横河CS3000系统介绍
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
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Domain Integration
CS3000操作参考
CS3000系统操作一、CENTUM CS3000系统概述CENTUM CS3000是日本横河公司的产品。
我厂的醋酐装置和丙烯酸5kt/a新扩建的DCS应用此系统。
CS3000系统主要设备：●HIS（Human Interface Station）人机接口站（操作站）：用于操作和监视。
采用Windows 2000作为操作系统的通用PC机。
PC机上装有VF701卡,作用是把PC机接入V-net网，以实现操作站功能。
●ENGS（Engineering Station）工程师站：用于组态、仿真调试及操作监视。
采用Windows 2000、Windows XP作为操作系统的通用PC机。
数据库放在工程师站。
●FCS（Field Control Station）控制站：用于过程I/O信号输入输出及处理，完成模拟量调节、顺序控制实时运算等实时控制功能。
●V-NET适时网络：是HIS、ENGS、FCS和其它设备信息通信的适时通讯网络，标准冗余配置。
●ETHERNET以太网：作为HIS、ENGS及上位管理系统之间通讯网络。
●BCV (BUS Converter)总线转换器:将使用V-NET的设备同使用其它适时通讯网络的如CENTUM-XL控制系统连接。
丙烯酸装置应用BCV将新老系统相连.二、CS3000系统基本构成1、系统构成如下图所示：2、控制站的I/O卡件控制回路：01-F4-S5,S6-1111A 11B TB192#安全栅柜2221FN2-2016NKFD2-CD-EX1.32-+19102-+AOM01-F4-S1,S2-1111B 11A1#安全栅柜2221TB3FN1-2016NKFD2-STC4-EX1-+1873-+AIM 2016NFC2016N FTA.SFV-2016N3、部分模拟量控制模块表DI、DO点在硬卡件通道处标上位号就可使用。
顺序控制应用顺控表和逻辑图实现。
三、HIS基本操作1、操作站操作介绍可用操作键盘上的按键操作或用监视监视窗口菜单条上的图标操作。
横河中控系统CS3000介绍
: 100,000 per ICS : 256 : 20 km : 20 km per FCS : 10m per FCS : 2Km per FCS
最大Domains数 : 16
*V-net (同轴电缆) :500m RIO 总线 (双绞线) :750m ER总线:185m、500m ESB总线:10m
YO CS1-11
KFCS 的FCU结构(FOR FIO)
YO CS1-12
Thanks
YO CS1-13
Pair & Spare 技术（SFCS、KFCS）
控制侧
INPUT
备用侧
BUFFER
BUFFER
CS1-14
CPU SYNC CPU COMP BUFFER
CPU SYNC CPU COMP
串行通信模件
RS-232C(ALR111) 2 个端口 D-sub9
RS-422/RS-485(ALR121) 2 端口
只能安装在本地节点
• 安装在远程节点分阶段进行
Foundation 现场总线通信模件 (LAS)
FF-H1(ALF111)
4 个端口
可双重化
有压线端子和经由AKB336电缆
BUFFER
OUTPUT
YO
Node(for FIO)结构
YO CS1-15
Thanks
YO CS1-16
Thanks
YO CS1-17
FIO Node type特点（1） 富有灵活性
有2种节点类型 本地节点 • 与FCU安装在同一机柜内 • 用于快速反应控制 远程节点 • 在现场设备附近安装 • 减少布线安装费用
4～20mA,Transmitter power supply（能给现场变送
10-日本横河CS3000 DCS系统结构及硬件介绍
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。
CENTUM—CS3000系统简介及应用
CENTUM—CS3000系统简介及应用摘要：CS3000控制系统是石油化工装置的重要核心部位，是集计算机技术、控制技术、网络技术和CRT显示技术为一体的产品，具有控制功能强，操作简便和可靠性高等特点，可以方便的用于石油化工装置。
关键词：控制系统维护故障处理CENTUM—CS3000控制系统是日本横河（YOKOGAWA）推出的操作站基于Windows系统的集散控制系统，是针对中、大型生产过程的集中管理、分散控制的系统。
一、CENTUM—CS3000控制系统的特点：开放性大、组态功能强、可靠性强，使用范围广，操作环境优化、延续性强。
二、CENTUM—CS3000控制系统的工作环境：①、工作环境湿度范围：40%—80%。
②、工作温度：18℃-28℃。
③、系统供电要求：支持电压：220—240 V AC±10%；24 V DC±10%。
支持频率：50/60Hz±3Hz。
④、接地要求：系统接地电阻≤100Ω.三、CENTUM—CS3000控制系统组成：1、操作站HIS：用于运行操作和监视。
每台HIS都是相对独立的，都可以显示各种画面；如流程图、控制组、趋势等。
它也可以监视设备，通过指令窗口发送指令，记录报警及其它事项和确认报警。
2、工程师站ENG：用于设计组态、仿真调试和操作监视。
其主要功能为系统维护功能，控制状态显示功能，趋势整定功能，数据采集功能等。
3、现场控制站FCS：完成现场信号的数据采集，常规控制、复杂控制的运算，对现场设备的控制等，各站间控制数据、监测信息的数据交换。
现场控制站还可以与其他控制系统进行通讯，以便将所有所有数据集中化处理。
4、过程I/O：指现场设备和现场控制站之间的信号通讯接口。
根据要交换的信号，过程I/O可分为模拟量卡件，数字量卡件和通讯卡件。
5、控制站内的现场控制单元FCU于本地节点和远程节点的连接方式主要是由：V-net网络、Ethernet网络、现场总线三种网络连接方式单独或组合使用。
日本横河CS3000DCS系统
硬件 操作站 控制站 通信总线
系统
软件
系统软件 用户软件 运行数据
诊断程序 应用程序 组 态程序 标准画面 等 组态结果
过程历史数据
由系统软件生成用户软件的过程叫做“组态”
CS3000系列控制站
CENTUM CS3000有标准型FCS、扩展型FCS和紧凑型FCS。
紧凑型控制站 标准控制站(RIO) 标准控制站(FIO) Vnet/IP 控制站(FIO)
单点
多点端子型
多点接插型
AMN32
AMN11
AMN31
⑵ 卡件类型介绍
三、FCS硬件构成
单点模拟量信号卡件
外型
AAM10：电流/电压输入 AAM21：RTD输入 AAM21/RJ：mV(-50 to 150mV),
T/C输入 APM11：脉冲输入（0 to 10kHz) AAM51：电流/电压(0 to 10 V)输出
能安装1块卡 • AMM32T不能安装在1
槽
三、FCS硬件构成
连接类模拟量卡件
外型
AMM12C：电压16点输入 (-10 to 10 V) AMM22C：mV16点输入(-100 to 100 mV) AMM32C：热电阻16点输入 AMM25C：热电偶15点输入
插件箱及安装方式
AMN32
插件箱最多安装4块卡
CS300 DCS的特点
开放性 强大的工程师组态功能 操作环境优化、延续性强 现场控制站通过其数据库中的仪表提供
对工厂设备的控制功能。即为整个DCS系 统的核心部分，用于过程I/O信号输入输 出及处理，完成模拟量调节、顺序控制、 逻辑运算等实时控制功能
FIO总线型控制站-KFCS
日本横河CS3000_DCS系统结构及硬件介绍
日本横河CS3000 DCS系统•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系统特点全球独家推出 全覆盖型省配线解决方案横河DCS系统及其发展历程CENTUM CS 1000/30001975198119881993CS3000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基本构成通用子系统网关PLCExaopcENGLHISOPC Server1000M bpsCS3000系统规格•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。
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。
HIS命名规则为：HIS域号站号。
其中域号设置与FCS相同。
站号为01-64间的数字。
一般操作站从64号开始递减设置。
如HIS0164表示01域的64号操作站。
域号和站号一经设置就不能改变。
压缩CS3000系统共配置了5台操作站HIS0160-HIS0164。
其中HIS0160-HIS0163为操作员站、HIS0164为工程师站。
地址设置：HIS在接入V-NET网前必须事先正确地设置好地址。
其硬件地址是用VF701卡上的DIP开关来设定的。
详见网络介绍部分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2FFCS-L 配置V net/IP FFCS-LCP451 CP451 PW48X PW48XFFCS-LEC401 EC401 CP451 CP451 PW48X PW48XFIO: Max. 8 最低配置达 6个 模块SB401 SB401 PW48X PW48X PW48XESB 总线达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。
CENTUM CS3000简介
•输入/输出冗余 •远程IO
各种各样的现场设备上都可 以连接到相对应的通讯接口
CPU 冗余 -- Pair&Spare -
Vnet/IP
Coupler Coupler
两块CPU模块各 自独立工作，两 块CPU模块可以 进行无缝切换.
CPU module
CPU module
Vnet I/F
Main memory
FFCS
HF-Bus 1MBPS Dual Redundant Token Pass
EOPS
1975
CENTUM
COPS CFFS CFCS2CFCD2 CFCS EFCD
F-Bus 250 KBPS Dual Redundant Token Pass
CFCSCFCD
CENTUM CS 3000 R3
System alarm window
Node Interface Unit status window
远程HIS TS 系统结构
- 流程图操作
- 仪表面板操作 - 趋势画面 - 报警监视
HIS TS 可扩展到8个客户端
HIS
V net/IP
Office 局域 网 防火墙
Port:3389
FCS
Windows2003 TSE
HART
PROFIBUS-DPV1
主要部件
V net/IP (Control Network 控制网络) HIS (Human Interface Station 操作站) FCS (Field Control Station 现场控制站)
控制网络的发展
Vnet/IP 1 Gbps Vnet 10 Mbps HF-BUS 1 Mbps
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16Ch Relay output, Common minus side every 16-channel,24～ 100VDC,100 ～200VAC, 2A/point，Maximum 8A is allowed per common,A type contact, exchange by a module.
－10V～＋10V
■AAI841 8Ch Current input,8Ch Current output
4～20mA,Transmitter power supply（能给现场变送器
提供24V电源）
■AAB841 20mA output
8Ch Voltage input、8Ch Current output
ADV157 ADV557
ADV859 ADV161 ADV159 ADV561 ADV559
ADV869 ADV169 ADV569
CS1-25
YOKOGAWA
用于连接ADV151端子板 用于连接ADV141、ADV142端子板
使用双冗余I/O模件时，用两个端 子
使用双冗余I/O模件时，用两个端子
• 通用网络设备, 例如能使用中继器 • 连接8台FIO远程I/O总线
• 通用的19”大小
• 采用普通机柜
• 支持FOUNDATION现场总线标准
• 能连接任何FOUNDATION现场总线设备
CS1-19
YOKOGAWA
FIO Analog I/O modules
Analog I/O modules
• 4 个端口
• 可双重化
• 有压线端子和经由AKB336电缆
通信规程 : IEEE 802.4
存取控制 : 令牌传递
V net
传输速度 : 10 Mbps
传输距离 : 500m to 20km YCB111同轴电缆：最大500m YCB141同轴电缆：最大185m 混合使用： YCB141+0.4*YCB111<=185
传输媒体 : 同轴电缆/光纤
最多连接8台远 程Node
CS1-10
YOKOGAWA
FCU：现场控制单元
KFCS(FOR FIO)结构
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)
System Overview
CS1-1
YSS
YOKOGAWA
新型 CS 3000 R3.01系统构成
Ethernet
Enclosed Display Style Console HIS
Open Display Style Console HIS
HIS
HIS/ENG
Vnet
SFCS
ER bus
(Enhanced Remote bus)
YOபைடு நூலகம்OGAWA
压线式端子块型
KS电缆连接型
CS1-22
YOKOGAWA
MIL连接型
CS1-23
YOKOGAWA
模拟量I/O模件：
具有MIL连接型、KS电缆连接型 及压线端子型
MIL连接型 KS电缆连接型
CS1-24
YOKOGAWA
ADV151 ADV551
ADV141 ADV142 ADR541
CPU SYNC CPU COMP
BUFFER
OUTPUT
YOKOGAWA
Node(for FIO)结构
CS1-15
YOKOGAWA
Thanks
CS1-16
YOKOGAWA
Thanks
CS1-17
YOKOGAWA
FIO Node type特点（1） 富有灵活性
有2种节点类型 • 本地节点 • 与FCU安装在同一机柜内 • 用于快速反应控制 • 远程节点 • 在现场设备附近安装 • 减少布线安装费用
YOKOGAWA
最小配置
HIS
系统规模
最大Domain配置
HIS
HIS
最大系统配置
HIS
HIS
最大位号数 : 100,000 per ICS 最大站数 : 64(HIS最大:16台) 最长V-net总线 : 20 km 最长RIO 总线 : 20km per FCS 最长ESB : 10m 最长RIO总线 : 2km
: 100,000 per ICS : 256 : 20 km : 20 km per FCS : 10m per FCS : 2Km per FCS
最大Domains数 : 16
CS1-4
*V-net (同轴电缆) :500m RIO 总线 (双绞线) :750m ER总线:185m、500m ESB总线:10m
< 与CENTUM-ST 兼容类型> ■ADV859 ■ADV159 ■ADV559 ■ADV869 ■ADV169 ■ADV569
CS1-21
32Ch24VDC input, Common minus side every 16-channel 32Ch24VDC input, Common minus side every 16-channel, Single and Weidmueller only 64Ch24VDC input, Common minus side every 16-channel, MIL type only 32Ch24VDC,0.1A, Common minus side every 16-channel 32Ch24VDC,0.1A, Common minus side every 16-channel, Single and Weidmueller only 64Ch24VDC,0.1A, Common minus side every 16-channel, MIL type only < AC input modules > 16Ch100VAC input, Common minus side every 8-channel 16Ch220VAC input, Common minus side every 8-channel
ooo
LFCS
FF-H1
ooo
KFCS (FCS for FIO)
RFCS2 (new migration type FCS)
CS1-2
YOKOGAWA
最小系统配置
V net 总线
HI S人机接口站
(PC/AT兼容机)
FCU
本地节点 ANB10*
开关量信号 模拟量信号
ANB10*：本地节点单元
CS1-3
系统网络结构 Ethernet 通讯协议 : TCP/IP
V net V net
最大连接16台HIS(PC)
通讯协议
: IEEE 802.3
传输方式
: Token passing
传输速度
: 10 Mbps
传输距离
: 500m 至 20Km
CS1-6
ESB Bus
Node Node
YOKOGAWA
V net 通讯
YOKOGAWA
FIO Digital I/O modules
Digital I/O modules < 普通类型> ■ADV151 ■ADV157
■ADV161 ■ADV551 ■ADV557
■ADV561
■ADV141 ■ADV142 < Relay output module> ■ADR541
ST2 compatible ST3 compatible ST4 compatible ST5 compatible ST6 compatible ST7 compatible
（16Ch input,16Ch output） （32Ch input） （32Ch output） （32Ch input, 32Ch output） （64Ch input） （64Ch output）
■AAR181
12Ch RTD JIS Pt100Ω
< Channel Isolated (500V AC) >（通道间隔离）
■AAI135 8Ch Current input
4～20mA , Transmitter power supply（能给现场变送器提供24V电源）
■AAI835 4Ch Current input,4Ch Current output 4～20mA , Transmitter power supply（能给现场变送器提供
CS1-7
YOKOGAWA
V net 扩展
V net
T
T
光纤
R
R
R
R
光纤
R
R
R
R
Max. 500m
Max. 15 km
Max. 500m
Max. 15 km
最长20 km
同轴电缆
T T
Max. 500m
CS1-8
YOKOGAWA
V net
FCU
ESB总线(FIO)
介质: 专用内部总线（YCB301） 距离: max：10m 速度: 128Mb/s（RIO 2Mbps）
CS1-26
YOKOGAWA
FIO 通 信 模 件
串行通信模件
• RS-232C(ALR111) 2 个端口 D-sub9
• RS-422/RS-485(ALR121) 2 端口
• 只能安装在本地节点
• 安装在远程节点分阶段进行
Foundation 现场总线通信模件 (LAS)