微型DCS系统 随着科学技术的高速发展，DCS技术已日益成熟。其优越、高效和可靠的性能越来越被广大工业企业的负责人和技术人员所青睐，我国国民高等教育日益普及，DCS系统在企业工程技术人员心中已不再是高不可攀的神秘技术。现在不但国内一些大中型企业都纷纷在技术改造及新建项目中都使用DCS系统取代了常规仪表，并取得了良好的经济效益；而且一些小企业从提高产品质量、减员增效方面考虑也对在其企业使用DCS系统产生极大兴趣。如上所述，DCS的使用及维护已不再是企业使用DCS的障碍，唯一的问题就放在我们DCS系统研发企业的面前：如何在保证DCS系统的可靠性前提下，对于100－200点，甚至100点以下的微型系统中我们所提供的DCS都保持良好的性价比。 上海华文自动化系统工程有限公司的研发人员集十余年的DCS系统研发及使用经验，面对市场的需求，最近推出HPCS-2000微型DCS系统。 1. 简介 HPCS-2000微型过程控制系统是在多年研究国内外多种DCS产品技术基础上，汇集了多年发电、造纸、建材、化工等生产过程控制经验最新推出的新一代DCS产品；是一个融计算机、网络、数据库、信息技术和自动控制技术为一体的工业信息技术系列产品。 HPCS是英语HUAWEN Processing Control System的缩写，中文含义为华文过程控制系统。系统的开放式结构、模块化设计技术、合理的软硬件功能配置和易于扩展的特点，不但可广泛用于电站的分散控制、钢铁企业的高炉监控、化工企业的过程自动化和造纸厂过程自动化；而且可以在保持DCS系统可靠性的前提下向广大用户提供保持优良性价比的微型控制系统。 图 1为 HPCS系统结构示意图 华文公司的微型控制系统有以下特点： 1． 可以实现网络冗余、控制器冗余、电源冗余；也可根据用户需要单机、单网、单电源配置。冗余控制器切换时间<50ms。 2． 可以一对控制器运行，也可在网络上实现多对控制器运行。 3． I/O卡件为低功耗、全金属密封。I/O卡件单一24V电源供电，对电源要求不高（DC18V-36V）,卡件平均功耗<1瓦。 4． I/O卡件具有高度可靠性：CMRR>120dB，NMRR>60dB 所有输入卡件均采取专门措施，当误接220V交流电压时输入类卡件不会损坏（保护电路动作）；DI卡件的输入方式为干触点，当外部触点的漏电阻>20KΩ时DI卡件不会误动。AO、DO卡件带电插拔不会造成输出信号扰动。 5． I/O卡件具有高度智能性：AI卡件可向外供电，在同一块卡件上可通过软件分别设定每一通道的信号种类如TC、RTD等。所有卡件均可冗余配置。 6． 控制器配置方法灵活多样，可以在I/O卡箱中插入一只控制器，或两只控制器（冗余配置）也可不在I/O机箱中配置控制器而用操作员站兼作控制器（华文公司提供ISA接口的双机切换通讯卡），或在I/O卡箱中插入一只控制器，操作员站另兼作控制器以形成控制器冗余配置。 7． 控制器软件符合IEC61131-3标准，支持梯形图、功能块图及文本方式组态。控制器软件自带OPC服务器，用户可自由选择使用所熟悉的上位机软件。目前控制器所使用的操作系统为裁减后的Windows-NT(17M)，六月份将推出基于RT－Linux操作系统的控制器软件。 8． 控制器硬件部分由以下几部份组成： 1） 军用104总线CPU卡（其上无铝电解电容器）：CPU为奔Ⅱ266MHZ；卡上含3网口，其中两个为实时数据通讯口（冗余）另一个用来作为双机之间的数据备份口。 2） 双机切换通讯卡：通过冗余高速串行总线与I/O卡通讯，通过硬件进行双控制器运行状态（主/辅）的切换。其功能类似与上海新华公司DPU中的344卡。 3） 电源、外壳等附件 9．I/O卡件主要技术数据 类 型 通道 信号范围 模拟量输入AI（1） 8 电流4～21mA、 电压 ±15mV、±50mV、±100mV、±500mV、±5V、热电偶K/E/S 分度。可向外供电每一通道可通过组态单独设定信号类型。定时自动校准零度及满度。 模拟量输入AI（2） 8 热电偶K/S/E 等 ，热电阻PT100、Cu50等每一通道可通过组态单独设定信号类型。定时自动校准零度及满度。 数字量输入DI/SOE/CI 16 干触点/晶体管/BCD码输入软件消抖动处理，作SOE时分辨率<1ms 查询电压24V或48V做计数卡时计数频率为1Hz～50KHz，无需后备电池 模拟量输出AO 4 电流4－20mA 可双卡冗余配置。带负载开路及故障指示。 开关量输出DO 16 无触点继电器输出，AC220V 0.1A或DC220V/0.1A 逻辑量保护卡LPC 16DI/6DO 逻辑保护关系由硬接线实现，CPU及PCU不参与控制。可多块卡组合进一步形成复杂逻辑关系的保护。自带电池，系统断电后，逻辑保护功能仍存在。 脉冲量输入PI 4 1～20KHz无源晶体管输入，查询电压5V/15V/24V有源波形输入Vpp>0.2V旋转编码器相位信号输入 回路控制卡LC 单回路，每个回路接模拟后备手操器 数字量输出6路 继电器触点NC/NO输出DC30V/2A模拟量输入2路 4～20mA/0～10V/-5～+5V模拟量输出1路 4～20mA/1～5V数字量输入6路 干触点/晶体管输入/采样电压24V或48V 伺服控制卡LC-S 单回路，可接开关后备手操器 模拟量输入8路4～20mA/0～10V/-5～+5V模拟量输出2路4～20mA/1～5V数字量输入2路，干触点/晶体管输入/采样电压24V或48V数字量输出6路，其中4路可直接作为伺服放大输出 测速卡MCP， SDP 4 1～8000r/minVpp>0.2V,30齿/37齿/60齿可选 高速采样卡 MCP—OPC 1 1000Hz～4095Hz 伺服阀控制卡VCC，VPC 一个伺服阀 模拟量输入2路 位移传感器直接波形输入模拟量输出1路 0～40mA/-40～+40mA数字量输入8路 干触点/晶体管输入/采样电压24VDEH TV/GV/IV 手/自动逻辑MEH LP/HP 手/自动逻辑 汽轮机超速控制与保护卡 OPC 三选二 数字量输入 8 路数字量输出 2 路 下图所示为由单只PCU所构成的微型DCS系统。 说明：I/O卡箱的宽度为19英寸，高度为3U。 说明：导轨箱内插入I/O卡件后的情形 说明：I/O 站导轨箱背面图 说明：I/O 卡件侧面图 我们的这一产品所用的部件（控制器、I/O）都是按照大型DCS系统的要求设计的。但充分考虑了小型用户的需求，除了常规的软硬件设计、可靠性设计外，还精心进行了价值工程方面的考虑，以满足用户在价格方面的需求。 我们仅仅为用户提供了一个硬件平台，我们相信广大用户一定可以在此舞台上演绎出有声有色的节目来（如锅炉控制、蒸发器的控制、造纸过程中流浆箱的控制、食品行业中的发酵控制等）。用户若有兴趣可与我们进一步联系，我们热切期待着广大用户的指教。 fws123@online.sh.cn hwzdh@huawen.net.cn