Ovation控制系统简介
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PWS 知道今天的控制和信息系统必须做到：在 安装、维护上更快、更灵活、成本更合理，以 及与工业标准网络产品兼容。如果这样，那么 您就应该选择 Ovation。
Ovation 的网络不使用常见的过程控制系统中 数据高速公路与厂区内 LAN 连接所需的复杂网 桥。用户可用 Ovation 的统一网络，在确保过 程安全的前提下，把过程控制同企业信息系统 结合起来。
Ovation 控制器还有另外两种能够完成先进控 制和仿真功能控制器。
仿真控制器能够直接使用仿真 I/O，而不是真 实的硬件 I/O 系统。这个功能可以使用 FAT 的 过程模型来测试控制策略。
先进控制器支持运行先进控制算法，包括神经 网络、模糊逻辑、MPC(多变量控制)、DMX 和其 他先进控制算法。
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OVATION-艾默生过程控制公司公用事业部 控制器
冗余
Ovation 控制器的设计是能够满足不同关键设 备的冗余要求，包括：
· 网络接口 · 功能处理器、内存和网络控制器 · 处理器电源 · I/O 接口 · 输入电源 · I/O 电源 · 输助电源 · 远程 I/O 通讯介质
标准的硬件配置是一块无源底板上安装主控制 器和后备控制器。冗余的 24V 电源分别为两个 控制器供电。每个控制器包含两个模块，一个 模块上有处理器、内存和网络端口；另一个模 块提供本地和远方的 Ovation 和 Q Line I/O 接 口和内部供电。
控制器硬件规格
处理器
Intel
内存
128MB Flash 和 128MB RAM
总线结构 PCI 总线
网络端口 4 个 10/100MB 以太网端口
电源
24VDC 40W
发生点（有 最多到 16,000，具体容量与处理
点名）
器和内存有关
过程控制任 务
最多 5 个具有不同回路执行时间 的任务。两个执行时间固定，三 个执行时间自定义。
太网 TCP/IP 和其它标准 协议连接)
Modbus/TCP； Ff 现场总线； Profibus 网关；
GE Genius I/O；
Toshiba 汽轮机控制系统；
MHI 汽轮机控制系统；
外接 Ovation 网络
应用程序：
Ovation 控制器为了满足用户的需求，提供了 大量的应用程序和功能：
I/O
和一个附加节点(支持 48 块卡
件)
远
程
Ovation
I/O
最多 8 个节点，64 个模块
远程 Q-Line 最多 8 个节点，48 个卡件 I/O
最大硬接线 模拟量 1,024 点；数字量或者
I/O 量
SOE 2048 点
虚拟 I/O 能 Allen-Bradley PLC DF-1；
力 ( 通 过 以 GE MarkV/VI GSM；
Ovation 网络与通讯介质无关，既可采用光纤， 也可采用 UTP。其采用的硬件极易在市场上购 得，而且取消了对特殊网关和接口的要求，能 够与企业内部 LAN，WAN 和 Intranet 的完全连 通。
接所设计的各种网关和用户接口在 Ovation 系 统并不需要。
Ovation 系统设计原则是将从上到下的所有标 准都合成一个完全开放的环境，所以 Ovation 允许最终用户在系统中集成其它厂商的产品。 基于开放式的通讯协议，Ovation 系统已经成 功的将全厂区域自动控制和信息组成一个整 体，在今后所有的版本中也会继续使用所有标 准组合。
全冗余的控制器能配备：
· 双 Intel 的功能处理器 · 双网络接口 · 双处理器电源 · 双 I/O 电源 · 双辅助电源 · 双输入电源 · 双 I/O 接口
每个冗余功能处理器都执行同样的应用程序， 但只有一个能与 I/O 通讯并且运行在控制模式 下。备份处理器必定运行在后备、组态或离线 模式。这两种模式被称为“控制模式”和“后 备模式”。
Ovation 能够把控制机制和信息整体结合起 来，是实现投资目标的有效途径。它能允许最 终用户使用最好的方法来组织他们的信息集 合，而不用考虑协议、网络管理和操作系统等 等。Ovation 网络软件使用 ISO/OSI 可以在任 何一个标准物理网络层中通讯，具有所有网络 的特性：冗余、同步、确定和令牌传输。当在 与以太网、快速以太网、令牌环或其它拓扑结 构相连时，它使用 TCP/IP 协议。因为 Ovation 系统在控制系统网络术上的突破，最终用户为 了在局域和广域范围内（LAN 和 WAN）构建信息 系统，可以合成多个网络系统。所有其它分散 控制系统厂商为了控制系统和厂区局域网相连
1
OVATION-艾默生过程控制公司公用事业部 控制器
Ovation 控制器
由于使用开放的工业标准，Ovation 控制器在 工厂过程控制中功能强大。采用 Intel 奔腾处 理器增强了灵活性，并能够节省成本。控制器 把快速发展的微处理器技术方便地组织在系统 中，提供在优先任务计划下的实时多任务、PC 兼容操作系统等功能，使用户在控制器软件上 投资最经济。 Ovation 控制器执行简单或复杂的调节、逻辑 控制、数据采集，提供与 Ovation 网络和 I/O 子系统的接口。控制器内部使用标准 PC 结构并 提供无源 PCI/ISA 总线接口，可以和即插即用 （plug and play）的标准 PC 产品相兼容。 Ovation 按制器使用多任务商用实时操作系统 （RTOS）处理数据。RTOS 用来执行和协调多应 用区域的控制、与网络通讯以及对控制器内部 统一管理。
· 连续（PID）控制 · 布尔逻辑 · 先进控制策略 · 特殊逻辑和定时功能 · 数据采集 · SOE 处理
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OVATION-艾默生过程控制公司公用事业部 控制器
· 冷端输入补偿 · 过程点传感器/限位检验 · 过程点报警处理 · 过程点转换为工程单位 · 过程点数据库存储 · 就地和远程 I/O 接口 · 过程点上标签
Ovation 控制器特色：
· 安全可靠，适于执行关键控制任务 · 控制器能够完全无扰切换
· 控制器低功耗，无风扇运行 · 支持虚拟 I/O，兼容第三方产品数据通讯、
控制、用户 C 语言编程和仿真软件
· 支持多任务和抢占式调度，完全符合
POSIX1003.1b 的开放系统标准
· 内置 Ovation 和 WDPF I/O 接口 · 集成 SOE பைடு நூலகம்能 · 用容易理解的命名方法来增加过程点（优
控制器所执行的控制策略由带有一组算法的控 制组态页文件定义。每个控制组态页文件包括 控制算法、文档和在线诊断监视画面。每个控 制器可以运行多达 6,000 个控制组态页文件。
· 4 个高限 · 用户定义高限 · 最高的增幅限制 · 4 个低限 · 用户定义低限 · 最低的增幅限制
用户界面能够按照用户选择报警的重要性来报 警排序。当报警显示在报警画面上，它可以标 明报警描述为“报警”或“信息”。报警确认功 能允许操作员输入报警确认，确认后的报警将 从报警清单中消除。如果过程点从报警清单中 清除后改变报警的状态，它将自动恢复到不能 再次被释放的状态。
RTOS 的功能
为了保障实时控制和通讯功能，RTOS 通过 TCP/IP 提供抢占式多任务调度和网络通讯。网 络通讯通过商用的网络适配器，执行物理和媒 介层处理的通讯功能。诸如路径确定、站到站 的连接等通讯协议中的高级功能以及文件的传 输,都由控制器软件处理。Ovation 网络执行 TCP/IP 协议仅仅是 RTOS 功能中的一种，它也 兼容其它实时操作系统和 Microsoft Windows、
Ovation 的高速网络不同于其它 DCS 系统，它 是一个完全确定的实时数据传输网络，即使在 工况扰动的情况下也决不丢失、衰减或延迟信 号。
网络标准
特性：
速度 100MB 每秒 容量 200,000 实时点每秒 长度 200 公里 站点 1,000 个 介质 光纤或者五类双绞线 通讯
IEEE 802.3 标准 连 接 每个节点引出两根网络线缆分别 方式 接至不同的交换机
态或超过一个增幅的限制。
如果用户要求，报警的报告可以延迟一个用户 预定义的时间间隔。当控制器和用户界面有接 口时，Ovation 控制器具有报告 6 种独立的报 警能力：
标准控制器功能
控制
Ovation 控制器使用 Intel 处理器，具有同时 处理 5 个过程控制任务的能力，扫描频率从 10 毫秒到 30 秒。每个控制任务由 I/O 过程点扫描、 算法执行和输出扫描组成。五个控制任务中， 有一个 1 秒的任务和 100 毫秒的任务；其余三 个任务的扫描频率由用户自定义，以适应具体 的控制需求。
Ovation 控制器被设计为可适用在不同硬件平 台上。这种灵活性使得控制器可在更新和更好 的平台和商用操作系统中移植，以满足未来的 需求。
Ovation 控制器的硬件平台和操作系统以工业 标准为基础，提供以下优点：
· 降低硬件和软件的淘汰风险 · 降低硬件和软件更新的成本 · 提高跟踪技术发展的能力
于使用复杂的名称或硬件地址加偏移量的 命名法）
· RTOS 所占内存仅为 32KB · RTOS 存储和启动使用闪存（Flash Memory）
（无需电池固化的内存）
· RTOS 的模块式结构只执行控制算法和通
讯的功能
· 应用软件的组态程序记录在闪存中
操作系统
Ovation 控制器所使用的操作系统不同于其它 操作系统如 UNIX，它只使用于兼容 POSIX 的 RTOS 核心部分。该操作系统内嵌于 Ovation 的 控制器中。
自动容错控制
Ovation 控制器的冗余功能是自动容错控制。 即：如果主控制器失败，“看门狗”检测电路关 闭主控制器的 I/O 接口并将错误通知后备控制 器。后备控制器马上接管 I/O 总线的控制并开 始执行过程控制的应用程序，并通过 Ovation 网络广播信息。因为后备控制器中算法块一直 跟踪着输出值、通过收到信息的逆运算，在第 一次控制扫描期间即可提供输出数据，所以发 生错误甚至是发生一个严重的故障后控制器间 可以做到无扰动切换。触发自动的故障切换的 事件可以包括：
控制模式
在控制模式下，主处理器类似一个非冗余的处
理器。它直接对 I/O 进行读取、写入和执行数 据采集、控制功能。此外，主处理器监视着“后 备”处理器和网络的状态。
后备模式
在后备模式下，后备处理器诊断和监视主处理 器的状态。后备处理器维持控制所需的最新数 据，并且通过 Ovation 网络获取所有控制处理 器发出的信息，包括过程点数据、算法块的参 数和变量点的属性。
历史事件顺序(SOE)
控制器类型
整体的 SOE 处理能力由 I/O 子系统和标准软件 提供。SOE 记录下用户设定的数字量输入变化 状态序列的分辨率为 1/8 毫秒。
报警处理
基于每个过程点的定义，Ovation 控制器在输 入量程的范围内执行基本报警处理功能。任何 一个点报警的状态将会在 Ovation 网络上不断 的更新和广播。例如：一个点的状态会被标明 超出传感器或用户定义的量程范围、改变了状
UNIX。
Ovation 硬件
Ovation 基于 Intel 处理器结构及 PCI 总线。
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OVATION-艾默生过程控制公司公用事业部 控制器
PCI 是一种 32 位用于奔腾系列处理器中的扩展 总线。使用 PCI 总线作为系统的设计思路，可 以支持其它的 PC 设备。
Ovation 控制器硬件
OVATION-艾默生过程控制公司公用事业部 网络
Ovation 网络
在今天的过程控制领域，对于任何技术的投资 必须考虑它与未来科技的发展的兼容性。因此， 控制系统需要一个开放的结构。Ovation 采用 适用于实时过程控制的通讯网络，具有最快的 速度和最大的容量。采用全冗余容错技术的 Ovation Control Network 严格遵循 IEEE 的标 准。
· 控制处理器故障 · 网络控制器故障 · I/O 接口故障 · 控制处理器电源切断 · 控制处理器复位
过程控制任 10 毫秒到 30 秒，10 毫秒增量
务执行时间
尺寸
宽 20 英寸，高 8 英寸，深 7 英寸
控制器 I/O 能力：
本
地
Ovation
I/O
支持 2 组，每组最多 8 个独立分 支，每分支 8 个模块，因此每对 控制器最多 128 个模块
本地 Q-Line 支持一个 48 块 Q 系列卡件节点，
Ovation 的网络不使用常见的过程控制系统中 数据高速公路与厂区内 LAN 连接所需的复杂网 桥。用户可用 Ovation 的统一网络，在确保过 程安全的前提下，把过程控制同企业信息系统 结合起来。
Ovation 控制器还有另外两种能够完成先进控 制和仿真功能控制器。
仿真控制器能够直接使用仿真 I/O，而不是真 实的硬件 I/O 系统。这个功能可以使用 FAT 的 过程模型来测试控制策略。
先进控制器支持运行先进控制算法，包括神经 网络、模糊逻辑、MPC(多变量控制)、DMX 和其 他先进控制算法。
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OVATION-艾默生过程控制公司公用事业部 控制器
冗余
Ovation 控制器的设计是能够满足不同关键设 备的冗余要求，包括：
· 网络接口 · 功能处理器、内存和网络控制器 · 处理器电源 · I/O 接口 · 输入电源 · I/O 电源 · 输助电源 · 远程 I/O 通讯介质
标准的硬件配置是一块无源底板上安装主控制 器和后备控制器。冗余的 24V 电源分别为两个 控制器供电。每个控制器包含两个模块，一个 模块上有处理器、内存和网络端口；另一个模 块提供本地和远方的 Ovation 和 Q Line I/O 接 口和内部供电。
控制器硬件规格
处理器
Intel
内存
128MB Flash 和 128MB RAM
总线结构 PCI 总线
网络端口 4 个 10/100MB 以太网端口
电源
24VDC 40W
发生点（有 最多到 16,000，具体容量与处理
点名）
器和内存有关
过程控制任 务
最多 5 个具有不同回路执行时间 的任务。两个执行时间固定，三 个执行时间自定义。
太网 TCP/IP 和其它标准 协议连接)
Modbus/TCP； Ff 现场总线； Profibus 网关；
GE Genius I/O；
Toshiba 汽轮机控制系统；
MHI 汽轮机控制系统；
外接 Ovation 网络
应用程序：
Ovation 控制器为了满足用户的需求，提供了 大量的应用程序和功能：
I/O
和一个附加节点(支持 48 块卡
件)
远
程
Ovation
I/O
最多 8 个节点，64 个模块
远程 Q-Line 最多 8 个节点，48 个卡件 I/O
最大硬接线 模拟量 1,024 点；数字量或者
I/O 量
SOE 2048 点
虚拟 I/O 能 Allen-Bradley PLC DF-1；
力 ( 通 过 以 GE MarkV/VI GSM；
Ovation 网络与通讯介质无关，既可采用光纤， 也可采用 UTP。其采用的硬件极易在市场上购 得，而且取消了对特殊网关和接口的要求，能 够与企业内部 LAN，WAN 和 Intranet 的完全连 通。
接所设计的各种网关和用户接口在 Ovation 系 统并不需要。
Ovation 系统设计原则是将从上到下的所有标 准都合成一个完全开放的环境，所以 Ovation 允许最终用户在系统中集成其它厂商的产品。 基于开放式的通讯协议，Ovation 系统已经成 功的将全厂区域自动控制和信息组成一个整 体，在今后所有的版本中也会继续使用所有标 准组合。
全冗余的控制器能配备：
· 双 Intel 的功能处理器 · 双网络接口 · 双处理器电源 · 双 I/O 电源 · 双辅助电源 · 双输入电源 · 双 I/O 接口
每个冗余功能处理器都执行同样的应用程序， 但只有一个能与 I/O 通讯并且运行在控制模式 下。备份处理器必定运行在后备、组态或离线 模式。这两种模式被称为“控制模式”和“后 备模式”。
Ovation 能够把控制机制和信息整体结合起 来，是实现投资目标的有效途径。它能允许最 终用户使用最好的方法来组织他们的信息集 合，而不用考虑协议、网络管理和操作系统等 等。Ovation 网络软件使用 ISO/OSI 可以在任 何一个标准物理网络层中通讯，具有所有网络 的特性：冗余、同步、确定和令牌传输。当在 与以太网、快速以太网、令牌环或其它拓扑结 构相连时，它使用 TCP/IP 协议。因为 Ovation 系统在控制系统网络术上的突破，最终用户为 了在局域和广域范围内（LAN 和 WAN）构建信息 系统，可以合成多个网络系统。所有其它分散 控制系统厂商为了控制系统和厂区局域网相连
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OVATION-艾默生过程控制公司公用事业部 控制器
Ovation 控制器
由于使用开放的工业标准，Ovation 控制器在 工厂过程控制中功能强大。采用 Intel 奔腾处 理器增强了灵活性，并能够节省成本。控制器 把快速发展的微处理器技术方便地组织在系统 中，提供在优先任务计划下的实时多任务、PC 兼容操作系统等功能，使用户在控制器软件上 投资最经济。 Ovation 控制器执行简单或复杂的调节、逻辑 控制、数据采集，提供与 Ovation 网络和 I/O 子系统的接口。控制器内部使用标准 PC 结构并 提供无源 PCI/ISA 总线接口，可以和即插即用 （plug and play）的标准 PC 产品相兼容。 Ovation 按制器使用多任务商用实时操作系统 （RTOS）处理数据。RTOS 用来执行和协调多应 用区域的控制、与网络通讯以及对控制器内部 统一管理。
· 连续（PID）控制 · 布尔逻辑 · 先进控制策略 · 特殊逻辑和定时功能 · 数据采集 · SOE 处理
3
OVATION-艾默生过程控制公司公用事业部 控制器
· 冷端输入补偿 · 过程点传感器/限位检验 · 过程点报警处理 · 过程点转换为工程单位 · 过程点数据库存储 · 就地和远程 I/O 接口 · 过程点上标签
Ovation 控制器特色：
· 安全可靠，适于执行关键控制任务 · 控制器能够完全无扰切换
· 控制器低功耗，无风扇运行 · 支持虚拟 I/O，兼容第三方产品数据通讯、
控制、用户 C 语言编程和仿真软件
· 支持多任务和抢占式调度，完全符合
POSIX1003.1b 的开放系统标准
· 内置 Ovation 和 WDPF I/O 接口 · 集成 SOE பைடு நூலகம்能 · 用容易理解的命名方法来增加过程点（优
控制器所执行的控制策略由带有一组算法的控 制组态页文件定义。每个控制组态页文件包括 控制算法、文档和在线诊断监视画面。每个控 制器可以运行多达 6,000 个控制组态页文件。
· 4 个高限 · 用户定义高限 · 最高的增幅限制 · 4 个低限 · 用户定义低限 · 最低的增幅限制
用户界面能够按照用户选择报警的重要性来报 警排序。当报警显示在报警画面上，它可以标 明报警描述为“报警”或“信息”。报警确认功 能允许操作员输入报警确认，确认后的报警将 从报警清单中消除。如果过程点从报警清单中 清除后改变报警的状态，它将自动恢复到不能 再次被释放的状态。
RTOS 的功能
为了保障实时控制和通讯功能，RTOS 通过 TCP/IP 提供抢占式多任务调度和网络通讯。网 络通讯通过商用的网络适配器，执行物理和媒 介层处理的通讯功能。诸如路径确定、站到站 的连接等通讯协议中的高级功能以及文件的传 输,都由控制器软件处理。Ovation 网络执行 TCP/IP 协议仅仅是 RTOS 功能中的一种，它也 兼容其它实时操作系统和 Microsoft Windows、
Ovation 的高速网络不同于其它 DCS 系统，它 是一个完全确定的实时数据传输网络，即使在 工况扰动的情况下也决不丢失、衰减或延迟信 号。
网络标准
特性：
速度 100MB 每秒 容量 200,000 实时点每秒 长度 200 公里 站点 1,000 个 介质 光纤或者五类双绞线 通讯
IEEE 802.3 标准 连 接 每个节点引出两根网络线缆分别 方式 接至不同的交换机
态或超过一个增幅的限制。
如果用户要求，报警的报告可以延迟一个用户 预定义的时间间隔。当控制器和用户界面有接 口时，Ovation 控制器具有报告 6 种独立的报 警能力：
标准控制器功能
控制
Ovation 控制器使用 Intel 处理器，具有同时 处理 5 个过程控制任务的能力，扫描频率从 10 毫秒到 30 秒。每个控制任务由 I/O 过程点扫描、 算法执行和输出扫描组成。五个控制任务中， 有一个 1 秒的任务和 100 毫秒的任务；其余三 个任务的扫描频率由用户自定义，以适应具体 的控制需求。
Ovation 控制器被设计为可适用在不同硬件平 台上。这种灵活性使得控制器可在更新和更好 的平台和商用操作系统中移植，以满足未来的 需求。
Ovation 控制器的硬件平台和操作系统以工业 标准为基础，提供以下优点：
· 降低硬件和软件的淘汰风险 · 降低硬件和软件更新的成本 · 提高跟踪技术发展的能力
于使用复杂的名称或硬件地址加偏移量的 命名法）
· RTOS 所占内存仅为 32KB · RTOS 存储和启动使用闪存（Flash Memory）
（无需电池固化的内存）
· RTOS 的模块式结构只执行控制算法和通
讯的功能
· 应用软件的组态程序记录在闪存中
操作系统
Ovation 控制器所使用的操作系统不同于其它 操作系统如 UNIX，它只使用于兼容 POSIX 的 RTOS 核心部分。该操作系统内嵌于 Ovation 的 控制器中。
自动容错控制
Ovation 控制器的冗余功能是自动容错控制。 即：如果主控制器失败，“看门狗”检测电路关 闭主控制器的 I/O 接口并将错误通知后备控制 器。后备控制器马上接管 I/O 总线的控制并开 始执行过程控制的应用程序，并通过 Ovation 网络广播信息。因为后备控制器中算法块一直 跟踪着输出值、通过收到信息的逆运算，在第 一次控制扫描期间即可提供输出数据，所以发 生错误甚至是发生一个严重的故障后控制器间 可以做到无扰动切换。触发自动的故障切换的 事件可以包括：
控制模式
在控制模式下，主处理器类似一个非冗余的处
理器。它直接对 I/O 进行读取、写入和执行数 据采集、控制功能。此外，主处理器监视着“后 备”处理器和网络的状态。
后备模式
在后备模式下，后备处理器诊断和监视主处理 器的状态。后备处理器维持控制所需的最新数 据，并且通过 Ovation 网络获取所有控制处理 器发出的信息，包括过程点数据、算法块的参 数和变量点的属性。
历史事件顺序(SOE)
控制器类型
整体的 SOE 处理能力由 I/O 子系统和标准软件 提供。SOE 记录下用户设定的数字量输入变化 状态序列的分辨率为 1/8 毫秒。
报警处理
基于每个过程点的定义，Ovation 控制器在输 入量程的范围内执行基本报警处理功能。任何 一个点报警的状态将会在 Ovation 网络上不断 的更新和广播。例如：一个点的状态会被标明 超出传感器或用户定义的量程范围、改变了状
UNIX。
Ovation 硬件
Ovation 基于 Intel 处理器结构及 PCI 总线。
2
OVATION-艾默生过程控制公司公用事业部 控制器
PCI 是一种 32 位用于奔腾系列处理器中的扩展 总线。使用 PCI 总线作为系统的设计思路，可 以支持其它的 PC 设备。
Ovation 控制器硬件
OVATION-艾默生过程控制公司公用事业部 网络
Ovation 网络
在今天的过程控制领域，对于任何技术的投资 必须考虑它与未来科技的发展的兼容性。因此， 控制系统需要一个开放的结构。Ovation 采用 适用于实时过程控制的通讯网络，具有最快的 速度和最大的容量。采用全冗余容错技术的 Ovation Control Network 严格遵循 IEEE 的标 准。
· 控制处理器故障 · 网络控制器故障 · I/O 接口故障 · 控制处理器电源切断 · 控制处理器复位
过程控制任 10 毫秒到 30 秒，10 毫秒增量
务执行时间
尺寸
宽 20 英寸，高 8 英寸，深 7 英寸
控制器 I/O 能力：
本
地
Ovation
I/O
支持 2 组，每组最多 8 个独立分 支，每分支 8 个模块，因此每对 控制器最多 128 个模块
本地 Q-Line 支持一个 48 块 Q 系列卡件节点，