001新一代控制系统OC 6000e Nexus介绍

GE
检测控制技术
新一代控制系统OC 6000e Nexus介绍
GE检测控制技术新华控制工程有限公司
总工白强
OC 6000e Nexus Overview for DCS EUC 2011
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9概述
GE DCS 发展历程
OC 6000e 系统架构及产品系列
OC 6000e Nexus 客户价值
9OC 6000e Nexus 特点9OC 6000e Nexus 系统介绍
OC 6000e Nexus 系统网络 OC 6000e Nexus 硬件
OC 6000e Nexus 测试及认证
9OC 6000e 控制软件9问答
目
录
概述
IGCC ESBWR
35,000+ I/O
~
10,000+ I/O
OC 6000e Nexus Overview for MC EUC 2011
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OC 6000e Nexus Overview for MC EUC 2011
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设备控制层
（现场总线、Modus 接口等）
机组控制层
（常规/高级控制器、通用/专用IO 等）
机组运行与优化层
（监视、控制、仿真、参数与过程优化等）
厂级运行与优化层
（厂级监视、性能分析、负
荷分配、远程诊断等）
集团信息管理层
OC 6000e 一体化控制系统架构
OC 6000e Nexus Overview for MC EUC 2011
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状态检测
闭环优化
过程仿真
模型预测控制
“一键启停”
远程诊断
TMR ETS 模块
Profibus DP 模块
HART IO 模块
Nexus IO
MCI 通讯模块
Cimplicity HMI XDPS HMI UCSA DPU/eDPU Mark series IO
XDPS IO
OC 6000e HMI
UCSA
Classic IO
Mark 系列
XDPS 系列
软件功能扩展
硬件功能扩展
OC 6000e 系列
iDPU
OC 6000e 系统平台的技术路线
OC6000e Classic /MK VIe/ Hart IO 优化/管理
iLINK
OC4000 IO
MCI/MDP
iDPU
OC4000 IO
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OC 6000e Nexus
客户价值
最大程度地保护客户已有投资－完整的系统兼容性：设备控制层，机组控制层，应用软件组态
便于实施－完备的部署、升级方案，最少的现场实施周期
持续的系统性能扩展－优化的系统软件平台，丰富的现场控制层接口，高级应用软件包及控制解决方案
OC 6000e NEXUS 特点
OC 6000e Nexus Overview for MC EUC 2011
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精简的架构•简单、高效•集成运输
•最小化的安装空间•无专门的接地要求•极少的备件种类
•
高可靠性、避免电缆连接故障
•可维护性高
基于国际/国家标准的设计•安全标准•电气标准•机械标准•软件标准•测试标准
安全与环境
•内嵌的安全机制，只接受合格的预定义
的网络数据包
•禁止未授权的控制器连接
•SELV
机柜设计
•WEEE/ROHS (2005.8.13, EU)
不间断的可靠性•
供电系统的鲁棒性•低功耗设计•冗余容错控制器
•冗余电源
/网络
•同时在线，无需切换时间•产品验证和可靠性测试•抗震、抗雷击•EMC 设计
OC 6000e Nexus 系统特点
OC 6000e Nexus Overview for MC EUC 2011
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可控的实时性能
•高性能、低功耗的控制器•QNX 实时操作系统(控制器)
•冗余的100Mbps 控制网络•快速控制回路运行周期
•固定时帧的过程输入/输出，保证周期控制的精
确性
•1ms 精度的SOE
时钟同步•快速的
HMI 响应时间
便利性设计、易操作性和维护性•系统容量>20万点标签量•灵活的系统配置规模
500-60000个I/O 点
•友好的运行和维护人机界面•易用的硬件配置和软件组态配置
•系统所有的软硬件应用配置均可存档管理
•
虚拟控制器仿真技术•
多语言界面在线切换
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基于GE 专业领域技术的控制解决方案
•一体化的控制解决方案
•支持Modbus, Profibus DP 等现场总线协议•提供多样的软硬件升级方案，支持现有
XDPS 系统的逐步升级，充分保护客户已有的控制系统投资
全面提升控制、运行和管理水平的应用方案
•一键启停系统（APS ）•仿真与优化系统（SIMPANEL ）•控制优化解决方案（COP ）•过程优化解决方案（POP ）
•
热工监督辅助系统（CISP
）
OC 6000e NEXUS 系统介绍
优化
通讯接口
过程I/O过程I/O
第三方设备
OC 6000e Nexus Overview for MC EUC 2011
DPS DPS DPS DPS DPS DPS DPS DPS DPS
网络时间服务器
DPS
DPS
分散控制站
OC 6000e NEXUS 系统硬件
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整体化设计，单板结构，工业级防护外壳。

单板包括：
•CPU
•实时控制网络（UDH ）
•IO 网络（IOnet ）及智能IO 总线（iLINK ）
•COM 配置接口
瘦机身设计，更小的安装底脚
全冗余的网络接口设计（UDH/IOnet/iLINK ） 专用的双机跟踪网络连接（T 网） 所有网口具有通讯状态指示 免风扇运行，很强的环境温度适应性 在板式非易失性闪存，防尘、防振，无需后备电池 LED 自诊断指示
QNX ®
实时多任务操作系统
OC 6000e Nexus 一体化控制器iDPU
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iDPU 控制器技术参数
•冗余24Vdc 电源输入•Intel ®1.66 GHz 嵌入式处理器•DDR2 667/800 MHz, 1GB 内存•2GB 在板非易失性闪存
•1Gbps 冗余UDH 控制网连接（以太网）•1Gbps 冗余IO 网络连接（以太网）
•4个智能高速冗余串行I/O 总线（1Mbps ），每根总线最多可接入12个Nexus I/O 模块•1Gbps 专用双机跟踪网络
•最大I/O 模块接入能力：Nexus I/O –48块•QNX ® 实时多任务操作系统•最快40ms 循环运算周期•最多999个控制组态页•NTP 网络时钟同步，±1ms •
0~60℃
环境工作温度
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20 OC 6000e Nexus I/O 模块
智能模块设计
集成化设计，单板包含：
•高性能处理器子系统
•冗余高速智能I/O通讯接口
•I/O调理及数字化回路
•接口保护电路
可通过智能I/O总线(iLINK)
更新模块固件及上装引导
装载程序
低功耗电路设计
全隔离电路设计
精确校时协议，时钟同步
精度可达100us
安装及接线
可拆卸的欧式单排端
子
和OC 4000/XDPS高度
兼容的模块安装尺寸
及I/O接线定义
电源管理
冗余的24V dc供电
与系统电源隔离的模
块内部工作电源及I/O
供电
具备模块热插拔及限
流功能
诊断功能
LED自诊断指示
工作电源监视及报警
模块温度监视及报警
模块种类
较少的模块种类显著
地减少了备品备件的
总量
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Nexus I/O 通用技术参数
电源
安装双路24V dc (±10%)，1：1冗余螺钉安装处理器
规范及标准
高性能32位嵌入式处理器CFR 47 FCC Part 15:2009I/O 通讯
ANSI C63.4-2003冗余高速智能串行总线EN 61326-1: 2006通讯速率：1Mbps
CISPR 11: 2007
DB-9连接器，孔型IEC 61000-4-2/3/4/5/6/8/11终端连接器
环境
单排欧式端子，脱卸式工作温度：0~60℃线规：2.5mm2，双线湿度：10~ 90%, 不结露外形尺寸
振动：10-500Hz, 加速度不超过10m/s 2
209x129.5x51mm (高x 宽x 深)
污染物：粉尘颗粒尺寸大于0.5uis, 少于18,000颗/L
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特性
MAI50MAI51
通道数16
信号范围
±10V, ±5V, 0(4)-20mA
RTD(二线制/三线制): Pt10, Pt100, Cu10, Cu50; TC: E, J, K, N, R, S, T, B 超限报警±10%,软件判断报警*测量误差最大0.1%
最大0.2%
模数转换16
位,8个通道一组
LED 指示模块运行状态；通讯状态；故障报警隔离电压通道间250VAC,通道对地500VAC 通道与系统隔离电压1500VAC
抗干扰能力共模抑制比>120dB ；差模抑制比>60dB 功耗典型3W,最大5W
<2W
认证
随系统已通过CE 认证
*注：±10V 输入无超限报警
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特性
MAO50
通道数8
输出范围0(4)-20mA, 部分通道支持0(1)-5V 输出负载能力电流输出－最大1000Ω电压输出－最小500k
Ω误差最大0.1%
数模转换12位,每个通道单独D/A
LED 指示模块运行状态；通讯状态；故障报警隔离电压通道间250VAC,通道对地500VAC 通道与系统隔离电压1500VAC 抗干扰能力共模抑制比>120dB 功耗<6.5W
认证
随系统已通过CE 认证
特性
MDI50
通道数32
输入信号干接点或沉电流信号查询电压48V dc SOE 功能具备SOE 精度1ms
信号滤波固件,3~50ms 可调, 默认24ms 通道指示通道输入状态
LED 指示模块运行状态；通讯状态；故障报警隔离电压通道对地500VAC
通道与系统隔离电压1500VAC 功耗典型1.2W,最大8.5W
认证
随系统已通过CE 认证
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特性MDO53MDO54
通道数16
输出类型继电器输出,1NO/1NC24V dc/100mA
触点容量•12A@250V AC(阻性);
12A@30V dc(阻性);
•7.5A@250V AC(感性);
6A@30V dc(感性)N/A
配合大容量继电器输出板, 可达：
•10A@220V dc (阻性);
16A@400V AC (阻性);•2A@220V dc (感性);
3.6A@110V dc(感性)
输出指示具备通道输出LED
指示
LED指示模块运行状态；通讯状态；故障报警
隔离电压通道间1000VAC,通道对地2500VAC
通道与系统隔离电压3000VAC
功耗典型1.3W,最大11W典型1.3W,最大4W
认证随系统已通过CE认证
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iDPU 控制器24V dc 电源Nexus I/O 模块（机柜正面）最多12块OC 6000e Nexus 标准控制柜
前视图侧视图后视图
交流电源开关箱
Nexus I/O 模块（机柜背面）最多12块
iLINK
总线扩展板24V dc
电源分配组件iLINK 总线
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Nexus 标准控制柜技术参数
特性技术参数
外形尺寸800x600x2200mm (宽x深x高)
IP等级NEMA 1 (IP30)
组件安装布置机柜前后开门，柜内组件螺钉安装方式
I/O模块容量最多24个模块/机柜
外部供电双路110V/220V AC (±10%)
内部供电双路24V dc (±10%), 1：1冗余
发热量典型值<200W(6AI/4AO/4DI/6DO/1对iDPU)
散热方式风扇，前后柜门各一个
机柜照明选配
基座安装绝缘直接安装在机柜固定槽钢上，无需铺设专门的
绝缘胶垫
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OC 6000e Nexus 硬件工作环境测试
应力
破坏界限
高可操作界限
高高低低低破坏界限
可操作界限
规格
规格增强应力以:
•达到可操作界限•达到破坏界限
应力测试:
•热递增量: 在10℃步进下-100 ~ 200℃•快速热变量: -60 ~90℃
•6轴随机振动：在10Grms 步进时振动10 ~50Grms •综合环境: -60 ~100℃快速变量及10Grms 步进
高加速寿命试验(HALT)目标: 提高设计可靠性
•应用于设计流程中，以确认设计限制因素•提高设计余量
•成效: 提升了可靠性
通过GE 及供应商设备验证
温度测试范围: -50 ~ +126°C
Thermal Imaging
R23
R1Q1
U2
U1
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OC 6000e Nexus 认证测试
CE，FCC
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OC 6000e Nexus 控制操作台
一个工作站的多重作用:
•操作员
•工程师
•维护
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OC 6000e Nexus Overview for MC EUC 2011
OC 6000e 控制软件
OC 6000e 系统软件和工具
控制与监测
•图表显示
•控制面板
•趋势图显示•报警管理
•组图显示
•条形统计图显示•点状态显示
数据资料记录•报告
•事故追踪记录•操作员动作记录•事件顺序记录•报警记录
•系统状态记录•维护记录
•历史数据记录电厂运行
•启动/停机图表
•性能计算
•持续运行时间计算
•应力计算
•用户自定义计算
•设备管理
工程应用工具
•创建图表
•创建数据库
•创建控制逻辑
•创建报表
•系统状态显示
•电子指导
•其它应用
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OC 6000e 配置工具
系统集成配置工具MPC
•集成配置工具，系统配置管理
•一站式管理，可通过一台工程师站完成整个系统的远程配置和管理
•多语言界面，在线切换
•支持多种类型控制器、I/O
•系统程序守护及自启动
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OC 6000e 用户安全管理
角色
高级工程师
工程师
高级操作员
操作员
其他
系统管理√用户管理√系统组态√√数据库管理√√应用组态√√控制组态√√图形组态√√√运行√√√√报警和事件√√√√报表√√√√监视
√
√
√
√
√
系统用户配置工具
•多种用户类型，不同用户权限•
用户对系统节点的权限分配管理
OC 6000e Nexus Overview for MC EUC 2011
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OC 6000e 控制组态工具
图形化组态工具SystCFG
•丰富的控制算法库（基本控制/电厂专
用/高级控制/诊断）
•在线、自动维护系统数据库
•增强的安全功能－逻辑加锁、口令保
护
•在线组态/调试，无需编译、重启控制
器
•支持虚拟控制器及IO通道的仿真
过程画面制作工具FigEdit
•丰富的过程控制预定义图库（静
态/动态）
•可从模板创建画面，界面风格统
一、易于修改
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OC 6000e Nexus Overview for MC EUC 2011
OC 6000e 操作员软件
过程画面显示工具FigView
•人机工程学设计的过程显示元素
•结构化的流程图框架设计及菜单
系统
•优化设计的设备操作面板，丰富
的过程状态信息及操作指导
趋势图显示工具Trend
•历史、实时显示无缝衔接
•多光标截取，最多4次
•每个趋势曲线具有数字标号
•可随时隐藏或显示某条曲线
•趋势导出功能（excel或文本）
•离线方式下的历史数据回放功能
•追忆再现功能，方便检查设备跳闸原因
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OC 6000e Nexus Overview for MC EUC 2011
OC 6000e 历史收集及报表
历史收集软件
•无点数限制，可采集所有系统标识点
•可定义的采集死区和周期，有效控制数
据采集量
•可选择抽取、生成数据文本文件
•可抽取、生成原始数据文件
•快速、高保真压缩存储，满足长时间历
史数据收集需求
报表工具
•周期型、事件型、触发型
•支持最多4个数据源
•支持最多1000个用户自定义模板
•图形界面组态
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OC 6000e Nexus Overview for MC EUC 2011
OC 6000e 报警管理
•包括过程报警及I&C报警
•实时、历史报警一览
•报警显示过滤功能
•按报警级别及到达时间先后主动上推
•触发报警，主动推送相关报警画面
•模拟软光字牌报警
•按报警区域分布显示，相应的屏
幕指示灯提示及画面索引功能
•多种报警级别区分显示
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OC 6000e Nexus Overview for MC EUC 2011
OC 6000e Nexus Overview for MC EUC 2011
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OC 6000e
系统诊断
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