PKS里面有个了不起的FTE | 问答赠书

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上一期我们讲了《什么是PKS，到底和DCS有什么不同？》，相信大家一定对PKS有了初步的了解。但也有了更多深一步的疑问：

PKS有啥法宝来保障有序高效的通讯？

PKS的指挥中心是什么？

......

如果您感兴趣，可再选择实操的直播课程《PKS快速入门》、《PKS中级》《PKS工程案例》继续学习。

（直播课程二维码见文末）

PKS的FTE

为了保证PKS系统内数据在控制器、服务器和操作站之间顺畅传输，PKS系统的研发者也充分意识到网络必须具备高效性和容错性。他们与网络大鳄-Cisco（思科）公司合作，开发了具有专利技术的网络-FTE（Fault Tolerance Ethernet），容错型以太网。

FTE网络是PKS系统中的主干通讯网络，服务器、操作站和控制器都连接在FTE网络上。它可以保证PKS系统通讯的高效率。即使在非正常情况下，网络中存在一些故障点，FTE网络仍可最大程度地保证通讯的顺畅。

FTE网络从硬件上看，就像一对冗余的以太网，分为A网和B网，每条网络上有一个CISCO的、经霍尼韦尔认证的、指定型号的交换机，2个交换机之间连接有级联线，用于A网和B网之间的数据传递。

所有连接到FTE网络上的计算机设备，包括服务器和操作站，都要配备双网卡或者双口网卡，其中一个网卡或者网口连接到A网上，另一个连接到B网上，并且要在软件上安装专用的FTE驱动程序。

在FTE网络上，

数据在两个设备之间是怎样进行传递的呢？

如下图所示，一个操作站和一个控制器进行通讯，数据传送可使用的道路一共有4条：

第一条道路，数据从操作站的A口入A网，在A网上直接传送到控制器的A口。

第二条道路，数据从操作站的A口入A网，然后经级联线，数据进入B网，在B网上数据传送到制器的B口。

第三条道路，数据从操作站的B口入B网，然后经级联线，数据进入A网，在A网上数据传送到控制器的A口。

第四条道路，数据从操作站的B口入B网，在B网上传输，到控制器的B口。

只要这4条道路中有一条是畅通的，数据的交换就可以正常进行，最大程度实现了容错性。如果4条道路都正常，系统会根据每条道路上目前的通讯量，自动来选择一条通讯负荷较低的道路，这样使得整个系统的通讯有序、高效。这就好比我们从一个地方开车到另一个地方，有多条道路可以到达，我们可根据交通电台中提供的路况信息，选择一条最为畅通的道路来行使，以便于我们快速到达。

PKS的指挥中心

C300控制器是PKS系统里名副其实的指挥中心，它汇集所需信息后，经过运算和处理，做出最后的决策，发布给执行者。

为防止指挥中心瘫痪，C300控制器通常是冗余设置，安装在RITTAL机柜内。上图所示的柜体就是C300控制器机柜，在机柜的左侧装有电源系统，负责将220V的交流电转换成24V的直流电，供给卡件使用。单面柜子里竖直方向可以安装3列卡件。卡件突破传统的机架安装方式，所有卡件斜着安装在底板上，既节省了安装空间，又有利于卡件散热。

下图所示为C300控制器的连接示意图。

Control Firewall，防火墙是控制器连接到交换机上的接口设备，防火墙也是冗余设置，它的作用是在控制器和FTE网络之间建立一道屏障，只把与控制器相关的通讯信息传递给控制器，将没有用的信息过滤掉，防止通讯风暴对控制器的通讯造成影响。我们知道，FTE网络上的很多通讯信息是与控制器无关的，比如说服务器与操作站之间的通讯，就与控制器无关，如果不将这些信息屏蔽掉，势必会占用控制器的通讯负荷，使得控制器无法全力处理与自己相关的通讯信息。防火墙无需进行软件组态，只要通上电后就可以正常工作。

上图所示为一对冗余的防火墙卡件，分别连接到FTE网络的A网和B网上，每个卡件的右边有一个接口，叫做UPLINK口，上连口，通过网线连接到交换机上。在UPLINK口的右边有8个竖直排列的接口，叫做DOWNLINK口，下接口，用来连接C300控制器或者现场总线通讯卡，也就是说，一个防火墙最多可以连接8个设备。在防火墙的卡件上还有8个DOWNLINK接口的状态指示灯，用来显示下联设备的通讯状态。

C300控制器在PKS系统内负责完成运算和控制策略，它上端通过防火墙连接到FTE网络上，下端通过I/O LINK电缆连接输入输出卡件，每个C300控制器有2对I/O LINK接口，每对接口最多可连接40块（对）IO卡件，2对I/O LINK接口最多可连接64块（对）IO卡件。

上图所示为C300控制器卡件的外观图，它分为2大部分，底下的安装底板叫做IOTA，上面的卡件是控制器卡，通过螺丝固定在底板上，2个部件可分别更换和购买。

控制器卡上有：

最上端的指示灯是电源指示灯，只要供电正常，这个灯就是绿色，接下来是状态指示灯，绿色代表卡件工作状态正常，然后是显示屏，正常显示OK，不正常时显示故障代码，最下面两个并列的两个指示灯是控制器在FTE网络上的通讯指示灯。

Device Index Switches：

C300控制器作为在FTE网络上的一个设备，必须设定一个唯一的IP地址，我们知道，IP地址共包含4个数字，比如说192.168.0.11，在C300控制器上的硬件上，我们只需要设定这4个数字中的最后一位，前面的3位数字在软件上设置。

如图所示，在控制器的底板上有3个旋钮，用来设定地址，左边第一个旋钮代表百位数字，第二个旋钮代表十位数字，第三个旋钮代表个位数字，每个旋钮上有一个箭头，周围是一圈数字，将这3个旋钮上的箭头对准需要的数字，就可以设定IP地址的最后一位。在这个图上我们可以看到，左边第一个旋钮对准的数字是0，第二个旋钮对准的数字是9，第三个旋钮对准的数字是4，则这个控制器的地址就是94，将来在软件上设定IP地址是192.168.0.0，那么这个C300控制器的IP地址就是192.168.0.94。

设置冗余控制器地址时，主控制器应使用奇数地址，比如说15，27，备用控制器的地址应等于主控制器地址加1，非冗余控制器只使用奇数地址。

RAM Battery Cable：

在IP地址设定旋钮的下面是备份电池的接口，备份电池是用来给C300控制器的内存供电，以避免C300控制器断电后内存中的信息丢失，关于备份电池，在后面的供电系统中还有进一步的介绍

Redundancy Cable：

如果C300控制器是冗余配置的，2个控制器之间应连接一根冗余电缆，用于主、备控制器之间的通讯和数据库的同步，冗余电缆就连接在这个接口上。

FTE Cables：

控制器与防火墙的连接口，是RJ45口，使用以太网网线连接。

IOLINK Cables：

用于连接C300控制器和它所带的I/O卡件。

PKS专家：

剑指工控—靳涛：

美女工控专家！22年DCS从业经验！曾任霍尼韦尔高级项目工程师以及PKS培训经理！丰富的DCS大型交钥匙工程实践经验！

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思考题：

1、 FTE网络是冗余的以太网吗？两者之间的区别是什么？

2、 C300控制器的硬件地址可以在线更改吗？更改后会出现什么问题？