SUPMAX分散控制系统

SUPMAX分散控制系统

上海自动化仪表股份有限公司DCS分公司（200082）朱强

一、概述

SUPMAX分散控制系统是由上海自动化仪表股份有限公司自行研制开发的大型分散控制系统。上海自动化仪表股份有限公司上世纪九十年代初在国家有关部门的支持下，引进了美国先进的MAX1000系列分散控制系统的制造技术。在十年的时间里，承接了上海外高桥电厂等上百套工程项目，培养了一大批专业的工程技术人员，成为了国内知名度较高的DCS 系统供货商。

在充分消化吸收引进技术和丰富的工程现场经验的基础上，自仪股份在近年自主创新研制开发了SUPMAX分散控制系统。将十年应用国外DCS产品所积累的经验和技术，转化成自己的产品，摆脱了完全依赖国外产品的局面，开拓了一条引进、消化、发展、创新的技术路线。

SUPMAX分散控制系统已经在许多工程项目上得到了应用，典型的有如在山东章丘发电厂2×135MW发电机组上的成功投运，2003年9月在北京通过了中国仪器仪表学会组织的产品设计定型鉴定会，中国仪器仪表与自动化专家、两弹元勋、中国科学院院士杨嘉墀先生作为鉴定委员会主任主持了鉴定，鉴定会给予产品以很高的评价。

SUPMAX系统采用世界先进技术，使用方便、性价比高，可以为用户提供全方位的工厂自动控制。它的主要特点有：

完整的功能包括回路调节、逻辑控制、顺序控制、数据采集和企业管理

采用先进的硬件设计，系统安全、可靠

采用符合IEC61131-3国际标准的组态方式，可以方便的实现各类控制

开放性强，提供各种方式和协议同外部系统互连

系统主要性能指标如下：

温度：20±2℃

湿度：60%～70%

大气压力：86～106kPa

IO点数：≤20000点

控制回路数：≤2560

DPU：≤30对

操作员站：≤16

二、系统结构

SUPMAX分散控制系统主要由三部分组成：

控制站

工作站

连接两者的系统网络

2.1 系统网络结构

整个系统采用标准以太网，速率为100Mbps，通讯协议为TCP/IP协议，连接了操作站、工程师站、管理计算机等。采用冗余的双网技术，双网同时工作，当单网故障时不会影响系统正常工作。

系统采用分布式结构，可以根据现场情况，将现场分为一个个逻辑域。域与域之间的控制站独立，工作站共享，提高了系统的安全性和可维护性，同时使系统的容量大增。SUPMAX 系统最多可支持4个域。

2.2工作站

系统的工作站为客户服务器结构，分布式处理，采用高性能的标准工业控制用计算机，使用WINDOWS NT或WINDOWS2000操作系统。工作站在软件上分为服务器和客户机，服务器完成相应的通讯和数据处理功能，客户机则向服务器请求数据。

服务器由于其重要性，可以做到冗余配置，即一台工作，一台热备用（或二台热备用），当工作的服务器出现故障时，另一台备用服务器能迅速无扰动的变为工作服务器。

服务器可以分为数据服务器、趋势服务器、报警服务器、报表服务器，这些功能可以集中在一台工作站上，当系统庞大可以将功能拆开到不同的工作站上，提高系统效率。

2.3控制站

SUPMAX分散控制系统的控制站由以下部分组成：机柜、电源、DPU、IO卡件。

SUPMAX控制站采用标准的19英寸机柜，内部上层为冗余的系统电源，下方为安装卡件的机笼。

SUPMAX系统DPU提供自动控制所需的数据采集和控制功能，DPU可以执行IEC61131-3组态器生成的组态，另外可以选择使用一些特殊功能的模块，比如电厂的能量直接平衡DEB400模块等。DPU为冗余结构，当工作卡出现故障时，能无扰动的切换到备用卡，保证控制的连续性和系统的安全性。

SUPMAX系统所有卡件都带CPU，实现智能化，模拟量卡件无需调零、调满量程；所有卡件都可以带电插拔，便于维护和调试。SUPMAX通过扩展SUPMAX系统的IO总线，可以方便的实现远程IO功能，将IO卡件放到现场，总线长度最长可以达到1.2公里，能为用户节省大量的电缆投资。

三、系统硬件

SUPMAX系统的硬件安全可靠，抗干扰能力强，故障率低。整个系统通过了上海工业自动化仪表研究所的全性能测试，包括电磁兼容性实验（射频、电快速脉冲群、浪泳、静放电）。

3.1 工作站

工作站采用标准工业工控机，超强奔腾4 2.4G处理器，512M内存，80G硬盘，软驱光驱、双网卡配置、21英寸显示器、操作员键盘、球标。

3.2 DPU

SUPMAX的分散处理单元——DPU，是多微处理器结构的控制器，内置的二个处理器各司其职，分别负责数据处理和运算（控制）、数据高速公路通讯管理、过程输入/输出扫描。具有很高的总体工作效率和可靠性。DPU使用I/O处理系统采集的过程信息来完成模拟控制和数字控制。

SUPMAX的DPU采用Pentium核心400MHz工业级处理器，32MB RAM可扩展到128MB，32MB FLASH

RAM；工业标准的PC104总线；Vxworks5.4实时多任务操作系统；非挥发性FLASH RAM储存组态信息，确保失电不会丢失；

DPU通过两条冗余的以太网线同工作站相连，通过冗余的RS-485串行总线同IO卡件相连，每块主控卡最多可以挂128块IO卡件、512个IO点。

3.3 IO卡件

SUPMAX的IO卡件采用智能化设计，所有IO卡件CPU处理，模拟量卡无需调零、调满量程；卡件可以冗余配置，提高系统的安全性；通过扩展的IO总线可以方便的实现远程IO；提供特殊功能卡件，丰富系统功能；使用SMT贴片工艺，卡件可靠性高；使用CPLD 大规模现场可编程技术，简化硬件设计；所有卡件在线可编程设计；所有卡件通过严格测试