ECS-100 控制系统是浙江中控技术有限公司 SUPCON WebField 系列控制系统之一，是浙江中控为适应网络技术的发展，特别是 Internet、Web 技术的发展而推出的基于网络技术的控制系统。该系统融合了最新的现场总线技术、嵌入式软件技术、先进控制技术与网络技术，实现了多种总线兼容和异构系统综合集成。各种国内外 DCS、PLC 及现场智能设备都可以接入到 ECS-100 系统中，实现企业内过程控制设备信息的共享。

ECS-100 控制系统由控制站、操作站节点（操作站节点是工程师站、操作员站、服务器站、数据管理站、时间同步服务器等的统称）及系统网络（过程控制网、操作网）等到构成。

系统整体结构，如下图所示：

工程师站是为专业工程技术人员设计的，内装有相应的组态平台和系统维护工具。通过系统组态平台构建适合于生产工艺要求的应用系统，具体功能包括：系统生成、数据库结构定义、操作组态、流程图画面组态、报表制作等。而使用系统的维护工具软件可实现过程控制网络调试、故障诊断、信号调校等。

操作员站是由工业 PC 机、显示器、键盘、鼠标、打印机等组成的人机系统，是操作人员完成过程监控管理任务的人机界面。高性能工控机、卓越的流程图机能、多窗口画面显示功能可以方便地实现生产过程信息的集中显示、集中操作和集中管理。

服务器站可与企业管理计算机网（ERP 或 MIS）交换信息，实现企业网络环境下的实时数据和历史数据采集，从而实现整个企业生产过程的管理、控制全集成综合自动化。通过具有对等 C/S 特征的操作网可实现操作站节点之间的实时数据通信和历史数据查询。

数据管理站用于实现系统与外部数据源的通信，从而实现过程控制数据的统一管理。

时间同步服务器用于实现系统的时间同步。

控制站是系统中直接与工业现场进行信息交互的 I/O 处理单元，由主控卡、数据转发卡、I/O 卡、接线端子板及内部 I/O 总线网络组成，用于完成整个工业过程的实时监控功能。控制站内部各部件可按用户要求冗余配置，确保系统可靠运行。 过程控制网络实现操作站节点和控制站的连接，完成信息、控制命令的传输与发送，过程控制网采用双重化冗余设计，使得信息传输可靠、高速。

操作网采用快速以太网技术，实现 C/S 模式下服务器与客户端的数据通讯及操作网节点的时间同步。

ECS-100 系统单个控制域容量最高可达 31 个冗余的控制站和 64 个操作站节点，系统的单域容量达到 20000 点。系统最大支持 32 个域，可根据项目规模和具体配置决定域数量、控制站数量，操作站节点可根据用户操作的不同决定配置的数量与规格。

历史数据库容量：20000 点，典型 6 个月。

1. 系统功能

ECS-100 系统具有数据采集、控制运算、控制输出、设备和状态监视、报警监视、远程通信、实时数据处理和显示、历史数据管理、日志记录、事故顺序识别、事故追忆、图形显示、控制调节、报表打印、高级计算，以及所有这些信息的组态、调试、打印、下载、诊断等功能。

2. 系统特点

ECS-100 系统具有以下鲜明的特点：

3. 对等 C/S 网络

ECS-100 系统在网络策略和数据分组的基础上实现了具有对等 C/S 特征的操作网，在该操作网上实现操作站节点之间包括实时数据，实时报警，历史趋势，历史报警，操作日志等的实时数据通信和历史数据查询。该项功能主要通过程序 AdvOPNet.exe 和 AdvOPNetHis.exe(历史数据传输)及其他相关模块实现。

1）实时数据传输功能

对于某一个数据组而言，客户端发现有主服务器存在，则向主服务器申请位号，主服务器定时发送数据给客户端，当客户端不需要这些数据时，主服务器在继续发送一段时间后停止发送。数据回写是客户端通过流程图等工具通过操作网向主服务器发送数据。注意，如果本站为客户端，则通过任务的置值动作无效。

2）实时报警功能

对于某一个数据组而言，主服务器主动判断是否有客户端，进行实时的发送。冗余服务器也是接收来自主服务器的报警。报警中有产生时间和确认时间。实时报警的主服务器、冗余服务器和客户端所进行的报警确认是通过操作网传送到其他的实时报警的主服务器、冗余服务器和客户端。实时报警为本地的操作站节点所进行的报警确认只有本操作站节点有效。

3）历史趋势功能

趋势查询时，如果本站的某一数据组策略设置为服务器或者本地连接，则查询本站记录的趋势，如果本站是客户端，则查询趋势主服务器记录的趋势。

4）历史报警功能

报警查询时，如果本站的某一数据组策略设置为服务器或者本地连接，则查询本站记录的报警，如果本站是客户端，则查询报警主服务器记录的报警。

5）操作日志功能

操作日志是针对操作站节点而言的。设置为本地连接或者服务器的操作站节点，记录在本站产生的操作记录，设置为客户端的操作站节点，发送操作记录到主服务器和冗余服务器。 在查询操作日志时，如果本站是主（冗余）服务器或者本地连接，则查询本站记录的操作日志，如果本站是客户端，则查询操作记录主服务器记录的操作日志。

6）时间同步功能

系统可接入 GPS 时钟源信号，并通过 SNTP 协议实现操作网的全网节点时间同步。

4. 系统在线下载

ECS-100 系统允许工程师在完成组态修改并编译成功后执行在线下载操作。系统内部在线下载 过程如下：

组态软件通知主控卡进入组态下载状态→下载硬件组态数据→下载用户自定义算法程序（图形 化软件 SCControl 程序）→组态软件通知主控卡进行组态更新→主控卡更新组态，并切换到新组态运行。

在线下载具有以下特点：

ECS-100 系统采用成熟的计算机网络通讯技术，构成高速的冗余数据传输网络，实现过程控制实时数据及历史数据的及时传送。 

ECS-100控制系统的通信网络分四层：

ECS-100 系统通信网络共有四层，分别是：管理信息网、操作网、过程控制网和I/O总线。

系统网络结构如图所示：

1. 管理信息网

信息管理网采用通用的以太网技术，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。该网络通过服务器站实现企业信息管理网与 SCnet Ⅱ过程控制网络之间的网间桥接，以获取系统运行中的过程参数和运行信息，同时也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：

2. 操作网

AdvanTrol-Pro 在网络策略和数据分组的基础上实现了具有对等 C/S 特征的操作网，在该操作网上实现操作站节点之间包括实时数据，实时报警，历史趋势，历史报警，操作日志等的实时数据通信和历史数据查询。操作站节点之间的时间同步也是通过操作网实现。

操作网的基本性能指标如下：

3. 过程控制网（SCnetII 网）

系统采用了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和操作站节点，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，通过挂接服务器站，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各节点的通信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。

其基本性能指标如下：

通信距离：最大 10km。

SCnet Ⅱ的通信介质、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 通信任务，使通信仍然畅通。

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、纠错等功能。系统配有 SCnet Ⅱ网络诊断软件，诊断内容覆盖了网络上每一个操作站节点、每个冗余端口 （0#和 1#）、每个部件（HUB、网络控制器、传输介质等），网络各组成部分若存在故障，故障状态将被实时显示在操作站节点上以提醒用户及时维护。

4. I/O 总线（SBUS 总线）

I/O 总线是控制站内部通信网络，称为系统的 SBUS 总线。总线共分两层，连接主控卡和数据转发卡的是 SBUS-S2 总线，连接数据转发卡和 I/O 卡件的是 SBUS-S1 总线。

SBUS 总线结构，如下图所示：

SBUS-S2 总线基于 10M/100M 冗余工业以太网构建，是系统的现场总线，物理上位于控制站所管辖的 I/O 机笼之间，连接了主控制卡和数据转发卡，用于主控制卡与数据转发卡间的信息交换。 SBUS-S2 总线基本性能指标如下：

SBUS-S1 总线物理上位于各 I/O 机笼内，连接了数据转发卡和各块 I/O 卡件，用于数据转发卡与各块 I/O 卡件间的信息交换。

SBUS-S1 总线基本性能指标如下：

1. 过程控制网

A网的网络号为：128.128.1；主控卡/操作站网卡在A网IP地址为：128.128.1.XXX

B网的网络号为：128.128.2；主控卡/操作站网卡在B网IP地址为：128.128.2.XXX

“XXX”在控制站中由主控制卡拨码开关决定(2-127);在操作站中由软件设定(129-200)。

SCnetⅡ网络中，通信电缆分为柜内电缆和引出电缆：

2. 过程信息网 

操作网IP地址格式为128.128.5.XXX。

其中128.128.5为网络码，主机码XXX等于在控制网上的主机码。

正确连接和设置网络节点是确保控制系统可靠运行的基础。在 ECS-100 系统中，每个控制站内都配置有两对集线器（HUB），一对用于构成冗余的 SCnetII 网，另一对构成冗余的 SBUS-S2 网，以保证通信网络的可靠性。网络连接与设置所涉及的主要部件有：操作站节点网卡、主控卡、机笼 （数据转发卡）、集线器和网线等。

1. 网络连接

当网络节点间距离小于 100 米时，可采用双绞线作为网络连线，连接方法，如图所示。

双绞线应选用 AMP 5 类或超 5 类无屏蔽双绞线（UTP）或带屏蔽双绞线（STP）。铺设网线时，暴露在地面的双绞线必须使用保护套管；电气干扰较严重的场所，双绞线必须使用金属保护套管，金属保护套管必须可靠接地。

在不考虑使用中继器的情况下，对不同距离网络节点的连接可采用不同的网络介质。

选用方法如下： 

集线器（HUB）是系统网络中连接网络节点的通信设备，是对网络进行集中管理的单元。它是一个共享设备，其实质是一个中继器，主要功能是对接收到的信号进行再生放大，以扩大网络的传输距离。ECS-100 系统中采用的集线器是 Switch-HUB（交换型 HUB），它与传统的 HUB（共享型HUB）相比采用不同的工作方式。

传统的集线器工作是一种广播模式，也就是说集线器的某个端口工作的时候，其他所有端口都能够收听到信息，容易产生广播风暴，并且每一个时刻只有一个端口发送数据。而 Switch-HUB 工作的时候，只有发出请求的端口和目的端口之间相互响应而不影响其他端口，因此能够隔离冲突域和有效地抑制广播风暴的产生，能给整个网络的通信提供更大的带宽。

2. 网络节点地址设置

网络连接完成之后，对每一个网络节点都应进行地址设置。操作站节点地址设置遵循 TCP/IP协议地址设置方法；控制站地址由主控卡确定，可通过主控卡地址拨号开关完成设置；数据转发卡地址通过卡上地址拨号开关完成设置；I/O 卡件及 I/O 通道地址由其相对位置所决定。

操作网内有操作员站、工程师站、服务器站和时间同步服务器等，其 IP 地址设置为 128.128.16.xxx，其中网络码为 128.128.16，主机码 xxx 等于在控制网上的主机码（IP 地址）。

控制网节点容量可达 31 个控制站（主控卡为FW247）和 64 个操作节点，控制站与网络的连接 通过主控卡面板上的两个通信口实现，操作站节点与网络的连接通过网卡实现。控制网节点地址（主控卡为FW247）约定如下表所示。

SCnetII 网络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，在操作站节点中表现为连接两块网卡。

如果主控制卡按非冗余方式配置，即单主控制卡工作，卡件的网络地址（标记为 ADD）必须遵循以下格式：

如果主控制卡按冗余方式配置，两块互为冗余的主控制卡的网络地址必须设置为：地址为 ADD 和 ADD+1，且 ADD 为偶数，满足 2≤ADD≤62。

在 ECS-100 系统中，SBUS 总线采用的是主从结构网络，其节点地址编写方式如下：

在 SBUS-S2 总线中作为从机的数据转发卡在分配地址时必须满足以下约定：

在 SBUS-S1 总线中作为从机的 I/O 卡在分配地址时必须满足以下约定：

I/O 通道地址由通道在卡件中的通道编号所决定。 

控制站是系统中直接与现场进行 I/O 数据采样、信息交互、控制运算、逻辑控制的核心单元，完成整个工业过程的实时控制功能。通过软件设置和硬件的不同配置可构成不同功能的控制结构，如过程控制站、逻辑控制站、数据采集站。

控制站的核心是主控制卡，主控制卡通过系统内高速数据网络——SBUS 总线扩充各种功能，实现现场信号的输入输出，同时完成过程控制中的数据采集、回路控制、顺序控制、以及包括优化控制等各种控制算法。

机柜、机笼、供电。

卡件：

1. 机柜

2. 机笼

3. 电源机笼

4. I/O机笼 

适用FW243X：

5. 电源系统

6. 冗余AC供电

AC供电：即220V输入给电源模块。

7. 冗余DC供电 

DC供电：即电源模块输出5V、24V给IO机笼供电。

8. 控制站卡件

控制站卡件在机笼中的摆放位置：

接下来依次向大家介绍，各类卡件：

1）主控制卡FW243X

冗余方式：支持1:1热备用；

采样周期：50ms~5s；

控制回路：192个；

驱动能力：最多驱动8个机笼；

网络规模：63个控制站，72个操作站；

在线更新：支持在线下载；

配置（I为偶数）： 

2）数据转发卡

数据转发卡FW233：

3）I/O卡及端子版

SBUS-S1网络节点地址设置要求：

模拟量输入卡：

模拟量输出卡：

数字量输入卡：

数字量输出卡：

16路端子板，供2块不冗余FW351使用： 

8路端子板，供2块冗余FW351使用：

FW351(B)配套端子板：

TB366-DU：

FW366(B)配套端子板：

TB367- GPRU：

FW367(B)配套端子板： 

ECS-100 系统每个控制站最多可带 8 个 I/O 机笼。每个机笼最多可配置 20 块卡件，即除了配置 一对互为冗余的数据转发卡及两块电源指示卡之外，可配置 16 块各类 I/O 卡件。

一个控制站信号最大配置点数为：