Honeywell之TDC3000系統硬件漫談

     關于TDC3000系統硬件，茲作如下解析：

 １、操作站（US）
　　US是TDC3000系統的人機接口，操作員、工程師、維護人員可以通過它運行軟件，來完成各種任務。主機由五個電路板組成：
　　* HPK2-3，微處理器68020卡；
　　* LLCN，LCN接口卡；
　　* EMEM，內存卡；
　　* SIO ，串行輸入輸出卡；
　　* EPDG，外設顯示驅動卡； 有些卡，可以根據用戶的需要選擇，比如內存卡，建議在4Mbit 以上，以保證操作和維護的靈活性。
　　* 彩色顯示器
　　* 操作員鍵盤： 操作員鍵盤是聚酯薄膜覆蓋防濺型平面按壓式鍵盤。
　　* 工程師鍵盤： 工程師鍵盤是工程師進行應用軟件組態和系統維護人員的必要的人機接口。
　　* 鍵鎖： 鍵鎖是操作站上用來切換系統軟件屬性的開關。
　　* 卡盤驅動器： 軟盤驅動器是軟盤讀寫裝置，它所用的軟盤規格5.25英寸雙面高密度軟盤，格式化容量是150MB。
　　* 外設記錄儀、打印機等等： 操作站的配套外設有點陣打印機每行可打印132個ASCII字符，每秒打印180個字符，雙向打印。

２、AM模件
　　AM模件可以組成兩種結構，一種是冗余的，一種是非冗余結構。 冗余的AM結構，一般是由兩個AMR卡組成，（AM Redundaney Card）硬件配置如下：
　　* HMPU ，帶有3MW RAM的68020 CPU卡；
　　* LLCN ，LCN接口卡；
　　* AMR ，AM冗余卡兩塊；
　　* LCN I/O，LCN輸入輸出卡。 當工作的AM硬件出現故障，另一塊備用的AM將自動地替補，其切換時間不大于5秒。

３、HM模件
　　HM模件是LCN網的一個節點模塊，是系統軟件、應用軟件、歷史數據的存儲設備；它可以和LCN網上任意節點模塊進行通訊。其硬件組成如下：
　　* LLCN ，LCN接口卡；
　　* HPK2-2，68020CPU卡；
　　* WPC/SPC，溫盤控制器，靈活外設控制器；
　　* 溫盤： 每一個HM模塊可以有1到2個溫盤，如果選兩個溫盤，兩者必須是同一規格。

４、NIM模塊
　　NIM模塊的作用是控制網絡（UCN）與LCN網的接口模塊，網絡通訊速度為5Mb/s，通訊采用IEEE802.4令牌總線通訊方式。UCN網內也可以具有點對點的通訊功能。 NIM的硬件構成如下：
　　* HMPU或HPK2-2的68020　CPU卡；
　　* LLCN，LCN網絡接口卡；
　　* PNM，UCN網絡接口卡；
　　* PNI，UCN網絡接口卡；
　　網絡接口模件（NIM）提供LCN網絡與UCN網絡之間的連接，它提供了將LCN網絡的通信技術及協議與UCN網絡的通信技術及協議相互轉換的功能。NIM為LCN網絡上的模件提供了訪問UCN網絡上設備數據的功能。同時它支持將程序與數據裝載到*過程管理站等設備的功能，將UCN網絡上的報警及信息傳送到LCN網絡上。

５、APM（*）過程管理站
　　它是TDC3000用于工業過程控制和數據采集的工具，具有靈活的I/O功能。 具體功能如下：
　　* 數據采集和過程控制，與UCN網上其它設備通訊；
　　* 通過串口，提供與MODBUS子系統的雙向通訊；
　　* 通過US與工程師、操作員進行通訊 ；
　　* 支持LCN網上的AM或上位機的控制策略；
　　* 可采用高性能優化軟件包，為PID算法提供自整定方法；
　　* 數字輸入順序事件（DISOE）處理；
　　* 設備管理點；
　　* CL程序數組點；
　　* 有與非TDC3000設備的串口接口的能力；
　　* 字符串變量；
　　* 時間變量

　APM的硬件構成如下：
　　* 電源系統；
　　* 電路板APMM，其中有 1） 調制解調器組件 2） 通訊組件 3） 接口組件 4） 控制組件 5） 驅動組件；
　　* IOPS ，輸入/輸出處理器；
　　* FTAS，接線端子 FTA是現場信號線與I/O P連接端子板，它完成信號的傳輸和電平轉換功能，有的FTA還具備電隔離功能。無源的現場變送單元可以通過FTA得到工作電源。目前本系統的FAT有以下幾種：
　　* 智能變送器輸入端子板；
　　* 低電平模擬輸入端子板；
　　* 高電平模擬輸入端子板；
　　* 模擬輸出端子板；
　　* 數字輸入端子板；
　　* 數字輸出端子板；
　　* 脈沖輸入端子板；
　　* 串行接口；
　　* 帶電隔離的輸入端子板；
　　◆ 智能變送器輸入端子板
　　　由24V DC提供的直流電，通過端子TB1送到智能變送器，為智能變送器提供電源，智能變送器輸出通過端子TB2接250（電阻，再通過端子TB3接0（電阻到邏輯地。該回路既是供電回路又是4~20mA信號回路，緩沖放大器從250（電阻上取1~5V電壓送到STI，做數據處理。此電路與高電平模擬輸入板很相似。
　　◆ 低電平模擬輸入端子板
　　  低電平模擬輸入信號有1~5V，0~100mV，0~5V，熱電偶，RTD。上面的通道用于連接電阻溫度傳感器RTD的，選擇開關分別取回A端與B端的電壓差，再由A/D模數轉換器將模擬信號轉換成數字信號，通過光電偶合器將數字信號輸出到LLAI。電源隔離器給前端的開關和放大器及A/D轉換器提供電源，以達到電氣隔離的目的。下面的通道用于測量現場傳來的1~100mV的小電壓，電路原理同上。
　　◆ 高電平模擬輸入端子板
　　　高電平模擬輸入信號有1~5V，0~5V，4~20mA，10~50mA，滑動可變電阻器。上面的通道是兩線4~20mA變送器的接線方法，兩條線既是供電回路又是信號回路，下面的通道是三線4~20mA變送器的接線方法，供電回路與信號回路分開。信號回路通過250電阻產生1~5V的壓降，由緩沖放大器輸出到HLAI。
　　◆ 模擬輸出端子板
　　　 來自模擬輸出I/OP的輸出信號是4~20mA的電流信號，FTA端子板只負責將信號通過端子接到現場電纜上，再通過端子接回到邏輯地，構成輸出回路。
　　◆ 數字輸入端子板
　　　 現場的數字輸入大多是繼電器來的開關信號，電源、現場繼電器與光電偶合器中的發光二極管通過FTA端子構成回路，電源即可以是外部電源又可以是FTA內部電源。若現場繼電器開關接通，光電偶合器中的發光二極管發光，激勵輸出二極管導通，輸出信號送到I/OP。
　　◆ 數字輸出端子板
　　　 數字輸出實際上就是對現場的負載做開關控制，這個開關一般都裝在FTA上。根據所控制的負載不同，分為直流負載和交流負載兩種。因為負載在大多數情況下是繼電器線圈或直流電機，當其突然關電時將產生反向電壓，所以FTA上有續流二極管加以保護，開關三極管是這個回路上的控制開關，它受數字輸出I/OP控制。
　　◆ 脈沖輸入端子板
　　　電壓比較器的反向端與R1和R2組成的電阻分壓器相接，確定了比較電位，R3和C1組成低通濾波器，抑制高頻干擾，脈沖頻帶為0~20KHz。端子1為外部變送器提供電源，端子2接入外部信號的輸入，端子3接參考電平。W1是上拉電阻，在外部變送器是集電極開路輸出或繼電器輸出時W1起電平上拉作用，不用上拉電阻時將W1拆卸下來。SP1是下拉電阻，在外部變送器是發射極開路輸出時SP1起電平下拉作用，不用SP1拆卸下來。
　　◆ 串行接口FTA
　　　串行數字輸入或串行接口FTA需要的電源，從I/OP來的24VDC電源經過電源適配器，變成隔離的+/-12V電源，供給兩路FTA，FTA上有接口電路。

６、CLM通訊鏈路模塊
　　CLM提供一個標準通訊平臺，容許TDC3000與多種網絡接口。通過它，US操作員可以存取非HONEYWELL網上接點的數據。例如，可以使Bristol Babcock Network 3000 產品的DPC3330與LCN網實現通訊。
　　CLM是AM的改進型，另外可安裝2塊CLMI通訊連路接口板，每塊CLMI板有4個RS-232端口，通過RS-232端口和調制解調器與RTU的DPC3330

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