FCU713-S控制器使用手册

ECS-700

控制器

FCU713-S

使用手册

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文档标志符定义

警告：标示有可能导致人身伤亡或设备损坏的信息。

WARNING:Indicatesinformationthatapotentiallyhazardoussituationwhich,ifnotavoided,

小couldresultinseriousinjuryordeath.

电击危险：标示有可能产生电击危险的信息。

RISKOFELECTRICALSHOCK:IndicatesinformationthatPotentialshockhazardwhere

AHAZARDOUSLIVEvoltagesgreaterthan30VRMS,42.4Vpeak,or60VDCmaybeaccessible.

防止静电：标示防止静电损坏设备的信息。

▲ESDHAZARD:IndicatesinformationthatDangerofanelectro-staticdischargetowhich

equipmentmaybesensitive.Observeprecautionsforhandlingelectrostaticsensitivedevices

注意：提醒需要特别注意的信息。

AATTENTION:Identifiesinformationthatrequiresspecialconsideration.

提示：标记对用户的建议或提示。

TIP：Identifiesadviceorhintsfortheuser.

设备安全警示标志

下表列出了在设备中使用的安全警示标志符号及描述。

编号符号描述

直流（电）。文档可使用缩写DC

1

———Directcurrent

交流（电）。文档可使用缩写AC

2

Alternatingcurrent

1L作接地端f-

3

±Groud(Earth)terminal

保护接地端子

4

Protectiveearth(ground)terminal

抗干扰接地端子

5

Referenceground(Earth)tcnninal

机架或机箱端子。

6

Frameorchasis

等电位。

7

工Equipotentiality

通（电源）。

8

1On（power）

断（电源）。

9

OOff（power）

警告，电击危险。

10

ACaution,riskofelectricshock

警告，热表面。

II

ACaution,hotsurface

警告，危险。

12

小Caution.riskofdanger

静电敏感器件(ESD)

13>

3Electrostaticsensitivedevices4.

目录

FCU713-S控制器.........................................................................1

I基本说明................................................................................I

1.1网络环境..........................................................................1

1.2功能特点..........................................................................2

1.3硬件环境..........................................................................2

2性能指标................................................................................2

3使用说明................................................................................4

3.1结构简图..........................................................................4

3.2外形尺寸..........................................................................5

3.3指示灯说明........................................................................5

3.4拨码开关说明.....................................................................6

3.5掉电保护电池说明...............................................................7

3.6接线说明..........................................................................8

361电源连接和秒脉冲同步线连接.................................................8

3.6.2过程控制网连接.............................................................9

3.6.3本地I/O总线连接..........................................................10

3.6.4扩展I/O总线连接..........................................................12

3.7基座选型.........................................................................13

3.8安装维护说明.....................................................................13

3.8.1模块装卸.................................................................13

3.8.2更换掉电保护电池........................................................16

3.8.3控制器重启...............................................................17

3.8.4指示灯故障现象分析及解决方法.............................................17

3.9硬件组态参数说明..............................................................18

3.10控制器状态诊断................................................................20

4工程应用...............................................................................21

4.1应用注意事项....................................................................21

4.2故障处理.........................................................................21

5资料版本说明...........................................................................22

FCU713-S控制器

1基本说明

控制器FCU713-S是ECS-700系统的核心单元，可周期性地采集I/O模块的实时过程信息，将

这些信息进行综合运算处理，并将处理结果周期性地输出到I/O模块，完成对现场控制对象的实时

控制。FCU713-S所执行的运算处理程序使用符合IEC6113L3标准的图形化组态软件进行编程。

FCU713-S周期性地向过程控制网发送实时过程信息，使得该网络上的所有操作节点均可实时监

控控制站的各种状态。同时，过程控制网上的操作节点也可以主动查询FCU7I3-S的各种信息。

控制器FCU713-S作为SOE系统主站，收集SOE模块中的SOE原始记录，为SOE原始数据打

上完整的时间标签并保存到数据记录库中，当服务器来索要数据时，将SOE记录送给服务器。一个

FCU713-S控制器可缓冲3000条SOE记录。

1.1网络环境

如图1-1所示，FCU7I3-S向上通过过程控制网络与操作节点（操作员站、工程师站、数据服务

器等）相连，接收操作节点发出的管理信息，并向操作节点传递工艺装置的特性数据和采集到的实

时数据，从而使操作员可以灵活方便的完成各种控制和监视力能；向下可以直接通过本地I/O总线完

成与同一机柜内的I/O模块的信息交互，并可通过扩展I/O总线完成与分布在其它机柜内的12连接模

块和通信模块的信息交互。

过程控制网

扩展1/0总线

通信模块工/暗接模块

I/O模块

图1-1FCU713-S在ECS-700系统网络中的位置

1.2功能特点

•采用三个32位嵌入式微处理器协同处理控制站的任务，功能强、速度快，最大幅度地提升

控制器处理能力；

•基本扫描周期可组态，可根据需处理任务的大小选择合适的基本扫描周期，从而使控制器

的负荷得到了控制，提高系统的稳定性和可靠性；

・最快20ms扫描周期，响应速度快、实时性高；

•控制软件和算法模块采用模块化设计，核心程序固化在Flash存储器中：

•通过本地I/O总线，FCU713-S口J直接连接64个I/O模块；

•支持31个可远程安装的扩展I/O节点；

•过程控制网和扩展I/O总线采用冗余的100Mbps工业以太网，使系统数据传输实时性、可

靠性、网络开放性有了充分保证：

•支持FF现场总线；

•控制器、过程控制网以及I/O总线均支持1：1热备冗余或非冗余配置，互为冗余的两个控

制器在一个周期内完成过程信息同步，冗余控制器中的一个控制器发生故障时，另一个控

制滞仍可正常工作，从而提高控制器的可靠性，确保现场控制的连续性和稳定性；

•提供控制器、I/O连接模块、通信模块、I/O模块、I/O通道级综合的故障诊断：

•支持组态单点在线下载，可在不影响生产的情况下法行组态修改，在组态下载时仅更新当

前修改的组态从而提高组态更新速度，确保组态更新过程中的安全性；

・最快200ms的站间通讯速度，确保多个控制站间共享信息的实时性；

•提供故障安全功能，询保在故障情况下，系统输出安全可靠；

•采用全封闭模块化安装，提高系统防尘抗震能力，增强了模块的可靠性。

1.3硬件环境

控制器FCU713-S为独立模块，安装在控制站机柜中。

ECS-700系统中，每个控制站只能设置一个控制器或一对冗余的控制器。冗余的一对控制器必

须安装在同一个控制器基座的A、B插槽中。

2性能指标

表2-1FCU713-S性能指标

项目性能指标

主频500MHz

DDR256MB

FLASH152MB

工作电压24VDC±5%

本地I/O模块最大数量64

I/O连接模块或者通信模块数量31

项目性能指标

最大I/O点数4000

AI最大数量2000

AO最大数量1000

DI最大数量4000

DO最大数量2000

最大自定义整型量KXX)

最大自定义开关量5000

最大自定义模拟量3000

用户程序最大页数500

站间通讯发送容量512Byies

站间通讯接收容量512Bytesx64

最快站间通讯周期200ms

基本扫描周期lOOnis、200ms、500ms可组态

最快扫描周期20ms

组播周期固定Is

热插拔上持

功耗5W

在有SNTP时钟服务器，有秒脉冲同步信号时：

单站1ms.站间2n0

时间同步精度

在有SNTP时钟服务器，没有秒脉冲同步信号时：

单站30ms,站间50ms。

L-Bus总线通讯距离<10m

冷后动时间24V断电即为冷启动

位号变动组播<1包/基本扫描周期

EMC指标

•抗电快速脉冲群干扰：工业三级A

•抗浪涌冲击：工业三级A

•抗射频电磁波干扰：工业三级A

•抗静电放电干扰：工业三级A

环境要求

•工作温度：(-20~70)℃

•工作相对湿度：5%~95%,不结露

•存放温度：(-40^85)℃

•存储相对湿度：5%~95%,无凝露

•振动频率：（10、150）Hz

•振动位移幅值：O.O75inm

•防腐等级：防腐处理

3使用说明

3.1结构简图

图3-1控制器FCU7I3-S单元培构图

如图3」所示，控制器单元由一对冗余控制器和1个基座构成。FCU713-S的配套基库为

MB712-So控制器由控制器硬件和外壳构成，带状态指示灯。基座作为控制器与其它部件的连接接

口，具备供电、连接I/O总线、连接SCnet网络、连接时钟同步秒脉冲信号等功能，并可设置控制器

过程控制网网络地址。基座上提供了8盏网络连接状态指示灯，指示过程控制网、扩展I/O总线的连

接状态。

表3-1控制器基座接口说明

接口名称说明

E-BusA扩展I/O总线A网口

E-BusB扩展I/O总线B网口

SCnclA过程控制网络A网口

SCnetB过程控制网络B网口

L-BusA本地I/O总线A网口

LBusB木地I/O苒线R网口

CLK+秒脉冲差分信号高电平接线端子

CLK-秒脉冲差分信号低电平接线端子

V1+、V2+、VI-、V2-两路冗余24V直流电源接线端子

3.2外形尺寸

控制器单元由控制器模块与控制器基座组成，其外形尺寸如图3-2所示。

3.3指示灯说明

将控制站硬件组态、位号组态、控制算法下载到控制器之后，控制器立即按照组态进行工作。

通过检查控制器面板指示灯状态或者使用故障诊断软件可以确定控制器是否正常工作。FCU713-S面

板上提供6个指示灯，可以指示出控制器的基本状态，具体含义如表3-2所示。

表3-2FCU7I3-S面板指示灯

指示灯常态其他状态可能原因

Faull（红）灭亮硬件故障

1.无组态

2.组态更新过程

Slatus（绿）亮闪

3.组态恢复过程

4.系统运行超时

工作：亮--

Duplex（绿）

备用：火--

灭冗余的SCnet网络均故障

（绿）

SCnet亮L模块IP地址冲突

闪

2.单条SCnet网络故障

灭冗余的E-Bus总线均故障

E-Bus（绿）亮

闪单条E-Bus总线故障

灭有一对或者两对冗余的L-Bus总线故障

L-Bus（绿）亮

闪单条L-Bus总线故障

3.4拨码开关说明

FCU713-S作为过程控制网上的一个节点，在开始正常工作之前，必须设定其在过程控制网上的

IP地址，一对冗余的控制器仅需设定一个IP地址，系统自动洛相邻的一对IP地址分配给一对冗余的控

制器。域地址和域内节点地址均在控制器基座MB712-S上设置，如图3-3所示。

图3-3设置控制器IP地址

IP地址格式为172.子网地址.域地址.域内节点地址:

•子网地址：20或者21。连接A#过程控制网时对应2冲子网；连接B#过程控制网时对应21#

子网。两个子网互为冗余，同时工作。

•域地址：0~59。通过域地址拨码开关SW1可设置域地址，如表3-3所示。

•域内节点地址：2~127。通过域内节点地址拨码开关SW2可设置域内节点地址，如表3-4

所示。

表3-3FCU713-S域地址拨码设置

拨码开关（高位•低位）SW1

域地址

SW1-1SWI-2SWI-3SWI-4SW1-5SW1-6SW1-7SWI-8

0OFFOFFOFFOFFOFFOFFOFFOFF

1OFFOFFOFFOFFOFFOFFOFFON

・・・••・••••••••••••••••••

58OFFOFFONONONOFFONOFF

59OFFOFFONONONOFFONON

表3TFCU7I3-S域内节点地址拨码设置

拨码开关（高位-低位）SW2

节点地址

SW2-1SW2-2SW2-3SW2-4SW2-5SW2-6SW2-7SW2-8

2OFFOFFOFFOFFOFFOFFONOFF

4OFFOFFOFFOFFOFFONOFFOFF

6OFFOFFOFFOFFOFFONONOFF

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・•・

124OFFON()\ONONONOFFOFF

126OFFONONONONONONOFF

注意：

•控制器域地址拨码开关（SVVLl、SW1-2）拨码无效。

A•控制器域内节点地址不能设置为0#,1#。

•控制器域内节点地址拨码开关最低位和最高位（S\V2・8、SW2，）拨码无效。

•控制器域内节点地址ADD必须设置为偶数，其冗余的节点地址自动变为ADD+U

3.5掉电保护电池说明

当控制器突然掉电时，切换成掉电保护电池供电，控制器中的组态数据将自动进行备份。当控

制器重新上电时，控制器会进行组态恢复，从而避免控制器中的数据因掉电丢失。最新的组态数据

备份时会自动覆盖上一次备份的数据。

掉电保护电池位于控制器面板活动盖板下方的电池板上，电池板上集成了可充电电池、电池开

关、离线组态清除开关、组态备份/清除指示灯，如图3-4所示。

•电池开关：用于开启/关闭电池。电池开关为OFF时，不启用电池；为启用电池。

•组态备份/清除指示灯：控制器断电时，如果电池电压正常，控制器将进行组态备份，此时

指示灯亮；当指示灯灭后，表示组态备份已经完成,

•离线组态清除开关：手动清除备份的数据。按•下离线组态清除开关，指示灯亮。若后续

无操作，指示灯会在1分钟后熄灭；若继续长按离线组态清除开关，则指示灯闪烁，表明

正在清除组态，待指示灯灭后，控制器组态被清除，

注意：

A在启用控制器前，请确保已经启用保护电池，即电池开关置为ON。

掉电保护电池更换维护的方法，请参见3.8.2更换掉电保护电池。

3.6接线说明

3.6.1电源连接和秒脉冲同步线连接

时钟同步和电源接线端子结构如图3-5所示。

图3-5时钟同步和电源接线瑞子

控制器基座采用两路冗余24V电源供电，系统电源与系统电源接线端子的对应关系如表3-5：

表3.5系统电源与系统电源接线端子对应关系

系统电源系统电源接线端子

+V1+

第一路供电

-VI-

+V2+

第二路供电

-V2-

时钟同步端子CLK+和CLK-用来接入外部时钟同步信号。

需要使用SOE的应用场合，必须配备授时仪，并将授时仪发出的秒脉冲信号转换成差分信号接

入到FCU713-S中，从而进行时钟同步，确保SOE时间的准确性。

•CLK+：秒脉冲差分信号高电平

•CLK-：秒脉冲差分信号低电平

在对控制器时钟精度要求较低的场合，可不接秒脉冲同步线，使用SNTP服务器同步控制站时

钟即可。

3.6.2过程控制网连接

过程控制网使用高速冗余工业以太网，网络拓扑结构为总线形结构或星形结构。在单个控制域

内最多可连接60对控制器（冗余配置），如图3-6所示。

数

工操

■

程i作据

师员服

7

站d站叁

控制器

60对

连接

内可

制域

个控

6单

图3-

络通

A网

器的

控制

冗余

，将

5线

过RJ4

，通

所示

图3-7

图如

示意

连接

net的

网SC

控制

过程

器与

控制

机、

网交换