ABB PGP的安装

1、第一章Symphony系统简介Symphony系统是ABB贝利于九十年代末期推出的融过程控制和企业管理为一身的新一代分布式过程控制系统。它是一种系统，也是一种战略，更是一种当代高新技术发展到今天的必然。八十年代初期，ABB贝利控制公司在推出第一代分散控制系统(Distributed Control System 简称DCS)N90时，就为分布式控制系统建立了一个能不断采用新技术、保持先进控制与管理功能、系统向上兼容和技术透明，以及发展无断层的准则。ABB贝利的DCS从第一代N90诞生以来，的确经历了一个非凡的成长过程：从单纯的控制系统，到决策过程管理系统，直至企业管理系统，都在遵循着一个脚踏实

2、地、自然而又流畅的发展规律。无不在向人们表明：贝利的控制技术也在不断地创新。贝利的服务在不断地完善，可以这样认为：贝利的Symphony系统以其结构合理、带载能力的强大，丰富的控制软件、充分体现现代意识的人系统接口、得心应手的工程设计及维护工具和开放的通信系统，以及能够适应多种过程控制、数据的获取、过程管理、企业管理、市场运作等特点，而有着广泛的应用领域。Symphony系统不但与Infi-90 Open系统兼容，而且还进一步发扬了分布式控制系统能做到的：控制器物理位置分散、控制功能分散、系统功能分散及显示、操作、记录和管理集中的功能，并且更加注意借助当今世界上先进的多种技术如：微处理器技术及

3、CRT图形显示技术、高速通信技术和现代控制技术，已形成一个强于一般分布式控制系统能力，功能更加完善、更具有时代气息、具有决策管理性能，更加开放的新型分布式控制系统。Symphony系统的结构由以下四个功能组成 区域管理与控制：为生产过程提供传统意义上的过程控制、数据采集及I/O接口。 厂区管理与控制：对厂区范围的过程控制、企业数据及网络通信进行管理，并涵盖了过程网络服务器，以及国际互联网和企业网络信息。 人系统接口：在多重操作环境下，通过人系统接口设备对生产过程进行过程控制、I/O数据状态企业信息的监视、采集和记录等管理。 系统设计和维护工具：提供一整套用于工程设计和维护的工具。它包括：工具设

4、计、现场维护计划、组态调试及文件管理等功能。第一节Symphony系统组成Symphony是美国ABB公司1999年推出的产品。该系统与美国Bailey公司的N-90、INFI-90系统兼容。一、系统硬件方面Symphony系统的节点类型：现场控制单元、人系统接口设备、系统工程工具、网络接口设备和计算机接口单元五种节点。1. 现场控制单元（Harmony Control Unit）HCU用于过程控制，实现物理位置相对分散、控制功能相对分散的主要硬件设备称之为现场控制单元（Harmony Control Unit）HCU。多功能处理器（Mult-Function Processor）：在现场控制

5、单元中，以高性能微处理器为核心，通过子总线和相关子模件获得现场I/O并能进行多种控制运算的智能模件，称之为：多功能处理器（Mult-Function Processor），简称：MFP。2. 人系统接口设备（Human System Interface）HSI用于现场的过程监视、操作、记录管理等功能，以通用计算机为基础的硬、软件结合的设备称之为：人系统接口设备（Human System Interface）HSI。3系统工程工具Composer采用通用计算机和操作系统，以及完整的专用组态软件系统，为过程控制应用完成软件组态、系统监视、系统维护等功能，并能在线或离线工作的设备称之为：系统工程工具

6、，它的型号为Composer。4网络接口设备（Network Interface Unit）用于Symphony系统网络和网络连接的硬件设备称之为：网络接口设备（Network Interface Unit），如INIIL，INIPL等。5. 计算机接口单元（Computer Interface Unit）用于Symphony系统与其他第三方计算机连接的设备称之为：计算机接口单元（Computer Interface Unit），简称CIU。如INICI01、INICI03等。二、系统软件方面1功能码（Function Code），简称FC完成特定功能的标准化子程序，固化在控制器模件的ROM中

7、。2功能块（Fuction Block），简称FB在带后备电池的NVRAM中安排了地址的功能码。3组态工具软件（Configuration Software）用于给系统设备如HCU、HSI进行组态的专用软件。包括：给现场控制单元组态的工具Composer；为Conductor NT画面组态的工具软件Grafx；为Conductor VMS画面组态的工具软件GDC。三、Symphony系统设备命名方式Symphony系统所涉及的设备，其命名方式继承了INFI-90系统的原则，即：IEXXXnn与安装相关的设备EncloserINXXXnn与网络相关的设备NetworkIMXXXnn与模件相关的设

8、备ModuleNTXXnn与端子相关的设备TerminalNKXXnn与电缆相关的设备CableMPSIII模件电源系统Modular Power SystemIISAC01与接口相关的设备Interface第二节 Symphony系统的通信网络用于系统通信，把现场控制单元、人系统接口设备Conductor和系统工程工具Composer等硬件设备连成一个完整的分布式控制系统，并使分散的过程数据和管理数据成为整个系统共同财富的硬软件结构称为通信系统（Communication System）。一个生产过程涉及多种信息，不同的信息对传输有不同的要求，为适应不同的要求Symphony的通信系统采用分

9、层次的网络结构（如图1-1所示）。一、Symphony通信系统的网络结构在控制系统中，为更好地把数据传递至相应的节点，该系统通信网络采用了多层各独立的环形网络和总线网络结构。在网络结构中包括四个数据层，它们分别为：企业数据管理层为：操作网络Operation Network（Onet）；过程数据管理层为：控制网络Control Network（Cnet）；过程控制数据层为：控制通道Control way（C.W）、模件总线（M.B）；过程I/O数据层为：I/O扩展总线I/O Expander Bus（X.B）；1Onet操作网络Operation Network(1) 网络结构：总线形，符合以

10、太网标准，用于管理数据交换。(2) 节点容量：1个服务器，10个客户。2Cnet环形网络结构用来连接现场控制单元HCU、人系统接口Conductor、系统工程工具Composer等类型的节点，实现控制管理等信息的传送功能。图1-1 Symphony系统的通信网络在Cnet环中，其通信介质连接方式是首尾相接的环形结构，在系统的环形结构中有：Cnet中心环（Central Ring）系统单环结构即为中心环，是必须选择的网络。Cnet子环（Ring）在组合结构时，才出现子环网络。它是可选择的网络。Cnet工厂环（Plant Loop）这一网络仅适应小型的控制结构。Cnet是系统中重要的网络结构。它支

11、持如下系统节点：HCU节点它包括了INNIS11、INNPM12通信模件对。该通信接口把HCU连接至Cnet为整个系统提供I/O数据：DSOE节点它包括INNIS11、INSEM01、INTKM01等模件。该接口节点又称之灾DSOE服务器。它把分散的SOE数据采集在一起，并完成数据的排序：INICIxx节点它包括INICI12、INICI03计算机接口。它把计算机接入系统。INICI12包括：INNIS11、INICT12模件及端子设备。INICI03包括：INNIS11、INICT03、IMMPI01等模件或端子设备；INNCT12通过NTMP01提供RS-232接口；INICT12通过NT

12、MPI01可提供SCSI接口或；IMMPI01连接NTMP01提供RS-232接口；Cnet至Cnet节点它包括：INIIR01、INIIL02等网络接口。它可把两个Cnet连接起来。其中Cnet远程接口INIIR01，它通过电磁波介质可实现两个Cnet远程连接。INIIR01包括：INNIS11、INIIT12模件及相应的端子设备；Cnet就地接口INIIL02，它通过系统标准介质实现两个就地Cnet连接。INIIL02包括：INNIS11、INIIT03模件及相应的端子设备；在以上的系统节点中，HCU通信接口、Cnet-Cnet通信接口可以冗余配置。3控制通道Control wayHCU内

13、的总线形网络ControlWay，用来连接本节点内的智能模件，实现智能模件之间的信息传送功能。4I/O扩展总线 I/O Expander Bus现场控制单元HCU内的I/O扩展总线Expander Bus，它是一并行总线，主要承担智能模件与其所配置的I/O子模件之间的数据传送，完成相应的数据采集和执行相应的控制动作等。注意：扩展总线将属于一个控制器或处理器模件。这就意味着在一个HCU内可以有多个I/O扩展总线。以上的这些不同网络其结构类型、信息传输方式、所采取的通信安全措施等都各有其特点，完成不同的功能。下表为Symphony通信网络主要结构、数据一览表。网络名称节点类型节点容量通信速率节点距

14、离通信介质中心环子环、HCU、ICI25010Mbaud1,000/2,000m同轴电缆子 环HCU、ICI25010Mbaud1,000/2,000m同轴电缆工厂环HCU、ICI630.5Mbaud1,000/2,000m同轴电缆控制通道处理器模件321Mbaud本HCU印刷电路板子总线I/O子模件640.5Mbytes一个处理器印刷电路板二、Symphony系统使用的通信协议通信协议是一种专门用于通信的软件规则，就如同是文字一样。所有参加通信的节点都必须认识这些文字以达到理解、传送、通信的目的。Onet遵守的通信协议：以太网协议（符合IEEE802.3）。Cnet遵守的通信协议：环形网络使

15、用存储转发协议。控制通道使用自由竞争式协议。扩展总线为并行结构受智能模件控制没有协议。三、Symphony系统通信网络使用的技术为防止通信通道的堵塞，保证通信传输的畅通和提高网络的通信效率，以及最有效地利用信息传输中的每一信息字节，在Symphony通信系统中，使用了三种有效的通信技术，即：例外报告技术、信息打包技术、确认重发技术。1. 例外报告技术-减少不必要的信息传输。所谓例外报告是指一个数据点超出指定的参数时产生的数据更新。其技术主要涉及四项基本要素：例外报告死区(Exception Report Deadband)用RD表示。 功能：用来判定信息是否发生了显著变化。发生：产生例外报告；

16、没发生：不产生例外报告 用途：减少不必要的信息传输。最小例外报告时间(Exception Report Time Min)用Tmin表示。 功能：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， 用途：减少在网络中重复传递已明了的信息，以防网络阻塞。最大例外报告时间(Exception Report Time Max)用Tmax表示。 功能：划定一个产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， 用途：反映惯性较大的信息，使长期不发生显著变化的信息也有发言权，以表明自己的状态。高/低报警限(High/Low Alarm L

17、imits) 当数据在超出或返回到高低报警限时，均应及时产生例外报告。模拟量例外报告示意图（功能码30）见图1-2。图1-2模拟量例外报告示意图（功能码30）高报警限：High Alarm Limit(S5)=90低报警限：Low Alarm Limit(S6)=10报警死区：Alarm Deadband=2.5有效变化：Significant Change(S7)=5Y=功能码30的块输出 Y进入高报警状态，并产生报警报告； Y进入正常状态，并产生报警报告； Y进入例外有效变化状态，产生例外报告； Y进入低报警状态，产生报警报告； Y进入正常状态，产生报警报告；以上DB、报警限、有效变化量等

18、参数应在组态时定义，而tmin、tmax参数将在其它功能码内加以选定填入块内，形成完整的例外报告功能。例外报告将按块内所设定的参数运行，这样既保证了每一信息报告的可用性，又最有效地抑制了网络中的信息量。（如在设计时不选择参数，系统将执行该块的隐含值。）注意；DB、报警限、有效变化量、tmin、tmax的参数应根据生产工艺要求而设计，并且要考虑到系统的响应特性。另外，在每次产生例外报告后，DB会自动整体平移，形成DB的新位置。对例外报告的含义可以这样理解：自上次报告数据的时刻开始计时，规定一个最小例外报告时间tmin; 一个最大例外报告时间tmax。在最小例外报告时间内，信号的变化不被报告。在达

19、到最小报告时间的时刻，及其以后的时间内，如果信号的值与上次报告的值其变化率超过时，则信号的值报告。如果在tmax之内信号的值，始终未超过时，则仅在tmax时刻发出报告，并重新开始计时。任何时刻信号达到报警值或从报警值回到正常值之时，不受时间限制都要发出相应的报告。但是对报警的报告要划定死区，以避免在信号值处于信号报警限附近时，可能出现的反复报警报告。实际上，例外报告所描绘的是发生变化的数据，并且变化越大、越快，相对来讲产出的报告就越多，就相当于建立起一个自由活动的监视器。哪里的变量变化大就往哪里看，变得快，看的越细，得到的报告就越多。从采样的观点来理解例外报告的产生过程，可以把这种采样的扫描方

20、式看成是变周期式采样，并且周期的变化与信号的变化相一致，从而提高了信息的利用效率。通常在给系统组态对可选择FC30（模拟量）、FC45（数字量）功能码，组态例外报告。例外报告技术的特点 通过设置的DB、tmin、tmax等参数，有效地控制了产生例外报告的数量，进而控制了网络传送的信息量； 通过设置DB就相当于针对变化大、变化快的数据类型，划定了一个产生例外报告的密度间隔。其结果是数据变化大、快产生的例外报告就多，反之就少。并且报告的产出量与数据变化量正比，而更加符合过程控制的需要。 通过设置的tmax参数就相当于针对慢速或平稳变化的数据类型，规定了一个产生例外报告的周期。其结果是对变化小的数据

21、，不会由于其特性而长期得不到它的状态数据。反之对于变化大的数据由于有tmin参数的限制，其报告的产生依旧会受到控制。 对过程出现的报警，其报警报告将不受例外报告参数的限制，只要出现或从报警返回至正常状态，均产生报告，当然对报警报告也需划定死区，以限制报警限范围出观重复报警。2数据压缩技术数据压缩技术的基本概念数据压缩又可理解为信息打包。在环状网络中，传输的信息格式规定为两帧式。其中第一部分为标题帧，第二部分为数据帧，并且两帧之间有一定的间隔。所谓信息包就是以上所述的两帧格式所含有的内容。所谓打包技术就是把去往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

22、帧所描述的内容是各不相同的。标题帧内包括：目的地址，各种安全校验措施，数据帧内包括：系统运行中需要和产生的各种有关数据，所以这一帧才是信包的核心。在实际形成信包时，如何减少标题帧使用的次数和节省节点的寄存器，采用信息打包技术，是一种非常有效而又成功的方法。通过使用这一技术，不仅大大节省了信息格式，在存储转发中所占用的缓冲寄存器的容量，而且使每一信息包有较大的空间去接纳数据报告，使寄存器的有效占有率有较高的水准。在通信环中传输的每一信息包，可被（64）个节点所接收，实现信息的多址传输。故据压缩技术的特点 通过数据的打包技术，把去一些相关地址的数据压缩在一起，使用一个标题帧发送出去，从而减少了标题

23、帧的使用次数，节省了内存，提高了信包的有效性； 每一信包的长度将取水于NPM模件，每一扫描周期所获得的例外报告的数量。其长度最长可为1.5k字节； 一个信包可被网络中多个节点所接收，实观了多址传送的功能； 信包结构具有的检查、校验位或字节为保证信息的完整性提供了强有力的支持；3确认重发技术确认重发技术的基本概念在环形网络中，所有传输的信息包均应得到目的节点的确认即：在信息包有特定的确认字节，目的节点在接到信息包，并经校验没有发现问题后，它应在相应的字节上标识成确认ACK。同时，信息包在返回到源节点后，就可对其校验，应在正常传递信包后，完成撤销信息的工作。如果在源节点得到的标识是NAK，就说明了

24、目的节点没有接到或节点比较忙，处理不了这一信包所携带的数据，这时就会启动重发逻辑，进行该信息的重发。实际上，这一技术针对的是数据的完整性-目的节点已接收的确认为ACK：Acknowledge目的节点与没有接收的非确认为NAK：Negative Acknowledge过程例外报告ACK/NAK源节点发出时为NAK确认后改为：ACK确认重发技术的特点 在信包中带回的是NAK说明目的节点忙或有其它的问题，不能对信包有反应，这一结论将启动重发逻辑进行重发至11次； 使用重发技术对于数据，尤其是数据库的完整性尤为重要：因为每一信包经历过例外报告，传递的数据均是发生重大变化的，所以系统应掌握这一变化。 有

25、利于通信模件对目的节点状态数据库的监观，以防止重发超出相应的次数，以抑制过期数据长期占用总线。4帧结构和信包格式以太网常规的帧格式前缀帧起始标界目 标 地 址源地址长度数据帧检验序列 前缀：实际是一要求接收端进行同步的专门信号； 帧起始标界：表明的是一帧的起始位； 目标地址：表明的是某一接收站的网络地址； 源地址：表明的是信息帧发自何处； 长度：表明的是数据的长度； 数据：装载的是实际数据： 帧检验序列：CRC(Cyclic Redundancy Check Codes)循环冗余校验。Cnet环形网络传送信包的格式环形网络中信包的标题帧(控制字段)一般包括：目的节点，源节点，标题数据，顺序号，

26、信包长度，循环计数，信息等级，校验和等。标题帧内容的注解： 目的节点：标明该信包要到达的地址；： 源节点：标明发出该信包的地址； 标题数据（结构同步）：保证网络中标题/数据帧的同步传输： 顺序号：实际是一计时数据，它表达了同一序列中的传输和接收顺序； 信包长度：该信包的总长度（由于信包的长度取决于本周期内通信处理器采集到的各种例外报告，不是固定不便的，所以在信包中需明确的标明长度，以防止传输中增加或减少数据位而影响数据的安全。） 循环计数：标明该信包已发送的次数。在该信包传输中，如遇到目的节点拒收，及目的节点故障离线等状态时，就会启动通信系统的重发逻辑，使该信包在网络中多次重复发送，直到被正常

27、接受或仍被拒收。信包被正常接受，该信包则回到源节点被冲掉：则果信包仍被拒收，则发发报警标明目的节点故障处在离线状态； 信息等级：标明通信模件正在执行的传输方式。在系统中具有三种传输方式在不同条件下使用即：在系统上电或需对系统时间基准进行校准时，在线节点将发一广播信息，表明本节点已经在线，或发出时间基准信号，要求其它节点跟随；这种传输方式针对的是所有节点，并不要求接收节点应答；在正常运行时，系统执行的是存储转发方式。这一方式针对的是标明多目的节点的过程数据，并要求目的节点完成接收应答；在模件需对某一目的节点的状态进厂查询时，它会准确地发出一单址的查询信息，并要求被查询节点回答当前状态； 校验和C

28、hecksum：是对标题帧进行校验的一种方式(异、或校验)；环形网络中信包的数据帧(数据字段)一般包括：通信处理器采集的当前数据。这些数据可多址传送，数据长度可变，最长为：1.5kbytes。数据帧内容的注解： 数据字节计数器：标注的是信息数据帧的字节数； 数据：标注的是通信模件所釆集到的例外报告； ACKNAK：该信包的确认/非认字节，被确认为：ACK。 循环冗余校验：对该信包所实施的最终CRC（Cyclic Redundancy Check Codes）校验：该校验由硬件实现。为了保证数据信包传送的安全，以及数据的完整性，首先要保证通信模件的完整性。为达到这一目的通信模件采用了系统常规的安

29、全措施如： 非法地址检测：每一模件在通信结构中的地址应是唯一的，当在进行硬件地址检测时发现出错，模件将发生总线错误，并在面板的LED上显示出错代码。 监视机器故障计时器MFT(Machine Fault Timer)：模件检测MFT，当它发现记录了错误时，会封死模件的所有输出，并迫使模件停止运行。 I/O总线时钟的监视：当模件检测到总线时钟消失时，会使相应的子模件离线。其次，在通信系统中也使用了一些必要的措施提高系统的安全如： CRC(Cyclic Redundancy Check Codes)循环冗余校验码； Checksum检验和检查； 信包重发次数的循环计数； 用于节点同步的顺序计数；

30、用于目的节点接收的反馈信息ACK/NAK/NAK(无反应)；虽然，在Symphony系统的通信网络中信息传输都是数字化的，但是每一层网络的信息类型是各异的。5典型的数据传输路径组合网络中的AI、CO信号传输示意图见图1-3。图1-3 AI、CO信号传输示意图 其一标准的模拟量输入信号AI从端子单元的输入端子输入，此时信号保持原样。 AI经电缆至I/O子模件的输入通道，经子棋件的A/D转换变化成数字量。 此信号经HCU中的扩展总线进入控制器。控制器对这一信息进行必要的运算及处理后，分成两路：其中一路仍为数字信号，再经扩展总线至子模件，经D/A转换变化成模拟量，经端子单元的输出端子至现场；另一路，

31、在控制器中形成例外报告，经控制通道至通模件讯NPM。此时，该信号为例外报告，并形成信包。 此信包经过NIS及端子和介质至其它节点。 在控制回路信息的传递中，检测信号、控制输出的信号，均不在例外报告后。而送往其它节声的信息将变成例外报告，再形成信包加以传输。这种信号的传递过程，既保证了控制信号的快速形成及传递，又控制了网络中的信息数量。第三节 Symphony系统的特点Symphony系统无论在系统结构、可操作性、可开发性、采用的技术方面都有着十分突出的特点。一、在系统结构方面：1高速、可靠、开放的通信系统Symphony系统采用了多层的通信结构，以满足过程及管理数据传递的需要。在整个系统中通信

32、网可分为：环形网络、总线网络。环形网络采用存储转发的通信方式。其特点是可靠性高、纠错能力强通信速度为10M波特率。通信环可以挂接250个节点两相邻节点间距离2,000米。环形的高层通信层所具备的这些结构和能力保证了全厂控制和管理的实现。2分散、独立的现场控制结构HCU负责现场过程信号的采集和处理。而这些功能的完成，都由控制处理器模件及相应的I/O子模件来实现。在CAB系列的机箱内，通过本身的总线通信网络可以加挂30个控制器，一个控制器又可以通过子总线带64子模件。I/O模件对现场信号进行予处理，控制器实现实用组态。控制器可以冗余配置，以保证实时过程控制的完整性。尤其是它的高度模件化结构，可以用

33、简单的配置方法，实现复杂的过程控制。3经济有效的模件化电源系统在HCU内，模件及相应现场的I/O，由分布式的模块化电源系统供电。在系统的实际应用时，视用电量的大小和外电源输入方式，实现相应2N冗余以提高可靠性。这种电源可以带电插拔，给更换给维修带来了方便，并且不影响过程运行。电源采用的输出共担特性既经济有效，又有利于由耗电产生热量的发散，更有利于电源及其它过程模件的长时间稳定运行。4功能齐全的人与系统接口Symphony具备一系列不同规模的人与系统接口，为过程控制及监视和管理提供服务。它们不仅具有多种如：趋势图、动态流程、报警管理、报表及记录、存档等监控功能。而且它还把企业管理所需的数据采集和

34、通信加以实现。这一设备能够组成客户/服务器结构，并配有报警显示盘、鼠标器等输入方式。操作员通过彩色动态画面，可以在这个窗口上进行过程及管理的一切监视、操作做到：显示丰富、操作方便、管理有章、记录准确等。5丰富、实用的过程控制应用软件HCU控制结构内的控制器支持数种控制应用软件如：丰富及成熟的功能码：用高级编程语言环境如：梯形图逻辑编写的顺序控制特性；批处理编写的间歇过程控制；适于复杂模糊控制的专家系统；及“C”、“BASIC”编写的程序等。在功能码中，它可包括基础的控制算法如：PID、AND、OR、驱动器等；也可以包括：SMITH、矩阵、自适应、多变量控制等高级功能码。6简单、易用的组态手段和

35、工具Symphony系统用于软件组态、系统调试、维护最多的设备是以个人计算机为基础的工程工具。通过它可以对系统进行软件的组态，对有的设备形成数据库和操作员接口站的各种画面和各种报表、打印格式。同时，它可以用于实际场现程序调试及参数整定等功能，这样就能大大缩短现场的开工调试时间和减少重复性的工作。二、在采用的技术方面：1巧妙的利用通用技术在Symphony系统内大量采用了当代新型的通用技术如：通用计算机、操作系统、图形界面、窗口能力等。尤其是在系统内使用的客户/服务器结构、WindowsNT系统；CD-ROM历史数据存储；数据浏览器；文件管理器等，都给系统带来了不可估量的活力。使它具有十分丰富的

36、，可利用的技术资源和很好的产品可选择空间。另外，它也能够不断跟上更新技术的发展，补充它的能力和功能。2广泛采用标准化技术SymphonyRack系统把一批标准技术作为整个系统的基础。IEEE802.2以太网通信结构及协议；19英寸模件安装结构和框架；符合1SA的图形结构和界面；这些技术包括通用和开放的操作系统；标准计算机接口及总线，使系统能够十分容易的与其它系统连接和系统更新。3大力推广新型的技术Symphony系统把计算机技术、网络技术、窗口技术、控制技术、管理技术等十分有效地融进了它的结构中，使它具有很好的操作性、与人的界面友好、数据交流和传播简洁方便等特性。正是由于系统采用了新技术，所以

37、它才能够不仅优秀的完成过程控制的功能，而且还有效地完成系统、生产、企业等多方面的管理功能，而成为一个当代十分优异的过程控制和过程管理系统。第二章 Symphony的现场控制单元现场控制站Harmany Control Unit(HCU)是Symphony系统实现过程控制的主要现场设备。其核心是多功能处理器IMMFP。IMMFP插在HCU的模件安装单元内，就能完成过程控制中的回路控制、顺序控制和数据采集、以及优化控制等操作。第一节 现场控制站的结构HCU系列主要含有四大部分：机械结构、通信结构、控制实现的模件化结构、与现场设备的连接结构。一、机械结构现场控制站HCU是一柜式的现场设备主要包括：C

38、AB系列机柜，主要有两个系列的产品即：标准普通机柜及全密封机柜。MMU模件安装单元，安装印刷电路板的插笼，供模件安装并为模件提供电气和通信连接。每一个MMU可以安装12个单槽位的模件。一个CAB系列机柜最多可安装8个模件安装单元MMU。PMU电源安装单元，供电源模件安装。TMU端子安装单元，供端子单元安装。TU端子单元，提供现场设备与模件的I/O信号连接。二、通信结构在每一个HCU中，都有控制通道及子扩展总线两层通信网络。通信介质为印刷电路板，安装于MMU的后部。模件可以直接、可靠地连接到通信通道上进行信息传送。三、模件结构HCU内包括：通信模件、控制模件、I/O模件、电源模件等四种结构。通过

39、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。四、连接结构I/O子模件通过专用KTU电缆与相应的端子单元连接，而端子单元的端子排可与现场设备相连，从而组成与现场的连接结构，去完成相应的过程控制策略。第二节 现场控制站的通信模件对现场控制单元接口能支持硬件冗余(见图2-1)。在冗余组态中，有2个NIS模件和2个NPM模件。其中一对模件是主模件，另一对是后备模件。现场控制单元接口由INNIS01网络接口子模件和INNPM11网络处理模件组成。通过该接口，现场控制单元一方面可以经NIS和INFI-NET相连，另一方面经NPM和控制通道相连。如果主模件出现了故障，后备模件就会自动接

40、替主模件的工作。一、INNIS01网络接口子模件NIS模件是一个I/O模件，它和NPM模件一起工作。它能够与INFI-NET环路上所有的节点进行通讯。NIS模件是一个单印刷电路板模件，它在模件安装单元上占有一个槽位。它通过子扩展总线与NPM模件进行连接。 图2-1 冗余现场控制单元接口面板上的两个螺钉将NIS模件固定到模件安装单元上。在面板上有16个LED显示错误码以及事件/错误计数。NIS模件有3个板边连接器，用来连接外部信号和电源(P1，P2和P3)，连接器P1连接模件电源。连接器P2将NIS模件连接到子扩展总线上以便和NPM模件通讯。与其它节点的串行通讯是通过连接器P3用电缆与端子单元或

41、端子模件连接进行的。节点间的通讯是通过连接每一节点上的端子单元或端子模件的同轴电缆或双绞线电缆进行的。1INNIS01的开关和跳线设置（1） 开关设置在NIS模件上有4个开关。其中3个开关用来设置相关的地址，1个用来设置模件的运行方式。它们在模件上的布置如图2-2所示。图2-2 INNIS01模件开关和跳线器的布置 开关SW1-节点地址，用来设置节点地址。有效的节点地址是从1到250。(参阅表2-1) 。第1位是最高有效位，它的二进制权值是128。第8位是最低有效位，它的二进制权值是1。在提供的用户设置区域记录开关SW1的设置。表2-1 INNIS01模件开关SW1的设置开关位置(二进制值)节

42、点地址举例1(128)2(64)3(32)4(16)5(8)6(4)7(2)8(1)100000001640100000025011111010用户设置 开关SW2-环路地址，该开关用来设置环路地址。有效的环路地址是从1到250(参阅表2-2)。在提供的用户设置区域记录开关SW2的设置。表2-2 INNIS01模件开关SW2的设置开关位置(二进制值)环路地址举例1(128)2(64)3(32)4(16)5(8)6(4)7(2)8(1)100000001640100000025011111010用户设置 开关SW3-环路方式开关，用来设置模件校验、LED显示方式和诊断方式。开关SW3允许或禁止R

43、OM校验和，确认环路运行方式为INFI-NET现场控制单元或INFI-NET至计算机接口，并且设置环路通讯速率为2M波特或10M波特(参阅表2-3)。表2-3 INNIS01模件开关SW3的设置接 点设置功 能用户设置11未使用0该NIS模件是现场控制单元或INFI-NET至计算机接口的一部分21允许进行ROM校验和0禁止进行ROM校验和31检测方式：握手信号故障时不暂停0正常运行方式431所有环路信号返回一个正在忙的否定确认0正常运行方式531A组LED将会反复闪亮,如果环路1空闲或被短掉B组LED将会反复闪亮,如果环路2空闲或被短掉否则为正常显示。0LED显示由开关SW4确定631诊断方式

44、0正常运行方式7/80/010M波特 INFI-NET方式0/12M波特 INFI-NET方式1/0未使用1/1未使用 开关SW4-I/O模件地址与计数器，NIS模件可以有从0到7的I/O地址。开关SW4的1到3位设置NIS模件的子扩展总线地址，子扩展总线地址的设置参阅表2-4。 4到8位设置模件事件及错误计数器的地址。并用前面板A组及B组LED显示出来。LED B8是最高有效位，LED A1是最低有效位。表2-5列出可能的事件计数器地址，表2-6列出可能的错误计数器地址。在给定的位置上记录开关SW4设置。表2-4 INNIS01模件地址设置开关位置地址举例1(4)2(2)3(1)100030

45、117111用户设置表2-5 INNIS01模件事件记数器开关位置(二进制)十六进制值说明456780000000定时器中断次数0100109接收到的多址广播信息个数(不包括源信息)010100A接收到的多址广播目标个数010110B接收到的时间同步信息的个数(不包括最源信息)011000C接收到的广播信息个数(不包括源信息)011010D接收到的NIS轮询信息个数(不包括源信息)011100E被该节点确认的轮询信息数011110F被该节点确认为忙的轮询信息数1000010发送信息个数(整个环路的传输)1000111被该节点接收并转发的环路信息个数1001012该节点产生的信息个数(包括重发)

46、1001113被该节点重发信息的个数1010014由于看门狗动作而发送的信息个数1010115放入接收缓冲区保存的信息个数1011016该节点发送的字节数(包括重发)1011117该节点接收及转发的字节数1100018子扩展总线与NIS模件连接（握手）次数1100119子扩展总线至发送缓冲区信息个数110101A子扩展总线PCU状态请求次数110111B子扩展总线模件状态请求次数111001C子扩展总线无效状态中断111011D由于无效内容而引起的发送缓冲区重排次数111101E接收缓冲区重排的次数111111F状态缓冲区重排的次数用户设置表2-6 INNIS01模件错误计数器开关位置4567

47、8十六进制值说明0000101环路1收到错误数0001002环路2收到错误数0001103该节点发送出错次数0010004由于接收队列溢出丢失的信息个数0010105由于循环计数器出错而丢失的信息个数0011006由于目标计数或信号类型错误而丢失的信息个数0011107由于源状态错误而丢失的信息个数0100008由于源序序列不匹配而丢失的信息个数（2） 跳线器设置在NIS模件上有6个跳线器用来设置接收器模拟电路的通讯速率。跳线器位置见图2-2。所有6个跳线器必须设置成相同的形式。跳线器的设置说明在NIS电路板左上角。跳线器的设置必须与开关SW3的第7和第8位所设置的通讯速率相配。图2-3给出了

48、对于不同环路方式时跳线的设置。图2-3 INNIS01模件跳线器设置2INNIS01模件相应的端子及设置INNIS01网络接口子模件(NIS)可以使用NTCL01通讯端子单元(TCL)进行端接。TCL单元上的跳线器选择连接NIS模件与INFI-NET系统所用电缆的类型。图2-4给出了跳线器与连接器的位置。图2-5与图2-6给出了同轴电缆或双绞线的连接方法。表2-7列出TCL单元软件版本D与E的电路板上跳线器的设置。表2-8列出TCL单元软件版本F或更高的电路板上跳线器的设置。表2-7软件版本D与E的NTCL01跳线器的设置跳线器设置跳线器号码双绞线电缆同轴电缆J5-J122-32-3J13-J

49、181-22-3表2-8 软件版本F或更高的NTCL01跳线器的设置跳线器设置跳线器号码双绞线电缆同轴电缆J5-J101-22-3图2-4 NTCL01连接器与跳线器位置(版本F或更高的)图2-5 NTCL01与INNIS01模件的同轴电缆连接图2-6 NTCL01与INNIS01模件的双绞线电缆连接图2-7 冗余HCU接口的电缆连接3模件运行在接通电源时，INNIS01网络接口子模件微处理器处于复位方式，直到与它相关的INNPM11网络处理模件清除复位方式并允许固件执行自诊断例行程序。NPM模件决定什么时候NIS模件进入在线。NIS模件以开关SW3的第7到第8位设置的环路方式进入在线，并由开

50、关SW4的第4到第8位设置计数器的显示类型。图2-8 INNIS01模件面板LEDS二、INNPM11网络处理模件INNPM11模件作为INFI-NET与控制通道之间的翻译者。不仅拥有现场控制单元例外报告数据库而且指挥现场控制单元接口的工作。它通过子扩展总线直接与INNIS01模件通讯，通过控制通道与现场控制单元内的所有控制模件进行通讯NPM模件是一个单印刷电路板模件，它在模件安装单元中紧邻INNIS01模件占据一个槽位。电路板含有以微处理器为基础的通讯电路，它能与INNIS01模件及所有控制通道模件进行连接。NPM模件面板上两个螺钉将模件固定在模件安装单元上。面板上含有8个CPU LEDS、

51、一个状态LED和一个停止/复位按钮。NPM模件有3个连接外部信号与电源的板边连接器(P1，P2和P3)。连接器P1连接到公共端(地)，+5VDC电源及控制通道。连接器P2把NPM模件与INNIS01模件连接在一起。连接器P3提供主现场控制单元接口与后备现场控制单元接口之间的通讯。在现场控制单元内NPM模件通过子扩展总线与INNIS01模件通讯。NPM模件定时论询控制模件(通过控制通道或模件总线)的例外报告，将有相同目的节点的例外报告打包，打包将去往同一目的(或多目的)的所有例外报告组成一个信息，然后由INNIS01模件将它们作为单个信息发往其它INFI-NET节点。该过程减少了需要的发送请求的

52、数量，并且调整信息的长度以获得最大INFI-NET环路效率。1INNPM11的开关和跳线设置在INNPM11模件上有两个开关用来设置模件地址和运行方式。它们在模件上的布置如图2-9所示。图2-9 INNPM11模件开关与跳线器位置（1） 开关设置 开关SW3-运行方式，开关SW3是个8位开关，它确定NPM模件的运行方式与控制通道地址。表2-9列出开关SW3的设置。表2-9 INNPM11模件开关SW3设置开关位设置1,2功能2用户设置11允许硬件诊断0禁止硬件诊断20未使用31模件总线方式(800K波特)0控制通道方式3(1M波特)4-70未使用841控制通道模件地址10控制通道模件地址0注：

53、1. 0=CLOSED or ON，1=OPEN or OFF：2. 黑体区指定正常运行方式选择。3. 为运行在控制通道方式中.节点中所有模件都必须运行在控制通道方式中。4. 一对冗余的NPM模件中的每一个必须有唯一的地址。 开关SW4-方式选择，开关SW4是一个8位开关，用来设置运行方式。参阅表2-10进行选择设置。表2-10 INNMP01模件开关SW4的设置开关位设 置功 能用户设置11禁止进行ROM校验和0允许进行ROM校验和21允许在电源系统故障时模件继续运行0禁止在电源系统故障时模件继续运行31允许模件冗余0不允许模件冗余41允许INFI-NET诊断0禁止INFI-NET诊断5/60/0例外报告轮询速率：1次/秒(慢)0/1例外报告轮询速率：2次/秒(慢)1/0例外报告轮询速率：4次/秒(标准)1/1例外报告轮询速率：8次/秒(快)71允许检测方式0禁止检测方式80未使用（2） 跳线器设置在NPM电路板上有5个跳线器。见图2-9，跳线器的布置。跳线器J1至J4指引信号到达端子单元或端子模件。这些