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YOKOGAWA CENTUM VP 系统（Vnet/IP 版）
时间: 2025-12-18浏览次数：
YOKOGAWA CENTUM VP 系统（Vnet/IP 版）
YOKOGAWA CENTUM VP 系统（Vnet/IP 版）
系统核心组件与软件包
1. 核心组件（硬件）
组件类型 核心设备 功能描述
操作监控类 HIS（Human Interface Station） 人机交互界面，支持桌面型 / 控制台型，可集成工程功能
工程类 ENG（Engineering Station） 系统配置与维护，支持与 HIS 合并部署
控制类 FCS（Field Control Station） 核心控制计算单元，FCU 型号含 AFV10/AFV30/AFV40（单 / 双冗余）
扩展控制类 APCS（Advanced Process Control Station） 高级控制与计算，提升工厂运行效率
网关类 GSGW/UGS/SIOS 子系统集成网关，支持 Modbus、OPC 等协议
网络设备 L2SW/L3SW 二层 / 三层交换机，域内 / 域间通信中继（1Gbps 速率）
路由设备 V net 路由器、WAC 路由器 连接 Vnet/IP 与 V net 域、广域网（WAN）通信
2. 核心软件包分类
软件类型 代表型号 核心功能
操作监控软件 LHS1100 标准操作与监控功能
操作监控软件 LHS1150 远程操作与监控服务器功能
操作监控软件 LHS4000 百万标签处理（最多 100 万个标签 / 系统）
工程软件 LHS5100 标准构建器功能（系统配置）
工程软件 LHS5150 图形构建器（控制绘图创建）
合规软件 LHS5170 FDA 21 CFR Part 11 适配（访问控制、审计跟踪）
扩展功能软件 LHS6530 报表生成功能
扩展功能软件 LHS4450 多项目连接功能（层级 / 双向连接）
网络架构与通信规格
1. 核心网络（Vnet/IP）
网络属性：基于千兆以太网的双冗余控制网络（Bus1/Bus2），控制通信故障时自动切换
拓扑结构：星型拓扑
通信速率：1Gbps（L2SW/L3SW 间）、100Mbps（设备与 L2SW 间）
传输介质：超 5 类及以上非屏蔽双绞线（UTP），RJ-45 接口
传输距离：设备与 L2SW 间最大 100m；L2SW 间（1000BASE-LX）最大 5km
系统规模限制：
每域最多 64 个 Vnet/IP 设备
每系统最多 16 个域、256 个站点
2. 辅助网络（Ethernet）
用途：文件传输、HIS/ENG 间信息通信
协议基础：IEEE802.3
特殊配置：满足特定条件时可复用 Vnet/IP Bus2，通信带宽不超过 300Mbps
3. I/O 通信总线（3 类核心总线）
总线类型 适配 FCU 传输速率 传输介质 最大距离 连接节点数限制
ESB 总线 AFV10/AFV30/AFV40 128Mbps 专用电缆（YCB301） 10m AFV10最多 9 个；AFV30/AFV40最多 13 个
光 ESB 总线 AFV30/AFV40 128Mbps 单模光纤（LC 接口） 50km（中继模块） 同 ESB 总线
ER 总线 AFV10 10Mbps 同轴电缆（YCB141/YCB311） 185m（YCB141） 每 FCU 最多 14 个，每总线最多 8 个
系统配置与扩展
1. 系统规模限制
配置项 限制值 备注
操作监控标签数 最多 100 万个 / 系统 需启用 LHS4000 包，默认最多 10 万个
最小系统配置 HIS×1+ENG×1+FCS×1 HIS 与 ENG 可合并为 1 台计算机
最大 FCS 数量 114 个 / 系统 单 FCS 默认 200 个控制绘图，最多 500 个
多项目连接 支持层级 / 双向连接 双向连接仅适用于 CENTUM VP/CS 3000 项目
2. 系统扩展方式
域间扩展：通过 L3SW 连接多个 Vnet/IP 域，最多支持 16 个域
跨网络扩展：通过 V net 路由器连接 Vnet/IP 与 V net 域，支持 3 层层级结构
广域扩展：通过 WAC 路由器连接 WAN（含卫星通信），实现远程设备监控
多项目扩展：通过 LHS4450 包实现多项目集成监控（层级 / 双向模式）
合规与安装环境
1. 核心合规标准
FDA 21 CFR Part 11：支持电子记录 / 签名、访问控制、审计跟踪功能
安全标准：CSA C22.2 No.61010-1、CE 低电压指令、EAC CU TR 004
EMC 标准：EN 55011 Class A、RCM、KC Marking
防爆标准：CSA Non-Incendive、FM Non-Incendive、Type n/i（本质安全）
2. 安装环境要求
环境参数 桌面设备（HIS/ENG） 控制设备（FCS / 节点单元）
工作温度 5-40℃ 0-50℃
相对湿度 20-80%RH 10-90% RH（无冷凝）
温度变化率 ±10℃/ 小时 ±10℃/ 小时
电源电压 100-120V AC±10%、220-240V AC±10%、24V DC±10% 同左
接地要求 独立接地，电阻≤100Ω 独立接地，电阻≤100Ω
振动要求 1-14Hz（0.25mm 振幅）、14-100Hz（2m/s²） 同左
关联系统集成
ProSafe-RS：安全仪表系统（SIL 3 认证），可与 CENTUM VP 集成，通过 HIS 监控 SCS
PRM（Plant Resource Manager）：设备资产管理系统，支持 HART、FOUNDATION fieldbus 等设备监控
第三方系统：通过 UGS/SIOS 支持 Modbus、EtherNet/IP、OPC 等协议的第三方 PLC/PCS 集成
关键问题
问题 1：CENTUM VP 系统（Vnet/IP 版）的网络架构核心优势是什么？Vnet/IP 与 I/O 通信总线（ESB / 光 ESB/ER）的功能分工是什么？
答案：
网络架构核心优势：
双冗余设计：Vnet/IP 控制网络采用 Bus1/Bus2 双冗余，故障时自动切换，保障控制通信不中断；
高速传输：域内 / 域间通信速率达 1Gbps，满足实时控制需求；
可扩展性强：支持 16 个域 / 系统、256 个站点 / 系统，通过 L3SW、路由器实现跨域 / 广域扩展。
功能分工：
Vnet/IP：系统核心控制网络，负责 HIS、ENG、FCS 等站点间的实时控制数据与管理信息传输；
ESB 总线：FCS 与本地节点单元的 I/O 通信，128Mbps 速率，最大传输距离 10m，适配 AFV 全系列 FCU；
光 ESB 总线：长距离 I/O 通信，基于单模光纤，最大传输距离 50km，仅适配 AFV30/AFV40；
ER 总线：AFV10专属远程 I/O 通信，10Mbps 速率，最大传输距离 185m，支持 4 条总线 / FCU。
问题 2：CENTUM VP 系统如何满足 FDA 21 CFR Part 11 合规要求？系统规模扩展需关注哪些关键限制？
答案：
FDA 21 CFR Part 11 合规实现：
访问控制：支持工程师 / 操作员身份认证，需提前注册用户名与密码，无合法权限无法操作；
权限确认：独立验证操作员是否具备特定操作权限；
审计跟踪：记录影响产品质量的工程操作（如 FCS 数据下载），包含操作人、时间、内容、变更原因，可追溯；
数据存储：审计跟踪数据存储于专用服务器，支持归档与检索。
规模扩展关键限制：
标签数：默认最多 10 万个 / 系统，启用 LHS4000 包后最多 100 万个；
域与站点：最多 16 个域 / 系统、256 个站点 / 系统，每域最多 64 个 Vnet/IP 设备；
FCS 数量：单系统最多 114 个 FCS，其中 AFV30/AFV40最多 86 个，AFV10最多 64 个；
控制绘图：单 FCS 默认 200 个控制绘图，启用 LFS1750 包后最多 500 个。
问题 3：CENTUM VP 系统的核心组件（HIS/ENG/FCS）功能定位是什么？多项目连接有哪些模式，适用场景是什么？
答案：
核心组件功能定位：
HIS（人机界面站）：操作与监控核心，提供图形视图、趋势分析、报警管理等功能，支持桌面型 / 控制台型，可集成工程功能；
ENG（工程站）：系统配置与维护，通过 LHS5100 等软件包实现控制逻辑设计、设备配置，可与 HIS 合并部署；
FCS（现场控制站）：控制计算核心，执行功能块运算、I/O 数据交互，FCU 支持单 / 双冗余，保障控制可靠性。
多项目连接模式与适用场景：
层级连接：上层 CENTUM VP 项目监控下层项目（支持 VP/CS 3000/CS 1000/CS），仅上层需安装 LHS4450 包，适用于集中监控多层级工厂；
双向连接：连接的项目可双向监控操作，仅适用于 CENTUM VP 之间或 VP 与 CS 3000 之间，需双方安装 LHS4450 包，适用于多工厂协同控制场景。
