浙江中控JX-300XP系统部件XP243X主控制卡

XP243X
XP243X主控卡是控制站软硬件的核心，协调控制站内软硬件关系和各项控制任务。它可以自动完成数据采集、信息处理、控制运算等各项功能。通过过程控制网络（SCnetⅡ）与操作节点（操作站、工程师站、数据服务器等）相连，接收操作节点发出的管理信息，并向操作节点传递工艺装置的特性数据和采集到的实时数据；通过数据转发卡实现与I/O卡件的信息交换（采样现场信号和发出控制指令）。

XP243X主控制卡的功能特点：
XP243X具备以下功能特点： 
采用三个32位嵌入式微处理器协同处理控制站的任务，功能强、速度快、单站容量大。  运算周期从50ms到5s可选，典型运算周期为100ms； 
控制软件和算法模块采用模块化设计，核心程序固化在FLASH存储器中；
提供7M字节的存储空间； 
提供1920K字节的可编程的控制算法程序区和1M字节的数据区，为多任务青岛元恒 实现和实时数据库准备了充足的程序和数据空间； 
提供192个控制回路，包括128个自定义控制回路，64个常规控制回路； 
SCnet II网络采用冗余的10M/100Mbps工业以太网，充分保证了系统数据传输的实时性、可靠性和网络开放性； 
支持1：1热备份冗余或非冗余配置，互为冗余的两块主控卡在一个周期内完成工作/备用状态的同步，速度可达16.5Mbps； 
提供主控制器、I/O卡件、I/O通道级综合的故障诊断； 
支持整体在线下载。下载过程中，不停止用户程序，主控卡按原有组态正常工作； 
更快的组态下载速度；  
支持梯形图、功能图、顺控图等组态工具编制的控制方案； 
支持冷、热启动等多种初始化模式，用户可以根据不同模式调用合理的用户算法初始化程序；
具有支持现场总线的接口单元，如HART协议智能变送器等现场仪表设备； 
具有掉电保护功能，在系统断电的情况下，组态、过程数据均不会丢失。 


端口说明：
SCnet II网络端口：
控制站作为SCnet II网络的节点，其网络通信功能由主控卡承担。主控卡提供专门的SCnet通信处理器负责SCnet网络信息的交互。网络IP地址由拨码开关设定，TCP/IP协议地址的系统约定参见表 2-2。在图２－４中，在主控卡的前面板上有两个互为冗余的SCnet II网络端口，分别标志为 A和 B： 
 A：Scnet II通信端口A，与冗余网络SCnetⅡ的A#网络相连；
 B：Scnet II通信端口B，与冗余网络SCnetⅡ的B#网络相连；

SBUS-S2网络连接：
主控卡XP243X通过底板上的欧插J2连接到机笼（XP211）母板上的SBUS-S2总线，实现与本机笼数据转发卡的连接。通过机笼母板上的SBUS-S2总线接口及DB9线实现与其它机笼数据转发卡的连接。
 将一个机笼母板上任意一个SBUS-S2总线接口和另一个机笼母板上任意一个SBUS-S2总线接口用DB9通信线连接，均可达到两个机笼之间的通信连接效果。

主控制卡的启动模式：
热点启动模式：
在断电时间小于10秒且主控卡的组态信息正确的情况下，主控卡为热启动模式。该启动模式一般是由下列情况引起：
WDT动作引起的热复位 
主控卡受到强烈干扰  
卡件从槽位中拔出并快速插入 
系统瞬间断电并恢复 主控卡热启动后的控制状态（控制回路、输出等）都保持在复位前的状态，保证控制的连续性和安全性。该启动模式下，如果自定义控制算法程序没有丢失，则主控卡能在10ms内完成初始化工作并进入正常的运行状态。如果自定义控制算法程序已经丢失（后备电池失效），则工作状态的主控卡将视算法程序大小，在10ms～150ms间完成初始化工作并进入正常运行状态。 
对冗余配置的主控卡，备用卡的热启动不影响工作卡的正常工作；工作卡热启动时，将导致冗余切换，备用卡立即接替工作卡工作，保证系统正常工作。
冷启动模式：
在断电时间大于10秒且主控卡中组态信息正确的情况下，主控卡为冷启动模式。主控卡具有断电保护功能，冷启动模式下卡件的组态信息、控制参数都能保持与断电**致。 
为保证现场工艺过程的安全，冷启动模式下的主控制卡将根据组态配置决定是否进行初始化操作。如果不要求初始化，则保持原有状态；如果需要初始化，则对内部控制状态和I/O卡件输出状态进行初始化，恢复到安全的状态： 
控制回路（自定义回路和常规回路）处于手动状态  
自定义回路的输入补偿和输出补偿为0，可变增益为1 
阀位输出值为0 
开关量输出处于OFF状态 
分定时器、秒定时器和百毫秒定时器清0 
该启动模式下，视自定义算法程序的大小，工作状态的主控卡能在10ms～150ms的时间内完成上述初始化工作并进入正常的运行状态。而处于备用状态的主控卡则需要10s～70s的时间完成对工作主控卡上数据（组态信息、实时数据、用户设定参数等）的冗余拷贝（工作备用卡件之间信息同步）后才允许进入正常的运行状态。

组态出错模式：
主控卡复位启动（系统上电或WDT动作）后对组态数据进行自检，如发现组态数据非法则清除非法的组态数据，并产生“组态出错”报警（故障诊断软件中可以观测到）、主控卡的FAIL灯常亮。这种系统启动模式即为组态出错模式。 
对于新出厂的卡件（**对它下载过组态）或断电保护被中断过的卡件（如更换主控卡的断电9 保护电池），主控卡的启动模式都属于该模式。在该启动模式下，卡件内组态信息、控制参数、输出状态等都将被初始化在一合适的数值上，控制运算、采样、输出等动作都被停止，等待工程师站下载组态。 
该启动模式下，工作状态的主控卡能在10ms的时间内完成上述初始化工作并进入等待下载组态的运行状态。而处于备用状态的主控卡则需10s～70s的时间从工作主控卡获取数据（组态信息、实时数据、用户设定参数等），完成工作备用卡件之间信息同步后，进入正常的运行状态。

主控制卡的工作/备用模式：
主控卡可冗余配置，也可单卡工作。冗余配置的两块主控卡执行同样的应用程序，一块运行在工作模式（工作卡），另一块运行在备用模式（备用卡）。两块主控卡均能访问I/O子系统和过程控制网络，但只有工作模式下的主控卡负责完成控制、输出、实时信息广播等功能。
工作模式：
在工作模式下，主控卡如同非冗余配置一样直接访问I/O子系统，完成数据采集和控制功能，并向操作站广播实时信息。此外它还监视与其配对的备用主控卡的工作状态。 
处于工作模式下的主控卡每个扫描周期向备用卡发送一次实时数据，以同步两冗余卡件的工作状态。

备用模式：
在备用模式下，备用主控卡诊断和监视卡件运行状态，周期性获取工作主控卡的实时信息，确保工作卡出现故障的情况下，无扰动的接替工作权，**控制过程的连续性和稳定性。
 在备用卡工作正常的情况下，如发生下列故障，将产生工作/备用模式切换（冗余切换）：
    工作主控卡RAM、ROM等硬件故障  
    网络控制器故障  
    I/O接口故障 
    工作主控卡掉电  
    工作主控卡复位  
    工作主控卡用户自定义程序出错  
    工作主控卡组态出错等 
一旦主控卡被切换到备用模式，带故障的备用主控卡可停电维修或更换而不影响系统的正常运行。检修好的主控卡重新上电后，进入备用模式工作。若工作主控卡发生故障的同时，备用主控卡也发生故障，此时会比较两块主控卡的故障等级。如果工作主控卡故障较严重，则发生冗余切换。否则，不发生冗余切换。主控卡确认需要进行冗余切换后，在一个扫描周期内完成冗余切换。