课题学习论文
论文题目：浙大中控ESC-100 DCS系统的
硬件应用及网络构成
姓 名： 余 海 洪 部 门： 电 控 部 单 位： 重庆宜化化工有限公司 时 间： 2017年第三季度
一、绪论
DCS是集散控制系统的简称，是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机，通信、显示和控制等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。DCS通过操作站对整个工艺过程进行集中监视、操作、管理，通过控制站对工艺过程各部分进行分散控制，既不同于常规仪表控制系统，又不同于集中式的计算机控制系统，而是集中了两者的优点，克服了它们各自的不足。DCS以其可靠性、灵活性、人机界面友好性及通讯的方便性等特点日益被广泛应用。
重庆宜化化工有限公司主要用的DCS厂家为浙大中控、和利时、西门子，下面我将主要介绍本人学习的浙大中控ESC-100系统。
二、硬件应用
ESC-100系统的主要硬件组成为机柜、机笼、卡件和端子板。下面将逐个介绍它们的功能。
1、机柜
机柜主要将设备的各类电器、元部件、线缆等集中组合并装载，便于设备美观和安装。如图1所示。
图
12、机笼
机笼用于安装系统卡件与各类I/O卡件。机械结构设计符合硬件模块化的总线结构设计要求，采用方便的插拔卡件，容易扩展的带导轨的机笼框架结构。I/O机笼可与主控制机笼放置在同一个机柜中，也可以放置在不同机柜中。如图2所示。
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图 2
3、卡件和端子板
中控ESC-100系统主要运用的卡件有FW247，FW235，FW351，FW352，FW353，FW372，FW366，FW367。
① 主控制卡FW247是ESC-100系统的核心单元，在系统中完成数据采集、信息处理、控制输出等功能。主控制卡通过数据转发卡FW235实现与I/O卡件的信息交换。利用信号输入卡周期性地采集现场实时过程信息，在主控制卡内执行综合运算处理后，通过信号输出卡输出控制信号，实现对现场控制对象的实时控制。
② 数据转发卡FW235是系统卡件机笼的核心单元，是主控制卡连接I/O卡件的中间环节，它一方面和主控制卡进行通信，另一方面管理本机笼的I/O卡件。通过数据转发卡，一块主控制卡可扩展1到8个卡件机笼，即可以扩展最多128块不同功能的I/O卡件。同时数据转发卡支持卡件冗余，任意时刻有工作卡进行实时数据通信，备用卡通过监听保证实时数据的同步。
③ 标准信号输入卡FW351为标准信号输入卡，该卡件可按1：1冗余配置使用。与之配套使用的端子板为TB351.④ 热电偶信号输入卡FW352是一块智能型、带有模拟量信号调整的信号采集卡。可与之配合使用的端子板TB352完成冷端温度补偿功能。
⑤ 热电阻信号输入卡FW353是专用于采集热电阻信号的输入卡，可单卡方式工作也可以冗余方式工作。每一路分别可接收Pt100、Cu50两种热电阻信号，将信号调理后转换成数字信号后送给主控制卡进行处理。与之配套使用的端子板
第 2 页 为TB353。
⑥ 模拟量信号输出卡FW372是点点隔离型电流信号输出卡。作为带CPU的高精度智能化卡件，它具有实时检测输出状况功能，并允许主控制卡监控正常的输出电流。当卡件与主控制卡通信中断时，可保持原输出状态。与之配套使用的端子板为TB372。
⑦ 数字信号输入卡FW366能够快速响应干触电信号和电平信号的输入，实现数字量信号的准确采集。与之配套使用的端子板为TB366。
⑧ 数字信号输出卡FW367可用过中间继电器驱动电动控制装置，也可以直接驱动电流较小的电磁阀。卡件无源通道每点负载电流5A，有源通道每点负载电流1A。与之配套使用的端子板为TB367。
三、网络构成
DCS系统的网络构成主要分为SCnet II网络和SBUS-S2网络。
1、SCnet II网络通信连接
在主控制卡的前面板上有两个互为冗余的SCnet II网络端口，分别为SCnet IIA和SCnet IIB。
SCnet IIA：SCnet II通信端口A，与冗余网络SCnet II的A网络相连； SCnet IIB：SCnet II通信端口B，与冗余网络SCnet II的B网络相连。 主控制卡的SCnet II网络端口通过网线直接连接到机柜中的相应交换机上，而此交换机则和操纵室的操作电脑连接进行通信，实现对现场的监控。如图3所示。
图 3
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2、SBUS-S2网络通信连接
在主控制卡的背面有两个互为冗余的SBUS-S2网络端口，分别为SBUS A和SBUS B。
SBUS A：SBUS通信端口A，与冗余网络SBUS的A网相连； SBUS B：SBUS通信端口B，与冗余网络SBUS的B网相连。
主控制卡的SBUS-S2网络端口通过网线直接连接到相应的交换机上，而此交换机则和相应机笼的数据转发卡网络接口相连进行通信。如图4所示。
图 4
四、总结
通过这次的课题学习，让我对ESC-100系统又有了更深一步的了解。首先我要向我的师傅致以最衷心的感谢，在这段日子里是他不辞辛劳的给我讲解困惑，传授许多的经验，让我少走了很多的弯路。从他身上学到了做事要认真仔细，最重要的是要细心，在处理DCS系统故障的时候需要一颗冷静的心，不是少出错，而是不允许出错，因为一旦出错就有可能发生无法挽回的事故。在这整个过程中，让我学到了许多新的知识，增长了许多的见识，同时也感受到了很多小小的成就感，增强了我的信心。尤其是独立思考判断和研究的能力，有了很大的进步，在很多时候我已能够独立处理许多故障。当然也还有许多的不足，DCS系统联系到
第 4 页 很多现场的仪表问题，因此我还需要学习很多关于仪表方面的知识。在今后的日子里，我还需要多查询资料和买相关的书籍来不断地充实自己，提高自己，争取在所学的领域有所作为。
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