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和利时SM203高性能主控单元模块
    发布时间: 2025-09-29 15:48    

和利时 SM203是北京和利时自动化驱动技术有限公司 (HOLLiAS) 推出的高性能主控单元模块，属于 SM 系列 DCS 系统的核心组件

和利时SM203高性能主控单元模块

技术规格与参数详解

1. 硬件规格参数

参数名称详细指标说明
处理器嵌入式 32 位处理器，主频 400MHz高性能处理器，确保快速数据处理和运算
内存配置128MB DDR DRAM，1MB SRAM，16MB 固态盘 (DiskOnChip)大容量内存支持复杂程序和大量数据存储
电源要求24V DC与 SM 系列电源模块 (如 SM900) 兼容
功耗约 7.5W (参考 SM201 数据)低功耗设计，适合长时间稳定运行
工作温度-25°C 至 + 60°C适应广泛的工业环境温度范围
存储温度-40°C 至 + 85°C保证长期存储的可靠性
防护等级IP20防尘设计，适合工业控制环境
物理尺寸约 44.7mm×166mm×152mm (宽 × 高 × 深)紧凑设计，适合标准机柜安装
重量约 382g轻量化设计，便于安装和维护
SM203 采用盒式插件结构，机笼轨道安装，卡销固定，支持热插拔操作，便于系统维护和升级。

2. 通信接口与网络配置

通信类型配置参数功能说明
系统网 (SNET)双网冗余，10M 以太网，标准 RJ45 接口实现操作站 / 工程师站与主控单元间的数据交换
控制网 (CNET)双网冗余，ProfiBus-DP 协议，最大速率 1.5Mbps实现主控单元与 I/O 模块间的通信
DP 通信双 DP 通讯收发器，支持 ProfiBus-DP 主站协议作为 DP 主站，可连接多达 126 个 DP 从站设备
通信介质系统网：5 类非屏蔽双绞线控制网：屏蔽双绞线确保信号传输质量和抗干扰能力
通信距离系统网：100m控制网：9.6-187.5Kbps 时 1200m；500Kbps 时 400m支持长距离通信，适应大型工业现场
SM203 的网络配置支持双网冗余，当一个网络出现故障时，系统会自动切换到备用网络，确保通信的连续性和可靠性。

3. 指示灯状态说明

SM203 前面板设有多个状态指示灯，用于显示模块的工作和通信状态：
指示灯名称颜色状态说明故障判断
RUN绿色亮：主控单元处于运算状态灭：主控单元处于停止状态指示灯灭表示系统停止运行
STDBY黄色亮：主控单元为从机 (双机)灭：主控单元为主机 (双机)闪：主控单元为单机或双机系统中一个主控单元故障指示灯闪烁表示系统处于异常状态
CNETA/CNETB黄色亮：DP 控制网正常工作灭：DP 控制网无数据流闪：DP 控制网有断线指示灯灭或闪烁表示控制网络故障
S1_LAN/S2_LAN黄色亮：系统网上电正常闪：系统网有发送数据 (工作正常)灭：系统网坏或模块失电指示灯灭表示系统网络故障
S1_LINK/S2_LINK绿色亮：系统网网线连接正常灭：系统网网线断或未连接指示灯灭表示网线连接故障
R_LAN/RT_LINK黄色 / 绿色亮：备份网上电正常 / 网线连接正常闪：备份网有发送数据灭：备份网坏或未连接指示灯灭表示备份网络故障
通过观察这些指示灯的状态，技术人员可以快速判断 SM203 的工作状态和可能存在的故障。

功能特性详解

1. 主从冗余配置与无扰切换

SM203 最显著的特点是支持主从冗余配置，确保系统的高可靠性：

  • 自动主从识别：上电后，两个 SM203 模块自动设置成主从方式，主机、从机同步运算

  • 无扰切换机制：当主机故障时，从机自动切换为主机，保证系统正常运行，无扰动

  • 冗余控制线：通过冗余控制线，控制主从主控单元间的切换

  • 光耦隔离保护：主从主控单元间的控制线采用光耦隔离，保证插拔主控单元时不会造成损坏

这种主从冗余配置大大提高了系统的可靠性和可用性，特别适合对连续性要求高的工业应用场景。

2. 双网冗余通信

SM203 支持系统网和控制网的双网冗余配置，进一步增强系统的可靠性：

  • 系统网双网冗余：采用标准 10Base-T 以太网，符合 IEEE802.3 标准，通讯速率 10Mbps

  • 控制网双网冗余：采用 ProfiBus-DP 通讯协议，最大通讯速率 1.5Mbps

  • 自动切换功能：当一个网络出现故障时，系统自动切换到备用网络，确保数据传输不间断

  • 多重隔离设计：网络间采用隔离设计，防止故障扩散，提高系统安全性

双网冗余配置使 SM203 能够在恶劣的工业环境中保持稳定的通信，减少因网络故障导致的系统停机风险。

3. 热插拔功能

SM203 支持热插拔功能，便于系统维护和升级：

  • 在线维护：支持系统运行状态下的模块更换，无需停机

  • 安全保护设计：热插拔操作时，系统自动进行安全隔离，防止误操作导致的系统故障

  • 便捷维护：维护人员可以在不影响系统正常运行的情况下，更换故障模块

  • 快速恢复：更换模块后，系统自动识别并恢复正常工作状态

热插拔功能显著提高了系统的可维护性和可用性，减少了维护时间和停机损失。

4. 编程与组态能力

SM203 支持多种编程语言和组态方式，满足不同用户的需求：

  • 支持的编程语言：LD (梯形图)、IL (指令表)、ST (结构化文本)、FBD (功能块图)

  • 符合 IEC 61131-3 标准：支持国际标准的编程语言，便于技术人员学习和使用

  • 灵活的编程工具：使用和利时 PowerPro 编程软件 (基于 Codesys) 进行组态和编程

  • 强大的运算能力：400MHz 主频处理器支持复杂控制算法和大量数据处理

SM203 的编程与组态能力使其能够适应各种复杂的工业控制需求，从简单的逻辑控制到复杂的过程控制均可胜任。

应用场景与行业解决方案

1. 典型应用场景

SM203 作为高性能主控单元，广泛应用于各类工业自动化场景：
应用领域具体场景应用价值
电力行业火电厂 DCS 系统、水电厂自动化控制、变电站自动化为发电机组控制、电网调度提供高可靠性的控制核心
石油化工炼油厂自动化、化工厂 DCS 系统、LNG 接收站控制适应恶劣工业环境，保障生产过程安全稳定
冶金钢铁高炉自动化、连铸连轧控制、冶金炉窑控制支持高温环境下的复杂控制算法和实时数据处理
建材行业水泥厂自动化、玻璃生产线控制、新型建材生产针对行业特性 (多输入、纯滞后、强时变) 提供优化控制方案
造纸行业造纸生产线自动化、纸页定量控制系统利用射线测量技术实现纸页定量的精确控制
制药食品制药厂自动化、食品饮料生产线控制符合 GMP 标准，确保产品质量和生产安全
在造纸行业，SM203 应用于纸页定量控制系统，通过电子电路将穿过纸页的射线转换成电信号，并与纸页的定量数据进行标定，实现对纸页定量的精确测量和控制。

2. 与其他 DCS 组件的配合应用

在 DCS 系统中，SM203 通常与其他组件配合使用，形成完整的控制系统：

  • 与 SM 系列机笼配合：安装于 SM120/SM110 主控机笼中，作为系统控制核心

  • 与电源模块配合：通常使用 SM900 (24.5V/5.1V) 电源模块为 SM203 供电

  • 与 I/O 模块配合：通过 ProfiBus-DP 总线连接 SM 系列 I/O 模块 (如 SM410/SM411 模拟量输入模块，SM510/SM520 模拟量输出模块等)

  • 与端子模块配合：通过预制电缆 (DB25) 连接 SM320/SM370 等端子模块，实现与现场设备的连接

一个典型的 SM 系列 DCS 系统配置如下：

  • 主控机笼 (SM120)：2 个电源模块 (SM900) + 2 个主控模块 (SM203) + 6 个 I/O 模块

  • 扩展机笼 (SM121)：2 个电源模块 (SM900) + 8 个 I/O 模块

  • 端子底座：根据 I/O 模块类型选择合适的端子底座 (SM320/SM370 等)

这种配置形成了完整的 DCS 控制系统，能够满足大多数工业自动化控制需求。

3. 行业解决方案亮点

在不同行业应用中，SM203 与和利时其他产品配合，形成完整解决方案：

  • 电力行业解决方案：与 SM 系列 I/O 模块配合，实现发电机组的精确监控和控制，建立全厂的数据中心，构建涵盖安全、节能、环保等专业的全口径指标对标分析体系

  • 化工行业解决方案：利用其冗余特性和热插拔功能，确保在危险环境下系统稳定运行，支持复杂的连锁保护和安全控制

  • 建材行业解决方案：针对水泥行业控制回路多输入、纯滞后、强时变的特点，在磨机负荷控制、增湿塔出口温度控制、均化库均化卸料控制等方面提供优化控制方案

  • 造纸行业解决方案：在纸页定量控制系统中，通过 SM203 的高速数据处理能力，实现对纸页定量的精确测量和控制，提高产品质量和生产效率

安装与维护指南

1. 安装步骤与注意事项

SM203 的正确安装是确保系统稳定运行的关键：
安装步骤：

  1. 将 SM203 插入主控机笼 (SM120/SM110) 的主控模块槽位

  2. 确保模块与机笼底板的 64 针连接器紧密连接

  3. 固定前面板上的紧固螺钉

  4. 连接系统网和控制网网线

  5. 上电前检查所有连接是否正确

注意事项：

  • 安装前确保机笼已正确接地

  • 避免手指接触电路板，防止静电损坏

  • 热插拔操作时应确保系统处于安全状态

  • 冗余配置时，应先安装主机，再安装从机

  • 安装后检查指示灯状态，确认模块正常工作

热插拔操作步骤：

  1. 确认需要更换的模块

  2. 按下模块前面板的释放按钮

  3. 轻轻拔出故障模块

  4. 插入新模块，确保连接器对准

  5. 听到 "咔嗒" 声表示模块已正确安装

  6. 检查指示灯状态，确认新模块正常工作

2. 日常维护要点

定期维护是保证 SM203 长期稳定运行的重要保障：
维护项目维护周期维护内容维护要点
清洁维护季度清除模块表面灰尘和杂物使用干燥软布，避免使用有机溶剂
指示灯检查月度检查指示灯状态是否正常确保所有指示灯显示正常工作状态
连接检查季度检查连接器和网线是否松动确保连接牢固，防止接触不良
冗余功能测试半年测试冗余切换功能是否正常可通过模拟故障测试切换是否正常
系统备份季度备份系统组态和参数确保系统出现故障时能够快速恢复
固件更新年度检查并更新模块固件确保系统具备最新功能和安全性
维护过程中，应特别关注指示灯状态，如发现异常 (指示灯熄灭或闪烁)，应及时排查故障原因并进行处理。

3. 常见故障排除

尽管 SM203 设计可靠，但在长期运行中仍可能出现一些故障：
故障现象可能原因排除方法
指示灯全灭电源故障、开关未打开、模块损坏检查电源连接、检查开关状态、更换模块
RUN 指示灯灭系统停止运行、程序错误、硬件故障检查系统状态、重新下载程序、更换模块
STDBY 指示灯闪烁双机系统中一个主控单元故障检查故障模块、更换故障模块
CNET 指示灯闪烁DP 控制网络断线或故障检查网络连接、更换网线、检查 I/O 模块
系统网指示灯灭系统网线断或未连接、网络接口故障检查网线连接、更换网线、更换模块
热插拔后系统异常模块未正确插入、连接器损坏、模块不兼容重新插拔模块、检查连接器、确认模块型号
故障处理建议：

  • 故障发生时，首先检查指示灯状态，判断故障类型

  • 如遇严重故障，应先切换到冗余模块，再进行故障排除

  • 模块更换时，应使用同型号模块，确保兼容性

  • 维护过程中，应做好防静电措施，避免损坏电子元件

4. 备品备件与升级建议

为确保系统维护效率，建议准备以下备品备件：

  • SM203 模块：至少 1 块，作为冗余配置中的备用模块

  • SM900 电源模块：1 块，用于电源冗余配置

  • DB25 预制电缆：2-3 根，用于 I/O 模块与端子模块的连接

  • 网线：2-3 根，用于系统网和控制网连接

对于系统升级，建议：

  • 定期关注和利时官方发布的产品更新，及时了解新一代主控产品

  • 系统扩容时，优先考虑与现有 SM203 兼容的模块和设备

  • 对于老旧系统，可考虑逐步升级至和利时最新的 K 系列 DCS 系统

  • 考虑采用和利时的智能 DCS 解决方案，实现系统的智能化监控和管理

总结与选型建议

和利时 SM203作为 HOLLIAS MACS DCS 系统的高性能主控单元，凭借其 400MHz 高主频处理器、128MB DDR 内存和双网冗余配置，成为工业自动化控制系统中理想的控制核心。其主从冗余配置和热插拔功能，大大提高了系统的可靠性和可维护性，特别适合对实时性和可靠性要求较高的复杂工业应用场景。
选型建议：

  1. 当您需要为工业自动化控制系统提供高性能的控制核心时，SM203 是理想选择

  2. 对于可靠性要求高的场景，建议配置 1+1 主从冗余，即两个 SM203 模块并联使用

  3. 确保与 SM 系列机笼 (SM120/SM110) 和电源模块 (SM900) 配套使用，以保证系统兼容性

  4. 考虑系统未来扩展需求，预留足够的 I/O 模块插槽和通信带宽

  5. 与 SM201 相比，SM203 处理性能更高 (400MHz vs 100MHz)，内存更大 (128MB vs 16MB)，适合更复杂的控制需求

  • SM203    

  • FM910    

  • SM911    

  • SM913    

  • SM910    

  • K-DI01    

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