优质稳定—打造最优秀的自动化系统产品UW500集散控制系统简介浙江大学工业自动化国家工程研究中心是建立在控制理论与控制工程、检测技术与自动化装置国家重点学科基础上的集博士学位授予点、博士后流动站、国家重点学科、国家重点实验室、国家工程研究中心为一体的全面发展的教学、研究群体。其主要任务是:以大型工业过程为背景,开发对国民经济有重大影响的关键性技术,使其形成标准化、系列化、商品化的成套技术和成套设备;开发集散控制系统,现场总线自动化仪表及装置;开发为综合自动化系统服务的工程实时数据库技术、先进控制与过程优化技术及其成套软件;向企业集团和全国大中型企业进行技术转移与扩散。在孙优贤院士、王文海博士等学术带头人的带领下,研究开发团队长期专注于集散控制系统、可编程控制器、智能仪表、控制工程应用软件平台、大型装备自动化系统的研究开发与产业化;承担国家计委工业自动化高技术产业化重大专项3项,具有扎实的科研积累与丰富的技术经验;形成了独具特色的具有自主知识产权的计算机控制系统技术体系,在可靠性设计技术、数据I/O技术、实时控制技术、实时数据库技术、工业网络技术、软件平台技术等关键核心技术上有11项重大创新与技术突破。近5年,在工业自动化领域,作为第一、第二完成人获国家科技进步二等奖1项,省部级一等奖3项,二等奖1项。取得软件著作权11项,专利10项。浙江大学工业自动化国家工程研究中心,总结其在工业自动化领域数十年的理论研究、技术积累与科研成果,研究开发了新一代主控系统——UW500集散控制系统。已广泛应用于化工、制药、炼油、石化、钢铁、能源、建材、轻工、造纸、环保等行业。杭州优稳自动化系统有限公司,在浙江大学控制工程国家实验室大楼建立联合技术中心,具有领先的创新意识和丰富的技术资源,负责昀新一代控制技术的产业化推广与服务。业务与产品涉及:智能仪表、可编程控制器、集散控制系统、安全控制系统、控制工程应用软件平台的研究开发、生产制造与销售服务。公司信奉“求实、创新、敬业、专业”的价值观;坚持“人才为根本、市场为先导、质量为生命、共赢为目的”的经营理念;经过科技创新与市场拓展的磨练,形成了一支结构合理、经验丰富、团结奋进、敢于拼搏、勇于创新的企业管理、研究开发和工程服务的人才队伍,研究开发人员50%以上具有硕士或博士学位。浙江大学工业自动化国家工程研究中心UW500集散控制系统产品简介1.系统概要依托浙江大学综合性学科优势,吸收浙江大学控制工程实验室、浙江大学工业自动化国家工程研究中心、浙江大学工业控制技术国家重点实验室、浙江大学工业控制技术研究所数十年的科研成果,结合自身长期的科研攻关与技术创新积累及其丰富的工程应用经验,经过创新突破、持续改进、历经考核,形成了优质稳定、先进实用、友好开放的新一代主控系统——UW500(UWinPAS500)集散控制系统。已广泛应用于化工、制药、炼油、石化、钢铁、能源、建材、轻工、造纸、食品、环保等行业。UW500集散控制系统系统结构图2.技术特点UW500集散控制系统基于全智能化、全数字化、全网络化设计思想;采用分布式多处理器智能化体系结构;具有模块化柔性设计,各模块智能自治、分工协作;实现过程控制、逻辑控制、顺序控制综合;支持先进控制与过程优化算法集;提供开放数据接口与工业网络接入;具有可靠性高、系统开放、功能强大、维护简便的特点;是优质稳定的新一代主控系统。2.1可靠性高:不断提高产品可靠性硬件冗余设计:电源模件热备冗余,支持双电网输入,并具有过压、过流保护;控制网络与系统网络均采用双重化冗余,零切换时间;控制模件双重化冗余,保证控制连续性;系统内置所有的开关量和模拟量的输入表决算法、输出表决算法、输入输出自检和故障报告机制,无需用户编程,只要组态配置即可自动实现冗余设计;高可靠I/O模块:点点隔离、点点互隔、点点配电、在线点点更换,可满足核电、紧急停车等高可靠性高安全性领域要求;部件智能设计:I/O模块、I/O模件、控制模件、通讯模件均配置微处理器或多处理器,自主处理,分布协作,可靠性高,适应性强,支持模件自我诊断、故障隔离、在线插拔、在线维修;智能调理技术:支持模拟量(电压/电流/热电阻/热电偶)通用输入,软件配置类型、全量程高精度、无损数字传输、自诊断自校正、免调校免维护;电磁兼容设计:抗瞬变快速群脉冲干扰,信号端1000V,电源端2000V;射频干扰抑制,发射功率5W/0.5m;低功耗设计,无需要强制散热;运行安全设计:多用户分级分区域安全机制;实时数据掉电保持,冗余校验,快速恢复,保证系统信息安全;制造质量控制:严格元器件的进货、检验、老化、筛选工作;部件高温老化72小时;整机全面测试及连续运行考核120小时;严格遵循国际《ISO9001质量保证体系》,贯彻于系统设计、开发、研制、生产、服务全过程;2.2系统开放:遵循标准,以不变应万变系统分布式、硬件模块化、软件组件化。整个系统可分步实施,并根据需要不断进行横行或纵向扩展;既可用于化工、制药、建材、轻工、化肥、城市工程等行业中的小型装置的控制,也可用于电力、石油、化工、冶金等行业中的中型装置和一些联合装置的控制;客户-服务器模式和Internet/Intranet浏览器技术,可伸缩性柔性结构,根据系统规模大小,可以将不同站点设计成I/O服务器、报警服务器、数据服务器、登录服务器、校时服务器、客户机等,灵活进行系统扩展;通用模拟量输入,不需调整硬件配置(不必更换任何器件或进行任何硬件设置或跳线),支持工业标准信号,如热电阻、热电偶、电流、电压、II/III型标准信号等的全范围输入,只需软件设置信号类型、信号量程,并确认接线即可;浙江大学工业自动化国家工程研究中心全方位开放设计,支持ActiveX、OPC、ODBC;提供与常用的MIS数据库的直接接口;完全实现OPC规范;提供OLE自动化服务器接口、DDE数据交换接口、驱动程序接口等将系统全方位的开放于用户,允许用户进行功能扩展与个性发挥;符合IEC61131-3标准的组态语言,包括功能块图FBD(FunctionalBlockDiagram)、梯形图LD(LadderDiagram)、SFC、结构化文本ST(StructuredText)、IL等;基于模块化的系统硬件、开放化的软件平台、专业化的应用软件,进行灵活集成与巧妙组合,满足不同层次、不同场合用户的需求。2.3功能强大:公欲善其事必先利其器系统完全基于构件结构,各模块独立性强,系统稳定,扩展系统和引用第三方软件方便;灵活方便的报表组态方式,可形成多种多样的报表;输入输出仿真软件包,多种仿真手段,检查实施方案的正确性,节省成本;UWinTech控制工程应用软件平台,基于中文WindowsNT/2000环境,全面支持ODBC、OPC、ActiveX、TCP/IP协议;多媒体操作界面色彩丰富,动画显示形象生动,在线帮助思路清晰,易学易懂不需专门培训;透明的网络管理技术,无需任何网络编程知识和经验,在单机上无需联网即可完成分布在多区域的多机分布式监控系统的组态开发;提供148种标准算法模块和高级控制算法,先进的图形组态方式,形象直观,只需指定模块,拖拉连线,填写参数,无需编程即可生成系统;UWinRTM实时控制软件,结合浙江大学数十年控制理论与控制工程研究成果,扩展IEC61131-3标准控制语言,支持先进控制与过程优化算法集。2.4维护简便:满足用户是技术持续改进的目标IO模件配置组合工业接线端子组,取消机笼、机笼底板、端子板及其连接电缆,机柜内部互连规范化,做到“服务始于端子”,方便用户使用与维修;在线故障诊断技术,自动确定故障点,模板可带电插拔,在线修复;模板智能化、多功能、类型少、易维修,消除配置浪费、减少备件;模拟量输入类型及数字量输入输出模式可软件设置,选型方便、改型容易;模块化结构,方便用户按需要逐步进行系统扩展和升级;基于视窗技术的系统软件,易学易懂,方便用户自行维护;始终以满足用户广泛需求为新产品开发宗旨,收集用户关于产品功能、技术、性能、价格方面的要求,通过细致深入的工作,确保提供昀先进适用的产品;远程技术支持,及时迅速地提供系统指导、培训、维护服务。3.网络结构UW500集散控制系统采用三层网络结构,分别是管理网络MNet、系统网络SNet、控制网络CNet。CNet连接各个功能模板;SNet采用工业以太网,可连接多套控制站,或多台操作站/工程师站,并通过MNet可连接MIS/ERP。UW500集散控制系统网络结构图管理网络实现不同单元装置或生产车间之间的协调控制、数据通讯;企业内多组装置或生产过程的管理数据通讯;大型工业过程各子系统间的协调控制与调度管理。系统网络是UW500集散控制系统连接工程师站、操作员站和现场控制站等节点的实时工业网络。实现现场控制站、操作员站及其相互之间的数据传递,保持数据的一致性。系统网络采用工业以太网,符合IEEE802.3标准;采用可靠性高的热备冗余结构,可以保证在任何一条网络失效的情况下不影响系统通讯。系统网络的昀大通讯距离与集线器/光端机的个数和使用的通讯介质有关。双绞线每段昀大长度为120m,光纤每段昀大长度为1850m。系统网络涉及的硬件有操作站/工程师站、控制站、集线器/光端机以及传输介质,系统网络设计的昀大节点数为64个。其中操作员站/工程师站32台,现场控制站32台。控制网络是控制站内部使用的冗余实时网络,实现控制站内部的I/O模板和控制模件之间的互联和信息传递。控制网络昀多节点数为64点。浙江大学工业自动化国家工程研究中心4.硬件体系UW500集散控制系统基于全智能化、全数字化、全网络化的设计思想,采用多处理器智能化体系结构。控制站硬件包括控制模件、通讯模件、电源模件、I/O模件、机柜及其附件。功能模件之间冗余控制网络相互连接,控制站采用工业以太网连接操作站/工程师站,工业以太网可冗余配置。UW500集散控制系统I/O模板结构示意图功能模板是控制站内部完成特定任务的硬件板卡、运算处理单元、应用软件的组合。功能模板智能化,具有独立性、自主性,并及时有效地完成所分担的局部任务。功能模板通过冗余控制网CNet互连,包括:控制模件;集成高速处理器、冗余控制网络与冗余系统网络,解释运行所设计的控制策略,并支持数据同步与冗余切换;模拟量输入模板;实现模拟量点数据的类型选择、程控放大、数据采集、故障诊断、数字滤波、温度补偿、线性校正、工程转换等,支持通用输入;模拟量输出模板;实现模拟量点数据的校验、锁存、保护输出,可以根据配置要求在异常情况下,实现数据输出保持或输出指定设定值;数字量输入/输出模板;实现数字量的输入/输出,包括数字输入的抖动消除、变化时间戳生成、实时响应;数字输出的校验、诊断、掉电记忆、上电保护等;通用模拟量输入/输出模板;实现模拟量输入或模拟量输出的混合,支持点点隔离、点点配电、点点在线更换。UW500集散控制系统控制站结构示意图功能模板具有可靠性高、功能强大、维护方便的特点:控制模件支持1:1热备冗余配置,无扰动切换;I/O模板均带有冗余切换机制或备份机制;电源组件支持冗余配置,并联使用,均流运行;I/O模板智能化,运算与处理能力有效分散,大幅度降低控制模件运算负担与网络通信负荷,使得模板级运行状态检测和故障诊断能力得以提高;采用现场总线技术取代并行总线,有效隔离各模板故障;热插拔设计,支持在线维护,无需设备停机;模块采用智能调理与信号隔离技术,通道全隔离,无需另配隔离器,将通道窜入的干扰拒之门外,并支持隔离配电功能;模板均有状态指示灯,包括运行、故障、网络等,各模板运行状态一目了然。系统规模:根据用户需要进行昀佳配置,满足绝大多数工业控制场合需要每套控制站控制模件可支持32块I/O模板,即具有昀多512个通用模拟量输入,或512个模拟量输出,或1024个数字量输入或输出,可构成256个PID控制回路;系统网络支持32个控制节点(或16对冗余的控制节点),系统昀大规模:AI:1638