maxDNA系統(tǒng)技術(shù)介紹(通用版)

2005年9月maxDNA

分散控制系統(tǒng)系統(tǒng)概貌及配置方案maxDNA在中國國家產(chǎn)業(yè)布點(diǎn)1990年在原國家兩部一委（電力部、機(jī)械部、國家經(jīng)貿(mào)委）主持下，由上海自動(dòng)化儀表股份有限公司從美國L&N公司引進(jìn)MAX系列分散控制系統(tǒng)上海技術(shù)引進(jìn)1991年—雙方簽訂了為期七年的技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同1998年--雙方在1991年簽訂技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同基礎(chǔ)上，雙方又簽訂了長(zhǎng)期的技術(shù)合作協(xié)議。并成立了中國維修和服務(wù)中心十多年來，MAX系統(tǒng)在中國安裝投運(yùn)的機(jī)組已有上百套，總裝機(jī)容量超過25,000MW自技術(shù)引進(jìn)后,一直是原電力部推薦的電廠適用分散控制系統(tǒng)在全球市場(chǎng)，已有上千套安裝投運(yùn)，總裝機(jī)容量達(dá)300,000MW超臨界直流爐控制系統(tǒng)，有150多套安裝運(yùn)行maxDNA在中國198019902000MAX1FirstMicroprocessor

BoilerControlMulti-Processing

TechnologyMAX1000Windows95&UNIXVerylargesystemcapable10MbpsEthernetNetworkIntelWorkStationDatavue500KbpsDHWParallelI/OModelPDPDPUMAX1000+PLUSAllNTMAXSTATION100MbpsEthernetIntelWorkStationProcessorMAXVUEmaxDNAAllWindows2000/xpAll100MbpsEthernetIntelWorkStationmaxTOOLSDPU4FmaxDNA在中國maxDNA工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的開放型過程控制和管理系統(tǒng)maxSTATION

是maxDNA的人-機(jī)界面主要特點(diǎn)：*工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的工作站*統(tǒng)一的軟、硬件平臺(tái)*模塊化的功能軟件*由不同的“硬件狗”決定工作站的功能maxDNA系統(tǒng)架構(gòu)操作員站工程師站歷史站通訊站maxNETmaxSTATIONmaxNETRPU

maxNET是maxDNA系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)

完成maxDNA系統(tǒng)中maxSTATION與DPU之間的內(nèi)部通訊。主要特點(diǎn)：*單層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)*網(wǎng)絡(luò)1:1冗余配置

*點(diǎn)對(duì)點(diǎn)全雙工100Mbps通訊速率*支持maxDNA系統(tǒng)軟件即插即用協(xié)議RPU是maxDNA系統(tǒng)過程處理單元

由DPU和I/O模件組成，完成maxDNA系統(tǒng)過程控制與數(shù)據(jù)采集功能。主要特點(diǎn)：*單一的過程處理單元(DPU)，同時(shí)完成采集和控制*高速的并行I/O總線，最高1mS采樣周期*具有一體化的超高速遠(yuǎn)程I/O能力單層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，高效可靠100Mbps通訊速率網(wǎng)絡(luò)1:1冗余配制大容量，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)無限制智能網(wǎng)絡(luò)流量管理多重信息過濾技術(shù)保證網(wǎng)絡(luò)安全maxNET—先進(jìn)的高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)maxNET基于交換型快速以太網(wǎng)采用工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP、UDP/IP通訊協(xié)議獨(dú)有的SoftwareBackplane

?(SBP)軟件背板技術(shù)maxNET—先進(jìn)的高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)…………SoftwareBackplane當(dāng)代具有壓倒性優(yōu)勢(shì)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基于交換機(jī)的星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒踩煽奎c(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊，有效地避免了數(shù)據(jù)碰撞采用全雙工技術(shù)，有效通訊帶寬可達(dá)200MmaxNET—基于交換型以太網(wǎng)…………maxNET—星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)銼witch1Switch2基于交換機(jī)的星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌粫r(shí)刻可構(gòu)成“N對(duì)”通訊鏈路網(wǎng)絡(luò)實(shí)際帶寬達(dá)Nx100MbpsmaxNET—冗余的智能網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)相同網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成1:1的冗余配置，A網(wǎng)和B網(wǎng)同時(shí)工作系統(tǒng)能自動(dòng)地平衡A網(wǎng)和B網(wǎng)的數(shù)據(jù)流量NetworkANetworkBSwitchASwitchB1234maxVUEmaxToolsFirewallHistoryReportsProviderPLCDPUApplicat.DBMSoftwareBackplanemaxNET

的核心技術(shù)—軟件背板SoftwareBackplane?(SBP)軟件背板，是maxDNA特有的一套通訊協(xié)議和集成標(biāo)準(zhǔn)基于發(fā)布/訂購技術(shù)的數(shù)據(jù)通訊以“即插即用”方式擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)SBP—基于發(fā)布/訂購技術(shù)的數(shù)據(jù)通訊SoftwareBackplane?(SBP)，提供無中心數(shù)據(jù)庫的分布式計(jì)算能力基于SBP的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)均可以訂購數(shù)據(jù)，也可以發(fā)布數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單高效的三步式通訊第一步第三步第二步請(qǐng)求方提供方發(fā)出訂購要求響應(yīng)訂購建立鏈路使用數(shù)據(jù)定時(shí)提供數(shù)據(jù)發(fā)出終止訂購要求確認(rèn)斷開鏈路以太網(wǎng)卡IP協(xié)議TCP協(xié)議UDP協(xié)議SBP協(xié)議maxDNA應(yīng)用程序以太網(wǎng)卡IP協(xié)議TCP協(xié)議UDP協(xié)議SBP協(xié)議maxDNA應(yīng)用程序通訊要求數(shù)據(jù)包定購單數(shù)據(jù)包TCP/UDP數(shù)據(jù)包IP數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)幀通訊要求數(shù)據(jù)包定購單數(shù)據(jù)包TCP/UDP數(shù)據(jù)包IP數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)幀maxNET

的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議TCP/IP，UDP/IP，SoftwareBackplane?(SBP)

maxDNA

的網(wǎng)絡(luò)安全策略拒絕非法網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的訪問拒絕非法信息的訪問拒絕網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)制訪問(D.O.S.)DPUorWorkstationmaxDNA

的網(wǎng)絡(luò)安全策略保護(hù)分類“Foreign”工作站(未定義IP地址)“Foreign”信息(e.g.,NetBeui)DenialofService(D.O.S.)ForeignStationD.O.S.UnknownIPForeignmessagemaxDNA

的網(wǎng)絡(luò)安全策略

所有maxSTATION

采用Intel標(biāo)準(zhǔn)硬件平臺(tái)兼容性好性能價(jià)格比高容易升級(jí)具有最新開發(fā)的設(shè)備硬件的優(yōu)點(diǎn)

IntelMMX多媒體技術(shù)，提供高性能圖形和多媒體技術(shù)maxSTATION

工作站——硬件

所有maxSTATION

使用標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)具有最大的應(yīng)用軟件庫最強(qiáng)的兼容性高可靠性和安全性非常容易升級(jí)最新最直觀的窗口技術(shù)，使操作員容易培訓(xùn)和使用現(xiàn)行的MicrosoftWindowsXP?maxSTATION

工作站——操作系統(tǒng)maxSTATION

工作站——系統(tǒng)軟件

模塊化的系統(tǒng)軟件，符合SBP標(biāo)準(zhǔn)

maxVUE

圖形軟件

maxTOOLs

組態(tài)軟件包

maxSTORIAN

歷史數(shù)據(jù)庫軟件

maxAPPs

接口開發(fā)軟件包

maxOPCOPC標(biāo)準(zhǔn)接口軟件

maxLINK

過程級(jí)接口軟件圖形化的的組態(tài)軟件工具器，自動(dòng)生成文檔每個(gè)DPU包含8500個(gè)“原子”模塊可以用“原子”封狀成“分子”執(zhí)行速度10ms至500ms，形成不同的運(yùn)算周期可以離線組態(tài)、利用虛擬DPU進(jìn)行離線調(diào)試具有導(dǎo)入、導(dǎo)出功能，可以接受EXCEL，ACCESS文件組態(tài)、調(diào)試同一畫面，一鍵切換組態(tài)畫面與操作畫面合二為一可單個(gè)原子在線下裝可以將多個(gè)原子封裝成“分子”，提高可重用性maxTOOLS

組態(tài)工具軟件包Microsoft軟件平臺(tái)面向?qū)ο骔INDOWS2000/XPActiveX控件(OLE/OCX動(dòng)畫技術(shù))OLE存儲(chǔ)器和服務(wù)器VisualBasic各種強(qiáng)化的組合Drag和Drop編輯功能可移動(dòng)的工具條多級(jí)的Undo功能高分辨率-1024X768、1280X1024、1600x1200畫面可以全部漢化maxVUE

圖形軟件maxSTORIAN是歷史數(shù)據(jù)的采集和歸檔軟件

DELTASAVE數(shù)據(jù)存儲(chǔ)擴(kuò)大數(shù)據(jù)容量相關(guān)數(shù)據(jù)庫簡(jiǎn)化對(duì)報(bào)表、數(shù)據(jù)隊(duì)列的數(shù)據(jù)分析采用CDRW-ROM歸檔存儲(chǔ)提供工廠管理網(wǎng)絡(luò)接口可以組態(tài)成冗余配置maxSTORIAN

歷史數(shù)據(jù)庫軟件開放的接口開發(fā)平臺(tái)，允許第三方通過軟件背板（SoftwareBackplane

?）從maxDNA系統(tǒng)取得數(shù)據(jù)提供多種編程軟件接口，支持VisualBasic,C++andC允許第三方應(yīng)用軟件獲取maxDNA

系統(tǒng)所有DPU的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)包含整套的編程與調(diào)試工具典型的應(yīng)用——為SIS數(shù)據(jù)庫提供接口maxAPPS

接口開發(fā)軟件包

與外系統(tǒng)的接口

-PLC網(wǎng)絡(luò)（如電廠水網(wǎng)、灰網(wǎng)、輸煤程控等）

-現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)

-RTUs

直接高速雙向接口支持與其它系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)帶標(biāo)記和報(bào)警能力的高容量的數(shù)據(jù)傳輸所有對(duì)MAXMMI有效的數(shù)據(jù)可以組態(tài)成冗余配置與SoftwareBackplane軟件背板兼容maxLINK

過程級(jí)通訊接口軟件包maxLINK是maxDNA系統(tǒng)和外圍子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)交流的接口軟件他可支持高達(dá)10,000個(gè)過程點(diǎn)，并可同時(shí)處理24個(gè)執(zhí)行不同協(xié)議的數(shù)據(jù)鏈路（RS-232/422，RS-485以及MULTIDROP、以太網(wǎng)等等）MAXLINK接口軟件在系統(tǒng)內(nèi)部直接插入SBP（軟件背板），使系統(tǒng)和外圍子系統(tǒng)建立起快速的雙向數(shù)據(jù)鏈路。maxLINK有DPU的數(shù)據(jù)處理特征，數(shù)據(jù)處理包括輸入點(diǎn)的Tag名、工程單位變換、過程點(diǎn)的報(bào)警、質(zhì)量檢查等。maxLINK已包含了標(biāo)準(zhǔn)的接口協(xié)議，如MODBUS、AB以及MODBUS+、TCP/IP等，也可開發(fā)特殊規(guī)格的接口程序。可冗余配置單元機(jī)組maxNETmaxLINK

過程級(jí)通訊接口軟件包電廠輔控網(wǎng)maxNETRS-232RS-485maxDNA的分散處理單元DPU，是多微處理器結(jié)構(gòu)的控制器，內(nèi)置的三個(gè)處理器各司其職，分別負(fù)責(zé)與maxNET通訊和運(yùn)算（控制）、數(shù)據(jù)高速公路通訊管理、過程輸入/輸出掃描。NationalGeode工業(yè)嵌入式處理器，128MBRAM，64MBFLASHRAM；

工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的32bitPCI總線；

WindowsCE操作系統(tǒng)；

實(shí)時(shí)多任務(wù)系統(tǒng)，完全兼容軟件背板（SoftwareBackplane?）；

內(nèi)置SOE記錄功能，時(shí)間標(biāo)簽分辨率小于1ms；

10,000個(gè)報(bào)警/事件緩存容量，確保報(bào)警或事件不易丟失；

8,500個(gè)算法模塊執(zhí)行能力；

多級(jí)執(zhí)行速度，執(zhí)行周期最短為10ms；

內(nèi)置仿真功能，可在無I/O模件狀態(tài)完成應(yīng)用程序的試驗(yàn)；

雙重的以太網(wǎng)接口，用于連接maxNET過程級(jí)控制器—DPU4F分散處理單元數(shù)據(jù)高速公路的接口為100M以太網(wǎng)I/O總線的接口為并行10M高速I/O系統(tǒng)保證了DPU具有1ms的SOE分辨率

過程級(jí)控制器—DPU4F分散處理單元100M冗余以太網(wǎng)接口maxNET10M并行I/O總線DPU的組態(tài)信息存儲(chǔ)在CompactFlash中，組態(tài)信息可以通過maxNET刷新，也可以通過工作站刷新?，F(xiàn)場(chǎng)更換DPU，只需更換CompactFlash，安全可靠支持maxPAC和Model564系列所有的I/O模件DPU中內(nèi)置了機(jī)柜溫度傳感器過程級(jí)控制器—DPU4F分散處理單元工業(yè)級(jí)嵌入式CPU工作環(huán)境溫度0~60℃無散熱風(fēng)扇設(shè)計(jì)采用FLASHROM無后備電池設(shè)計(jì)過程級(jí)控制器—DPU4F分散處理單元maxPAC系列I/O系統(tǒng)過程級(jí)輸入輸出單元—maxPAC100M冗余以太網(wǎng)接口maxNET10M并行I/O總線maxPAC系列遠(yuǎn)程I/O系統(tǒng)過程級(jí)輸入輸出單元—maxPACmaxNET遠(yuǎn)程并行I/O總線*高速串行總線*165M通訊速率*最大距離2KM*冗余光纜BEM總線擴(kuò)展卡BEM總線擴(kuò)展卡本地并行I/O總線maxPAC系列I/O的公共特性過程級(jí)輸入輸出單元—maxPAC模擬量輸入信號(hào)(高電平)：±0.05%模擬量輸入信號(hào)(低電平)：±0.1%模擬量輸出信號(hào)：±0.1%共模電壓：500V直流或交流峰-峰值共模抑制比：120dB@50/60Hz差模電壓：60V直流或交流峰-峰值差模抑制比：60dB@50/60Hz通道與通道間隔離電壓：500V直流或交流峰-峰值通道與電路板隔離電壓：1,500V交流系統(tǒng)配置

輸入輸出模件&機(jī)架主要技術(shù)指標(biāo)：類型DIDOAIAO型號(hào)IOP331IOP351IOP302IOP320通道1616168模件機(jī)架I/O模件模件機(jī)架模件機(jī)架冗余系統(tǒng)電源24VDC@16AI/O模件DPU4E模件機(jī)柜為前后開門,布置為前模件,后端子.TCRTDPIIOP304IOP303IOP1121688maxDNA

典型配置2*600MW機(jī)組DCS控制要求實(shí)現(xiàn)DAS、MCS、FSSS、SCS、ECS、DEM/MEH（通常隨主機(jī)訂貨）的控制功能。單元機(jī)組的過程I/O約7000點(diǎn)左右，公用系統(tǒng)的過程I/O約800點(diǎn)左右，及若干遠(yuǎn)程I/ODCS對(duì)循泵房、燃油泵房、空壓機(jī)房的生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制DCS通過與輔助車間控制系統(tǒng)建立通訊，在集控室對(duì)輔助車間生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)監(jiān)控maxDNA的典型配置2*600MW機(jī)組DCS配置要求

按工藝系統(tǒng)的劃分，來配置DPU和I/O模件按物理分散的原則，來拼裝和布置控制機(jī)柜采用一體化的設(shè)備，配置遠(yuǎn)程控制站采用一體化的設(shè)備，配置現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程I/O采集maxDNA的典型配置循泵房鍋爐電子設(shè)備間鍋爐系統(tǒng)RPU組2X220V.AC單元集控室操作員站工程師站大屏幕顯示器2X220V.AC燃油泵房爐頂區(qū)磨煤機(jī)區(qū)燃燒器區(qū)電泵區(qū)汽泵區(qū)循冷水泵區(qū)汽缸區(qū)發(fā)電機(jī)區(qū)電廠公用系統(tǒng)RPU組汽機(jī)電子設(shè)備間汽機(jī)系統(tǒng)RPU組電氣系統(tǒng)RPU電氣系統(tǒng)RPU組至#2機(jī)組配電柜繼電器柜繼電器柜配電柜至SIS至外系統(tǒng)maxDNA的典型配置DPUSwitchDPUI/OModule并行I/O總線鍋爐電子設(shè)備間汽機(jī)電子設(shè)備間SwitchDPUDPUDPUDPUDPUDPUSwitchDPUDPUDPUDPUDPUDPU公用系統(tǒng)并行I/O總線并行I/O總線I/OModuleEOS-NTSYS.+MAXVUE操作員站至#2單元機(jī)組MAXNET2X84’’光纜對(duì)電纜對(duì)P.ServerSwitchRS-232/422RS-485EthernetMAXLINKMAXSTORIAN大屏幕站工程師站Switch接口服務(wù)器MAXSEVERSIS接口服務(wù)器至SIS彩打彩打汽機(jī)系統(tǒng)鍋爐系統(tǒng)單元機(jī)組集控室maxDNA的典型配置BEMDPUSwitchDPU鍋爐系統(tǒng)汽機(jī)系統(tǒng)SwitchDPUDPUDPUDPUDPUDPUSwitchDPUDPUDPUDPUDPUDPU汽機(jī)公用系統(tǒng)循冷水泵遠(yuǎn)程檢測(cè)區(qū)I/O模件BEM汽泵遠(yuǎn)程檢測(cè)區(qū)I/O模件BEMBEMBEM循泵房遠(yuǎn)程控制I/O模件450MBEMBEM燃油泵房遠(yuǎn)程控制I/O模件1.25KMBEM汽缸遠(yuǎn)程檢測(cè)區(qū)I/O模件BEM發(fā)電機(jī)遠(yuǎn)程檢測(cè)區(qū)I/O模件BEMBEMBEM電泵遠(yuǎn)程檢測(cè)區(qū)I/O模件BEMBEM磨煤機(jī)遠(yuǎn)程檢測(cè)區(qū)I/O模件BEM燃燒器遠(yuǎn)程檢測(cè)區(qū)I/O