日本横河CS3000_DCS系统结构及硬件介绍
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CS3000CENTUMCS3000系统的介绍
R2:
•现场总线的解决方案
•现场总线设备管理
•OPC接口
综合型DCS系统
开 “右放击的”网菜R络单3状操.0态作2监功测能
Jan.’03
R3.03:
Sep.’03
R1:
•Windows NT
•DDE
•广域网络的采用
R2
标准 PC 键盘操作功能改
进 的R， 功3.定 能01义 键标相准对M应PaCy的机.’0操键1 作J盘an功上.’02
Vnet/IP网络结构
HIS
ENG
PRM
Exaopc
FCS
CS3000 on Vnet CS CS 1000 Field network
ISD-MASP-S04020 Copyright © Yokogawa Electric Corporation September 9, 2004
SIOS
OPC Server
100 50
FRANCE (200)
50
50
SLOVAKIA/CZECH(73) UK(68)
IRELAND(3)
50
ROMANIA(8)
RUSSIA(159)
PORTUGAL(5) UKRAINE(5) CROATIA(3)
NORTH ASIA
10,039
JAPAN
1,000 100
CHINA (1413)
•而且该数据是不包括I/O点数的
ISD-MASP-S04020 Copyright © Yokogawa Electric Corporation September 9, 2004
Page.10
Domain Integration
横河CS3000系统结构和功能基础教程
*译注：CIM 在中国称为 CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）机械制造和装配工业中从接 受定单到向用户交货全过程的计算机集成生产系统。近年来对化工、发电、炼油等过程工业也发展了与 CIMS 类似的 COPS（Computer Integrated Process System）技术。
TE 33G1B10-94S
3
1.4 过程控制系统
为完成图 1.1 所示的温度控制，需要一个控制系统（即一种完成控制运算的设备）。有 多种可选用的控制系统，它们一般可分为模拟控制系统和数字控制系统。 模拟控制系统：使用运算放大器等，控制设备用模拟信号（如电压）进行控制运算，不
能进行顺序控制。 数字控制系统：使用处理器（处理单元），控制设备用数字信号完成控制运算，它不仅
TE 33G1B10-94S
5
电子计算机首次用于过程控制领域是在 60 年代，随后一些数字控制技术得到了广泛的 发展。 引入计算机的目的有两个: ¬数据报表; 初期的设定点控制（SPS）.
¬计算机控制数据报表操作指导
计算机控制设定值控制（SPS）
图 1.6 数据报表
图 1.7 设定值控制
TE 33G1B10-94S
TE 33G1B10-94S
1
1.2 调节器进行的过程控制
图 1.1 为使用模拟调节器的温度控制回路。操作者设定一个温度“给定值”，调节器自 动的调整操作变量，即输出（例中为调整控制蒸汽流量的阀门开度）以减小测得的“过 程变量”（温度）和目标值“给定值”之间的偏差。这种调整操作变量以减小“过程变 量”和“给定值”之间偏差的过程称之为反馈控制。 指示调节器（PID）指示测得的 “过程变量”（远处贮槽中液体的温度），使用 PID 算 法（P—比例，I—积分和 D—微分）计算操作变量输出（蒸汽流量），蒸汽流量的变化 将减小“过程变量”和“设定”温度间的偏差，也控制了贮槽中液体的温度。
横河CS3000系统培训(系统硬件)
VF701卡结构示意图 VF701卡结构示意图
HIS域号设置 HIS域号设置
HIS站号设置 HIS站号设置
V-NET网 NET网
V-NET网是实时控制系统总线 NET网是实时控制系统总线 网是实时控制系统总线，实现FCS与HIS间实时数据 网是实时控制系统总线，实现FCS与HIS间实时数据 的传输，采用总线式网络结构 采用总线式网络结构。其冗余控制总线BUS1、 采用总线式网络结构。其冗余控制总线BUS1、 BUS2均采用10BASE- 同轴电缆， BUS2均采用10BASE-2同轴电缆 网络中不用的端口须装 同轴电缆，网络中不用的端口须装 50欧姆终端电阻。FCS与HIS的具体连接如图所示。 50欧姆终端电阻。FCS与HIS的具体连接如图所示。 FCS与HIS在 NET网上的网络地址确定规则为 FCS与HIS在V-NET网上的网络地址确定规则为 网上的网络地址确定规则为： 172.16.域号. 172.16.域号.站号。 其中：172：系统固定使用 其中：172：系统固定使用 系统固定使用。 16：表示总线类型是控制总线 16：表示总线类型是控制总线 表示总线类型是控制总线。不能更改。 域号和站号软件组态是在用户创建相应站时指定，该地 域号和站号软件组态是在用户创建相应站时指定 址必须与用户设定的该站硬件地址相一致。 址必须与用户设定的该站硬件地址相一致 如FCS0101在V-NET网上的IP地址为：172.16.1.1。 FCS0101在 NET网上的IP IP地址为：172.16.1.1。 HIS0164在 NET网上的IP HIS0164在V-NET网上的IP地址为：172.16.1.64。 IP地址为：172.16.1.64。
块。每个NODE有12个插槽， 块。每个NODE有12个插槽， NODE配置为: NODE1中自 ，各NODE配置为: NODE1中自 ，各 左而右1 左而右1-6为I/O模块、7-8为冗余配置的ESB总线耦合 I/O模块、7 为冗余配置的ESB总线耦合 模块EC401、 10为冗余配置的主控器 模块EC401、9-10为冗余配置的主控器CP401、11-12为 为冗余配置的主控器CP401、11-12为 冗余配置的电源模块PW482 NODE2- 中自左而右1 冗余配置的电源模块PW482；NODE2-4中自左而右1-8为 PW482； I/O模块、9 10为冗余配置的 从接口模块SB401、 I/O模块、9-10为冗余配置的ESB从接口模块SB401、 为冗余配置的ESB 11-12为冗余配置的电源模块PW482。 11-12为冗余配置的电源模块 为冗余配置的电源模块PW482。 I/O模块中输入模块作用是把现场采集信号转换成离散 I/O模块中输入模块作用是把现场采集信号转换成离散 信号后通过ESB总线送入FCU 信号后通过ESB总线送入FCU进行处理、输出模块则是 FCU进行处理、输出模块则是 把FCU处理过的信号通过ESB总线送来的数字信号转换 FCU处理过的信号通过ESB ESB总线送来的数字信号转换 成模拟或开关信号送到现场进行控制。 成模拟或开关信号送到现场进行控制 ESB总线耦合模块EC401用于与 进行通讯、从接口模 ESB总线耦合模块EC401用于与FCU进行通讯、从接口模 用于与FCU 件SB401通过ESB总线与EC401进行通讯。 SB401通过ESB总线与EC401 EC401进行通讯。 电源模块用于为其所在NODE 电源模块用于为其所在NODE中主控器和I/O模块供电。 NODE中主控器和I/O模块供电。
DCS配置_YOKOGAWA_CS3000_V20
是否有HART通讯：否
防爆型式：无
卡件是否向外供电：否
模数转化器：1
所配端子板的型号：无
3.2.3
AI模块
型号：AAR181-S03
产地：新加坡
通道数：12
选项：冗余
与现场信号的隔离方式：光电隔离
输入信号（选项：4～20mA/1~5V/热电偶/热电阻/脉冲）：热电阻
精度：±120 m
接线型式：压接端子
产地：新加坡
通道数：16
选项：可冗余
与现场信号的隔离方式：光电隔离
输入信号（选项：4～20mA/1~5V/热电偶/热电阻/脉冲）：热电偶
精度：TC:±30μVMV:
±80μV for span (-100 to 150 mV)
±30μV for span (-20 to 80 mV)
接线型式：压接端子，集成电缆
LHS2411
OPC接口软件包
可选
LHS4190
行式打印机支持软件包
LHS4600
多重监视器支持软件包，
LHS6510
长期数据记录软件包，
LHS6530
报表软件包
可选
LHS6600S1S1
批量管理软件包
LHS6600S2S1
批量管理软件包，
LHS6600S3S1
批量管理软件包，
微软
EXCEL
在选择了LHS6530报表软件时必配
LPC6900/N0099
SOE服务器软件包，控制站数量不限
LPC6910
SOE服务器组态软件包
LPC6920
SOE浏览软件包
1.2
AMS软件
横河
PRM
设备管理，维护
2
操作站软件
防爆型式：无
卡件是否向外供电：否
模数转化器：1
所配端子板的型号：无
3.2.3
AI模块
型号：AAR181-S03
产地：新加坡
通道数：12
选项：冗余
与现场信号的隔离方式：光电隔离
输入信号（选项：4～20mA/1~5V/热电偶/热电阻/脉冲）：热电阻
精度：±120 m
接线型式：压接端子
产地：新加坡
通道数：16
选项：可冗余
与现场信号的隔离方式：光电隔离
输入信号（选项：4～20mA/1~5V/热电偶/热电阻/脉冲）：热电偶
精度：TC:±30μVMV:
±80μV for span (-100 to 150 mV)
±30μV for span (-20 to 80 mV)
接线型式：压接端子，集成电缆
LHS2411
OPC接口软件包
可选
LHS4190
行式打印机支持软件包
LHS4600
多重监视器支持软件包，
LHS6510
长期数据记录软件包，
LHS6530
报表软件包
可选
LHS6600S1S1
批量管理软件包
LHS6600S2S1
批量管理软件包，
LHS6600S3S1
批量管理软件包，
微软
EXCEL
在选择了LHS6530报表软件时必配
LPC6900/N0099
SOE服务器软件包，控制站数量不限
LPC6910
SOE服务器组态软件包
LPC6920
SOE浏览软件包
1.2
AMS软件
横河
PRM
设备管理，维护
2
操作站软件
日本横河CS3000_DCS系统结构及硬件介绍方案
FIO: Max. 8
达 6个 模块
最低配置
达8个 模块
正常为3个以下，如果订购了 LFS1530应用能力扩展软件包， 可以扩展到15个。
最高配置
SB401 SB401 PW48X PW48X
SB401 SB401 PW48X PW48X
EC401 EC401 CP451 CP45 1 PW48 X PW48 X
自适应网卡
– 操作系统:WINDOWS XP – 应用软件：Office/XP • 横河产品 – 操作员键盘：AIP827-2 – Vnet/IP接口: VI701网卡
（PCI）
– 标准监视/操作软件 – 可选监视/操作功能扩展软
件
• 工程组态软件
FCS 现场控制站的构成
FFCS-L(AFV10)外形
•PLC’s 以太网通讯 •PLC’s串行通讯
• 系统最大工位 (PID, 顺控表等等) 最大1,000,000个.
•对于过程I/O不需要进行单独定义
系统介绍
CS3000硬件组成
HIS 人机接口站的构成
人机接口HIS
人机接口包括操作站及工程师站。主要用来操作和监视过 程变量、控制参数及报警信息等。主要由通用PC机、 VF701卡、操作员键盘组成。
CENTUM CS3000系统概貌（Vnet/IP）
HIS
ENG
PRM（工厂资源管理） Exaopc
Vnet路由器
FFCS-L
CS3000 on Vnet CS CS 1000
Field network
1000M bps
modbus
PLC
GSGW
通用子系统网关
OPC Server PLC
10-日本横河CS3000 DCS系统结构及硬件介绍
Vnet/IP
FFCS-L
ESB bus
Local Node 本地节点 FIO ER bus
模拟量I/O
开关量I/O FIO Remote Node 远程节点
子系统 YS100，PLC， FF-H1 etc.
！！远程节点只能和本地节点进行连接，不能和控制器直接进行连接
整体连接示意图
I/O模块
模拟输入输出模块
日本横河CS3000 DCS系统
主要内容
• 横河DCS及其发展历程 • CS3000系统结构 • CS3000硬件组成
– HIS – CS – ES – Vnet-IP
• CS3000系统特点
横河DCS系统及其发展历程
横河 DCS系统发展 史
CENTUM 已经发展成为真正意义上的开放系统
CENTUM-XL
CENTUM CS 1000/3000 1998 1993 1988 CENTUM CS
第二代 CENTUM
1981 1975 第一代CENTUM 世界上第一台 DCS
1984
CENTUM-V
CS3000的位置
横河DCS的主要应用行业
• • • • 化工 石化 电力 冶金
CS3000系统结构
CS3000基本构成
正常为3个以下，如果订购了 LFS1530应用能力扩展软件包， 可以扩展到15个。
SB401 SB401
最高配置
PW48X
总节点 最多 15 个 (本地+远程) 本地最多10 个
FFCS-L 配置
V net/IP FFCS-L
EC401 EC401 CP451 CP451 PW48X
当连接一个本地节点到FCU （现场控制单元）时，FCU上 必须安装ESB总线耦合器模块 （EC401）。EC401必须安装 在第7插槽和第8插槽。如果 是单ESB总线，EC401必须安 装在第7插槽同时第8插槽必 须为空。
FFCS-L
ESB bus
Local Node 本地节点 FIO ER bus
模拟量I/O
开关量I/O FIO Remote Node 远程节点
子系统 YS100，PLC， FF-H1 etc.
！！远程节点只能和本地节点进行连接，不能和控制器直接进行连接
整体连接示意图
I/O模块
模拟输入输出模块
日本横河CS3000 DCS系统
主要内容
• 横河DCS及其发展历程 • CS3000系统结构 • CS3000硬件组成
– HIS – CS – ES – Vnet-IP
• CS3000系统特点
横河DCS系统及其发展历程
横河 DCS系统发展 史
CENTUM 已经发展成为真正意义上的开放系统
CENTUM-XL
CENTUM CS 1000/3000 1998 1993 1988 CENTUM CS
第二代 CENTUM
1981 1975 第一代CENTUM 世界上第一台 DCS
1984
CENTUM-V
CS3000的位置
横河DCS的主要应用行业
• • • • 化工 石化 电力 冶金
CS3000系统结构
CS3000基本构成
正常为3个以下，如果订购了 LFS1530应用能力扩展软件包， 可以扩展到15个。
SB401 SB401
最高配置
PW48X
总节点 最多 15 个 (本地+远程) 本地最多10 个
FFCS-L 配置
V net/IP FFCS-L
EC401 EC401 CP451 CP451 PW48X
当连接一个本地节点到FCU （现场控制单元）时，FCU上 必须安装ESB总线耦合器模块 （EC401）。EC401必须安装 在第7插槽和第8插槽。如果 是单ESB总线，EC401必须安 装在第7插槽同时第8插槽必 须为空。
CS3000系统构成及硬件介绍
实训中心 June 6, 2009
Page.21
FCS现场控制站 现场控制站 现场
FCU：现场控制单元 ESB总线： 用于连接FCU和 ANB10* Node：由ANB10*和ANR10*组 成 ANB10*：本地节点单元(电源模 件、SB401及FIO组成) ANR10*：远程节点单元(电源模 件、EB501及FIO组成) ESB总线上最多连接10台ANB10*和 ANR10*，其中连接ANR10*最多8 台 SB401：ESB总线接口模件（本地节 点侧），可双重化 EB501：ER总线接口模件(远程节点 侧），可双重化 EB401： ER总线接口模件(本地节 点侧），可双重化 FIO: 输入输出模件, 8Slot/节点单元, (8x10)/FCU
远程节点
FCS现场控制站 现场控制站 现场 远程I/O Node
EB501 EB501 PW48X PW48X
FCS
远程节点
EB501 EB501 PW48X PW48X
EB401 EB401 EB401 EB401 EB401 EB401 CP401 CP401 PW48X
可以用光缆连接
PW48X
可用 6 Modules
SB401 SB401 PW48X PW48X PW48X
ESB 总线
可用 8 Modules
SB401 SB401 PW48X
本地node 本地 Max. 14
SB401 SB401
PW48X
最大结构
实训中心 June 6, 2009
PW48X
Page.16
实训中心 June 6, 2009
Page.13
FCS现场控制站 现场控制站 现场
FCS (Field Control Station) HIS (Human Interface Station) V net/IP (Control Network) (Control Network)
横河CS3000系统培训(系统硬件)教学内容
I/O模块中输入模块作用是把现场采集信号转换成离散 信号后通过ESB总线送入FCU进行处理、输出模块则是 把FCU处理过的信号通过ESB总线送来的数字信号转换 成模拟或开关信号送到现场进行控制。
ESB总线耦合模块EC401用于与FCU进行通讯、从接口模 件SB401通过ESB总线与EC401进行通讯。
V-NET网连接et以太网是用来连接操作站、工程师站及上位 机系统，对各站间数据进行等值化处理。
FCS与HIS在Ethernet网上的网络地址确定规则为： 172.17.域号.站号。
三、压缩装置采用的是AFF50D型FFCS。其结构图如下所 示。主要有以下几部分组成：
1.现场控制单元FCU(FIELD CONTROL UNIT)：是FCS实现 控制的核心部分。它将来自输入模块的信号按预先组 态的控制方案进行处理后通过输出模块将输出信号送 到现场进行控制。FCU型号为CP401，为冗余配置。
五、地址设置：
1.FCS在接入V-NET网前必须事先正确地设置好地址。 其 硬件地址是在现场控制单元FCU背面的DIP开关上来设 置的。地址设定方法如下所示。
2.NODE在ESB总线上的地址是用SB401上的DIP开关来设置 的，设置方法如图所示。由于扩展节点最多只有三个， 因此该地址范围在2-4中间。
目录
➢系统概述 ➢系统硬件构成 ➢系统软件组态 ➢系统操作
系统概述
CENTUM CS3000是日本横河公司YOKOGAWA最新推出产 品，适用于中、大型规模控制系统。主要有以下特点：
1.系统控制器采用双重化冗余控制器，保证了系统的可 靠性。
2.系统规模大，最大位号数可达10万个、最多可支持16 个域，一个域最多可支持64个站（其中最多可支持48 个控制站、 16个操作站 ）。
ESB总线耦合模块EC401用于与FCU进行通讯、从接口模 件SB401通过ESB总线与EC401进行通讯。
V-NET网连接et以太网是用来连接操作站、工程师站及上位 机系统，对各站间数据进行等值化处理。
FCS与HIS在Ethernet网上的网络地址确定规则为： 172.17.域号.站号。
三、压缩装置采用的是AFF50D型FFCS。其结构图如下所 示。主要有以下几部分组成：
1.现场控制单元FCU(FIELD CONTROL UNIT)：是FCS实现 控制的核心部分。它将来自输入模块的信号按预先组 态的控制方案进行处理后通过输出模块将输出信号送 到现场进行控制。FCU型号为CP401，为冗余配置。
五、地址设置：
1.FCS在接入V-NET网前必须事先正确地设置好地址。 其 硬件地址是在现场控制单元FCU背面的DIP开关上来设 置的。地址设定方法如下所示。
2.NODE在ESB总线上的地址是用SB401上的DIP开关来设置 的，设置方法如图所示。由于扩展节点最多只有三个， 因此该地址范围在2-4中间。
目录
➢系统概述 ➢系统硬件构成 ➢系统软件组态 ➢系统操作
系统概述
CENTUM CS3000是日本横河公司YOKOGAWA最新推出产 品，适用于中、大型规模控制系统。主要有以下特点：
1.系统控制器采用双重化冗余控制器，保证了系统的可 靠性。
2.系统规模大，最大位号数可达10万个、最多可支持16 个域，一个域最多可支持64个站（其中最多可支持48 个控制站、 16个操作站 ）。
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日本横河CS3000 DCS系统
主要内容
• 横河DCS及其发展历程 • CS3000系统结构 • CS3000硬件组成
– HIS – CS – ES – Vnet-IP
• CS3000系统特点
横河DCS系统及其发展历程
横河 DCS系统发展 史
CENTUM 已经发展成为真正意义上的开放系统
CENTUM-XL
ALR121
串行通信模块（RS-422/RS-485,无顺序，1200bps～ 115.2kbps）
2口
ALE111
Ethernet通信模块
1口
ALF111
Foundation Fieldbus（FF-HI）通信模块（31.25kbps）
4口
AAI841
• 模拟量卡件：8入8出 • 4-20mA输入，4-20mA输出 • 非隔离模拟卡件。
FFCS • 最多480模拟量 I/O • 最多1920数字量 I/O • 最多 4000 子系统 I/O CPU, 电源 , 网络都可双重化 • 最多64 FF段，每段最多48 I/O点
Vnet
紧凑型FCS
ooo
ooo
最大的系统构成 (经过实际测试)
4-20mA
• HIS和FCS数量最多可达到 512 个。 热阻,热偶 , 脉冲 • 为减小网络负荷，分配成多个控制域。 数字量 • 系统最大工位 (PID, 顺控表等等) 最大1,000,000个. •对于过程I/O不需要进行单独定义
输入输出点数
32 32 16 16 32 32 64
ADV561
ADR541
数字输出模块（24V DC）
继电器输出模块（24～110V DC/100～240V AC）
64
16
通信模块
信号 模块名称 输入输出点数
ALR111
串行通信模块（RS-232C,无顺序，1200bps～115.2kbps）
2口
• CENTUM CS3000能够根据控制对象即装置规 模，灵活地构建从小规模到大规模的系统。
最大系统构成 最小系统构成 Ethernet
系统构成规模(FIO)
Ethernet
HIS HIS Vnet FFCS
合理的费用. •FCS软件. •带有操作和构成功能的软件的PC.
域连接
通用PC可在本地采购
操作员键盘（可选）
FCS 现场控制站的构成
FFCS-L(AFV10)外形
8 个FIO插槽
1#------8#槽位
Vnet/IP接口
供电单元
ESB BUS接口 卡
CPU卡
电源分配板
Vnet/IP的FFCS-L接口
FFCS-L(双重)有4个1000BASE-T I/F CPU(左) 总线1 总线2 CPU(右) 总线1 总线2数字输入输Fra bibliotek模块信号
ADV151 ADV551 ADV141 ADV142 ADV157 ADV557 ADV161
模块名称
数字输入模块（24V DC） 数字输出模块（24V DC） 数字输入模块（100～120V AC） 数字输入模块（220～240V AC） 数字输入模块（24V DC 压紧端子专用型） 数字输出模块（24V DC 压紧端子专用型） 数字输入模块（24V DC）
I/O卡件安装注意事项
• 卡件的安装位置原则上没有受到限制，但由于一些卡件需 要DCS向外提供电源，因此在安装上要考虑电源的合理分 配。分配原则如下：
ANB10S(D)、ANR10S(D): 安装B类模块系数之和<=100 AFV10S: 安装A类模块系数之和+安装B类模块系数之和<=85 AFV10D: 安装A类模块系数之和<=20; 安装A类模块系数之和+B类模块系数之和<=65
系统介绍
FFCS •最大480 点模拟量I/O •最大1920点数字量I/O FCS •最大 4000 点子系统 I/O • 最多 1280 模拟量 I/O • 最多4096 数字量 I/O • 最多4000 子系统 I/O 最新的现场网络技术 • 最多128 FF段 •FOUNDATION Fieldbus • 每段最多 48 I/O点 •PROFIBUS •HART •PLC’s 以太网通讯 •PLC’s串行通讯
CENTUM CS 1000/3000 1998 1993 1988 CENTUM CS
第二代 CENTUM
1981 1975 第一代CENTUM 世界上第一台 DCS
1984
CENTUM-V
CS3000的位置
横河DCS的主要应用行业
• • • • 化工 石化 电力 冶金
CS3000系统结构
CS3000基本构成
本 地 节 点
EB501 EB501 PW48X PW48X
EB501 EB501 PW48X PW48X
EB401:ER总线接口（FCS侧） EB501:ER总线接口（远程节点侧）
EC401:ESB总线接口（PCU侧） SB401:ESB总线接口（I/O插件箱侧）
远 程 节 点
V net/IP
ESB/ER 总线型控制站
信号 AAI141 AAV141 AAV142 AAI841 AAB841 AAV542 AAI143 AAI543 AAV144 AAV544 AAT141 AAR181 AAI135 AAI835 AAT145 AAR145 AAP135 AAP149 AAP849 模块名称 模拟输入模块（4～20mA,非隔离） 模拟输入模块（1～5V,非隔离） 模拟输入模块（-10～10V，非隔离） 模拟输入输出模块（4～20mA输入，4～20mA输出，非隔离） 模拟输入输出模块（1～5V输入，4～20mA输出，非隔离） 模拟输出模块（-10～10V，非隔离） 模拟输入模块（4～20mA,统一隔离） 模拟输出模块（4～20mA,统一隔离） 模拟输入模块（-10～10V，统一隔离） 模拟输出模块（-10～10V，统一隔离） 热电偶/mV输入模块（热电偶：JIS R,J,K,E,T,B,S,N/mV:-100～150mV,统一隔离） 热电阻输入模块（热电阻：JIS Pt100 W,统一隔离） 模拟输入模块（4～20mA,分别隔离） 模拟输入输出模块（4～20mA,分别隔离） 热电偶/mV输入模块（热电偶：JIS R,J,K,E,T,B,S,N/mV:-100～150mV,分别隔离） 热电阻/滑线电阻输入模块（热电阻：JIS Pt100W/滑线电阻：0～10kW,分别隔离） 脉冲串输入模块（脉冲数计数:0～10kHz,分别隔离） 脉冲串输入模块，PM1兼容模块（脉冲数计数:0～6kHz,非隔离） 脉冲串输入/模拟输出模块，PAC兼容模块（脉冲数计数输入，4～20mA输出,非隔离） 输入输出点数 16 16 16 8入8出 8入8出 16 16 16 16 16 16 12 8 4入4出 16 16 8 16 8入8出
正常为3个以下，如果订购了 LFS1530应用能力扩展软件包， 可以扩展到15个。
SB401 SB401
最高配置
PW48X
总节点 最多 15 个 (本地+远程) 本地最多10 个
FFCS-L 配置
V net/IP FFCS-L
EC401 EC401 CP451 CP451 PW48X
当连接一个本地节点到FCU （现场控制单元）时，FCU上 必须安装ESB总线耦合器模块 （EC401）。EC401必须安装 在第7插槽和第8插槽。如果 是单ESB总线，EC401必须安 装在第7插槽同时第8插槽必 须为空。
• 冗余卡件：奇数槽位+偶数槽位的安装方式
– 例如：1、2槽冗余，3、4槽冗余，5、6槽冗余
• 安装在每个FCS里的通讯卡ALR111、ALR121、 ALP111和ALF111模块，每个FCS最多安装16个（冗 余的为8个）。 • EB401单卡工作时，将其安装在奇数位插槽中，右 侧槽位保留为空。 • EC401冗余使用时，安装在第7及第8插槽，单卡工 作时，安装在第7插槽，右侧槽位保留为空。
达 6个 模块
SB401 SB401 PW48X PW48X PW48X
PW48X
1.本地节点连接：
ESB 总线
达8个 模块 总节点 最多 15 个 (本地+远程) 本地最多10 个
2.远程节点连接：
当连接一个远程节点到FCU时， FCU上必须安装ER总线接口模 块（EB401）,单卡工作时， 要安装在奇数编号的插槽内， 且相邻的偶数插槽为空；冗 余使用时，相邻的奇偶槽安 装。
SB401 SB401
PW48X
EB401 EB401 SB401 SB401 SB401 SB401 PW48X PW48X PW48X PW48X SB401 SB401 PW48X PW48X
FFCS-L 配置
EC401 EC401 CP451 CP451 PW48X PW48X
ESB 总线
AAI841跳线设置
设置开关在卡件的侧面
I/O卡件安装注意事项
ALR111: 串行通信模块（RS-232C,无顺序）, 2口 ALR121: 串行通信模块（RS-422/RS-485,无顺序）, 2口 ALF111: Foundation Fieldbus（FF-HI）通信模块，4口 ALP111: Profibus通信模块 1口
HIS 基本构成
• 品牌PC机（推荐DELL、HP、IBM） – 显示器：22”CRT/19”LCD – 总线槽路：PCI总线 – Ethernet 网卡：10M/100M 自适应网卡 – 操作系统:WINDOWS XP – 应用软件：Office/XP • 横河产品 – 操作员键盘：AIP827-2 – Vnet/IP接口: VI701网卡 （PCI） – 标准监视/操作软件 – 可选监视/操作功能扩展软 件 • 工程组态软件
主要内容
• 横河DCS及其发展历程 • CS3000系统结构 • CS3000硬件组成
– HIS – CS – ES – Vnet-IP
• CS3000系统特点
横河DCS系统及其发展历程
横河 DCS系统发展 史
CENTUM 已经发展成为真正意义上的开放系统
CENTUM-XL
ALR121
串行通信模块（RS-422/RS-485,无顺序，1200bps～ 115.2kbps）
2口
ALE111
Ethernet通信模块
1口
ALF111
Foundation Fieldbus（FF-HI）通信模块（31.25kbps）
4口
AAI841
• 模拟量卡件：8入8出 • 4-20mA输入，4-20mA输出 • 非隔离模拟卡件。
FFCS • 最多480模拟量 I/O • 最多1920数字量 I/O • 最多 4000 子系统 I/O CPU, 电源 , 网络都可双重化 • 最多64 FF段，每段最多48 I/O点
Vnet
紧凑型FCS
ooo
ooo
最大的系统构成 (经过实际测试)
4-20mA
• HIS和FCS数量最多可达到 512 个。 热阻,热偶 , 脉冲 • 为减小网络负荷，分配成多个控制域。 数字量 • 系统最大工位 (PID, 顺控表等等) 最大1,000,000个. •对于过程I/O不需要进行单独定义
输入输出点数
32 32 16 16 32 32 64
ADV561
ADR541
数字输出模块（24V DC）
继电器输出模块（24～110V DC/100～240V AC）
64
16
通信模块
信号 模块名称 输入输出点数
ALR111
串行通信模块（RS-232C,无顺序，1200bps～115.2kbps）
2口
• CENTUM CS3000能够根据控制对象即装置规 模，灵活地构建从小规模到大规模的系统。
最大系统构成 最小系统构成 Ethernet
系统构成规模(FIO)
Ethernet
HIS HIS Vnet FFCS
合理的费用. •FCS软件. •带有操作和构成功能的软件的PC.
域连接
通用PC可在本地采购
操作员键盘（可选）
FCS 现场控制站的构成
FFCS-L(AFV10)外形
8 个FIO插槽
1#------8#槽位
Vnet/IP接口
供电单元
ESB BUS接口 卡
CPU卡
电源分配板
Vnet/IP的FFCS-L接口
FFCS-L(双重)有4个1000BASE-T I/F CPU(左) 总线1 总线2 CPU(右) 总线1 总线2数字输入输Fra bibliotek模块信号
ADV151 ADV551 ADV141 ADV142 ADV157 ADV557 ADV161
模块名称
数字输入模块（24V DC） 数字输出模块（24V DC） 数字输入模块（100～120V AC） 数字输入模块（220～240V AC） 数字输入模块（24V DC 压紧端子专用型） 数字输出模块（24V DC 压紧端子专用型） 数字输入模块（24V DC）
I/O卡件安装注意事项
• 卡件的安装位置原则上没有受到限制，但由于一些卡件需 要DCS向外提供电源，因此在安装上要考虑电源的合理分 配。分配原则如下：
ANB10S(D)、ANR10S(D): 安装B类模块系数之和<=100 AFV10S: 安装A类模块系数之和+安装B类模块系数之和<=85 AFV10D: 安装A类模块系数之和<=20; 安装A类模块系数之和+B类模块系数之和<=65
系统介绍
FFCS •最大480 点模拟量I/O •最大1920点数字量I/O FCS •最大 4000 点子系统 I/O • 最多 1280 模拟量 I/O • 最多4096 数字量 I/O • 最多4000 子系统 I/O 最新的现场网络技术 • 最多128 FF段 •FOUNDATION Fieldbus • 每段最多 48 I/O点 •PROFIBUS •HART •PLC’s 以太网通讯 •PLC’s串行通讯
CENTUM CS 1000/3000 1998 1993 1988 CENTUM CS
第二代 CENTUM
1981 1975 第一代CENTUM 世界上第一台 DCS
1984
CENTUM-V
CS3000的位置
横河DCS的主要应用行业
• • • • 化工 石化 电力 冶金
CS3000系统结构
CS3000基本构成
本 地 节 点
EB501 EB501 PW48X PW48X
EB501 EB501 PW48X PW48X
EB401:ER总线接口（FCS侧） EB501:ER总线接口（远程节点侧）
EC401:ESB总线接口（PCU侧） SB401:ESB总线接口（I/O插件箱侧）
远 程 节 点
V net/IP
ESB/ER 总线型控制站
信号 AAI141 AAV141 AAV142 AAI841 AAB841 AAV542 AAI143 AAI543 AAV144 AAV544 AAT141 AAR181 AAI135 AAI835 AAT145 AAR145 AAP135 AAP149 AAP849 模块名称 模拟输入模块（4～20mA,非隔离） 模拟输入模块（1～5V,非隔离） 模拟输入模块（-10～10V，非隔离） 模拟输入输出模块（4～20mA输入，4～20mA输出，非隔离） 模拟输入输出模块（1～5V输入，4～20mA输出，非隔离） 模拟输出模块（-10～10V，非隔离） 模拟输入模块（4～20mA,统一隔离） 模拟输出模块（4～20mA,统一隔离） 模拟输入模块（-10～10V，统一隔离） 模拟输出模块（-10～10V，统一隔离） 热电偶/mV输入模块（热电偶：JIS R,J,K,E,T,B,S,N/mV:-100～150mV,统一隔离） 热电阻输入模块（热电阻：JIS Pt100 W,统一隔离） 模拟输入模块（4～20mA,分别隔离） 模拟输入输出模块（4～20mA,分别隔离） 热电偶/mV输入模块（热电偶：JIS R,J,K,E,T,B,S,N/mV:-100～150mV,分别隔离） 热电阻/滑线电阻输入模块（热电阻：JIS Pt100W/滑线电阻：0～10kW,分别隔离） 脉冲串输入模块（脉冲数计数:0～10kHz,分别隔离） 脉冲串输入模块，PM1兼容模块（脉冲数计数:0～6kHz,非隔离） 脉冲串输入/模拟输出模块，PAC兼容模块（脉冲数计数输入，4～20mA输出,非隔离） 输入输出点数 16 16 16 8入8出 8入8出 16 16 16 16 16 16 12 8 4入4出 16 16 8 16 8入8出
正常为3个以下，如果订购了 LFS1530应用能力扩展软件包， 可以扩展到15个。
SB401 SB401
最高配置
PW48X
总节点 最多 15 个 (本地+远程) 本地最多10 个
FFCS-L 配置
V net/IP FFCS-L
EC401 EC401 CP451 CP451 PW48X
当连接一个本地节点到FCU （现场控制单元）时，FCU上 必须安装ESB总线耦合器模块 （EC401）。EC401必须安装 在第7插槽和第8插槽。如果 是单ESB总线，EC401必须安 装在第7插槽同时第8插槽必 须为空。
• 冗余卡件：奇数槽位+偶数槽位的安装方式
– 例如：1、2槽冗余，3、4槽冗余，5、6槽冗余
• 安装在每个FCS里的通讯卡ALR111、ALR121、 ALP111和ALF111模块，每个FCS最多安装16个（冗 余的为8个）。 • EB401单卡工作时，将其安装在奇数位插槽中，右 侧槽位保留为空。 • EC401冗余使用时，安装在第7及第8插槽，单卡工 作时，安装在第7插槽，右侧槽位保留为空。
达 6个 模块
SB401 SB401 PW48X PW48X PW48X
PW48X
1.本地节点连接：
ESB 总线
达8个 模块 总节点 最多 15 个 (本地+远程) 本地最多10 个
2.远程节点连接：
当连接一个远程节点到FCU时， FCU上必须安装ER总线接口模 块（EB401）,单卡工作时， 要安装在奇数编号的插槽内， 且相邻的偶数插槽为空；冗 余使用时，相邻的奇偶槽安 装。
SB401 SB401
PW48X
EB401 EB401 SB401 SB401 SB401 SB401 PW48X PW48X PW48X PW48X SB401 SB401 PW48X PW48X
FFCS-L 配置
EC401 EC401 CP451 CP451 PW48X PW48X
ESB 总线
AAI841跳线设置
设置开关在卡件的侧面
I/O卡件安装注意事项
ALR111: 串行通信模块（RS-232C,无顺序）, 2口 ALR121: 串行通信模块（RS-422/RS-485,无顺序）, 2口 ALF111: Foundation Fieldbus（FF-HI）通信模块，4口 ALP111: Profibus通信模块 1口
HIS 基本构成
• 品牌PC机（推荐DELL、HP、IBM） – 显示器：22”CRT/19”LCD – 总线槽路：PCI总线 – Ethernet 网卡：10M/100M 自适应网卡 – 操作系统:WINDOWS XP – 应用软件：Office/XP • 横河产品 – 操作员键盘：AIP827-2 – Vnet/IP接口: VI701网卡 （PCI） – 标准监视/操作软件 – 可选监视/操作功能扩展软 件 • 工程组态软件