DPU通信总线网运行原理及故障分析

　　MAXlO0O+PLUS系统是美国MCS公司于1997年推出的集散控制系统，其通信方式采用了冗余的环形令牌式无站通信。这种通信的优点是:采用了可抗各种电磁干扰、不受潮湿影响、无接地问题的光纤作为其通信设备;采用双向环形令牌式通信方式确保了系统的安全性;令牌式无站通信保证了无论工业控制对象如何，都可以保证每次通信的有效性，不会出现信息堵塞现象，系统扩展时不会发生数据通道的超载现象。

　　一、DCS网络结构

　　DCS的网络物理结构为:MAXNET为星形拓扑结构的lOM以太网与1OOM快速以太网混合冗余组成光缆通信局域网(LAN)，用于实现RPU和MAXSTATION之间的通信。网络由两个完全独立的以太子网级组成，分别叫作A网、B网，两网互相冗余保证系统的可靠性和纠错能力。网络设备主要有网线(屏蔽)、FOC(光电转换器)、OEI(光电接口)、集线器(SWITCH)、交换机(DBM)等。基本结构示意图如图1。　　

　　DPU通信总线网的实际连接方式如图2(以DAS系统为例)。在RPU中，DPU和DBM(DPU总线模件)由DPU总线构成的冗余两级过程控制通信网进行连接。从逻辑上看，上一级是两条由光缆构成的令牌环网;从物理上看，上一级是该DPU网由OEI通过电缆数据公路连接各个机柜内的DPU。下一级为并行I/0总线，并行总线中每个DPU与相应的I/0连为一体，形成单独的子系统。　　

　　二、每个部件的功能

　　l、DBM——DPU总线模件

　　(1)监视功能:监视系统通信状态，在网络中断恢复后重新启动令牌传输。

　　(2)DBM在网络通信中的作用是:地址被设定为网络中最低的地址，如果令牌丢失或DPU总线stall，DBM会打开DPU总线，产生一个新的令牌。

　　(3)与MAX工作站进行时钟同步。

　　(4)存储本子系统的基本组态数据点、各DPU及I/0模件的组态数据、DPU的可执行文件及各算法程序代码、当前的报警列表点、趋势和事件数据，起到MAX工作站的服务器功能。

　　2、DPU——分散处理单元

　　(1)对I/0总线和I/0模件的控制，与外部设备如PLC的通信管理。

　　(2)对所有I/0变量的采集和发送，并对这些输入/输出进行运算、转换和报警处理。

　　(3)与其它设备进行通信，如与其它DPU及DBM的通信。

　　3、0EI(Optical-EIectrical Interface)——电接口耦合器

　　(1)将DPU和DBM连接在高速数据公路上。

　　(2)把高速数据公路上的光脉冲转换成电脉冲，将电脉冲通过电缆送入DPU。

　　(3)放大光信号，保证回路中的光信号保持有效的信号电平。

　　(4)三类数据通过OEI，即到光纤的光数据、从OEI发送端输出的数据和从OEI光纤来的环路数据，由OEI的接收端接收，双向的电数据在OEI和DPU总线之间传输。