XP233硬件说明书.doc

硬件说明书 JX-300XP集散控制系统XP233硬件说明书共 12 页2004年 8 月 31 日 目 录一、 概述………………………………..……..….…….3二、 技术特性………………………….……………….4三、工作原理……………………………………………4四、特殊元器件要求……………………………………5五、结构特征……………………………………………5六、生产装配……………………………………………7七、安装调试……………………………………………8八、故障分析与排除……………………………………12一、概述数据转发卡(XP233)是系统I/O机笼的核心单元，是主控制卡联接I/O卡件的中间环节，它一方面驱动SBUS总线，另一方面管理本机笼的I/O卡件通过数据转发卡，一块主控制卡（XP243）可扩展1到8个I/O机笼，即可以扩展16到128块不同功能的I/O卡件下图为SBUS的结构图XP233具有冷端温度采集功能，负责整个I/O单元的冷端温度采集，冷端温度测量元件采用专用的电流环回路温度传感器，可以通过导线将冷端温度测量元件延伸到任意位置处，如现场的中间端子柜，节约热电偶补偿导线。

当然，在JX-300XP系统中，冷端温度的测量也可以由I/O单元内的XP314各自独立完成，即每个XP314都各自采样冷端温度，冷端温度测量元件安装在I/O单元端子的底部（不可延伸），此时补偿导线必须一直从现场延伸到I/O单元的端子处二、技术特性1. XP233卡件板上具有WDT看门狗复位功能，在卡件受到干扰而造成软件混乱时能自动复位CPU，使系统恢复正常运行2. XP233卡件负责主机与I/O卡件之间数据交换，是每个机笼的必备卡件3. XP233支持冗余结构每个机笼可配置双XP233卡，互为备份在运行过程中，如果卡件出现故障，XP233卡可自动无扰动切换到备用卡件，并可实现硬件故障情况下软件切换和软件死机情况下的硬件切换，确保系统安全可靠地运行4. 若不需冗余，可单卡工作冗余工作和单卡工作这两种结构，对于用户来说，系统功能是完全一致的5. 可方便地扩展I/O机笼XP233卡具有地址跳线，可设置本卡件在SBUS总线中的地址和工作模式（是否需要冗余配置）在系统规模容许的条件下，只需增加XP233卡，就可扩展I/O机笼，但新增加的XP233卡地址与已有的XP233卡地址不可重复6. 可采集冷端温度，作为本机笼温度信号的参考补偿信号。

7. 可通过中继器实现总线节点的远程连接8. XP233支持SBUS—I/O总线通讯规约，即冗625Kbps高速SBUS总线通讯9. 通讯方式：冗余高速SBUS总线通讯规约10. 卡件供电：DC5V，120mA11. 冗余方式：1∶1热备用12. 扩展方式：BCD码地址设置，0～15可选13. 冷端温度测量范围：-50℃～50℃14. 冷端温度测量精度：小于±1℃三、工作原理1. XP233数据转发卡的工作原理框图如图所示CPUP51XARAM62256故障诊断冗余逻辑硬件监控电路SBUS-S1接口SBUS-S2接口XP233数据转发卡原理框图四、特殊元器件要求1. CPU P51XA，PLCC封装2. 所有小规模集成电路使用塑封、工业级五、结构特征1. 卡件尺寸：160´120mm2. 卡件结构图如下图所示结构图：1）XP233地址（SBUS总线）跳线S1~S4（SW1）：XP233卡件上共有八对跳线，其中四对跳线S1~S4采用二进制码计数方法读数，用于设置卡件在SBUS总线中的地址，S1为低位（LSB），S8为高位（MSB）跳线用短路块插上为ON，不插上为OFFXP233跳线S1~S4与地址的关系如下表：地址选择跳线地址地址选择跳线地址S4S3S2S1S4S3S2S1OFFOFFOFFOFF00ONOFFOFFOFF08OFFOFFOFFON01ONOFFOFFON09OFFOFFONOFF02ONOFFONOFF10OFFOFFONON03ONOFFONON11OFFONOFFOFF04ONONOFFOFF12OFFONOFFON05ONONOFFON13OFFONONOFF06ONONONOFF14OFFONONON07ONONONON15a) 按非冗余方式配置（即单卡工作时），XP233卡件的地址I必须符合以下格式：Ø I必须为偶数，0<= I <15Ø I+1的地址被占用，不可作其它节点地址用。

Ø 在同一个控制站内，把XP233卡件配置为非冗余工作时，只能选择偶数地址号，即0#、2#、4#…b) 冗余方式配置时，两块XP233卡件的SBUS地址必须符合以下格式：Ø I与I+1号卡件连续，且I必须为偶数，0<= I <14XP233地址在同一SBUS总线中，即同一控制站内统一编址，不可重复2） SW1拨位开关的S5～S7为系统保留资源3） J2冗余跳线采用冗余方式配置XP233卡件时，互为冗余的两块XP233卡件的J2跳线必须都用短路块插上（ON）5）扩展连接方法一块主控制卡XP243最多能连接16块数据转发卡XP233在主控制卡XP243冗余配置的情况，两块互为冗余的主控制卡XP243作一块主控制卡XP243处理，最多也只能连接16块数据转发卡XP233 通过XP233扩展I/O卡件（2-1）通过XP233扩展I/O卡件（2-2）SBUS总线为冗余串行总线，用于主控制卡与数据转发卡的连接如图3.2.2-4当主控制卡与数据转发卡位于同一机笼内时，SBUS总线不必外部连线；与扩展机笼的数据转发卡XP233连接时，SBUS总线需要通过机笼背面的“SBUS”插头来外部连线连线关系：所有扩展机笼与主机笼（内部插有主控制卡XP243）的“SBUS”插头的八个端子一一对应连线，不必交叉。

当机笼间距离超过200m时，SBUS总线需要通过中继器来连接六、生产装配1. 印刷电路板加工1) 印刷电路板满足质量要求2) 印刷电路板需经针床测试2. 焊接要求1) 对于E4，如果没有22uF的镍电容，可以将两片10uF的镍电容叠放在一起，然后焊在板上2) 对于C3，不焊！！！3) 对于E2，如果没有耐压50V的镍电容，希望换成耐压25V的镍电容！4) 对于U2、U11，必须首先焊管座，然后将芯片插在管座上5) 对于U2，在通用烧结器上烧录固化程序；对于U11，必须用开发部提供的X25045烧录器进行烧录X25045烧录器由开发部提供）6) 元器件按规范焊接7) 底板晶振Y1焊接后平放，用双面胶固定3. 软件编程底板U2先编程，再插入对应管座内4. 组装1) 面板按规范安装2) 出厂时，跳线J2插入短路块具体的烧录方法如下：使用开发部提供的X25045烧结器，对X25045进行上电烧录当X25045烧录器上的绿灯开始闪烁，表明烧结成功然后，将烧结成功的X25045插在板上的U11的管座上测试方法：将X25045插在板上的U11的管座上，然后，将线路板上的U2（M27C256）拔下上电并观察XP233板的FAIL灯。

如果FAIL灯闪烁，表明X25045正常工作；否则，重新烧结七、安装调试1. 上电前，印刷电路板检查1) 检查电路板焊接是否规范2) 检查电路板安装是否规范3) 检查电路板5V和地之间是否短路4) 检查电路板24V和地之间是否短路5) 检查元器件是否按要求焊接（如元器件方向是否反了或漏焊某些元器件）2. 上电测试1) 测试系统a) 硬件配置名 称型号数 量单位描述机笼2个主控卡XP2431块I/ O卡件不限16块必须包含模拟量处理卡SBUS通信线2根操作站1台必须安装有ü 以太网卡ü TCP/IP协议b) 软件配置程序名称版本号日期字节数描述芯片程序XP233V10.hex主控制卡程序上位机软件AdvanTrol监控软件ScKey组态软件SCDiagnose.exe2) 测试系统结构a) 下图为测试系统上位机软件界面b) 测试系统结构连接说明：Ø 将主控制卡XP243地址设为2#，插入1#机笼的主控制卡槽位；Ø 将数据转发卡XP233地址设为n# (n= 0~15) , 插入0#机笼的数据转发卡槽位；将16块I/O卡件插满1#机笼；Ø 使用SBUS通信线将两个机笼相连接；Ø 将操作站网卡的IP地址设为128.128.1.130；Ø 使用10Base-T对角双绞线将主控制卡上通信口与操作站网卡通信口相连；Ø 要求主控制卡XP243、所有I/O卡件和操作站（含网卡）均能正常工作。

测试系统上位机软件界面测试系统结构示意图3) 测试规程a) 给操作站和控制站上电；b) 通过Sckey组态，要求组态中设有：Ø 2# 主控制卡XP243Ø 0~11# 数据转发卡XP233Ø 与0#数据转发卡相关的16块I/O卡件c) 通过AdvanTrol下传组态；d) 在WINNT/2000平台上，运行SCDiagnose.exe；应出现如下窗口，窗口中各栏相应参数填写如表1项目栏目内容说明网络码128．128．1选择网络通道目的02控制站主控卡地址命令码15具体的通信命令编号命令数量1发送的通信命令的数量命令类型实时通信命令的类型；点击相应按钮参数00 80 0f 00 00 01 00 00命令参数间隔200发送命令的时间间隔(/ms)分次数1每个时间间隔内所发送的命令总数数据选中（“√”）选中表示在窗口显示数据；点击小框接收广播不选中（“ ”）不选中表示不接收广播；点击小框e) 6行~0B行是我们要观察的数据，每块数据转发卡占用8个字节的诊断信息具体数据块分配如下表：行号字节序号01234567890A0B0C0D0E0F06（0#数据转发卡）（1#数据转发卡）07（2#数据转发卡）（3#数据转发卡）08。