地系统发生问题时,会造成人员的触电伤害及设备的损坏,因此,良好的接地可对人员和设备提供安全保护。
★正确接地是数字控制系统可成功操作的关键。
该项目的SMARTPOR控制系统需要两种接地:
保护地、屏蔽地。
保护地(CG,CabinetGrounding)是为了防止设备外壳的静电荷积累、避免造成人身伤害而采取的保护措施。
SMARTPOR系统所有的操作员机柜、现场控制站机柜、打印机、等均应接保护地。
保护地应接至厂区电气专业接地网,接地电阻小于4Ω。
屏蔽地(AG,AnalogGrounding)它可以把信号传输时所受到的干扰屏蔽掉,以提高信号质量。
SMARTPRO系统中信号电缆的屏蔽层应做屏蔽接地。
屏蔽地的接地方式有两种:
当厂区电气专业接地网接地电阻≤4Ω时,则可直接接至厂区电气接地网。
当厂区电气专业接地网接地电阻较大时,应独立设置接地系统,接地电阻≤4Ω。
按上述要求最终形成的SMARTPRO接地系统如图8-4所示。
图8-4SMARTPRO接地系统示意图
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