通讯网络

JX-300XP集散控制系统的通讯网络由信息管理网、过程控制网构成，其典型的拓扑结构如图2.1-1所示：

图2.1-1JX-300XP系统网络结构示意图

由于集散控制系统中的通讯网络担负着传递过程变量、控制命令、组态信息以及报警信息等任务，所以网络的结构形式、层次，以及组成网络后所表现的灵活性、开放性、传输方式等方面的性能都十分重要。

JX-300XP系统为适应多种过程控制规模和多种现场条件，其通讯系统对于不同层次分别采用了信息管理网、SCnet Ⅱ网络和SBUS总线。

3．2.1 信息管理网（Ethernet）

信息管理网采用以太网络，用于工厂级的信息传送和管理，是实现全厂综合管理的信息通道。该网络通过在多功能MFS上安装双重网络接口（信息管理和过程控制网络）转接的方法，获取集散控制系统中过程参数和系统的运行信息，同时向下传送上层管理计算机的调度指令和生产指导信息。管理网采用大型网络数据库，实现信息共享，并可将各个装置的控制系统连入企业信息管理网，实现工厂级的综合管理、调度、统计、决策等。

信息管理网的基本特性：

·拓扑规范：总线形（无根树）结构，或星形结构；

·传输方式：曼彻斯特编码方式；

·通讯控制：符合IEEE802.3标准协议和TCP/IP标准协议；

·通讯速率：10Mbps、100Mbps、1Gbps等；

·网上站数：最大1024个；

·通讯介质：双绞线（星形连接），50Ω细同轴电缆、50Ω粗同轴电缆

（总线形连接，带终端匹配器），光纤等；

·通讯距离：最大10km。

3．2.2 过程控制网络SCnet Ⅱ

3．2.2.1SCnet Ⅱ网概述

JX-300XP系统采用了双高速冗余工业以太网SCnet Ⅱ作为其过程控制网络。它直接连接了系统的控制站、操作站、工程师站、通讯接口单元等，是传送过程控制实时信息的通道，具有很高的实时性和可靠性，通过挂接网桥，SCnet Ⅱ可以与上层的信息管理网或其它厂家设备连接。

过程控制网络SCnet Ⅱ是在10base Ethernet基础上开发的网络系统，各节点的通讯接口均采用了专用的以太网控制器，数据传输遵循TCP/IP和UDP/IP协议，并备有50%的负载能力。根据过程控制系统的要求和以太网的负载特性，网络规模受到了一定的限制，基本性能指标如下：

Ø拓扑规范：总线形结构，或星形结构；

Ø传输方式：曼彻斯特编码方式；

Ø通讯控制：符合TCP/IP和IEEE802.3标准协议；

Ø通讯速率：10Mbps、100Mbps等；

Ø节点容量：最多15个控制站，32个操作站、工程师站或多功能站；

Ø通讯介质：双绞线，RG-58细同轴电缆、RG-11粗同轴电缆、光缆；

Ø通讯距离：最大10km。

JX-300XP SCnet Ⅱ网络采用双重化冗余结构，如图2.2-1所示。在其中任一条通讯线发生故障的情况下，通讯网络仍保持正常的数据传输。

图2.2-1SCnet Ⅱ网络双重化冗余结构示意图

SCnet Ⅱ的通讯介质、网络控制器、驱动接口等均可冗余配置，在冗余配置的情况下，发送站点（源）对传输数据包（报文）进行时间标识，接收站点（目标）进行出错检验和信息通道故障判断、拥挤情况判断等处理；若校验结果正确，按时间顺序等方法择优获取冗余的两个数据包中的一个，而滤去重复和错误的数据包。而当某一条信息通道出现故障，另一条信息通道将负责整个系统通讯任务，使通讯仍然畅通。

对于数据传输，除专用控制器所具有的循环冗余校验、命令/响应超时检查、载波丢失检查、冲突检测及自动重发等功能外，应用层软件还提供路由控制、流量控制、差错控制、自动重发（对于物理层无法检测的数据丢失）、报文传输时间顺序检查等功能，保证了网络的响应特性，使响应时间小于1秒。

在保证高速可靠传输过程数据的基础上，SCnet Ⅱ还具有完善的在线实时诊断、查错、纠错等手段。系统配有SCnet Ⅱ网络诊断软件，内容覆盖了网络上每一个站点（操作站、数据服务器、工程师站、控制站、数据采集站等）、每个冗余端口（0#和1#）、每个部件（HUB、网络控制器、传输介质等），网络各组成部分经诊断后的故障状态被实时显示在操作站上以提醒用户及时维护。

3．2.2.2SCnet Ⅱ网络组件

3．2.2.2.1 操作站网卡

总述

操作站网卡是采用带内置式10BaseT收发器（提供RJ45接口）的以太网接口。它既是SCnet Ⅱ通讯网与上位操作站的通讯接口，又是SCnet Ⅱ网的节点（两块互为冗余的网卡为一个节点），完成操作站与SCnet Ⅱ通讯网的连接。

图2.2-2 所示为操作站网卡的结构示意图。

图2.2-2操作站网卡的结构示意图

3．2.2.2.2主控制卡XP243X的通讯

1．总述

控制站作为SCnet Ⅱ的节点，其网络通讯功能由主控卡担当。主控制卡结构图如2.2-3（正视图）所示。

图2.2-3主控制卡结构示意图

主控制卡上有关网络通讯的接口及指示灯说明如下：

RJ451：通讯端口0，直接与双绞线RJ45连接器相连；

RJ452：通讯端口1，直接与双绞线RJ45连接器相连；
LED-Ａ：本卡件的通讯端口0的通讯状态指示灯；

LED-Ｂ：本卡件的通讯端口1的通讯状态指示灯；

SW2：本节点的通讯地址拨号开关。

主控制卡地址拨号开关：

Ø拨号开关SW2拨在“ON”一侧时，表示“1”；反之，表示“0”；

Ø拨号开关SW2的左侧为高位，右侧为低位，如图2.2-6所示；

Ø对于主控制卡，仅最低位值不同的相邻的节点地址表示该两块主控制卡互为冗余，如：地址02#与03#，04#与05#。

2．地址设置

a）使用拨号开关SW2设置卡件地址；

b）地址设置范围：JX-300XP系统中最多可有15个控制站，对TCP/IP协议地址采用如表格2.2-1所示的系统约定：

表格 2.2-2TCP/IP协议地址的系统约定

网络码128.128.1 和128.128.2代表两个互为冗余的网络。在控制站表现为两个冗余的通讯口，上为128.128.1，下为128.128.2。

3．2.3 SBUS总线

SBUS是JX-300XP系统内部冗余高速数据公路，是主控制卡、数据转发卡等卡件的信息通道，主要功能是扩展I/O机笼单元和机柜。

电气特性：RS485标准；

传输介质：双绞线和机笼母板；

特性阻抗：120欧姆；

拓朴规范：总线形结构，节点可组态；

通讯协议：链路层控制采用令牌总线（ToKen-bus）协议；

通讯速率：1Mbps；

通讯距离：最大100米；

冗余：1∶1，双重化总线；

节点数：最多16个；

总线终端采用120欧姆终端匹配器。

附：控制站机柜内通讯接线示意图

图2.2-4控制站机柜内通讯接线示意图