maxDNA系统技术介绍(通用版)

2005年9月maxDNA

分散控制系统系统概貌及配置方案maxDNA在中国国家产业布点1990年在原国家两部一委（电力部、机械部、国家经贸委）主持下，由上海自动化仪表股份有限公司从美国L&N公司引进MAX系列分散控制系统上海技术引进1991年—双方签订了为期七年的技术转让合同1998年--双方在1991年签订技术转让合同基础上，双方又签订了长期的技术合作协议。并成立了中国维修和服务中心十多年来，MAX系统在中国安装投运的机组已有上百套，总装机容量超过25,000MW自技术引进后,一直是原电力部推荐的电厂适用分散控制系统在全球市场，已有上千套安装投运，总装机容量达300,000MW超临界直流炉控制系统，有150多套安装运行maxDNA在中国198019902000MAX1FirstMicroprocessor

BoilerControlMulti-Processing

TechnologyMAX1000Windows95&UNIXVerylargesystemcapable10MbpsEthernetNetworkIntelWorkStationDatavue500KbpsDHWParallelI/OModelPDPDPUMAX1000+PLUSAllNTMAXSTATION100MbpsEthernetIntelWorkStationProcessorMAXVUEmaxDNAAllWindows2000/xpAll100MbpsEthernetIntelWorkStationmaxTOOLSDPU4FmaxDNA在中国maxDNA工业标准的开放型过程控制和管理系统maxSTATION

是maxDNA的人-机界面主要特点：*工业标准的工作站*统一的软、硬件平台*模块化的功能软件*由不同的“硬件狗”决定工作站的功能maxDNA系统架构操作员站工程师站历史站通讯站maxNETmaxSTATIONmaxNETRPU

maxNET是maxDNA系统通讯网络

完成maxDNA系统中maxSTATION与DPU之间的内部通讯。主要特点：*单层网络架构*网络1:1冗余配置

*点对点全双工100Mbps通讯速率*支持maxDNA系统软件即插即用协议RPU是maxDNA系统过程处理单元

由DPU和I/O模件组成，完成maxDNA系统过程控制与数据采集功能。主要特点：*单一的过程处理单元(DPU)，同时完成采集和控制*高速的并行I/O总线，最高1mS采样周期*具有一体化的超高速远程I/O能力单层网络架构，高效可靠100Mbps通讯速率网络1:1冗余配制大容量，网络节点无限制智能网络流量管理多重信息过滤技术保证网络安全maxNET—先进的高速数据网络maxNET基于交换型快速以太网采用工业级标准TCP/IP、UDP/IP通讯协议独有的SoftwareBackplane

®(SBP)软件背板技术maxNET—先进的高速数据网络…………SoftwareBackplane当代具有压倒性优势的网络技术基于交换机的星型网络拓扑安全可靠点对点通讯，有效地避免了数据碰撞采用全双工技术，有效通讯带宽可达200MmaxNET—基于交换型以太网…………maxNET—星型网络拓扑Switch1Switch2基于交换机的星型网络拓扑，同一时刻可构成“N对”通讯链路网络实际带宽达Nx100MbpsmaxNET—冗余的智能网络两个相同网络构成1:1的冗余配置，A网和B网同时工作系统能自动地平衡A网和B网的数据流量NetworkANetworkBSwitchASwitchB1234maxVUEmaxToolsFirewallHistoryReportsProviderPLCDPUApplicat.DBMSoftwareBackplanemaxNET

的核心技术—软件背板SoftwareBackplane®(SBP)软件背板，是maxDNA特有的一套通讯协议和集成标准基于发布/订购技术的数据通讯以“即插即用”方式扩展网络节点SBP—基于发布/订购技术的数据通讯SoftwareBackplane®(SBP)，提供无中心数据库的分布式计算能力基于SBP的每一个节点均可以订购数据，也可以发布数据简单高效的三步式通讯第一步第三步第二步请求方提供方发出订购要求响应订购建立链路使用数据定时提供数据发出终止订购要求确认断开链路以太网卡IP协议TCP协议UDP协议SBP协议maxDNA应用程序以太网卡IP协议TCP协议UDP协议SBP协议maxDNA应用程序通讯要求数据包定购单数据包TCP/UDP数据包IP数据包数据帧通讯要求数据包定购单数据包TCP/UDP数据包IP数据包数据帧maxNET

的网络协议TCP/IP，UDP/IP，SoftwareBackplane®(SBP)

maxDNA

的网络安全策略拒绝非法网络节点的访问拒绝非法信息的访问拒绝网络的强制访问(D.O.S.)DPUorWorkstationmaxDNA

的网络安全策略保护分类“Foreign”工作站(未定义IP地址)“Foreign”信息(e.g.,NetBeui)DenialofService(D.O.S.)ForeignStationD.O.S.UnknownIPForeignmessagemaxDNA

的网络安全策略

所有maxSTATION

采用Intel标准硬件平台兼容性好性能价格比高容易升级具有最新开发的设备硬件的优点

IntelMMX多媒体技术，提供高性能图形和多媒体技术maxSTATION

工作站——硬件

所有maxSTATION

使用标准的操作系统具有最大的应用软件库最强的兼容性高可靠性和安全性非常容易升级最新最直观的窗口技术，使操作员容易培训和使用现行的MicrosoftWindowsXP®maxSTATION

工作站——操作系统maxSTATION

工作站——系统软件

模块化的系统软件，符合SBP标准

maxVUE

图形软件

maxTOOLs

组态软件包

maxSTORIAN

历史数据库软件

maxAPPs

接口开发软件包

maxOPCOPC标准接口软件

maxLINK

过程级接口软件图形化的的组态软件工具器，自动生成文档每个DPU包含8500个“原子”模块可以用“原子”封状成“分子”执行速度10ms至500ms，形成不同的运算周期可以离线组态、利用虚拟DPU进行离线调试具有导入、导出功能，可以接受EXCEL，ACCESS文件组态、调试同一画面，一键切换组态画面与操作画面合二为一可单个原子在线下装可以将多个原子封装成“分子”，提高可重用性maxTOOLS

组态工具软件包Microsoft软件平台面向对象WINDOWS2000/XPActiveX控件(OLE/OCX动画技术)OLE存储器和服务器VisualBasic各种强化的组合Drag和Drop编辑功能可移动的工具条多级的Undo功能高分辨率-1024X768、1280X1024、1600x1200画面可以全部汉化maxVUE

图形软件maxSTORIAN是历史数据的采集和归档软件

DELTASAVE数据存储扩大数据容量相关数据库简化对报表、数据队列的数据分析采用CDRW-ROM归档存储提供工厂管理网络接口可以组态成冗余配置maxSTORIAN

历史数据库软件开放的接口开发平台，允许第三方通过软件背板（SoftwareBackplane

®）从maxDNA系统取得数据提供多种编程软件接口，支持VisualBasic,C++andC允许第三方应用软件获取maxDNA

系统所有DPU的实时数据和历史数据包含整套的编程与调试工具典型的应用——为SIS数据库提供接口maxAPPS

接口开发软件包

与外系统的接口

-PLC网络（如电厂水网、灰网、输煤程控等）

-现场总线网络

-RTUs

直接高速双向接口支持与其它系统和网络带标记和报警能力的高容量的数据传输所有对MAXMMI有效的数据可以组态成冗余配置与SoftwareBackplane软件背板兼容maxLINK

过程级通讯接口软件包maxLINK是maxDNA系统和外围子系统实现大量数据交流的接口软件他可支持高达10,000个过程点，并可同时处理24个执行不同协议的数据链路（RS-232/422，RS-485以及MULTIDROP、以太网等等）MAXLINK接口软件在系统内部直接插入SBP（软件背板），使系统和外围子系统建立起快速的双向数据链路。maxLINK有DPU的数据处理特征，数据处理包括输入点的Tag名、工程单位变换、过程点的报警、质量检查等。maxLINK已包含了标准的接口协议，如MODBUS、AB以及MODBUS+、TCP/IP等，也可开发特殊规格的接口程序。可冗余配置单元机组maxNETmaxLINK

过程级通讯接口软件包电厂辅控网maxNETRS-232RS-485maxDNA的分散处理单元DPU，是多微处理器结构的控制器，内置的三个处理器各司其职，分别负责与maxNET通讯和运算（控制）、数据高速公路通讯管理、过程输入/输出扫描。NationalGeode工业嵌入式处理器，128MBRAM，64MBFLASHRAM；

工业标准的32bitPCI总线；

WindowsCE操作系统；

实时多任务系统，完全兼容软件背板（SoftwareBackplane®）；

内置SOE记录功能，时间标签分辨率小于1ms；

10,000个报警/事件缓存容量，确保报警或事件不易丢失；

8,500个算法模块执行能力；

多级执行速度，执行周期最短为10ms；

内置仿真功能，可在无I/O模件状态完成应用程序的试验；

双重的以太网接口，用于连接maxNET过程级控制器—DPU4F分散处理单元数据高速公路的接口为100M以太网I/O总线的接口为并行10M高速I/O系统保证了DPU具有1ms的SOE分辨率

过程级控制器—DPU4F分散处理单元100M冗余以太网接口maxNET10M并行I/O总线DPU的组态信息存储在CompactFlash中，组态信息可以通过maxNET刷新，也可以通过工作站刷新。现场更换DPU，只需更换CompactFlash，安全可靠支持maxPAC和Model564系列所有的I/O模件DPU中内置了机柜温度传感器过程级控制器—DPU4F分散处理单元工业级嵌入式CPU工作环境温度0~60℃无散热风扇设计采用FLASHROM无后备电池设计过程级控制器—DPU4F分散处理单元maxPAC系列I/O系统过程级输入输出单元—maxPAC100M冗余以太网接口maxNET10M并行I/O总线maxPAC系列远程I/O系统过程级输入输出单元—maxPACmaxNET远程并行I/O总线*高速串行总线*165M通讯速率*最大距离2KM*冗余光缆BEM总线扩展卡BEM总线扩展卡本地并行I/O总线maxPAC系列I/O的公共特性过程级输入输出单元—maxPAC模拟量输入信号(高电平)：±0.05%模拟量输入信号(低电平)：±0.1%模拟量输出信号：±0.1%共模电压：500V直流或交流峰-峰值共模抑制比：120dB@50/60Hz差模电压：60V直流或交流峰-峰值差模抑制比：60dB@50/60Hz通道与通道间隔离电压：500V直流或交流峰-峰值通道与电路板隔离电压：1,500V交流系统配置

输入输出模件&机架主要技术指标：类型DIDOAIAO型号IOP331IOP351IOP302IOP320通道1616168模件机架I/O模件模件机架模件机架冗余系统电源24VDC@16AI/O模件DPU4E模件机柜为前后开门,布置为前模件,后端子.TCRTDPIIOP304IOP303IOP1121688maxDNA

典型配置2*600MW机组DCS控制要求实现DAS、MCS、FSSS、SCS、ECS、DEM/MEH（通常随主机订货）的控制功能。单元机组的过程I/O约7000点左右，公用系统的过程I/O约800点左右，及若干远程I/ODCS对循泵房、燃油泵房、空压机房的生产过程实现远程控制DCS通过与辅助车间控制系统建立通讯，在集控室对辅助车间生产过程实现监控maxDNA的典型配置2*600MW机组DCS配置要求

按工艺系统的划分，来配置DPU和I/O模件按物理分散的原则，来拼装和布置控制机柜采用一体化的设备，配置远程控制站采用一体化的设备，配置现场机柜实现远程I/O采集maxDNA的典型配置循泵房锅炉电子设备间锅炉系统RPU组2X220V.AC单元集控室操作员站工程师站大屏幕显示器2X220V.AC燃油泵房炉顶区磨煤机区燃烧器区电泵区汽泵区循冷水泵区汽缸区发电机区电厂公用系统RPU组汽机电子设备间汽机系统RPU组电气系统RPU电气系统RPU组至#2机组配电柜继电器柜继电器柜配电柜至SIS至外系统maxDNA的典型配置DPUSwitchDPUI/OModule并行I/O总线锅炉电子设备间汽机电子设备间SwitchDPUDPUDPUDPUDPUDPUSwitchDPUDPUDPUDPUDPUDPU公用系统并行I/O总线并行I/O总线I/OModuleEOS-NTSYS.+MAXVUE操作员站至#2单元机组MAXNET2X84’’光缆对电缆对P.ServerSwitchRS-232/422RS-485EthernetMAXLINKMAXSTORIAN大屏幕站工程师站Switch接口服务器MAXSEVERSIS接口服务器至SIS彩打彩打汽机系统锅炉系统单元机组集控室maxDNA的典型配置BEMDPUSwitchDPU锅炉系统汽机系统SwitchDPUDPUDPUDPUDPUDPUSwitchDPUDPUDPUDPUDPUDPU汽机公用系统循冷水泵远程检测区I/O模件BEM汽泵远程检测区I/O模件BEMBEMBEM循泵房远程控制I/O模件450MBEMBEM燃油泵房远程控制I/O模件1.25KMBEM汽缸远程检测区I/O模件BEM发电机远程检测区I/O模件BEMBEMBEM电泵远程检测区I/O模件BEMBEM磨煤机远程检测区I/O模件BEM燃烧器远程检测区I/O