1.CENTUM CS3000 R3 FIO系統概述

    日本橫河電機公司自1915年成立以來，致力于計測儀表與控制裝置的研究開發和制造，始終處于國際儀器儀表領域的領先地位。1975年推出世界上第一套分散型控制系統（DCS）：CENTUM系統，使工業過程自動化控制技術產生了一次歷史性的飛躍。自CENTUM系統問世以來，橫河DCS產品以其可靠性高、技術先進、功能強大、使用方便等特點而深受世界各地用戶的信賴。

當前，隨著產業信息技術的飛速發展，以提高綜合經濟效益為目標的綜合生產及管理的自動化成為必然趨勢。為此，橫河在產品的設計制造、研究開發上提出了面向21世紀的ETS（Enterprise Technology Solution）的概念，從企業的生產運行和綜合效益為出發點，充分滿足工廠的各種需求，以最先進的技術及最可靠的產品，為用戶提供從設計開發到現場服務的完善的優化的適用的綜合決策方案。CS( Concentrate Solution)就來自于綜合和解決方案兩個含義。CS3000就是CS系列中最新的產品。

1.1系統特點

Ø      綜合性：

CENTUM-CS3000是一個功能齊全的系統。它綜合了各種控制、各種管理、各種自動化以及實時控制數據和其它信息數據。

Ø      開放性：

CS3000系統是緊跟IT技術發展的開放性局域網結構。操作站的硬件采用最新開發出來的PC機；系統軟件它采用中文版的最新的Windows 2000 或 XP作為操作系統（不是英文版加中文字庫）；應用軟件提供DDE和OPC，它可以直接同用戶的上位信息管理系統（MIS）、Internet網 ,Intranet網（企業內部的局域網）連接和通信；還可以直接使用PC機的各種通用應用軟件如MS-Excel，Visual Basic等；也可以與在UNIX上運行的大型Oracal數據庫進行數據交換；此外還可以同其它多種子系統如各種PLC、FF現場總線及Profibus-DP、Profibus-PA現場總線等進行通信。

Ø      高可靠性：

FIO控制站可采用4個CPU的冗余技術（Pair & Spare），可以實現在任何故障及隨機錯誤產生的情況下連續不間斷地運行；FIO的輸入輸出模塊均可實現雙重化，包括FF現場總線通信模塊（世界第一）；V net總線采用交替工作模式的雙重化（區別于備用模式的雙重化），隨時能檢測出有故障的通信總線；FF現場總線與CS3000系統的連接測試已獲得FF現場總線基金會的通過（2000年9月，世界第一）；模塊采用表面安裝技術，可帶電拔插并具有1500VAC/分抗沖擊性能；系統接地電阻為100歐姆等多項高可靠性尖端技術，使系統具有極高的抗干擾和耐環境等特點，非常適用于石化及化工行業的運行環境。

Ø      高性能：

FIO控制站采用高速RISC處理器VR5432(233 MHz)，可進行64位浮點運算，具有強大的運算和處理功能，可進行50ms控制周期的模擬和邏輯控制及各種復雜的運算功能。

Ø      高效簡捷的工程：

CENTUM-CS3000提供高效CAE（計算機輔助工程），直接用Control Drawing圖或填表格的方式進行軟件組態，使軟件組態變得非常簡單和直觀（沒有計算機概念，無須計算機知識）；并且可以幾位儀表人員同時離線進行組態，最大限度地縮短了工程時間。此外，可提供測試軟件和FCS仿真軟件，使用戶在系統安裝前已完成了組態和調試工作，有效地減少了現場的工程時間。

Ø      可擴展性：

CS3000系統可從2個站擴展到256個站；向上可連廠/公司上位計算機網絡及Internet網；向下可連各種PLC及現場總線等子系統。

CENTUM-CS300 R3 FIO還可與橫河以往的DCS系統如CENTUM-V、CENTUN XL、XL、CENTUM CS、CENTUM CS1000等系統通過總線轉換器方便地連接在一起，實現對既有系統的監-視和操作。

CS3000控制系統是技術先進、性能可靠、成熟的系統；其軟硬件配置合理、完善、易于擴展。能完全滿足化工裝置流程生產的過程控制、檢測與管理的需要。

1.2系統圖

1.3 系統設備

Ø      HIS工程師站：

采用Windows 2000 或 XP作為操作系統的通用PC機。用于系統組態和仿真調試等工程；也可以用于對過程控制的操作和監-視。

Ø      HIS人機接口站（操作站）：

采用Windows NT 或 2000作為操作系統的通用PC機。用于對過程控制的操作和監-視。

Ø      FCS控制站：

FCS現場控制站具有冗余CPU的結構；它的最新種類是具有FIO節點（現場網絡IO子系統）的KFCS，該控制站通過高速的通信總線（128Mbps的ESB總線，10Mbps的ER總線）與輸入輸出模塊相連。它的安裝方式可以是19”標準機架。FCS控制站用于過程I/O信號輸入輸出及處理，完成連續的模擬量控制、斷續的邏輯/順序控制及各種復雜運算等實時功能。

Ø      通信網絡：

CENTUM-CS3000系統具有三級分層網絡結構，將過程實時數據、運行操作監-視數據（信息）同非實時信息和共享資源信息分開，分別使用不同的網絡。有效地提高了通信的效率，降低了通信負荷。

¨        信息層：Ethernet

用于工程師站、操作站以及上位計算機之間信息數據的交換。

通信標準：符合IEEE802.3標準

通信規程：TCP/IP、FTP

控制方式：CSMA/CD

通信速率：10Mbps

¨        控制層：V net

用于工程師站、操作站及控制站等之間實時數據交換（雙重化）。

通信標準：符合IEEE802.4標準，交互式冗余

通信規程：Token- Passing(令牌傳遞)

每個站發令牌次數：200-1000次/秒，( V-NET極限通信負荷時>200次/秒)

校驗方式：CRC循環冗余碼及Sum 總和碼雙重校驗

通信速率：10Mbps

通信距離：最大20 km（光纖）

傳輸介質：同軸電纜/光纖

雙重化方式：交互使用，約500次/秒

¨        輸入/輸出層：有RIO、ESB和ER

用于控制站中的控制單元與遠程I/O中的現場信號交換。

Ÿ           RIO (Remote Input Output)

通信方式：Puling/Selecting

通信速率：2Mbps

RIO節點：最多8個

通信距離：最大2km（光纖）

傳輸介質：雙絞線、同軸電纜、光纖

Ÿ           ESB (Extended Serial Backboard bus)

通信速率：128Mbps

FIO節點：最多10個（就地節點）

通信距離：最大10m

Ÿ           ER (Enhanced Remote bus)

通信方式：符合Ethernet 標準

通信速率：10Mbps

FIO節點：最多15個（遠程節點）

通信距離：最大2km（光纖）

傳輸介質：雙絞線、同軸電纜或光纖