FSC手册
一联合装置1#催化单元FSC故障安全控制系统维护手册
目录
第1章概述 (1)
1.1系统概述 (1)
1.2系统操作环境 (1)
第2章系统结构 (2)
第3章硬件构成 (3)
3.1电源断路器 (4)
3.2C ENTRAL P ART模件 (4)
3.2.1 10020/1/1 中央处理器（CPU） (5)
3.2.2 10018/2/U DCS通讯模件（SMM） (5)
3.2.3 10024/H/F 通讯模件（COM）............................................................................................................. .6
3.2.4 10005/1/1 Watchdog模件（WD） (6)
3.2.5 10001/R/1 垂直总线驱动模件（VBD） (6)
3.2.6 10006/2/1 诊断和电池模件（DBM） (6)
3.2.7 10300/1/1 电源供应模件（PSU） (8)
3.2.8 10100/2/1 水平总线模件（HBD） (8)
3.3I/O模件 (8)
3.3.1 10101/2/1 数字量输入模件（DI） (8)
3.3.2 10201/2/1 数字量输出模件（DO） (8)
第4章FSC软件 (9)
4.1软件功能 (9)
4.1.1 硬件要求 (9)
4.1.2 软件要求 (9)
4.1.3 FSC Navigator安装 (9)
4.1.4 启动FSC Navigator (10)
第5章系统组态 (10)
5.1创建新工程 (11)
5.2工程组态 (11)
5.2.1 系统配置 (11)
5.2.2 I/O信号定义 (12)
5.2.3 I/O硬件设置 (12)
5.2.4 写数据库文件 (13)
5.2.5 读数据库文件 (13)
第6章逻辑功能图（FLD）设计 (14)
6.1逻辑块图库说明 (14)
6.1.1 常用的逻辑块 (14)
6.1.2 常用输入输出块 (16)
6.1.3 常用传输球 (16)
6.2FLD组态说明 (17)
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第7章编译应用程序 (18)
第8章装载应用程序 (19)
8.1程序分类 (19)
8.2程序装载步骤 (19)
第9章FSC系统启停 (20)
9.1系统上电 (20)
9.2FSC系统启动 (20)
9.3FSC系统停机 (21)
第10章在线环境 (22)
10.1在线功能 (22)
10.2进入在线环境 (22)
10.3在线状态说明 (23)
第11章SM组态 (24)
11.1UCN节点组态 (24)
11.2SM BOX点组态 (25)
11.2.1 各类点所占的PU数 (25)
11.2.2 点分配原则 (26)
11.3过程点组态 (26)
第12章SM启停 (27)
12.1SM启动步骤 (27)
12.2SM停机步骤 (27)
第13章FSC维护 (28)
13.1更换模件 (28)
13.1.1 严禁带电插拔的模件 (28)
13.1.2 可带电插拔的模件 (28)
13.2信号检测 (28)
13.2.1 状态指示 (28)
13.2.2 信号测量 (29)
13.3故障诊断 (29)
13.4辅操台操作 (29)
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定义
1. FSC
全称FAIL SAFE CONTROL，即故障安全控制，是由美国HONEYWELL公司研制开发的安全控制系统，主要用于装置的联锁自保控制。
2. CP
全称Central Part，即核心控制元件，它由一系列控制模件组成，是整个系统的控制核心。
3. SMM
全称Safety Manager Module，即安全管理模件，主要用于FSC系统与TPS系统之间的数据通讯。
4. COM
全称Communication module，即通讯模件，主要用于FSC系统与上位机、打印机、及其它系统的数据通讯。
5. VBD
全称Vertical bus driver，即垂直总线驱动器，主要用于连接Central Part(CP)和I/O rack。
6. HBD
全称Horizontal bus driver，即水平总线驱动器，主要用于同一个I/O Rack中各I/O模件的连接，它通过垂直总线与VBD相连。
7. DBM
全称Diagnostic and battery module，既诊断及电池模件，主要用于向系统提供后备电池，并诊断系统信息和故障信息。
8. WD
全称Watchdog module，即看门狗模件，主要用于监视系统参数，检测系统是否发生故障。
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第1章概述
1.1 系统概述
FSC控制系统是美国HONEYWELL公司开发的紧急停车控制系统，全称FAIL SAFE CONTROL，即故障安全控制系统，在一联合装置1#催化单元中实现全单元的联锁控制。FSC系统是基于微处理器的、模件化、且可软件编程的系统，系统的核心控制元件为FSC 安全管理器The FSC Safety Manager (FSC-SM)，它与HPM一样，在TPS系统中，是UCN （Universal Control Network）上的一个节点，可提供UCN节点的功能，也可以直接与现场设备进行通讯。图1-1显示了FSC-SM与TPS之间的关系。
图1-1 FSC-SM与TPS关系框图
1.2 系统操作环境
FSC系统的操作环境如下：
储藏温度：-25℃~ +80℃
运行温度：0℃~ 60℃
相对湿度：95%（不冷凝）
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第2章系统结构
一联合装置1#催化单元FSC系统采用的是核心控制元件（Central Part）全冗余，I/O 模件部分冗余的系统结构。系统结构框图如图2-1所示。
图2-1 FSC系统结构框图
每个Central Part（简称CP）中都有一个VBD，和一条垂直总线V-Bus，用于控制所有I/O模件，一个VBD可以控制10个I/O rack，即I/O卡笼，各I/O rack由HBD控制。控制器和重要I/O双冗余的结构，可以保证当一个CP或I/O卡故障时，另一个CP或I/O继续工作，从而保证系统的连续操作。
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第3章硬件构成
一联合装置1#催化单元FSC系统机柜的硬件配置图如图3-1所示。
图3-1 FSC系统机柜硬件结构图
一联合装置1#催化单元FSC系统只有一个机柜，里面装有6个卡笼，从上到下依次为Rack1~Rack6，其中Rack1、2放置CP模件，Rack3、Rack4为冗余DI、DO模件，Rack5、Rack6为非冗余DI、DO模件，CP模件上下冗余，DI和DO模件左右冗余。每个Rack内有21个卡槽，从左至右依次为Position1~ Position21，可插入21块模件。各模件的硬件地址，通过用户工作站，用FSC组态软件进行设置。
FSC系统硬件主要包括
●电源断路器（CIRCUIT BREAKERS）
●Central Part模件
●I/O模件
●FTA端子板
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3.1 电源断路器
用于向Central Part模件和I/O模件提供24V直流电源。它位于机柜的最上方，由一排触点开关分别向各模件供电，本系统共有16个开关，具体分配如下：
3.2 Central Part模件
Central Part模件必须装在Central Part rack中（HBD除外），以便诊断程序能够正确显示故障模件的准确位置。Central Part模件主要包括下列模件：
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3.2.1 10020/1/2 中央处理器（CPU）
CPU是FSC系统的核心，控制着整个系统的所有操作。具有一系列的内置功能，如浮点运算，报警功能等。
在CPU模件的前面有一个钥匙开关，用于对CPU进行硬件复位，钥匙有两个位置：垂直向上：CPU运行
水平：IDLE
垂直向下：CPU停止
CPU中含有电池备份回路，可以通过DBM中的后备电池保存内存信息。
3.2.2 10018/2/U DCS通讯模件（SMM）
SMM模件主要用于FSC系统与TPS系统之间的通讯，数据通过UCN网进行传输。
在模件的前方有两个电缆接口，分别连接UCN的A缆和B缆。
LED显示灯
在SMM模件的前方有一个“STATUS”（状态）LED和4个小的LED显示灯，“STATUS”LED有红、绿两种颜色显示，而4个小LED则只有红色显示。
“STATUS”LED所表示的意义如下：
●灯不亮，表示FSC Central Part系统总线的5V直流电压没给上。
●亮红灯，表示SM节点处于“OFFNET”或“ALIVE”状态。
●亮绿灯，表示UCN运行正常，SM节点处于“OK”或“IDLE”状态。
●灯闪烁，表示UCN运行故障。
当“STATUS”LED亮绿灯时，4个小LED显示UCN通讯的其他信息：
●“Tx”灯亮，表示表示数据正在传输。
●“P”灯亮，表示该模件为主模件，该灯不亮，则表示它为备份模件。
●“A”灯亮，表示UCN A缆在工作。
●“B”灯亮，表示UCN B缆在工作。
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3.2.3 10024/H/F 通讯模件（COM）
COM模件主要用于：
●互为冗余的Central Parts之间的通讯。
●两个FSC系统之间的通讯。
●与其它控制系统或打印机等设备进行通讯。
●与FSC用户工作站进行外部通讯。
针对上述功能，COM模件支持RS422，RS232，RS485等通讯协议。
本系统有两个通讯接口：
●A：RS422接口，采用FSC-FSC协议，用于冗余Central Part之间的通讯。
●B：RS232接口，采用FSC-DS协议，用于外接FSC用户工作站。
3.2.4 10005/1/1 Watchdog模件（WD）
WD模件主要用于监视下列系统参数：
●应用程序最大执行时间，用于检测应用程序是否被正确执行，而没有被挂起。
●应用程序最小执行时间，用于检测处理器是否正确执行应用程序，而没有跳过
任何程序段。
●5Vdc电压监测，用于检测是否过电压或低电压（5Vdc+/-5%）。
●来自CPU和COM模件的内存错误逻辑，若内存错误，则watchdog输出为0。
3.2.5 10001/R/1 垂直总线驱动模件（VBD）
VBD模件主要用于连接Central Part(CP)和I/O rack，一个CP最多可装14个VBD，每个VBD可支持10个HBD，VBD与I/O rack之间的距离，最大不能超过5m，VBD 和HBD之间通过垂直总线进行连接。
3.2.6 10006/2/1 诊断和电池模件（DBM）
DBM向用户提供了一个简易的FSC系统诊断界面，同时在DBM中还装有可充电的后备电池，用于向CPU和COM中的RAM提供备份电源。
在模件前方有一个由发光二极管组成的面板，显示系统所检测到的系统信息和故障信息，提示故障模件的类型、所在的卡笼、及卡槽号。
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7 除了故障诊断信息，DBM 还提供了实时时钟功能，用户可以从模件的面板上，或从应用程序中读到当前的日期和时间。
DBM 还可显示CP 的温度，以及5Vdc 电平和电池电压。温度检测的高低报警点及高低联锁点，可在FSC 系统组态时设置。
在DBM 模件的面板上有一个拨动开关，向上拨动开关，可查看系统信息，向下拨动开关，则可查看故障诊断信息。若面板中的指示灯闪烁，则表明系统有故障。
系统信息与开关操作如下表所示：
故障诊断信息如图3-5所示。
若面板中的指示灯闪烁，则表明系统有故障。
3-5 DBM 故障诊断信息图
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3.2.7 10300/1/1 电源供应模件（PSU）
该模件主要用于将24Vdc电转换成5Vdc/12A电源信号。FSC系统的供电电压是图24Vdc，而系统需要用5Vdc的内部电源向各模件供电，PSU模件就提供了电压转换功能。
3.2.8 10100/2/1 水平总线模件（HBD）
HBD是安装在I/O Rack中的模件，它通过水平总线与I/O Rack中的各模件相连，再通过垂直总线与VBD相连，从而实现CP与各I/O模件之间的数据交换。
3.3 I/O模件
本系统主要使用了两种I/O模件，即：
数字量输入模件DI 10101/2/1，
数字量输出模件DO 10201/2/1。
3.3.1 10101/2/1 数字量输入模件（DI）
该模件具有16个24Vdc数字量输入通道，它是故障安全型模件，即对于正常情况下输入为ON 的系统，当某个元件发生故障时，将输入置为“0”，以保证系统处于安全状态。
每个DI模件通过其前方的扁平电缆与水平总线连接，在总线的下面，有16个通道的状态指示灯。
DI模件的地址由模件在I/O rack中的位置决定，所以该模件不需要用跳线来设置地址，同一类型的模件可以任意替换。
3.3.2 10201/2/1 数字量输出模件（DO）
该模件具有8个24Vdc，0.55A输出通道，可驱动13W的负载。
它与DI模件一样，也是故障安全型模件，通过扁平电缆与水平总线连接，模件地址不需跳线。
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第4章FSC软件
4.1软件功能
FSC的组态软件为FSC Navigator，它提供了一个基于Windows的FSC系统的用户接口，可执行系统的设计和维护任务，它具有下列功能：
●FSC系统组态
●应用程序设计
●生成应用程序文档
●FSC系统监视
要运行该软件，有一定的硬件和软件要求。
4.1.1 硬件要求
运行FSC Navigator的上位机可以用一台PC机，其硬件必须满足一定的要求，本系统上位机的硬件配置如下：
●奔腾800CPU
●128MB内存
●60GB硬盘空间
4.1.2 软件要求
FSC Navigator及其安装程序都是Windows应用程序，它们要求在Windows 2000下运行。此外，PC机上还需要安装EXCEL软件。
4.1.3 FSC Navigator安装
（1）插入FSC Navigator光盘，运行光盘中的SETUP.EXE安装程序；
（2）按提示选择语言，输入用户信息，及序列号；
（3）选择安装路径，默认为C:\FSC；
（4）按默认值完成后面的安装；
（5）按“完成”按钮，重启机器。
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4.1.4 启动FSC Navigator
FSC Navigator 安装完成之后，Win2000的界面上会增加两个项目：
● 在桌面上增加一个‘FSC Navigator 531’快捷键
● 在‘开始’按钮的程序菜单中，增加一个‘Honeywell SMS ’程序组
双击快捷键，或点击程序组中的‘FSC Navigator 531’选项，都可启动
FSC Navigator 。
第5章 系统组态
FSC Navigator 启动之后，出现如下主画面。
图5-1 FSC Navigator 主画面
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11 点击Project Configuration （工程组态）图标，既可进入下列工程组态主画面：
图5-2 FSC 工程组态主画面
5.1创建新工程
在FSC 工程组态主画面中点击“NEW ”按钮，弹出 “New Project ”窗口：
输入工程名“CLRFCC ”，系统号“1”，并选择图库，按“OK ”确认，则组态主画面的窗口标题将显示“CLRFCC _1”，并且在C:\FSC 目录下将自动生成CLRFCC 子目录。
5.2 工程组态
点击“System Configuration ”按钮，进入系统组态画面。
5.2.1 系统配置
（1）将光标置于“Install ”，回车；
（2）将光标置于“Description ”，回车，移动光标，输入相应的公司和工程信息，完成后按“Esc ”键退出；
（3）将光标置于“Configuration ”，回车，选择安全级别5，系统启动方式采用RAM 冷启方式，是否允许在线修改，rack 设置等参数，完成后按“Esc ”键退出；
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（4）将光标置于“Modules”，回车，分别按机柜内的实际情况配置PSU、CP、HBD、和I/O，完成后按“Esc”键退出。再按“Esc”键返回主菜单。
5.2.2 I/O信号定义
将光标置于“Signal specs”，回车；
将光标置于“Add”，回车，输入信号类型（V），位号（Tag number），描述(Service)，该信号为ON时所表示的意义(Qualification)，以及该点的性质(LOC)。
信号类型有如下几种：
●I DI点
●O DO点
●AI AI点
●AO AO点
●BI 二进制输入点
●BO 二进制输出点
● A 报警点
本系统只使用了DI和DO点。
对于LOC字段，有下列几种选项：
●COM：用于与其它设备，如DCS，PC机等进行通讯的点，是软点。
●FSC：用于与其它FSC通讯的点，本系统没用。
●SYS：系统点
●ANN：用于报警功能的点，本系统也没有用。
●FLD：直接与现场相连的硬连接点
完成I/O点的定义后，按“Esc”键退出。
5.2.3 I/O硬件设置
将光标置于“Hardware specs”，回车；
（1）输入变量类型，及位号，回车；
（2）选择变量为故障安全型、允许强制、COM点允许写操作，以及该点所在的RACK、POSITION、和CHANNEL，以及DCS地址等，该DCS地址用于FSC
与DCS通讯，在DCS中建点时，会要求输入PLC地址，即是这里的DCS地
址，通过地址读取信息。
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在为变量分配通道地址时，只有标有“FREE”字样的位置才可用，表示这里是
空的，还未分配变量。
（3）对于COM点，要定义通讯模件，通道，及相对地址。本系统用的是COM2，ChannelA，相对地址可以由系统自动分配，也可以依次从0开始定义，本系统
采用的是后者。
现在就完成了I/O定义的全过程，按“Esc”键退出，返回主菜单。
5.2.4 写数据库文件
I/O定义完后，可创建dBASE Ⅳ文件将变量的所有信息保存到数据库中。
（1）将光标置于“Signal specs”，回车，再将光标置于“Write dBASE”，回车；
（2）输入文件名“FLDIO”，回车，再输入“Y”，则创建了一个FLDIO.DBF文件，系统自动返回到“Signal specs”菜单；
（3）用EXCEL电子表格可以打开上述dBASE Ⅳ文件，在EXCEL表格中，可以根据已有的变量的格式，定义新的变量，再通过读文件的操作将其读回到FSC的数据库中，这种方式便于定义大量的I/O变量。
5.2.5 读数据库文件
将光标置于“Read dBASE”，回车；
输入所保存的dBASE Ⅳ文件的文件名，回车，则在EXCEL表格中定义的变量的所有的信息被读到FSC数据库中，这些变量也被加入到系统中。
这样就完成了所有的系统配置，按“Esc”键退出，再按“EXIT”返回系统组态主画面。
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第6章 逻辑功能图（FLD ）设计
FSC 系统的应用程序通过逻辑功能图（FLD ）来实现，在系统组态主画面中，点击“Design Functional Logic Diagrams ”按钮，则启动FLD 设计程序。
（1）输入FLD 页号，回车；
FLD 是以页为单位保存的，用户可使用1~999页，其中1~500页为程序页，定
义应用程序逻辑，500~999页为功能块页，定义子程序块、方程式块、注释块
等。
（2）选择块类型：程序块，定义“Title block ”，完成后按“Esc ”键退出，进入FLD
设计窗口。
（3）将光标置于“Symbol ”，回车，选择“NEW ”，回车，将显示如图6-1的功能图
库。
图6-1 FLD 逻辑功能块图库
6.1 逻辑块图库说明
6.1.1 常用的逻辑块
与门 或门 取反 非门 数字量信号
连接线
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记时器
带记忆的上升沿触发脉冲
延时上升记时器
延时下降记时器
RS 触发器 置位优先
复位优先
子程序功能块
在调用该功能块之前，必须先在500页之后定义一个子程序，
调用时，输入子程序的页号，再将输入信号连接到各输入端，就完
成了子程序的调用。
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本系统定义了4个子程序功能块，主要有：
● 2选2子程序
● 3选2子程序
2选2子程序的功能是：当2个报警输入点中，只有一个发生报警时，系统发出二取一报警；若有2个发生报警，而又没有置旁通，则系统联锁，如果置旁通了，则系统发出二取二报警。
3选2子程序的功能是：当3个报警输入点中，只有一个发生报警时，系统发出三取一报警；若有2个以上发生报警，而又没有置旁通，则系统联锁，如果置旁通了，则系统发出三取二报警。
6.1.2 常用输入输出块
数字量I/O
DI DO
带模数转换的模拟量I/O
AI AO
功能块的I/O
输入 输出
图中“LOC ”表示该点的属性 6.1.3 常用传输球
在一个FLD 应用程序中，一个I/O 点只能引用一次，当有几页都要用到同一个I/O 点时，只能通过传输球将该点传送到其它页。
拉入球 传出球
传出球有单页传输和多页传输两种，上图所示为多页传输球，它最多可将一个I/O 点传到5页中去。图中