李秋香

(杭州和利時(shí)自動(dòng)化有限公司，杭州，310018)

和利時(shí)新一代DCS—K系列硬件產(chǎn)品應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

李秋香

(杭州和利時(shí)自動(dòng)化有限公司，杭州，310018)

杭州和利時(shí)自動(dòng)化有限公司總結(jié)多年的硬件開發(fā)及工程項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，自主研發(fā)出了新一代DCS硬件——K系列模塊，其產(chǎn)品理念創(chuàng)新，技術(shù)先進(jìn)，應(yīng)用可靠，在實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)項(xiàng)目使用中充分發(fā)揮了其性能優(yōu)勢(shì)，得到了廣大用戶的好評(píng)。

DCS控制系統(tǒng)；K系列模塊；可靠性；安全

SM系列硬件是和利時(shí)公司于2002年推出的產(chǎn)品，經(jīng)過十多年的發(fā)展，有一些設(shè)計(jì)理念已經(jīng)滯后，因此HOLLiAS MACS—K系列DCS是在分析工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，明確了新一代工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展方向，充分考慮了流程企業(yè)需求，總結(jié)完善以往工程經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化升級(jí)而形成的第四代大型綜合DCS控制系統(tǒng)。

K系列硬件模塊在2013年經(jīng)過德國(guó)萊茵檢測(cè)認(rèn)證中心的認(rèn)證，獲得了CE證書。這幾年在重大項(xiàng)目上得到了廣泛應(yīng)用，例如：大唐虎山2×660MW機(jī)組（已投產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)總線K系列）；福建鴻山2×1000MW機(jī)組（已投產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)總線K系列）；貴州黔西2×300MW機(jī)組（已投產(chǎn)）。K系列硬件完全滿足現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備對(duì)DCS系統(tǒng)的要求，并相對(duì)于SM硬件產(chǎn)品在性能上有大幅度的提升，其通用特點(diǎn)如下：

1 基于安全理念開發(fā)的DCS控制系統(tǒng)

DCS系統(tǒng)最害怕因干擾而發(fā)生不確定的誤動(dòng),高可靠的安全設(shè)計(jì)理念設(shè)計(jì)，可以大幅度提高系統(tǒng)可靠性。舉例如下：

例1，開關(guān)量：用多bit位表示一個(gè)開關(guān)量：

傳統(tǒng)的DCS系統(tǒng)：1=開；0=關(guān)。缺點(diǎn)是：有干擾錯(cuò)一位就誤動(dòng)，發(fā)生莫名其妙的誤動(dòng)查不出來。

K系列的改進(jìn)地方體現(xiàn)在：11101110=開；01010101=關(guān)。誤碼率縮小到原來的1/128，杜絕誤動(dòng)。

DO預(yù)設(shè)安全位置一旦通訊故障，會(huì)自動(dòng)輸出到此位置。 例2，模擬量：AI=16位數(shù)據(jù)+4位質(zhì)量位，CPU根據(jù)4位質(zhì)量位判斷數(shù)據(jù)是否可用，4位質(zhì)量位來源于診斷系統(tǒng)，這樣就防止出問題時(shí)不會(huì)讓錯(cuò)誤數(shù)據(jù)進(jìn)入系統(tǒng)。AO也會(huì)預(yù)設(shè)安全位置，一旦通訊故障，自動(dòng)輸出到此閥位。

例3：通過檢測(cè)從站模塊心跳信號(hào)的方法，檢測(cè)從站模塊是否活著。通過檢測(cè)從站模塊品質(zhì)信號(hào)（4位），來判斷送來的信號(hào)是否是在正常工作狀態(tài)下采集的數(shù)據(jù)。

2 安全分散的星型總線結(jié)構(gòu)連接

傳統(tǒng)的控制網(wǎng)總線都是串行結(jié)構(gòu)，所有設(shè)備都掛在同條總線上，一旦一個(gè)設(shè)備短路，整條網(wǎng)絡(luò)癱瘓，K系列控制網(wǎng)采用星型結(jié)構(gòu)，類似以太網(wǎng)交換機(jī)，一旦一個(gè)設(shè)備短路，只會(huì)影響一條支路,其他支路不受影響，見下圖1示

3 系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)各自獨(dú)立的供電模式

每個(gè)模塊4個(gè)電源冗余供電，現(xiàn)場(chǎng)供電（模擬部分）和系統(tǒng)供電（數(shù)字部分）分開供電?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備引入干擾，只會(huì)影響現(xiàn)場(chǎng)電源，不會(huì)引入到關(guān)鍵的系統(tǒng)側(cè)（數(shù)字部分），保證系統(tǒng)安全。

4 模塊故障時(shí)的導(dǎo)向安全設(shè)定

各種輸出模塊都能預(yù)先設(shè)定故障時(shí)的輸出安全值，如通訊中斷后DO輸出關(guān)閥門；模擬量開度保持在安全位置。

5 Profibus—DP總線校時(shí)技術(shù)

和利時(shí)突破性發(fā)明了在Profibus-DP上對(duì)時(shí)SOE模塊技術(shù)。K系列硬件采用以太網(wǎng)NTP對(duì)時(shí)，對(duì)時(shí)信號(hào)連接到交換機(jī)，連在交換機(jī)上的其他操作站、主控制器都自動(dòng)通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)(如圖2）。

6 采用新型控制器

控制器采用主流工業(yè)專用powerPC構(gòu)架采，主控RTS和部分硬件固件可以在線升級(jí)。和利時(shí)公司自主開發(fā)的Heros操作系統(tǒng)，可完全預(yù)防黑客攻擊。同時(shí)內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴防火墻組件，可以避免目前大多數(shù)系統(tǒng)存在的由于網(wǎng)絡(luò)問題而導(dǎo)致的控制器離線或系統(tǒng)死機(jī)。

7 高等級(jí)的三防標(biāo)準(zhǔn)

K系列DCS硬件產(chǎn)品具有防腐能力，其使用的三防漆通過英國(guó)SGS-CSTC Chemical，達(dá)到ANSI/ISA S71.04標(biāo)準(zhǔn)G3等級(jí)的防腐能力，可以完全滿足目前國(guó)內(nèi)化工現(xiàn)場(chǎng)的防腐需求。

8 強(qiáng)大的開放性硬件

圖1

圖2

支持HART設(shè)備、DP設(shè)備、PA設(shè)備、MODBUS設(shè)備可以直接無縫接入DCS系統(tǒng)；FF總線設(shè)備通過總線轉(zhuǎn)換設(shè)備可以接入DCS系統(tǒng)。

9 多線制的RTD 熱電阻模塊

支持二線制、三線制和四線制，尤其是四線制熱電阻信號(hào)，精度更高，有利于發(fā)電機(jī)組的精確控制(如圖3）。

圖3 四線制RTD接法

10 增強(qiáng)型底座(DB37)具有強(qiáng)電防護(hù)能力

K系列DCS模塊提供了強(qiáng)大的過壓、接地防護(hù)功能，一方面與模塊本身電源設(shè)計(jì)有非常重要的關(guān)系，另一方面通過專用底座保護(hù)來實(shí)現(xiàn)。K系列模塊不管是通道誤接220V AC現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，還是現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備誤接大地，都不會(huì)損壞該模塊和其他通道。

胡壽松.自動(dòng)控制原理[M].北京科學(xué)出版社,2007.

And a new generation of DCS K series of hardware product advantages

Li Qiuxiang
(Hangzhou Hollysys Automation Co. Ltd. Hangzhou,310018)

Hangzhou Hollysys Automation Co.,Ltd.summary years of hardware development and project experience,independent research and development of a new generation of DCS hardware - K series modules,the concept of innovation in product,technology advanced,reliable application, in the actual project site use give full play to the performance advantages of its, has been well received by the majority of users.

DCS control system;K series module;reliability;safety

李秋香（1980-），女，山東濟(jì)南人，學(xué)歷：本科，研究方向：工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)和管理