系統(tǒng)核心硬件－現(xiàn)場控制站現(xiàn)場控制站作為信號采集和控制設備是HOLLiASMACS系統(tǒng)的核心硬件。它具有信號采集、回路調節(jié)、順序控制、邏輯聯(lián)鎖等功能，是實現(xiàn)數據采集和過程控制的基本單元?，F(xiàn)場控制站的硬件構成現(xiàn)場控制站由控制機籠、主控制器、電源模塊、智能I/O模塊、端子模塊、通訊網絡及控制機柜等部分組成。在主控制器和智能I/O模塊上，分別固化了實時操作系統(tǒng)和I/O模塊運行軟件，并有完整的表征主控制器及I/O模塊運行狀態(tài)指示燈。構成現(xiàn)場控制站的控制機籠、主控制器、電源模塊、智能I/O模塊、端子模塊、通訊網絡等，均放置在現(xiàn)場控制機柜中，控制機柜即可以在控制室中采用集中安裝，也可以在現(xiàn)場采用分散安裝?，F(xiàn)場控制站的硬件包括FM系列和SM系列，作為HOLLiASMACS系統(tǒng)的基石。硬件特色及使用特性FM、SM系列硬件模塊都是遵循“可靠、先進、易用”的理念設計的，它們都具有以下技術特色：主控制器的物理結構獨立于I/O模塊，支持熱插拔，即插即用； ◆主控制器采用低功耗工業(yè)級表面貼裝CPU設計，無需風扇，抗震性能高。主控制器選用低功耗表面貼裝CPU，無需任何風扇（工業(yè)場所CPU風扇的壽命一般不超過2年），可長期安全運行，整個主控制器的啟動功耗小于7.5W，正常運行功耗小于6W。并且，主控制器內的所有存儲器均采用表面貼裝或DIP插裝方式，以提高抗振性； ◆電源模塊具有體積小、重量輕、效率高、自身抗干擾性強、輸入電壓范圍寬等特點，并且采用并聯(lián)均流的冗余方式； ◆智能IO模塊，內置微控制器，支持Profibus-DP從站接口； ◆設計為獨立的A/D或D/A電路；低密度設計AIO每塊8點，DIO每塊16點，AI、AO均可冗余配置； ◆現(xiàn)場與系統(tǒng)電氣隔離，部分AIO實現(xiàn)通道間隔離，DI光電隔離，DO光電隔離或繼電器隔離； ◆主控制器及I/O模塊上電過程無需人工干預，自動進入正常工作狀態(tài)；并且支持熱插拔，即插即用，使維護過程更換非常方便。在此基礎上，F(xiàn)M、SM系列模塊在結構、安裝特性等方面具有不同的使用特點，以適應要求多變的工業(yè)應用場合。（1）FM的使用特性● 主控制器與電源模塊的物理結構獨立于I/O模塊，采用小型機架集中安裝、冗余配置，以滿足可靠性、抗震性的要求?！?全分布式智能I/O模塊，采用35mm標準DIN導軌安裝，底座設有防止插錯模塊的編碼銷，熱插拔、免跳線設計。智能IO模塊外觀結構如圖所示?！?I/O模塊可直接從底座出線，也可通過端子板出線；模塊可集中、可分散，也可遠程分布；DP總線，可通過重復器擴展總線長度；也可使用總線控制器，實現(xiàn)遠程網絡冗余。（2）SM的使用特性● 優(yōu)化安裝結構，適應惡劣環(huán)境：SM系列采用4U一體化機籠結構，將電源、控制器和IO緊湊地安裝到同一個小機籠中，每個模塊通過上下兩個固定勾牢牢緊固在機籠上。在抗振性上滿足更惡劣環(huán)境的使用要求?！?采用分布式電源設計進一步提高了電源系統(tǒng)的可靠性：每個SM機籠自帶2塊冗余的電源模塊，并且采用負荷均流的冗余方式，將可能的電源故障影響限制到單一機籠。● DP總線雙網冗余：SM機籠之間可直接遠程分布，無需重復器和冗余控制器?！?IO模塊功耗進一步降低：IO模塊的自身功耗一般都降低到3W以下，功耗的降低不僅有利于提高模塊的工作環(huán)境溫度，而且還提高了模塊的可靠性。● 多重隔離保護確保硬件系統(tǒng)可靠與安全：通道與通道隔離，現(xiàn)場與系統(tǒng)隔離，機籠與機籠隔離，通訊網絡隔離。四大隔離措施層層設防，確保硬件系統(tǒng)的可靠與安全?！?將端子接線統(tǒng)一到機柜后部，而功能模塊統(tǒng)一安裝到機柜正面：這樣不僅使得系統(tǒng)硬件布置整齊劃一，而且提高了系統(tǒng)維護時的方便性和安全性?！?端子全部設計成模塊封裝型式，以提高防護性：每個端子模塊增加了外蓋，并且外蓋無需工具就可方便取下，這樣，既起到了防護作用，又方便更換繼電器或保險等日常維護操作。硬件的可靠性措施和利時公司掌握的高穩(wěn)定性、高可靠性、高環(huán)境適應性等多項技術已經經過3500多個項目的考驗。HOLLiASMACS系統(tǒng)的設計與開發(fā)應用了這些技術，以保證系統(tǒng)運行安全可靠。（1）冗余措施● 主控制器冗余主控制器采用主備雙模冗余配置，設計有硬件冗余切換和故障自檢電路。兩個主控制器進行熱備份，它們同時接收網絡數據，同時做控制運算，但只有一個輸出運算結果，實時更新數據。一旦工作主控發(fā)生故障，備份主控自動進入工作狀態(tài)，而且切換過程是無擾的。● 電源冗余電源模塊為特殊設計，功率大，穩(wěn)定性好，均實現(xiàn)冗余配置，多個電源并聯(lián)使用，均流運行，當其中一個故障時，另一個立即承擔全部負載?！?I/O設備冗余模擬量輸入設備、模擬量輸出設備能夠實現(xiàn)冗余配置，輸出模塊帶有冗余切換機制或備份機制?！?網絡冗余主控單元配置雙冗余工業(yè)以太網接口實現(xiàn)系統(tǒng)網冗余；內置Profibus-DP主站接口，F(xiàn)M系列通過DP總線控制單元FM1200可以實現(xiàn)控制網的冗余，而SM系列直接支持冗余DP總線。（2）分散隔離措施全分布智能IO模塊,FM系列采用導軌安裝，可集中，可分散，也可遠程分布；將控制有效地分散到各個IO模塊，所有模塊均帶有隔離電路（AI/AO可以路間隔離，DI光電隔離，DO光電隔離或繼電器隔離），將通道上竄入的干擾源拒之系統(tǒng)之外。通道間也可提供隔離措施，消除由于現(xiàn)場地電位差對系統(tǒng)造成的損壞。（3）迅速維修措施● 自診斷能力現(xiàn)場控制站的所有模塊上均內置微控制器，模塊均周期性地進行自診斷。診斷包括以下幾方面：開關量輸出：回讀比較自檢；模擬量輸入通道：采用專用的輸入通道故障診斷技術，對開路、短路、跳變均可進行診斷和故障處理；模擬量輸出通道：采用專用的輸出通道故障診斷技術，可對輸出通道、執(zhí)行器進行診斷?！?故障指示 1 2 3 4