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OVATION系统介绍 OVATION 系统配置描述OVATION系统特点及其在电厂 优化设计中的应用 一、 DCS发展的新阶段 自从70年代年推出第一套工业DCS系统到现在已有24年了。DCS由于集成了4C技术（Computer，Communication，CRT，Control）克服了传统仪表自动化系统中诸多缺点，实现了仪表自动化领域中的四个取代，即：1、用数字技术取代模拟技术，使测量精度提高了一个数量级。2、用CRT取代了常规模拟仪表，压缩了监视面和控制室面积，使运行操作员得到的过程信息更集中、更生动和丰富多彩，操作更灵活有效。3、用编程技术取代了原调节顺控的硬接线，极大地减少了施工调试工作量，使自动、顺控的投入率有很大的提高，取得了明显的效益。4、用先进控制算法部分取代常规PID算法，使一些用PID算法不易取得实效的过程实现了自动。提高了控制精度，这一过程目前仍在继续。但是我们还应当看到当前在我国电力工业中使用的众多DCS系统及其应用还存在不少问题。首先，我们当前使用的DCS绝大部分都是专利版权的不开放系统，由于目前大部分DCS是不开放的，所以DCS总的技术水平落后于计算机技术的发展水平。其次，当前电力工业中应用的DCS绝大部分未实现物理分散。为了实现DCS ，把所有测点都引入中央控制室，其 电缆费用高得惊人。以2300MW机组为例，其控制测量用电缆高达1400公里，与电缆有关的直接间接费用高达5000万元，大大高于DCS本身的费用。第三，DCS使用范围不宽，当前还只限于机炉本身的控制，电气控制纳入DCS才刚开始，未能使DCS成为电厂各车间的信息中心。工作站和以PC为基础的人机界面，以工业PC为基础的I/O控制器IEEE标准网络技术及规约组成的过程控制系统才是真正开放的计算机系统。二、 OVATION系统特点介绍 OVATION系统是西屋公司在总结WDPF系统大量使用经验基础上容纳了最新技术成就，历时3年，于1997年9月正式宣布可在我国投放市场。国内甘肃平凉电厂于1997年1月首次正式签订合同将OVATION作为其2300MW机组的DCS系统。OVATION的最大特点是以开放的计算机标准贯穿整个系统。系统中的网络控制器、人机界面、I/O模件、数据库和工具软件都按计算机开放标准设计、选用商品化硬件和软件。这样做的好处是：l 使本DCS系统可随着世界计算机技术进步而进步l 延长了DCS系统的可用性l 使在软件开发的应用上的投资不会白费。l 易于吸纳第三方开发的高性能应用软件l 易于实现全厂乃至整个电力局系统的信息一体化下面分别就OVATION的网络控制器、I/O模件、人机界面和相关数据库等特点作介绍。1、 网络西屋公司WDPFII系统的通讯网络是一个很有特色的通讯，它通过双口RAM实现了通讯管理与主CPU的分离，实现了各站CPU透明访问全局数据库功能，使系统功能的增加可用增加站的办法来实现。它的通讯管理由广播与民主方式相结合，既适应了DCS周期性工作要求，又提备了整个系统响应补长线的能力，实时响应性极佳。WDPFII的通讯系统是西屋公司的专利。正因为如此，它的批量就不会很大，技术更新和进步较慢，比不上通用的通讯网络如以太网等的发展。此次西屋公司放弃自己的专利，毅然采用国际上通用的全冗余网络，严格遵循ANSI标准IEEE802.3。可以实现企业内部的局域网（LAN）和广域网（WAN）以及与Intranet网的接通期是希望随着世界电子技术的进步向取得水涨船高的效果。 OVATION 网络通讯网络各项指标如下l 速率：100MB/Sl 容量：20万实时点/每秒l 介质：（OVATION 网络）/同轴电缆（UTP）l 节点：1000个l 网络拓扑，双环冗余，故障电环绕l 每网长：200KMl 支持同步和异步通讯方式l 支持令牌存取方式l 工业TCP/IP协议完全与以太网兼容2、 控制器OVATION控制器采用工业标准PC工艺结构和无源PCI总线控制器与其它标准PC机兼容。这样就能把快速发展的微处理机技术集成到自己的系统 中。OVATION控制器目前采用Pentium 133MHE处理 器，内存32MB，闪存W/20MB，采用商用POSIX柔性RTOS实时操作系统，提供了优先调度下的多任务处理和TCP/IP的网络通讯能力，其主要特点有：l ISA/PCI无源底板，标准个人计算机结构l 最新Pentium处理器，商业化操作系统l 闪存减少了维护工作量，不需附加电池l 处理能力是WDPF 486 DPU的5倍l 10个控制任务区，每个控制区速度可选（10mS30S）l Ladder执行速度为1000个Ladder/100mSl 事件顺序分辨率达0.125msl 控制器I/O容量为6000源点和接收点（就地或远程），每个控制器有两个I/O接口当地I/O接口最多直接接入1024点AI或2048点DI，或1024点SOE 最多容纳128个I/O模块I/O通道通讯速率为2MB,总线周期为31mS 远程I/O接口:每个节点最多容纳64个 I/O模块控制器到节点间的通讯速率为10MB/S,总线周期小于100mSRS485冗余连接保留将来现场总线接口l 易于查错和维护-每个I/O分支有LED显示,3种颜色表示4种通讯方式l 4位字符显示站的状态,DPU活动指示及控制器诊断信息l 有专门用于控制器维护的串行口3、 I/O模件Ovation I/O子系统是在WDPF II I/O模块多年使用基础上推出的新一代产品，具有安装快捷、组态简便、操作及维护成本低廉、性能和可靠性好等优点。以DIN制导轨安装标准设计的积木式模件装卸快捷，引线接插及空间占用锐减。Ovation I/O的主要特点：l 模件种类减少，功能单一化。每块功能插件板分为电子模块和特性模块两部分，通过特性模块实行不同量程，不同接线（单端或多端）的转换，然后送入电子模块进行A/D转换等功能。如模拟量输入，WDPF系统中有QAI、QAH、QAV、QAW、QAX五种卡件，加上不同量程共有29种卡件，而Ovation系统中特性卡有七种量程，电子卡就一种；又如热电阻输入，WDPF系统中仅三线制一种，而Ovation系统中二线、三线均可，适应性更强。l 精度提高为13位分辨率，优于0.1l 模拟量扫描速度提高到10次/秒l 模块化设计，装卸无须专用工具l 无组态跳线，无须用户组态寻址l 基座和插槽完全相同，每个模件均可在任意槽路中入座，组态具有高度灵活性l 基座上有备用保险和剥线工具并能指示接线是否正确，接线柱上有测试头l 采用表面封装技术l 所有模件均可在线带电插板l 通过总线提供模块电源及辅助电源l 模块有电子标识符，存储在闪存内，可在线查询l 电子模块和特性模块之间有彩色标志，特性模块上有信号指示l 支持就地和远程组态l 允许多种规格的接线电缆l I/O模块种类如下 16路数字量输入卡 16路触点输入卡 16路数字量输出卡 8路模拟量输入卡 4路模拟量输出卡 4路RTD输入卡 2路脉冲输入累计/计数卡 16路事件顺序卡 单回路接口卡 数据连接控制器4、 人机界面Ovation人机界面有两种：一种是RISK工作站（sun工作站或ultra工作站）,采用UNIX操作系统,最多可同时开8个过程窗口。另一种是以PC为基础的 windows NT4.0，可根据用户定义，在操作员及工程师站上建立过程信息及 企业信息的通讯联络实现对过程的监视与控制。标准的Ovation工作站模式为：l 工程师服务器，除工程师站的功能外，还包括电子工具库和系统软件l 工程师站，从工程师服务器访问电子工具库l 操作员站，监视并对过程进行操作与干预l 历史记录/报表服务器，处理器类型和混合的功能决定点容量l 组合服务器，综合了工程师/电子工具库服务器、历史/报告服务器、操作员站的功能，适合于小点数（小于5K点）情况l 计算服务器，提供通用计算l 数据连接服务器，管理其他系统输入/输出的点数据5、 相关数据库 相关数据库管理系统（RDBMS）是OVATION系统的核心。OVATION是第一个采用并嵌入这种数据库的过程控制系统。它合并系统的组态数据报告记录、控制算法。I/O控制器和过程数据库等的每一个信息完全嵌入在软件服务器中，RDBMS在应用软件和控制系统之间形成一个新的层次，外界可以通过结构查询语言(structured Query Language SQL)对感兴趣的过 程数据进行访问，为 此西屋可以提 供OVATION ODBC 服务器，它解决 了在工厂和 企业范围内特定工厂实 时数据的分发问题，使最终用户可以广泛使用PC工具，通过ODBC服务器来获得过程数据（实时或历史数据），从而为更高层次的监视和决策提供了信息源，也为电厂实行进一步信息一体化打下基础。6、 高性能工具库：Ovation高性能工具库集成了一组高级软件，主要用于建立和维护Ovation控制策略、过程画面、测点记录、报表生成和全系统组态。为整个企业数据的连贯性和高速询访而嵌套在系统核心的Ovation相关数据库支持第三方结构化查询语言（SQL），能将组态、报告记录、控制算法及过程数据库等所有系统信息合而为一。Ovation电子工具库主要由以下软件构成：l 控制建立器，友好直观的AutoCAD型组态软件 控制算法用标准的图形符号表述，Loop与Ladder在同一图中，不受数量限制 自动生成执行码 控制策略，注释和修订自动归档l 图形建立器，快捷建立和编辑高清晰度过程画面，全彩显示，分辨率可达16000象素 使用标准的“点击及拖曳”绘图特性 多种颜色，线形和形状菜单 用户符号和对象库l 测点建立器，专为用户增加、删除或修改过程测点而设计 整个形态连贯性检查 定义相关给定点的I/O参数 执行复杂的数据库查询 消除点目录要求l 组态建立器，主要用于对系统的设备组态数据加以定义和保存 在数据库中进行系统组态 设定控制器参数如控制区域和速度 从软件服务器中下载当前站 利用缺省控制器算法集l 报表建立器，灵活的制备报表软件工具，适于设计和更新用户报表格式 基于申请表和软件组 用户定义条件 命令 预定周期 事件驱动 数据库存取活动点值，历史数据和文件数据7、 管理信息功能西屋公司为方便用户构成企业范围内的LAN/WAN以及与Internet联接，目前开发了四种软件产品可用于企业信息系统的集成：1 ODBC服务器：这一软件产品可用于OVATION，也可用于WDPF II，用以提供开放 数据 库的连接。ODBC服务器软件包 以SQL语言工具为核心驻存于OVATION工作站或WDPF II的Westation 中。在服务器侧与数据库及历史数据接口，在用户侧 用桌面PC依靠其用 户侧驱动程序可以向服务器请求过程数据，得到的数据分为三类： 过程点各静态域数据 过程点当前值 来自历史站的档案在用户侧PC机上就可以使用许多通用软件工具对所获得的信息作进一步的加工与分析。可用的工具软件有Microsoft公司的Visual Basic、 Access、 Excel、 Power soft 、Oracle、 Borland 、Delphi 、window等。在服务器与用户PC之间使用AT公司提供的Open Access捆绑软 件传送。 用户使用时可以忽略 此通讯规约。2 WSP WaveTM: JavaTM和 Web技术这一技术也同时适应OVATION和WDPF II两个系统，为构成企 业范围内的 LAN/WAN，DCS系 统中设一台专用工作站，此工作站至少应是ULTRA 5，此时可接 50个用户，如果用Ultra ULTRA 10可接100个用户。 用专用宿主 计算机的优点是有专用硬盘资源和CPU资源，可供较多用户使用，而且安全也有保障。用户就是一般的桌面PC。WSP WaveTM 技术可将 OVATION和WDPF II系统中的实时动态画面变成一组Java Applets在用户 PC机上动 态显示模拟图，趋势和曲线并可实时刷新。 3WSP Net DDE服务器 WSP Net DDE是Microsoft DDE (Dynamic Data Exchange 动态数据交换) 规约的扩充，用于被 计算网络分开的程序之间的数据传送。Net DDE是一种 客户/服务器技 术。WSP Net DDE服务器与WDPF II/OVATION高速公路接口， 响应来 自Net DDE客户对读/写过程点信息 的请求。可每秒传送数字1000点记 录域的数据，支持双向数据传输。在一次连接期间数据可连续传送。此种服务器主要用以支持桌面PC对报表，散页以及特殊软件应用之用。 4OPC 服务器 OPC是OPC基金组织发起成立的由140多个公司组成的以开放的DCOM技术为核心，协议共享的一个组织，主要是将目标连接用于过程控制(OLE for Process Control )用于不同厂商产 品，协议直接的无障碍通讯。OPC是一种客户/服务器技术。OPC服务器与WDPFII/OVATION高速公路接口，响应来自其它 系统/协议的信息， 对读/写过程点信息的请求。可每秒传送数字10000点记录 域的数据，支 持双向数据传输。在一次连接期间数据可连续传送。此种服务器主要用以支持于第三方系统或产品或协议的连接及特殊软件应用之用。 上述四种软件服务器分别从WDPF II/OVATION系统中获取信息作为企业 LAN/WAN，Internet的信息源，然 后在LAN/WAN，Internet上的PC 机 就可从事进一步的分析工作。三OVATION系统在电厂优化应用中的若干方面 为根本改变我国火电厂自动化面貌促进火电技术的进步，中国电力工程顾问有限公司于1998年9月提出了2000年前要在全国建设几个燃煤火电示范电厂的设想，示范电厂要围绕提高电厂运行可靠性，降低基建投资、缩短基建工期、提高电厂运行经济性，减少运行人员等方面尽量采用行之有效的新技术，以此来促进我国火电技术走向世界的前列。 对于上述设想我们就火电厂进一步实现高度自动化的若干方面提出如下几种可能的方案和途径。1关于实现物理分散问题 WPPF II和OVATION两个DCS系统都 可以实现物理分散，实现物理分散也有几 种不同的理解。 其一，是将DPU布置在相应的机炉电子设备间内通过冗余高速通讯总线与控制室内的运行操作站工程师通讯。这里的主要工作在于设计院积极配合，在机炉附近找一个合适的地方分别盖一个机炉电子设备向采取适当空调和防尘措施。这种方案简单易行，估计电缆约节省3040，可收到一定的实效。由于WDPFII的通讯距离最长可到6KM，OVATION距离最长可到200KM，而电厂内部一台机炉到主控制室之间的物理距离一般不会超过500-600M。 其二，是机炉都采用数个远程I/O站，远程I/O站与DPU为远程I/O站通讯关系，WDPF-II为OVATION 都设有远程I/O站。 此远程I/O站可以耐恶劣环境（环境温度 60防尘）设备价格略贵，但是省去了机炉电子设备间的土建费用，节省了约30-40的电缆用量，比较起来肯定 还是经济的。 其三，对于电厂辅助车间如燃油泵房循环水泵房的远程控制问题也可来用远程I/O站来解决。此时远程I/O站分别设在上述泵房内，取消就地操作人员。 其四、对于电厂煤炭化学水车间，一般都用PLC来实现其自动化监视与操作。为将上述车间纳入DCS控制，PLC与WDPF-II之间的通讯可通过QLC数据链卡来实现。 PLC与OVATION之间可以与WDPF-II一样，通过QLC卡实现，但如果采用AB 公司的PLC，则此PLC就可直接连到 OVATION 网络网上不必经过QLC环节。2提高全厂综合自动化水平，实现全厂监控和管理信息系统网络化。这里也有若干方面WDPF-II和OVATION都能作出 较多的贡献。 1扩大DCS功能范围，实现全厂DCS一体化。实现信息共享、统一技术装备，减少备间备件，方便运行维护和管理。 目前DCS一般均能实现DAS、MCS、FSSS、SCS四功能一体化。扩大功能后将包括汽机数字电液控制系统DEH给水泵汽机数字电液控制系统MEH。汽机保护系统TPS。这三个功能中TPS实际上已部分纳入DEH之中，而DEH和MEH正是西屋公司的特长，用WDPF II组态实现的DEH 和MGH已在国内多个电厂投产运行，用 OVATION组态实现DEH。MEH功能在美国有实例，国内平凉电厂已决定用OVATION实现MEH功能，实现全厂DCS一体化是WDPF-II和 OVATION的强项。2）锅炉汽机和发电机组控制方式协调一致，发电机/变压器和厂用电的顺控纳入DCS，使电气控制与锅炉汽机等热工控制的方式和水平相协调为实现机炉电平无统一创造良好条件。 在这方面技术上并无太大困难，实现电气的监视与控制纳入DCS以后电气操作台与监视盘基本可以取消，为压缩控制室面积实现机炉电CRT监控创造了条件。3实现全厂监控和管理信息系统网络化。 上述目标可按若干子系统互连方案进行。设想全厂有1N台单元机组，1个网控系统，全厂的输煤化学水、除灰等PLC系统可以接入1号机组的DCS系统中，这里的关键是要统一规划统一选型和统一标准，如统一选用OVATION系统则若干并行OVATION系统之间的互连可以通过以太网直接连接。以太网与某一OVATION系统可以通过网桥连接，也可以在OVATION的交换机上直接与以与网连接是比较简单的。 在以太网上需开发厂长站、值长站，历史站以及计算站，并开发与中调联通的RTU接口，以与中调交换信息。计算站的任务主要是汇集各机组经济指标数据，根据电网调度下达的任务进行各机组之间的优化调度，全厂成本计算程序全厂经济指标计算程序等，有了这个全厂监控与管理信息网络并开发了一系列上达软件后就为实现电厂竞价上网打下了坚实的基础。 西屋公司拟在上述框架基础上寻求客户，使这一目标得以实现，共同为促进我国电力工业技术进步而奋斗。 西屋将商用、可靠的工具如： 通讯网络 操作系统 标准工作站 工业标准结构 开放式通讯协议结合在一起。为了注重用户将来的需要，OVATION 系统 在计算机和网络中体现出了速度和 通讯能力。OVATION系统的设计宗旨着 重于长时期的支持并且考虑将来的需求.扩展能力OVATION之所以能实现全厂控制计算 技术的开放性以及高速实时过程的安全 可靠性，皆因它是一个完全以开放性标 准为基础的工业系统。OVATION是实 时世界中集计算机与通讯技术最新成果 于一体的典范。如此的设计思想使得 OVATION能满足 用户长期使用系统的要求。OVATION 网络数据 高速公路的容量能满足每秒 200,000点的实时信息。OVATION 网络双环总长 200公里，能支持1,000个结点(工作站，控制器等)OVATION特点 高速，大容量的网络结构全部采用商用化的硬件结构。 采用开放的工业标准，OVATION系统可非常容易地与第三方产品进行集成。 完全分散的数据库结构，关系数据库的采用突破了传统的概念。 采用先进的模块化设计思想。 AUTOCAD的编程模式，使系统易于生成。 OVATION控制管理系统完全为Y2K兼容产品。 开放的兼容系统ODBC，DDE/NETDDE，WAVE，OPC等。 更新时间高速、高性能的 OVATION 网络网络 严格按照 ANSI标准 X3T12协议进行 通讯。OVATION 网络全域的通讯速率为100MB 每秒。我们能够确定地保证：数据高速公路有每秒 200,000实时点的 扫描能力。对于任何一个连接在 OVATION 网络数据高速公路上的工作站而言，根据象的复杂性调用一幅用户过程画面所需需的时间，根据画面的复杂程度,从半秒(1/2秒)至2秒。实时数据点的最大更新周期为 1秒。第 9 页 共 31页 9 上海西屋控制系统有限公司OVATION西屋过程控制及信息技术之大成 OVATION 网络OVATION 网络在今天的过程控制领 域，对于任何技术的投资必须基于它与未来科技的发展的兼容性。控制系统的需要有一个开放的结构。OVATION采 用OVATION网络(分布式数据接口)。它是一种适用于实时过程控制的通讯网络，具有最快的速度和最大的容量。采用全冗余容错技术的OVATION网络严格遵循IEEE的标 准。OVATION网络与通讯介质无关，既可 采用光纤也可采用UTP。因采用的硬件极易在市场上购得，取消对特殊网关和接口的要求，提供了与企业内部 LAN，WAN 和 Intranet的完全连 通的可能性。OVATION的网络网络完全废弃了常见的过程控制系统中数据高速公路与厂区内LAN连接所需的复杂网桥。用户可用OVATION的统一网络，在确保过程安全的前提下，把您的过程控制同企业信息系统结合起来。OVATION的高速网络网络不同于其它DCS系统，它是一个完全确定性实时数据传输网络，即使在工况扰动的情况下也决不丢失、衰减或延迟信号。此外，按照ANSI标准，OVATION网络提供全冗余的反转双环，并且在双环电缆中断时，使用自动重新组态功能以屏蔽发生错误的部分。网络标准对于控制和信息的整体结合，OVATI-ON是最快和价格性能最有效的途径。 它允许最终用户使用最好的方法来组织他们的信息集合，不用考虑协议、网络管理和操作系统等等。OVATION网络 软件使用ISO/OSI可以在任何一个标准 物理网络层中通讯，在使用 OVATION 网络时具有所有网络的特性：冗余、同步、确定和令牌传输。当在与以太网、快速以太网、令牌环或其它拓扑结构相连时它使用TCP/IP协议。因为OVATION系统在控制系统网络术上的突破，最终用户为了在局域和广域范围内(LAN和WAN)构成信息系统，可以合成多个网络系统而没有任何的限制。所有其它分散控制系统厂商为了控制系统和厂区局域网相连接所设计的各种网关和用户接口在 OVATION系统不 需要。因为 OVATION系统设计原则是将从上 到下的所有标准都合成一个完全开放的环境，所以 OVATION允许最终用户在 系统中集成其它厂商的产品。基于开放式的通讯协议，OVATION系统已经成 功的将全厂区域自动控制和信息组成了一个整体，在今后所有的版本中也会无一例外的使用所有标准组合。西屋知道今天的控制和信息系统必须做到：在安装、维护上更快、更灵活、更低成本以及与工业标准网络产品的兼容性。您的选择就是OVATION。特性：速度100MB 每秒容量200,000实时点每秒长度200公里站点1,000个第 10 页 共 31页10西屋控制系统有限公司OVATION西屋过程控制及信息技术之大成 OVATION 控制器第 11 页 共 31页11西屋控制系统有限公司OVATION西屋过程控制及信息技术之大成 OVATION 控制器OVATION控制器由于使用开放式的 工业标准，OVATION控制器是工厂过 程中最强有力的控制器。Intel的奔腾处 理器增强了灵活性并能够节省成本。控制器可以方便的将发展迅猛的微处理器技术组合在系统中。提供在优先任务计划下的实时多任务、PC兼容操作系统使用户对控制器软件的投资最经济。OVATION控制器执行简单或复杂的调 节、逻辑控制、数据采集、与OVATI- ON 网络网络和I/O子系统的接口。控 制器内部使用标准 PC结 构并提供无源 PCI/ISA总线接口，它可以和即插即用 (plug and play)的标准PC产品相兼容。OVATION控制器使用多任务商用实时 操作系统(RTOS)处理数据。RTOS用来 执行和协调多应用区域的控制、与UTP网络通讯以及对控制器内部进行整体管理。OVATION控制器特色： 具有处理多种应用程序(包括网络)的能力 提供控制器完全无扰动切换的能力 兼容第三方用于数据通讯、控制、 用户 C 语言编程和仿真的软件 支持多任务和优先任务计划 完全符合POSIX1003.1b的开放系统 标准 容易理解的命名法表示过程点(优于使用复杂的名称或硬件地址加偏移 量的命名法) RTOS所占内存低于 50KB RTOS存储和启动使用闪存(Flash Memory) (无需电池固化的内存) RTOS的模块式结构只执行控制算法和通讯的功能 应用软件的组态程序记录在闪存中操作系统OVATION控制器所使用的操作系统不 同于其它完整的操作系统，如UNIX， 它只使用了兼容与POSIX的RTOS核心 部分。该操作系统内嵌于OVATION的 控制器中。RTOS的功能为了促进实时控制和通讯功能，RTOS 通过TCP/IP提供有优先计划的多任务安排和网络通讯。网络通讯通过一个商用的OVATION 网络适配器，来执行通讯中的物理和媒介进入层。诸如路由、终端到终端连接等通讯协议中的高层以及文件的传输都由控制器的软件作业来完成。OVATION网络执行TCP/IP协议仅仅是RTOS功能中的一种，它和其它实时操作系统如 Mi-crosoft NT、Solaris 和UNIX 也可 兼容。OVATION硬件OVATION以基于奔腾处理器的结构及PCI总线方式。PCI是一种32位用于奔腾和奔腾 Pro处理器中的扩展总线。使用PCI总线作为系统的设计思路，可以支持其它的PC设备。OVATION控制器硬件OVATION控制器被设计为：可在不同硬件平台上方便实现的设备。这种灵活性使得控制器可在更新和更好的平台和商用的操作系统中移植，可以满足未来的需求。OVATION控制器的硬件平台和操作系 统，以工业标准为基础，提供以下各项优点： 降低硬件和软件的淘汰风险 硬件和软件更新的低成本 提高了跟踪技术发展的能力控制器硬件的规格处理器Intel 奔腾时钟速度133MHz内存32 MB DRAM总线结构PCI总线I/O模件最多 128个就地卡件控制器规格：点的类型最大量发生点(有点名)最多到 16,000模拟量(硬接线)1,024数字量(硬接线)2,000SOE(硬接线)1,000过程控制区域最多 5个I/O 总线速度10毫秒到 30秒I/O 接口PCI总线(OVATION 和 Q-Line)应用程序：OVATION控制器为了满足用户的需求 ，提供了大量的应用程序和功能： 连续(PID)控制 布尔逻辑 特殊逻辑和定时功能 数据采集 SOE处理 冷端输入补偿 过程点传感器/限位检验 过程点报警处理 过程点转换为工程单位 过程点数据库存储 就地和远程 I/O接口 过程点上标签标准控制器功能控制OVATION控制器使用奔腾处理器，具 有同时处理10个过程控制区域的能力， 扫描频率从10毫秒到30秒。每个控制组态均可包含 I/O过程点和算法。历史事件顺序(SOE)整体的 SOE处理能力由 I/O子系统和标 准软件提供。SOE记录下用户设定的数字量输入变化状态序列的分辨率为 1/8毫秒。报警处理基于每个过程点的定义，OVATION控 制器在输入量程的范围内执行基本报警处理功能。任何一个点报警的状态将会在 OVATION网络上不断的更新和广 播。例如：一个点的状态会被标明超出传感器或用户定义的量程范围、改变了状态或超过一个增幅的限制。如果用户要求，报警的报告可以延迟一个用户预定义的时间间隔。当控制器和用户界面有接口时，OVATION控制器 具有报告出 6种独立的报警能力： 4个高限 用户定义高限 最高的增幅限制 4个低限 用户定义低限 最低的增幅限制用户界面能够按照用户选择报警的重要性来对报警排序。当报警显示在报警画面上，它可以标明报警叙述为“警报”或“信息”。一个报警确认功能允许操作员输入报警确认，激活的报警将从报警清单中消除。如果过程点从报警清单中清除后改变了报警的状态，它将自动恢复到不能再次被释放的状态。冗余OVATION控制器的设计是能够提供不 同关键设备的冗余要求，包括： OVATION 网络网络接口 功能处理器、内存和网络控制器 处理器电源 I/O接口 输入电源 I/O电源 辅助电源 远程 I/O通讯媒介全冗余的控制器能配备： 双奔腾基础的功能处理器 双网络接口 双处理器电源 双 I/O电源 双辅助电源 双输入电源 双 I/O接口每个冗余功能处理器都执行同样的应用程序，但只有一个能于 I/O通讯并且 运行在控制模式下。备份处理器必定运行在后备、组态或离线模式。这两种模式被称为“控制模式”和“后备模式”控制模式在控制模式下，主处理器的功能类似一个非冗余的处理器。它直接对I/O进行 读取、写入和执行数据采集、控制功能。此外，主处理器监视着“后备”处理器和网络的状态和良好。后备模式在后备模式下，后备处理器诊断和监视主处理器的状态。后备处理器维持控制所需的数据，并且通过OVATION网络 获取到所有控制处理器发出的信息，包括过程点数值、算法块的参数和变量点的属性。自动出错控制OVATION控制器的冗余功能包括自动 出错控制。意思是，如果主控制器失败，“看门狗”检测电路关闭主控制器的 I/O接口并将错误通知后备控制器。后 备控制器马上实现I/O总线的控制并开 始执行过程控制的应用程序并通过 OVATION网络广播信息。因为后备控 制器中算法块一直跟踪着输出值、通过收到信息的逆运算，在第一次控制扫描期间即可提供数据，所以发生错误后控制器间可以做到无扰动切换，甚至是发生一个严重的故障。触发自动的故障切换的事件可以包括： 控制处理器故障 网络控制器故障 I/O接口故障 控制处理器电源切断 控制处理器复位一旦控制权转移到后备处理器，故障的处理器可以关闭电源、修理、重新接上电源，这些都对执行控制算法没有任何的影响。重新启动后，修理好的处理器会检测到它的伙伴处理器处于控制模式下，它会充当后备控制器。控制模式下的控制器检测到后备处理器的出现会将功能调节到冗余操作。摘要OVATION控制器提供对多种应用程序 的支持，具有强大的适应性、灵活性和价格优势。控制能力。因为采用了工业标准的硬件和软件平台，控制器的技术可以同步于一个工厂的生命周期内需要升级。OVATION用户可以简单到只更 换商用的CPU来升级控制器。安装第三方的设备同样快捷。从一个全适应的开放系统 RTOS核心到 Intel的奔腾处理器，控制器的应用相当 灵活。这些灵活性将使技术永远移向更新和更好的平台并且确保操作和维护的便宜价格。OVATION控制器具有最大 的厂区过程处理能力，诸如执行简单或复杂的调节，逻辑控制，执行数据采集功能，对高度实时的应用能够实现完全无扰动的冗余切换。因此，OVATION控制器是工业领域中 最强有力的控制器。第 14 页 共 31页14西屋控制系统有限公司OVATION西屋过程控制及信息技术之大成 模拟量 I/O 模件模拟量输入/输出模件模拟量输入和输出模件提供了一个介于厂区操作与I/O接口总线间的模拟量信 号界面。总的来说，所有模拟量输入输出模件有如下的特性： IEEE抗浪涌能力 直观的 LED诊断/状 态指示灯 自动归零，自动增益修正 符合 IEC 801-2至5标准 通道到通道与通道到逻辑的电气隔 离 13位分辨率 提供调节过的隔离电源(使用二维变压器技术) 在线初始诊定，使用 EEPROM存储 整定常数模拟量输入模件： 8路信号输入 不同输入等级组态：+/- 20mV，+/- 50mV，+/- 100mV，0-1 V，0-5 V， 0-10 V，4-20 mA 每个通道每秒 10次转换 热电偶开路检测 广泛的使用低电耗的晶片 点的品质状态报告模拟量输出模件： 4个通道 3种输出量程： 0-5 V，0-10 V，0-20 mA 电流输出型提供过流和低于额定电 流指示 故障模式保持上一个状态或关闭 2个电流输出模件可以冗余，只需将信号线串接热电阻检测(RTD)模件 4个输入通道 支持 3线和 4线制 RTD 每个通道提供开路电流检测31第 31 页 共 31页西屋控制系统有限公司数字量输入/输出模件数字量输入和输出模件提供了一个介于厂区操作与 I/O接口总线间的数字量点 信号界面。总的来说，所有模拟量输入输出模件有如下的特性： IEEE抗浪涌能力 直观的 LED诊断/状态指示灯 点到点与点到系统的对地 1000V光 绝缘对数字量输入模件 16路微分或单边的数字量输入 2种输入等级组态 24VDC或 48VDC 125V 符合 IEC 801-2和 801-4至 6标准 过压熔断状态检测 现场电缆允许最长达 1000英尺接点输入模件 16路单边接点输入 48V带内部电压监视的卡件内电源 符合 IEC801-2和 IEC801-4至6标准 保险丝熔断检测 接地出错检测数字量输出模件数字量输出模件可以直接与处理器、机械式或固态继电器设备接口。 16路单边输出 符合 IEC801-4等级4和 IEC801-5等 级3标准 从 I/O总线到现场输出的光隔离对 对接点的时间输出周期和动作(关或保持)可用软件组态通讯 保险丝熔断检测历史事件顺序模件(SOE)SOE模件是与 I/O接口总线兼容，用来 测试历史事件顺序的子系统。这种模件监视现场点并标出点状态改变的时间标签。SOE模件是SOE子系统中的一个元素，它的功能是收集一组用户组态的接点输入状态变化的序列。控制器将扫描 SOE 事件并读入缓冲区，同步比较 SOE模件和数据高速公路的时钟，然后将信息发至两个指定站中的一个。特征： 16点单边接点输入 48V带内部电压监视的卡件内电源 符合 IEC801-2和 IEC801-4至6标准 保险丝熔断检测 接地出错检测脉冲累计模件脉冲累计模件累计现场脉冲信号输入。脉冲量输入信号可能来自位置编码器、转速计和流速计。脉冲累计模件提供多电压类型的 2个通道，它还具有执行脉 冲计数、脉冲宽度和频率的测量能力。OVATION西屋过程控制及信息技术之大成 操作员/工程师用户界面OVATION用户界面OVATION用户界面提供操作控制系统 的安全、高效和灵活性。因为使用了商业的实时操作系统，OV -ATION用户界面提供了强大的操作和维护能力。OVATION是工业领域中最可信赖和具 交互性的实时监视和控制网络。OVATION提供按照您选择的标准平台 提供用户界面：PC、UNIX、或 Java/ 浏览器工作站版本。PC版本使用 Mic-rosoft NT 4.0操作系统， 而工作站 版本 结合了 Sun微处理系统强有力的 Solaris操作系统。任意的一种平台都能作为工程师或操作员界面来完成读取和处理企业级的所有数据。操作员和工程师用户界面OVATION操作员站提供了一个高分辨 率的窗口，以处理控制画面、诊断、趋势、报警和系统状态的显示。通过工作站，用户可以获取动态点和历史点、通用信息、标准功能显示、事件记录和一个复杂的报警管理程序。OVATION工 程师站在操作员站功能的基础上增加了创建、下装和编辑过程图象、控制逻辑和过程点数据库等所需的工具。操作员用户界面特征： 三种标准平台可供选择：Solaris操作系统的 ULTRA工作站PC基准的 Windows NT 4.0Java/浏览器远程工作站 单显示器或双显示器支持，全面多 任务操作 使用开放式 Windows主题的环境， 具有包括不同的第三方组件或软件 的能力 OVATION操作员站能够完全的与 OVATION 网络网络接口，允许对 150,000动 态点进行访问 具有快速直接访问信息能力，例如 通过导向调节显示页的缩放 支持多种语言、字符集和文化背景 转换的能力 ULTRA基准平台确保多用户支撑和对 将来硬件发展的兼容性工程师用户界面特征： 执行在线控制和图形编程双重功能 广泛的功能：重新使用图形源码， 存储时间和确保图形转换的连贯性 用系统参考工具和库在线使用各种 手册 多窗口功能允许用户同时对控制、 数据库和图形进行编程 顺应工业标准(ODBC/SQL)，允许兼容其它数据库系统操作员界面通过一个面向厂区处理的窗口，OVAT-ION操作员站提供了获取控制、诊断、趋势、报警和厂区情况的实时图形接口。为了能够处理快速变化的厂区处理数据，操作员站的通讯是一个高速、确定性的 OVATION 网络网络。通过高速、高分辨率的实时显示画面来简单的回顾和分析历史、实时过程数据信息，报警画面和一套图形用户界面 (GUI)。OVATION操作员站还可提供自由格式报表和执行性能计算等功能。标准操作员特征用户可以通过选择操作员站监视器上的图标来访问标准操作员站特征：报警、组态显示、算法参数调节、浏览用户过程控制。当图标被激活，相应的标准操作员控制功能会显示在一个窗口内，它可以按照多窗口显示的格式被任意调整尺寸和移动。最多有7个不同功能的窗口同时显 示。这些窗口可以任意调用、定位和调节。操作员站可调用存储在硬盘内的由工程师站用CAD类型的图形建立器绘制的用户过程画面。过程画面可定义为任意操作员站通用和为特定站设计两种方式。为了加快调试进度，控制回路和布尔逻辑方案可以精确用工程师站绘制的图形方式在线激活和修改。OVATION操作 员站提供了一个菜单系统，来表示标准的回路和显示： 图形显示 程序执行 逻辑子系统 通用信息显示 报警显示画面 拖/放点名功能 点信息 系统自诊断测点的回顾允许用户通过一系列特性、状态、质量码来回顾点的生成： 限位：数值限位、工程范围限位、 报警限位、合理限位、数值钳位限 制、传感器限位以及限位检查移位 质量码：Bad，Poor，Fair，Good SID报警 报警检查移位 剪切块无效 报警剪切 工程范围检查关闭 合理检查关闭 数值钳位关闭 输入数值 外部校验 扫描移位 打标签 测试模式 扫描清除 超时点的信息允许操作员浏览选中的过程点的完整数据库记录，并可以调整扫描状态、报警状态、报警限位和数值。对每一幅过程画面，动态点都自动给出点击区，通过它可以快速定位过程点。点击区包含如下内容： 过程信息 点名、说明、数值和质量码 广播频率 硬件信息：I/O地址和信号类型 扫描状态(开/关) 报警状态信息(报警检查开/关，限位检查开/关)和限位(低、高、增量和 死区) 系统信息，如起始站名和系统指示一个下拉菜单能实现如下的数据采集功能： 改变扫描状态 改变报警状态 改变数值 改变限位操作员时间记录：每一个操作员的操作动作会引发 OVA-TION操作员站给标明记录事件的站点 发出一条事件消息。这个站点马上生成一个有时间标签的 ASCII码消息，并通 过 OVATION网络传给历史记录设备。 随后可在历史记录设备上显示或打印出来。每个操作员事件消息包含下列内容： 事件子类型 日期/时间(最靠近的秒) 事件说明根据事件的不同，每个消息还可能包括下列内容： 点、设备或站点名 点的