• 技术支持-Symphony分散控制系统现场控制单元HCU

    2019-12-13      

    NTHS03

    PHCBRC300

    SPSEM11

    SPHSS03

    Symphony分散控制系统现场控制单元HCU

    存储转发式通信协议
    Symphony的控制网络(Cnet)使用了存储转发式通信协议。 在系统的网络上,没有通信指挥器,所有节点的地位是平等的,不会有主次之分,领导被领导之分。每一节点均是独立的、带有缓冲寄存器的信息转发器。每一转发器都能随时、独立地完成数据接收、数据发送、以及数据删除等功能。
    自由竞争广播式通信协议
    现场控制单元HCU内部的控制通道 (C.W)使用了自由竞争广播式通信协议。自由竞争广播式通信协议的一个重要标志就是在同一时间内只有一个节点在发送信息,而其他节点都在收听信息。所谓自由竞争就是任何一个节点只要它打算发送信息就可以随时把信息播送出去,如果某一时刻有两个以上的节点都要占用通信信道发送信息,这就发生了“碰撞”现象,这时通信主体会自动退回,等待时机再次发送。这就是目前广泛使用的带冲突检测的载波侦听、多路访问(CSMA/CD)技术。
    ㈠例外报告技术
    所谓例外报告就是在过程控制中产生的一些涉及测量、操作、报警和管理的信息,经过一定的技术处理,形成的一种反映信息值的专门报告。这一报告的显著特点是,只反映某一时间间隔内发生显著变化的信息,而对没有发生显著变化的信息,不形成报告。
    其技术主要涉及三项基本要素,
    ⑴有效变化量△。△的主要功能用来判定信息是否发生了显著变化。一旦判定为没有发生显著变化,将不会形成例外报告。
    ⑵最小例外报告时间 。 的主要功能用来划定一个不产生例外报告的时间间隔。在此间隔内,即使是信息发生了显著变化,也不产生报告,这对于抑制干扰或现场发生故障时,会出现反复报警、多点连续报警等。都有较好的限制作用,减少了在网络中重复传递已明了的信息。
    ⑶最大例外报告时间 。 的主要功能用来划定一个产生例外报告的时间间隔。在此间隔内.即使是信息没有发生显著变化,也要产生报告。这对于惯性较大的信息反映是十分有利的。也就是说,在 内所产生的报告,要表明信息的状态。通道的状态等。简言之, 是为长期不发生显著变化的信息所准备的发言权。
        另外,在产出例外报告后,有效变化量△会自动整体平移,形成△的新位置。
    ㈡信息打包技术
    信息打包又可理解为信息压缩。在Cnet环状网络中,传输的信息称为信息包,其格式规定为两帧式。其中第一帧为标题帧,第二帧为信息帧,并且两帧之间有一定的间隔。
    所谓信息包,就是以上所讲的两帧格式所含有的内容。所谓信息打包技术就是把去同一地址的所有信息压缩在一起,使用一个标题帧,把信息发送出去的专有技术。在一个信包中,两帧所描述的内容是不相同的。标题帧的内容包括信息源节点地址、信息码、节点计数和目的节点地址;数据帧的内容包括系统运行中需要的和产生的各种有关数据。数据帧才是信息包的核心,是通信传输的有效信息。
    ㈢确认重发技术
    在环形网络中,所有传输的信息包,均应得到目的节点的确认,才算传输成功。否则,得不到目的节点确认的信息必须由发送信息的源节点重新发送,这就是确认重发技术。根据这项技术,在信息包数据段的最后,有一个特定的确认字节。信息包从源节点发送时,确认字节被标识为否认码NAK。目的节点在接收到信息包,并经校验没有发现差错后,应把信息包的确认字节标识成确认码ACK,表示信息已经被目的节点正确接收。当该信息包再次返回源节点后,经校验没有发生差错,并得到确认码ACK,就应将该信息从源节点发送缓冲寄存器中撤销。如果源节点得到的标识是否认码NAK,说明目的节点没有接到信息包所携带的数据。这时,源节点会启动重发逻辑,进行该信息的重发,以保证传输数据的完整性。重发最多可以进行127次,如果一直不能正确地被目的节点接收,则不再重发,以抑制过期的数据长期占用总线。并将该目的节点标示为离线。网络接口模件会周期地查询离线的节点,若离线节点对一次查询做出了响应,则将它重新标示为在线。
    现场控制单元HCU是Symphony实现过程控制的主要现场设备,其核心是桥控制器BRC,BRC插在HCU的模件安装单元(MMU)内,就能完成过程控制中的回路控制、顺序控制、数据采集和优化控制等操作。
    一、HCU的结构
    HCU主要包含四大部分:机械结构;通信结构;模件结构;连接结构。
    ㈠机械结构
    HCU是一个柜式的现场设备,它主要由金属外壳和模件安装单元组成。机柜分为标准普通机柜和全密封机柜,按内装部件的不同又分为模件柜(内装控制器模件、子模件、电源和端子单元)和端子柜(内装端子单元,无电源,电源由与端子单元相连的模件提供)。一个HCU构成Cnet网络上的一个节点(站),这个节点由模件柜和端子柜组成。根据HCU的I/O点数的不同,机柜通常有两种配置形式:模件柜-端子柜和端子柜-模件柜-端子柜。端子柜按横截面分为A、B、C、D四个区,如图12-4所示。每个区按排编号,端子单元在端子柜中的位置编号格式为CC-RRS。其中,CC为机柜号,RR为机柜内的排号(0~11),S为分区标识(A、B、C、D)。例如:端子单元的位置编号为10-06C,表示端子单元的安装位置在第10号机柜,第6排的C区。
    模件安装单元(MMU)主要支持Symphony过程控制单元的有关模件和通信信道,每个MMU可以安装12个槽位的系统模件,一个机柜最多可安装8个模件安装单元(MMU)。
    ㈡通信结构
        在每一个HCU中,主要有控制通道及I/O扩展总线等两层通信网络。通信介质为印刷电路板,安装于MMU的后部。模件可以直接、可靠的连接到通信通道上以获得相应的信息。
    ㈢模件结构
        HCU内包括四种类型的模件:通信模件、控制模件、I/O通道子模件、电源模件。通过以上四种类型模件的合理选配,就能组成满足多种控制要求的现场控制站。
    ㈣连接结构
        I/O通道子模件通过专用KTU电缆与相应的端子单元连接,并且端子单元的端子排,可与现场设备相连,组成现场的I/O通道结构,去完成相应的过程控制。

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