PAS-300M分散控制系统


系统概述 PAS-300M分散控制系统是我中心与国电南京自动化股份有限公司最新推出的火电厂机、炉、电一体化的自动化解决方案。该套系统融合了国电南自多年的DCS工程经验，继承了公司在电气保护、监控系统的研发制造技术优势。模块的高抗干扰性能、统一的硬件平台设计、先进的软件系统和功能模块级的实时操作系统的应用都使得该系统有别于其它同类产品。以太网现场级扩展使系统的灵活布置更加游刃有余。系统软件的智能功能在保证安全的同时也减轻了现场工程师的工作压力，友好、易用的人机界面大大提高了操作人员的工作效率。 PAS-300M分散控制系统适用于300MW机组以上的大型火力发电厂或其他大型、复杂的工业过程控制。同时,软、硬件的模块化设计使搭建面向中小型的应用轻而易举。
主要特点系统基于高内聚低耦合的设计原则，遵循高效、稳定、安全和易维护的总体设计思想，综合采用面向对象的方法和结构化设计方法，同时大量采用最新的通用软件技术，可以保证良好的开放性、可扩展性、易用性和安全性。系统易学易用。先进的控制算法和多样的设备驱动模块可以满足各种控制方式，120余种算法可以完成复杂的控制、仿真和性能计算。虚拟DPU允许用户实现各种离线仿真计算和组态逻辑调试功能。编译型自定义控制算法模块使得用户可以通过该模块实现自主编程，程序具有高级编程语言的结构，经过编译处理后下装控制站，相比较于传统的脚本语言自定义模块，具有非常快速、灵活、功能强大的特点。优化的SAMA模块组态自动排序算法完全避免了控制组态中的代数环问题和逻辑块的计算次序混乱问题。标准的内存式实时数据库，实现了对本地的大批量共享实时数据的统一管理。该内存式实时控制数据库具有紧密存储、复杂数据结构、可避免内存泄露等特点，标准化的处理过程避免了出现偶然编程错误。方便的数据库导入：系统数据库可以通过标准的EXCEL表格直接导入，极大地方便了工程组态工作，完成了通道分配表的设计也就完成了数据库组态工作。任意组态的浓缩数据库，实现数据海量保存，使历史数据查询速度得到极大提高。低飘移、高精度A/D传感器，采用了高性能的传感测量算法，实现了测量精度自动校准及免调节。基于最小化冗余资源的双路双网交叉分流热备用通信模型，I/O共享数据分配接口，双路复用数据交换，实现在双机双网冗余条件下最节约资源的DCS采集通信系统。实现了设备地址的自动侦听及冲突检测机制，安装调试更加方便。丰富灵活的功能模件参数定制，可以满足用户的各种需求。采用全模块式的插装结构，模块无硬件设置，热插拔可即插即用，积木式的模块结构，适合多种安装方式。全封闭结构，具有很强的抗电磁干扰性及防尘、防潮、防震能力。高可靠性：多重冗余技术、完备的系统自诊断功能，可诊断网络、站、I/O模块直至I/O点。可支持多种第三方通讯和现场总线：FF、PROFI BUS、MODBUS、CAN。
主要功能配置系统结构 PAS-300M分散控制系统的基本构成由现场级、控制级、监控级、管理级四层构成，现场级主要包括各种过程通道模块，控制级包括所有的过程站（DPU），监控级包括工程师站（ES）、操作员站（OS）、历史站（HS）和打印机等附属设备，四层中间相应的通信网络由控制网络（Cnet）、监控网络（Snet）、管理网络（Mnet）三层网络结构，如图1所示：
软件功能所有监控层软件都采用全中文界面，可以很方便快捷地完成控制策略的设计和组态。如图2所示。控制系统组态采用符合IEC1131-3标准的功能块图（SAMA图）的方式进行，并用易于识别的工程名称加以标明。软件自动排序、自动连线、自动匹配判断、自动排错，并提供组合算法模块、模块缩放、移动、复制、粘贴、剪切等便捷的类WINDOWS编辑功能。 120多种算法模块，包括多种逻辑控制、设备控制在内的专用于电厂控制的复杂控制模块。强大的编译型自定义控制算法模块，可以满足二次开发的需要。组态软件还提供了在线监控，组态修改和维护功能。系统数据库组态软件具有在线查询数据点的当前值和状态值的功能。丰富的报警管理、曲线管理功能，如图3、4所示。操作员站图形界面支持全屏显示，可以多窗口方式显示，也可以一机多显示屏方式显示。操作员站图形界面可以滚动画面显示、图像无级缩放显示。如图5 所示。完善的图形导航功能，帮助用户轻松管理大量流程图和控制窗口。类似于AutoCAD的焦点捕捉、自动对齐、渐变色立体图元等功能。强大的自由报表功能，可以由最终用户自由组态形成各种生产和系统报表的格式。所有监控层软件都具有在线帮助功能。采用“例外报告”技术，大大地减轻了网络和数据库的负担。 DPU系统软件采用先进的QNX实时多任务操作系统。 DPU支持系统数据库和控制策略的在线修改。每个DPU支持 1024可执行页，每页可有128个算法模块。

硬件系统过程控制单元DPU：CPU为 Pentium IV 1.8GHz 128M RAM FLASH ROM: 128M（可扩展至512M）通信控制器硬件平台：采用COLDFIRE5272高性能32位CPU,先进的嵌入式实时操作系统VXWORKS。 I/O模块：采用MC9S12XDP512高性能SOC单片系统。XGATE外围协处理数据访问技术，使得CPU的中断能力提升了1倍，达到80MIPS。新一代积木式构建结构模式，适合于多种安装方式。，能做到因地制宜以较小的空间合理布局，更能满足设备现场控制、分布式的需求。所有模块都为单通道隔离，可以有效避免了强电串入的危害。全封闭结构，密集型设计，牢固的一次成型铝合金外壳，以此作为电子线路的保护层，更能适应现场恶劣条件。基于统一硬件平台基础上的产品设计，能更好地满足产品的可维护性，同时方便满足以后产品系列的升级。通过了严格的III级电磁兼容性（EMC）测试，包括1MHZ脉冲群干扰试验、静电放电试验、快速瞬变干扰试验、辐射电磁场等，使产品具有很强的抗干扰能力。强大的维护配置功能，能真正实现I/O模件级参数的在线配置。现场模块种类（如图6所示） FM800-AI模拟量输入模块：每模块8点 FM800-TC热电偶输入模块：每模块8点 FM800-RTD热电阻输入模块：每模块8点 FM800-AO模拟量输出模块：每模块4点 FM800-DI 开关量SOE/DI输入模块：每模块16点 FM800-DO开关量输出模块：每模块16点 FM800-PI脉冲量计数模块：每模块8 点
主要技术指标通讯网络网络形式：交换型工业以太网通讯标准：TCP/IP 通讯速率：100/1000Mb/s 网络介质：光纤/双绞线拓扑结构：星形/环形/树形通讯网络冗余：多重冗余（各层网络通讯、电源）网络数据负荷：＜10% 系统支持冗余控制站数：100个（不包括上位机站）过程控制站（DPU） CPU Pentium IV 1.8GHz 128M RAM 非失电存贮器（FLASH ROM） 128M/256M/512M 实时数据库容量＞65000点/DPU 控制处理能力：1024控制页/DPU，128个算法模块/页系统最快处理周期：10ms I/O级网络：以太网10Mb/s、CAN网1Mb/s 输入/输出模块 --几何尺寸-- 宽度：125mm 深度：116mm 厚度：44mm --电磁兼容性能-- 抗静电放电干扰3级抗辐射电磁场干扰3级抗快速瞬变脉冲群干扰3级抗浪涌干扰3级抗射频传导骚扰干扰3级抗工频磁场干扰3级 --抗干扰能力-- 共模抑制比大于120db 差模抑制比大于60db 抗共模干扰电压250V 抗差模干扰电压60V 隔离电压大于1500V --精度-- AI模块误差 ≤0.05% RTD/TC模块误差 ≤0.1% AO模块误差 ≤0.1% SOE分辨率 ≤1ms 人机接口与界面画面分辨率1600×1280 画面刷新时间≤1s 画面数据刷新时间≤0.5s 可靠性 DPU冗余，电源冗余，通讯冗余 MTBF≮100,000小时可利用率＞99.95%
产品成果


订货要求有2-8个月制造周期机组设备选型、容量、数量 I/O测点表控制站、操作站、工程师站数量发电机组工艺P&ID图纸、电气主接线图等

Page last updated: 19th Sep 2007


系统概述 PAS-300M分散控制系统是我中心与国电南京自动化股份有限公司最新推出的火电厂机、炉、电一体化的自动化解决方案。该套系统融合了国电南自多年的DCS工程经验，继承了公司在电气保护、监控系统的研发制造技术优势。模块的高抗干扰性能、统一的硬件平台设计、先进的软件系统和功能模块级的实时操作系统的应用都使得该系统有别于其它同类产品。以太网现场级扩展使系统的灵活布置更加游刃有余。系统软件的智能功能在保证安全的同时也减轻了现场工程师的工作压力，友好、易用的人机界面大大提高了操作人员的工作效率。 PAS-300M分散控制系统适用于300MW机组以上的大型火力发电厂或其他大型、复杂的工业过程控制。同时,软、硬件的模块化设计使搭建面向中小型的应用轻而易举。
主要特点系统基于高内聚低耦合的设计原则，遵循高效、稳定、安全和易维护的总体设计思想，综合采用面向对象的方法和结构化设计方法，同时大量采用最新的通用软件技术，可以保证良好的开放性、可扩展性、易用性和安全性。系统易学易用。先进的控制算法和多样的设备驱动模块可以满足各种控制方式，120余种算法可以完成复杂的控制、仿真和性能计算。虚拟DPU允许用户实现各种离线仿真计算和组态逻辑调试功能。编译型自定义控制算法模块使得用户可以通过该模块实现自主编程，程序具有高级编程语言的结构，经过编译处理后下装控制站，相比较于传统的脚本语言自定义模块，具有非常快速、灵活、功能强大的特点。优化的SAMA模块组态自动排序算法完全避免了控制组态中的代数环问题和逻辑块的计算次序混乱问题。标准的内存式实时数据库，实现了对本地的大批量共享实时数据的统一管理。该内存式实时控制数据库具有紧密存储、复杂数据结构、可避免内存泄露等特点，标准化的处理过程避免了出现偶然编程错误。方便的数据库导入：系统数据库可以通过标准的EXCEL表格直接导入，极大地方便了工程组态工作，完成了通道分配表的设计也就完成了数据库组态工作。任意组态的浓缩数据库，实现数据海量保存，使历史数据查询速度得到极大提高。低飘移、高精度A/D传感器，采用了高性能的传感测量算法，实现了测量精度自动校准及免调节。基于最小化冗余资源的双路双网交叉分流热备用通信模型，I/O共享数据分配接口，双路复用数据交换，实现在双机双网冗余条件下最节约资源的DCS采集通信系统。实现了设备地址的自动侦听及冲突检测机制，安装调试更加方便。丰富灵活的功能模件参数定制，可以满足用户的各种需求。采用全模块式的插装结构，模块无硬件设置，热插拔可即插即用，积木式的模块结构，适合多种安装方式。全封闭结构，具有很强的抗电磁干扰性及防尘、防潮、防震能力。高可靠性：多重冗余技术、完备的系统自诊断功能，可诊断网络、站、I/O模块直至I/O点。可支持多种第三方通讯和现场总线：FF、PROFI BUS、MODBUS、CAN。
主要功能配置系统结构 PAS-300M分散控制系统的基本构成由现场级、控制级、监控级、管理级四层构成，现场级主要包括各种过程通道模块，控制级包括所有的过程站（DPU），监控级包括工程师站（ES）、操作员站（OS）、历史站（HS）和打印机等附属设备，四层中间相应的通信网络由控制网络（Cnet）、监控网络（Snet）、管理网络（Mnet）三层网络结构，如图1所示：
软件功能所有监控层软件都采用全中文界面，可以很方便快捷地完成控制策略的设计和组态。如图2所示。控制系统组态采用符合IEC1131-3标准的功能块图（SAMA图）的方式进行，并用易于识别的工程名称加以标明。软件自动排序、自动连线、自动匹配判断、自动排错，并提供组合算法模块、模块缩放、移动、复制、粘贴、剪切等便捷的类WINDOWS编辑功能。 120多种算法模块，包括多种逻辑控制、设备控制在内的专用于电厂控制的复杂控制模块。强大的编译型自定义控制算法模块，可以满足二次开发的需要。组态软件还提供了在线监控，组态修改和维护功能。系统数据库组态软件具有在线查询数据点的当前值和状态值的功能。丰富的报警管理、曲线管理功能，如图3、4所示。操作员站图形界面支持全屏显示，可以多窗口方式显示，也可以一机多显示屏方式显示。操作员站图形界面可以滚动画面显示、图像无级缩放显示。如图5 所示。完善的图形导航功能，帮助用户轻松管理大量流程图和控制窗口。类似于AutoCAD的焦点捕捉、自动对齐、渐变色立体图元等功能。强大的自由报表功能，可以由最终用户自由组态形成各种生产和系统报表的格式。所有监控层软件都具有在线帮助功能。采用“例外报告”技术，大大地减轻了网络和数据库的负担。 DPU系统软件采用先进的QNX实时多任务操作系统。 DPU支持系统数据库和控制策略的在线修改。每个DPU支持 1024可执行页，每页可有128个算法模块。

硬件系统过程控制单元DPU：CPU为 Pentium IV 1.8GHz 128M RAM FLASH ROM: 128M（可扩展至512M）通信控制器硬件平台：采用COLDFIRE5272高性能32位CPU,先进的嵌入式实时操作系统VXWORKS。 I/O模块：采用MC9S12XDP512高性能SOC单片系统。XGATE外围协处理数据访问技术，使得CPU的中断能力提升了1倍，达到80MIPS。新一代积木式构建结构模式，适合于多种安装方式。，能做到因地制宜以较小的空间合理布局，更能满足设备现场控制、分布式的需求。所有模块都为单通道隔离，可以有效避免了强电串入的危害。全封闭结构，密集型设计，牢固的一次成型铝合金外壳，以此作为电子线路的保护层，更能适应现场恶劣条件。基于统一硬件平台基础上的产品设计，能更好地满足产品的可维护性，同时方便满足以后产品系列的升级。通过了严格的III级电磁兼容性（EMC）测试，包括1MHZ脉冲群干扰试验、静电放电试验、快速瞬变干扰试验、辐射电磁场等，使产品具有很强的抗干扰能力。强大的维护配置功能，能真正实现I/O模件级参数的在线配置。现场模块种类（如图6所示） FM800-AI模拟量输入模块：每模块8点 FM800-TC热电偶输入模块：每模块8点 FM800-RTD热电阻输入模块：每模块8点 FM800-AO模拟量输出模块：每模块4点 FM800-DI 开关量SOE/DI输入模块：每模块16点 FM800-DO开关量输出模块：每模块16点 FM800-PI脉冲量计数模块：每模块8 点
主要技术指标通讯网络网络形式：交换型工业以太网通讯标准：TCP/IP 通讯速率：100/1000Mb/s 网络介质：光纤/双绞线拓扑结构：星形/环形/树形通讯网络冗余：多重冗余（各层网络通讯、电源）网络数据负荷：＜10% 系统支持冗余控制站数：100个（不包括上位机站）过程控制站（DPU） CPU Pentium IV 1.8GHz 128M RAM 非失电存贮器（FLASH ROM） 128M/256M/512M 实时数据库容量＞65000点/DPU 控制处理能力：1024控制页/DPU，128个算法模块/页系统最快处理周期：10ms I/O级网络：以太网10Mb/s、CAN网1Mb/s 输入/输出模块 --几何尺寸-- 宽度：125mm 深度：116mm 厚度：44mm --电磁兼容性能-- 抗静电放电干扰3级抗辐射电磁场干扰3级抗快速瞬变脉冲群干扰3级抗浪涌干扰3级抗射频传导骚扰干扰3级抗工频磁场干扰3级 --抗干扰能力-- 共模抑制比大于120db 差模抑制比大于60db 抗共模干扰电压250V 抗差模干扰电压60V 隔离电压大于1500V --精度-- AI模块误差 ≤0.05% RTD/TC模块误差 ≤0.1% AO模块误差 ≤0.1% SOE分辨率 ≤1ms 人机接口与界面画面分辨率1600×1280 画面刷新时间≤1s 画面数据刷新时间≤0.5s 可靠性 DPU冗余，电源冗余，通讯冗余 MTBF≮100,000小时可利用率＞99.95%
产品成果


订货要求有2-8个月制造周期机组设备选型、容量、数量 I/O测点表控制站、操作站、工程师站数量发电机组工艺P&ID图纸、电气主接线图等