系统核心硬件－现场控制站现场控制站作为信号采集和控制设备是HOLLiASMACS系统的核心硬件。它具有信号采集、回路调节、顺序控制、逻辑联锁等功能，是实现数据采集和过程控制的基本单元。现场控制站的硬件构成现场控制站由控制机笼、主控制器、电源模块、智能I/O模块、端子模块、通讯网络及控制机柜等部分组成。在主控制器和智能I/O模块上，分别固化了实时操作系统和I/O模块运行软件，并有完整的表征主控制器及I/O模块运行状态指示灯。构成现场控制站的控制机笼、主控制器、电源模块、智能I/O模块、端子模块、通讯网络等，均放置在现场控制机柜中，控制机柜即可以在控制室中采用集中安装，也可以在现场采用分散安装。现场控制站的硬件包括FM系列和SM系列，作为HOLLiASMACS系统的基石。硬件特色及使用特性FM、SM系列硬件模块都是遵循“可靠、先进、易用”的理念设计的，它们都具有以下技术特色：主控制器的物理结构独立于I/O模块，支持热插拔，即插即用； ◆主控制器采用低功耗工业级表面贴装CPU设计，无需风扇，抗震性能高。主控制器选用低功耗表面贴装CPU，无需任何风扇（工业场所CPU风扇的寿命一般不超过2年），可长期安全运行，整个主控制器的启动功耗小于7.5W，正常运行功耗小于6W。并且，主控制器内的所有存储器均采用表面贴装或DIP插装方式，以提高抗振性； ◆电源模块具有体积小、重量轻、效率高、自身抗干扰性强、输入电压范围宽等特点，并且采用并联均流的冗余方式； ◆智能IO模块，内置微控制器，支持Profibus-DP从站接口； ◆设计为独立的A/D或D/A电路；低密度设计AIO每块8点，DIO每块16点，AI、AO均可冗余配置； ◆现场与系统电气隔离，部分AIO实现通道间隔离，DI光电隔离，DO光电隔离或继电器隔离； ◆主控制器及I/O模块上电过程无需人工干预，自动进入正常工作状态；并且支持热插拔，即插即用，使维护过程更换非常方便。在此基础上，FM、SM系列模块在结构、安装特性等方面具有不同的使用特点，以适应要求多变的工业应用场合。（1）FM的使用特性● 主控制器与电源模块的物理结构独立于I/O模块，采用小型机架集中安装、冗余配置，以满足可靠性、抗震性的要求。● 全分布式智能I/O模块，采用35mm标准DIN导轨安装，底座设有防止插错模块的编码销，热插拔、免跳线设计。智能IO模块外观结构如图所示。● I/O模块可直接从底座出线，也可通过端子板出线；模块可集中、可分散，也可远程分布；DP总线，可通过重复器扩展总线长度；也可使用总线控制器，实现远程网络冗余。（2）SM的使用特性● 优化安装结构，适应恶劣环境：SM系列采用4U一体化机笼结构，将电源、控制器和IO紧凑地安装到同一个小机笼中，每个模块通过上下两个固定勾牢牢紧固在机笼上。在抗振性上满足更恶劣环境的使用要求。● 采用分布式电源设计进一步提高了电源系统的可靠性：每个SM机笼自带2块冗余的电源模块，并且采用负荷均流的冗余方式，将可能的电源故障影响限制到单一机笼。● DP总线双网冗余：SM机笼之间可直接远程分布，无需重复器和冗余控制器。● IO模块功耗进一步降低：IO模块的自身功耗一般都降低到3W以下，功耗的降低不仅有利于提高模块的工作环境温度，而且还提高了模块的可靠性。● 多重隔离保护确保硬件系统可靠与安全：通道与通道隔离，现场与系统隔离，机笼与机笼隔离，通讯网络隔离。四大隔离措施层层设防，确保硬件系统的可靠与安全。● 将端子接线统一到机柜后部，而功能模块统一安装到机柜正面：这样不仅使得系统硬件布置整齐划一，而且提高了系统维护时的方便性和安全性。● 端子全部设计成模块封装型式，以提高防护性：每个端子模块增加了外盖，并且外盖无需工具就可方便取下，这样，既起到了防护作用，又方便更换继电器或保险等日常维护操作。硬件的可靠性措施和利时公司掌握的高稳定性、高可靠性、高环境适应性等多项技术已经经过3500多个项目的考验。HOLLiASMACS系统的设计与开发应用了这些技术，以保证系统运行安全可靠。（1）冗余措施● 主控制器冗余主控制器采用主备双模冗余配置，设计有硬件冗余切换和故障自检电路。两个主控制器进行热备份，它们同时接收网络数据，同时做控制运算，但只有一个输出运算结果，实时更新数据。一旦工作主控发生故障，备份主控自动进入工作状态，而且切换过程是无扰的。● 电源冗余电源模块为特殊设计，功率大，稳定性好，均实现冗余配置，多个电源并联使用，均流运行，当其中一个故障时，另一个立即承担全部负载。● I/O设备冗余模拟量输入设备、模拟量输出设备能够实现冗余配置，输出模块带有冗余切换机制或备份机制。● 网络冗余主控单元配置双冗余工业以太网接口实现系统网冗余；内置Profibus-DP主站接口，FM系列通过DP总线控制单元FM1200可以实现控制网的冗余，而SM系列直接支持冗余DP总线。（2）分散隔离措施全分布智能IO模块,FM系列采用导轨安装，可集中，可分散，也可远程分布；将控制有效地分散到各个IO模块，所有模块均带有隔离电路（AI/AO可以路间隔离，DI光电隔离，DO光电隔离或继电器隔离），将通道上窜入的干扰源拒之系统之外。通道间也可提供隔离措施，消除由于现场地电位差对系统造成的损坏。（3）迅速维修措施● 自诊断能力现场控制站的所有模块上均内置微控制器，模块均周期性地进行自诊断。诊断包括以下几方面：开关量输出：回读比较自检；模拟量输入通道：采用专用的输入通道故障诊断技术，对开路、短路、跳变均可进行诊断和故障处理；模拟量输出通道：采用专用的输出通道故障诊断技术，可对输出通道、执行器进行诊断。● 故障指示 1 2 3 4