II. GIỚI THIỆU CẤU TRÚC PHẦN CỨNG:
2. Trạm điều khiển hiện trường: Field Control Station.
Trạm điều khiển hiện trường FCS thực hiện chức năng điều khiển nhà mỏy. Phần cứng chung được sử dụng cho cỏc trạm điều khiển khu vực trong cỏc hệ thống CENTUM CS 1000 và CENTUM CS 3000 là PFCS và PFCD (gọi chung là PFCS). Phần cứng chỉ được sử dụng trong hệ thống CENTUM CS3000 cho cỏc trạm điều khiển khu vực là cỏc khối điều khiển AFS10S, AFS10D, AFS20S và AFS20D (gọi chung là LFCS).
Trong cấu hỡnh chuẩn của PFCS, cỏc thành phần chớnh của nú gồm 2 khối Nest vào/ra (I/O module Nest) chứa cỏc mụ đun vào/ra để chuyển cỏc tớn hiệu đi và về từ thiết bị. Bằng việc thờm 1 rack mở rộng vào/ra, một PFCS cú thể cú tới 5 nest mụ đun vào/ra. LFCS bao gồm cỏc Node, I/O Nest và mạng tớn hiệu RIO bus.
♦ PFCS Trạm điều khiển đơn. ♦ PFCD Trạm điều khiển kộp.
♦ AFS10S Trạm điều khiển đơn kiểu rack treo. ♦ AFS10D Trạm điều khiển kộp kiểu rack treo. ♦ AFS20S Trạm điều khiển đơn kiểu tủ.
♦ AFS20D Trạm điều khiển kộp kiểu tủ.
Tất cả cỏc kiểu trạm điều khiển khu vực này gọi tổng quỏt là FCS. Với centum CS3000, FCS cú những loại sau:
• Standard FCS ( LFCS và KFCS)
FCS sử dụng RIO Bus để kết nối giữa khối điều khiển FCS với cỏc module vào ra và cỏc module khỏc
KFCS sử dụng ESB bus và ER bus để kết nối giữa khối điều khiển FCS với cỏc module vào ra và cỏc module khỏc
LFCS phự hợp với điều khiển sử dụng số lượng lớn dữ liệu vào ra trong khi đú KFCS phự hợp với ứng dụng điều khiển cần tốc độ cao.
• Compact type FCS ( SFCS hay PFCS)
FCS này thường được đặt gần thiết bị hoặc quỏ trỡnh mà nú điều khiển, thường sử dụng cho việc kết nối với hệ thống phụ.
- Đối với KFCS: FCU (Field control unit ) và cỏc node được nối với nhau bằng bus ESB (Extended Serial Backboard ) hoặc bus ER (Enhanced Remote) - Đối với LFCS: FCU và cỏc node được nối với nhau qua RIO bus.
- Đối với SFCS : Khụng cú node , FCU và I/O unit được nối trờn cựng một backplate.
2.1 Standard FCS cho FIO (KFCS)
Standard FCS cho FIO (KFCS) gồm cú một FCU, ESB bus, EB bus và cỏc node unit
- FCU (Field Control Unit) bao gồm card và unit, nú thực hiện việc tớnh toỏn điều khiển cho FCS. Với FCU kộp , Card của bộ xử lý gồm hai chiếc, cỏc thiết bị: nguồn, card giao tiếp với ESB bus và đều được dự phũng kộp.
- ESB bus và ER bus
ESB bus (Extended Serial Backboard Bus) là bus truyền thụng sử dụng để kết nối cỏc local node, được cài trờn cựng cabinet với FCU. Bus này được dự phũng kộp. Khoảng cỏch lớn nhất cú thể truyền là 10 m
ER bus ( Enhanced )là bus truyền thụng dựng để kết nối cỏc node ở xa với FCU. Việc kết nối này thực hiện bằng cỏc module giao tiếp với ER bus ( được cài đặt trờn cựng cabinet với FCU hoặc một vị trớ xa cabinet này). Khoảng cỏch lớn nhất cú thể truyền là 185 m ( sử dụng cỏp đồng trục 10 base2 ) hoặc 500 m (với cỏp 10base5) và cú thể đạt tới 2 km khi cú sử dụng cỏc bộ lặp quang
- Node unit (NU) trờn KFCS
Node unit (NU) trờn KFCS là đơn vị xử lý tớn hiệu làm nhiệm vụ chuyển đổi và truyền tớn hiệu vào ra số hoặc tương tự nhận được từ cỏc thiết bị hiện trường. Trờn NU cú cỏc ESB bus node unit cài đặt ở trạm FCS và ER bus node unit cài đặt trờn cabinet. Để kết nối, node unit cú một module ghộp nối ESB hoặc module ghộp nối ER và cỏc module vào ra.
Hỡnh sau đõy mụ tả cấu tạo và cỏch kết nối của node với FCU
2.2 Standard FCS cho RIO (LFCS)
Đối với Standard FCS cho RIO (LFCS), FCU nối tới cỏc node bởi RIO bus. Ta cú thể chọn dự phũng cho FCU của CPU và RIO bus. Cú thể đặt ở cabinet hoặc đặt ở trờn rack ( rack mounting).
CPU dự phũng : Đơn hoặc đụi ( kiểu dự phũng kộp ). Kiểu lắp đặt : Trờn cabinet hoặc rack
RIO bus : Đơn hoặc dự phũng đụi • Field control Unit (FCU) cho RIO
FCU cho RIO gồm cú processor, cỏc card và cỏc unit. Với FCU kộp, card xử lý (processor card ), nguồn cấp ( power unit ) và card ghộp nối RIO (RIO unit interface card ) đều được dự phũng kộp .
• RIO bus
RIO bus ( Remote I/O bus ) nối FCU tới cỏc I/O node và cú thể được dự phũng kộp. I/O node khụng nhất thiết phải ở trờn FCU cabinet, chỳng cú thể được đặt ở xa. Nếu ta dựng cỏp xoắn đụi bọc kim thỡ cú thể đặt cỏch xa 750 m, và nếu sử dụng bộ lặp cựng với sợi quang thỡ khoảng cỏch cú thể lờn đến 20 km.
• Node
Node bao gồm cỏc unit làm nhiệm vụ kết nối giữa cỏc tớn hiệu số và tớn hiệu tương tự , cỏc khối giao diện node được truyền thụng bằng RIO bus với cỏc FCU.
-Khối giao diện Node : Node interface unit (NIU)
Khối giao diện Node bao gồm card truyền thụng RIO bus và card nguồn, cả hai đều được dự phũng.
- Khối I/O bao gồm cỏc I/O module Nest mà nú chứa cỏc module vào ra và được kết nối với bộ xử lý.
2.3 Compact FCS (SFCS)
Với loại SFCS này thỡ cú nguồn cấp và CPU được dự phũng kộp. Trờn FCS này gồm cú: Bộ xử lý ( processor unit), bộ nối bus điều khiển ( control bus coupler units ), nguồn pin (battery units) , đầu ra cụng tắc(contact output unit), board nguồn cấp, cỏc module vào ra, rack mở rộng
Hỡnh dưới đõy là của một compack FCS với cỏc rack mở rộng
Hỡnh 3.5. Cấu hỡnh của một Compack FCS
2.4 Cấu hỡnh vào ra :(I/O Module Nests and I/O Modules,Cỏc kiểu Nest module vào/ra) vào/ra)
Cấu hỡnh cỏc thiết bị vào/ra:
Hỡnh 3.6 Cấu hỡnh cỏc thiết bị vào ra
2.4.1 Nest.
Cú 9 kiểu Nest mụ đun vào/ra nh trong bảng sau:
Bảng 3.7 – Cỏc loại Nest mụ đun vào/ra