系統概述

　　NT6000分散控制系統是基于科遠十余年的技術積累，通過引進消化吸收國際先進技術，并與國內自動化需求相結合的產物。

　　“易用于外，堅固于芯；速度無限，控制有方；數字互連，信息呈現”的品牌訴求集中體現了科遠股份對于DCS產品本質的認識和不懈追求，更可靠，更易用，更先進，嚴苛精進的要求將成就志向高遠的領先產品。

　　目前，該產品已取得“通用工業控制器”、“基于人工智能的火電廠自動控制系統”等多項專利成果。并通過中國電力聯合會組織專家評審，鑒定委員會一致認為：NT6000分散控制系統的各項性能指標，滿足大型火電機組控制的應用要求，NT6000分散控制系統在可靠性和易用性方面達到國內外先進水平。

系統結構圖

可靠性設計和特點

　　（1）NT6000分散控制系統的核心模件均采用堅固的工程塑料外殼封裝，具有良好的散熱效果。模件均通過了嚴格的電磁兼容測試，符合三級標準，局部達到四級標準。能夠在現場復雜電磁環境中長期穩定工作。

　　（2）NT6000分散控制系統控制網絡eNet采用對等式工業以太網，構架在兩個物理隔離的冗余工業以太網絡上，支持冗余環型或冗余星型網絡拓撲結構；系統支持8個網絡域連接，每個網絡域最多連接64對控制器和64個操作站點，所有網絡節點間的數據傳輸不需要通過服務器傳遞。網絡域間通過三層交換機或路由器實現數據安全傳輸，任意網絡域間數據通訊的權限和數據流向均可設置。每個網絡設備都具有兩個獨立的完全隔離的網絡接口，冗余網絡同時工作，發送的數據在接受端進行數據過濾和冗余處理，如果發生網絡切換，切換時間等于零，在數據應用上沒有中斷和延時，因此，不存在網絡冗余切換問題。

　　（3）eNet網絡采用基于組播網絡通信技術，分布式網絡管理系統自動監視網絡變化及管理過程數據通信，任一eNet網絡節點可以隨時下線和上線。eNet上所有控制器節點采用基于例外報告式的主動發送機制，由KM950控制器根據數據的變化情況，進行主動地發送。無論有多少臺操作員站，控制器只發送一次數據，這種設計大大降低網絡負荷和控制器負荷。在設有10臺全功能站的DCS中，NT6000分散控制系統網絡負荷為傳統方式的1/10，而控制器的通訊負荷也為傳統方案的1/10，而且隨著操作站數量的增加，網絡負荷和控制器負荷保持恒定。恒定的低負荷帶來的更好的任務確定性和更高的可靠性,同時又提高網絡通訊的速度，NT6000分散控制系統的操作響應周期小于700ms，大大優于行業標準2.5s。

　　（4）所有的MMI站均為全功能操作站，根據權限可以隨時變更為一般操作員站，工程師站，歷史站等，所有MMI站均互為熱備用。

　　（5）分散處理單元KM950采用3處理器結構，主處理器和通信處理器采用軍工級低功耗Power PC雙核芯片，包含32位400MHz CPU核心（具備64位雙精度浮點運算單元）和32位200MHz通信核心；冗余IO處理器采用32位100MHz低功耗RISC處理器，因此，具有更強的通訊處理能力和環境適應性。

　　（6）KM950冗余控制器采用軟硬件容錯設計，運行過程中采用控制器同步執行，主控制器允許輸出指令的方式，采用創新的例外報告式高可靠性冗余策略，保證任意時刻完成控制器切換，切換時間小于2ms。避免了傳統設計中，備用控制器會在冗余切換后不能正常接替工作的問題。

　　（7）I/O通訊總線具有本地與遠程兩種通訊模式均采用科遠eBus通訊總線，總線通訊速率為3.125Mpbs，為單層多路并行分支結構。每個（對）控制器本地通訊接口最多支持12個I/O分支共96塊模件；遠程通訊支持最多12個遠程站點，每個遠程站點最多支持6個I/O分支，總計支持最多24個分支共192塊IO模件。eBus單層多路并行分支結構中各分支相互電氣隔離，每條分支的電氣故障不影響其它分支的正常運行，可靠性更高。

　　（8）NT6000分散控制系統的I/O模件供電采用兩路冗余直流電源均送到I/O模件，在I/O模件中實現兩路電源切換，變送器供電采用獨立冗余電源模塊，充分做到危險分散。

　　（9）具有專利技術的分布式SOE系統，任一IO分支下的DI模塊（包括遠程分支）的任一通道均可配置為SOE通道。任一SOE通道觸發模式可以選擇上升沿、下降沿、雙邊沿三種模式。eNet網絡上所有KM950節點間SOE分辨率<1ms。

　　（10）在大型復雜系統中，DCS的管理往往隨著規模的增大變得困難，雖然各個模件都設計了自診斷功能，但是缺乏直觀有效的管理界面，只有在兩只冗余部件全部損壞之后，才會引發有后果故障，因此自診斷界面的設計也直接關乎DCS的可靠性。

　　在NT6000中，設計了直觀易懂的系統診斷畫面，將每個控制器、I/O卡件、操作員站的自診斷信息進行收集，集成處理和顯示。一旦出現風吹草動，系統診斷畫面將直接指出出現問題的部件，引導維護人員進行維修。故障的過程都會產生詳細故障記錄，便于事后分析。

易用性設計和特點

　　（1）NT6000采用分布式透明數據庫設計，數據庫分布在每只KM950控制器中，通過eNet網絡協議和數據接口被應用程序直接訪問，不存在管理系統全局數據庫的過程。

　　對于使用者而言，可以直接使用KM950控制器的所有數據，而不必關心網絡協議和接口程序的冗余校驗、壓縮等數據處理過程。網絡協議和接口程序不需要做任何設置工作，是完全透明和易于理解的，對KM950控制器進行組態或組態修改的過程就是建立和修改該分布式實時過程控制數據庫的過程。分布式透明數據庫僅僅依賴KM950控制器而存在，通過網絡直接傳送到操作站，沒有任何的中間環節。數據通訊的可靠性和傳輸速度都優于服務器結構的DCS。

　　（2）NT6000的歷史數據功能采用客戶/服務器的結構來完成，設計開發了功能強大的高性能歷史數據庫，數據記錄精度可以達到1ms，容量達到10萬點。

　　在每個操作員站中通過歷史數據客戶端可以快速方便地調出歷史數據服務器存儲的所有數據，即使是長達數月的歷史數據，都能夠在1秒左右的時間內調出。NT6000的歷史數據客戶端功能豐富，使用靈活，為操作員提供有效的數據分析手段。解決了傳統DCS中，歷史數據功能只能提供給工程師站或少數客戶端使用，調用數據慢，用戶界面復雜的問題。改變了歷史數據不能被普通操作員掌握和使用的局面，為操作員更好的使用歷史數據進行過程分析、提高運行水平提供了技術基礎。

　　（3）NT6000支持SAMA圖標準組態邏輯，復雜的順序控制和回路控制都可以用直觀易學的模塊化組態方式來實現。IO組態支持Excel文件導入導出，簡化IO組態操作，所有圖形化組態頁面可以導出為PDF文檔或SVG矢量圖形文件，便于工程資料維護存檔、二次處理和外部交流。

　　在DCS的應用和開發過程中，經常性的會出現系統配置和功能要求的變更，每一個變更都會引起DCS組態、工程資料的相應變化。一般成熟的DCS中，組態功能都比較強，增加一塊卡件，修改一個邏輯，調整一個畫面，往往是幾分鐘的時間，而修改相關的工程資料則需要幾個小時。在NT6000中提供工程資料的自動維護功能，將工程師從煩瑣的資料整理工作中解放出來，系統能夠保證生成的邏輯圖和IO清冊的準確性，為資料的存檔和交流工作提供了強有力的工具，使DCS的開發維護工作事半功倍。

　　（4）支持在線組態功能，具備多人同時對同一控制器進協同組態能力，允許多人在線進行組態修改和進行控制器及無擾下裝。控制器組態更新沒有編譯過程，新組態在一個控制周期內生效，可以隨時修改隨時可用，便于參數修改和多人同時進行現場調試。

　　在線組態模式下，修改并下裝組態頁面不會對系統中沒有變更的組態、模塊參數或控制環路造成擾動（故意打斷控制邏輯回路或變更模塊參數除外）。NT6000分散控制系統在線下裝的最小邏輯單元是一個組態頁面，其中最小的組態變更范圍是單個功能模塊的單個參數。

　　（5）NT6000分散控制系統具備離線仿真功能，通過虛擬控制器軟件，可以在任意一臺PC機上同時仿真64個控制器節點，不同的PC機上的仿真控制器間可以相互通訊，同時仿真控制器也可以與真實控制器通訊，功能和網絡特性與真實控制器完全一致。虛擬控制器軟件具備仿真控制器工況凍結，保存，恢復（回滾）的功能，結合模型軟件很容易構成虛擬DCS仿真系統。

　　（6）NT6000的系統機柜及其中的各個部件，全部采用模塊化標準設計， 機柜內部沒有任何的手工接線。這樣的標準機柜能夠進行工廠化生產，以保證更高質量、更短的交貨時間和更低的成本。標準機柜配上不同的卡件就能夠滿足不同項目的需求。

　　機柜中的各個部件都使用預置模塊進行連接，減少手工接線，不僅降低了人工成本，也提高系統的可靠性和維護的便利性。模塊化設計的機柜，只需要一把螺絲刀就可以快速地完成裝配和拆卸工作。機柜設計方案充分利用機柜正反四邊的接線空間，是最大接線密度和最寬松接線空間的完美組合。

先進性設計和特點

 　　（1）NT6000采用了高性能的PowerPC芯片，控制器最快控制周期為5ms；控制器與I/O卡件采用eBus直接通訊，12個本地分支滿負荷配置下讀寫I/O數據的時間在10ms以內；控制器采用eNet協議降低了通訊負荷，提高了通訊速度，讀寫控制網絡的時間在200ms以內。

　　在以上三種技術基礎的支持下,NT6000的操作響應周期小于700ms。700ms的操作響應周期指標大大優于目前2.5s的行業標準，是符合人體工學的最高標準，將操作人員從畫面操作的停頓等待中解放出來，能夠改善操作人員的操作感受，提高運行操作效率。

　　（2）NT6000的控制器KM950是目前行業內運算能力最強大的控制器之一，以100ms的周期運算1000個PID來測試，僅占用2%的運算負荷。強大的運算能力能夠實現控制工程師的各種先進的控制算法和完善的邏輯設計。

　　KM950的組態工具提供了豐富的熱工自動化專業控制模塊，包括設備級控制、補償算法、典型回路控制。而且還提供了功能強大的模塊二次開發功能，工程師可以通過IEC標準的開發工具編寫出各種自定義模塊，并將其納入NT6000的標準算法庫中。

　　NT6000的KM950擁有強大的運算能力，豐富的模塊支持和靈活的二次開發能力，為工程提供了有力的工具和廣闊的舞臺。

　　（3）NT6000支持IEC標準的順序功能模塊（SFC）的組態方式，能夠以自然語言的方式描述復雜的順序控制過程。

　　在傳統DCS中，一般以順控功能塊的方式提供順控的組態手段，這種組態手段對于沒有控制分支的順控程序是可能滿足要求的。當分支增加、步序變多，功能塊組態方式的程序量會呈現幾何級的增長，也就限制了順序控制的設計和實現水平。這也是很多DCS不能很好地實現主機自啟停功能和輔助車間順序控制的部分原因。

　　NT6000支持的SFC組態方式，適用于描述復雜的順序控制邏輯，程序結構直觀易于理解，當設計復雜度提高時，SFC的程序量僅呈現線性增加。采用了SFC的技術，NT6000的控制水平和適用范圍會得到進一步提高和擴大。

　　（4）NT6000分散控制系統支持現場總線應用，能夠從變送器、執行機構、電氣保護裝置等智能控制裝置用數字通信方式獲得過程數據和診斷信息，以提高信號傳輸精度和速度，降低投資，提高現場設備的智能化和信息化水平。

　　NT6000具有基于工業以太網的多種現場總線冗余解決方案，將能夠支持Hart、Profibus、FF、Can等多種現場總線的高可靠性混合應用。