AC800F控制器细节解析

AC800F控制器的外形如图9-6所示，它支持多种标准现场总线通信，如Profibus-DP／V1、Modbus、Freelance 2000 CAN I／O总线、Open CAN-Bus、Foundation Fieldbus H1、HART通信协议标准。

AC800F控制器将“简单的工程”概念融入开放的控制系统中，为自动化控制工艺设计提供充分的灵活性。

（1）现场智能设备的组态与系统应用程序组态完全统一。

（2）组态、调试及诊断仅需要一种工具软件。

（3）可读取现场智能设备的所有信息、周期及非周期数据。

（4）在组态、调试、试车、服务及维护等方面节省大量的费用。

（5）现场安装节省电缆及空间。

（6）系统结构灵活，具有较强伸缩性，即使是只有几个信号的应用也很经济。

AC800F控制器还提供了控制器冗余（2个现场控制器）、电源冗余（24 V）、以太网通信冗余（标准）、Profibus-DP通信总线冗余（需外部设备RLM 01）等级别的冗余设置。

AC800F控制器有主单元PM802F、电源模件SA811F、网络模件EI813F、CAN总线通信模件FI810、Modbus通信模件FI820、Profibus现场总线通信模件FI830F、FF总线通信模件FI840等配置，其中，电源模件、网络模件和Profibus总线通信模件应用最为广泛。

图9-6　AC800F控制器

1.主单元PM802F

主单元PM802F如图9-7所示，其特性有：①Superscalar RISC微处理器（150 MIPS）；②16 KB内部CPU缓冲RAM；③4 MB FLASH EPROM；④4 MB SRAM具有错误校验功能；⑤后备电池保持，包括电池电压监控；⑥EEPROM，连续，16 kbit；⑦内置温度检测设备；⑧看门狗Watchdog；⑨4个现场总线模件槽；⑩2个Ethernet通信模件槽，32位数据总线，通信速率为10 Mbps；⑪支持现场控制器冗余功能。

图9-7　PM 802F外形图

PM802F基本单元通过现场总线模件循环采集现场智能设备的信号，应用已安装的用户程序对这些信号进行处理，并将处理好的信号通过现场总线模件输出到现场。现场控制器可以使用2个以实现冗余，当主AC800F出现故障时可以平滑、快速切换到热备AC800F，每个现场控制器可以使用一个以太网模件（DigiNet R）用于主AC800F与热备AC800F之间的通信及同步，所有输入与输出均设计为支持冗余设置。现场控制器、过程站与操作员站之间的通信采用以太网系统总线（DigiNet S），与工程师站的数据交换也通过这条数据总线时，工程师站可以将新的或修改的程序加载到过程站，同时可以远程诊断现场控制器及各模件的运行状态。当安装和更换现场总线模件时，该模件的组态信息会自动进行更新。

程序与实时过程数据存储在RAM中，为防止在系统停电时造成数据丢失，采用后备电池保持RAM信息，该电池装在每个以太网模件上及专用电池模件上。

2.电源模件SA811F

电源模件SA811F如图9-8所示，其特性有：①输入电源：115／230VAC（自动调压），输出电源电器隔离；②输出电压：5V DC／5A和3.3V DC／5A；③具有电源故障报警和保护功能；④电源状态指示和控制器操作状态指示；⑤短路保护及限流；⑥在主电源故障时，输出20 ms能量保持，符合NAMUR标准。

图9-8　SA811F外形图

现场控制器使用SA811F提供的5V DC／5A和3.3V DC／5A的电源。电源模块具有开路、过载和短路保护的功能。电源模块中电子设备能稳定地提供低纹波的电源输出。一旦主电源掉电，电源模块可以产生一个5 ms宽度的电源故障信号。这个信号命令CPU模块进行系统切换到安全状态的操作处理。电源模块能继续维持电源输出至少15 ms的事件，以提供以上安全操作的能源消耗的需要。当电源恢复后，控制器会完成重新启动并重新开始执行用户程序。

3.网络模件EI813F(www.xing528.com)

网络EI813F如图9-9所示，其特性有：①采用IEEE 802.3 Ethernet标准；②提供10 Base T通信接口（10 Mbit）；③32-bit数据总线，100 MB／s；④直接内存存取到主存储器；⑤＜4%CPU操作负荷；⑥冗余电池用于内存备份。

网络模件EI813F提供与系统总线（DigiNet S）通信的功能，通信协议符合IEEE 802.1标准。通信模块提供10 Base T接口，可连接3、4或5类屏蔽双绞线。

4.Profibus模件FI830F

Profibus模件FI830F如图9-10所示，其特性有：①复合Profibus-DP／V1标准（DIN 19245）；②传输速率高达12 MBd；③支持126个从站；④集成接口物理标准RS-485；⑤电气隔离；⑥板上共享存储器256 KB；⑦最少占用基本单元内存；⑧模件可以在操作期间移动或插入；⑨通过现场控制器冗余实现冗余操作。

图9-9　EI813F外形图

图9-10　FI830F外形图

FI830F模件为Profibus现场总线接口模件，该模件与Profibus-DP／V1协议兼容，数据通信速率最高为12 MBd。模件作为Profibus总线上主站，允许连接126个Profibus从站。组态与参数设置均使用DigiTool软件，无须另外附加编程软件。

总线冗余使用外部附加设备RLM 01实现，它可提供两条并行的Profibus总线，或采用OZD Profi12实现光纤环形冗余结构，同样也可以使用2个AC800F控制器模件，在2个冗余主站之间进行冗余切换。

5.S800 I／O站

S800是用于过程控制站的分布式I／O，它们通过Profibus-DP现场总线与其所属的控制器通信，既可以安装在控制室，也可以安装在现场以尽量接近现场变送器和执行器，从而节省电缆并减少安装费用。

S800 I／O如图9-11所示，它具有灵活、模块化、经济、可靠的优点。

图9-11　S800 I／O站外形图

（1）灵活性：对安装数量没有限制，可小数量安装，也可大量安装，可以安装在室内，也可安装在室外，可以安装在墙上，也可安装在机柜中。

（2）模块化：可一步一步扩展，不会因自身限制而影响系统扩展。

（3）经济性：节省硬件、电缆，从而节省安装及维护费用。

（4）可靠性：因其自诊断及冗余等特性，可平滑地实现自动切换。

S800 I／O采用模块化设计，DIN标准导轨式安装，由于对空间以及环境要求不苛刻，S800 I／O尤其适用于安装在分散的场合，并且对处理信号几乎没有要求，从而现场仪表和设备信号可以直接接线到S800 I／O站。S800型的I／O模件见表9-1。

表9-1　S800型的I／O模件

S800 I／O的特性有：①所有模件具备故障自诊断功能并具有LED故障显示丰富的I／O模件类型；②模拟量I／O精度≤0.1%，支持电源冗余，所有I／O均可设定安全值，具有短路保护功能；③所有模件均可带电插拔，并自动识别，支持冗余现场总线；④支持HART协议通信（部分S800 I／O卡件）；⑤具备本安特性（部分S800模件、EEx ia IIC）。