1. 简介
DLCS-2000分散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、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。

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，可广泛用于电站的分散控制、电厂调度和管理信息系统、变电站监控、电网自动化、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。

系统结构示意图

在构成应用系统时，过程控制单元PCU可根据I/O规模大小决定机柜数量，人机接口站HMI可根据用户操作的不同决定配置的数量与规格

2．特点

• 硬件-----硬件跟随计算机发展潮流。人机接口（HMI）采用标准工业PC机。 I/O卡件采用低功耗、全密封设计。卡件平均功耗低于1W，封装标准为IP50，可有效防止各类粉尘。主控单元PCU采用标准军用PC总线结构，采用先进的热管技术将CPU工作时发出的热量导至金属封装外壳，彻底取消内部风扇，大大提高了主控单元的可靠性。
  
  
• 软件-----主控单元PCU采用Linux系统软件，可以有效地防止各类病毒的侵害。人机接口采用Windows NT操作系统。方便直观的符合IEC-61131-3的PCU图形组态软件、图形显示、报表、控制、记录统计的生成工具软件。
  
  
• 系统的可伸缩性----- DLCS-2000主要面向的是中大型过程控制系统。但也充分考虑了数百点甚至一百点以下小系统的需求。DLCS-2000的每一个I/O机箱都可单独构成一工作可靠、配置灵活、性能完善的过程控制系统
  
  
• 通讯------采用成熟的计算机网络通讯技术，构成高速的冗余实时数据网，符合IEEE802.3标准，通讯速率10Mbps/100Mbps。
  
  
• 显示-----高分辨率显示，分辨率1280×1024或1600×1200。窗口显示及三维空间的显示画面。
  
  
• 一体化-----通过以太网（Ethernet）与其它信息网络联接，从工业生产过程控制、测量、生产管理信息一体化。
  
  
• 汉化-----全汉化显示、支持中英文显示界面。
  
  
• 网络-----实时数据网（A网、B网）冗余网络，传递实时数据，支持1～250个网络节点。信息数据网（C网）实现数据库文件与打印共享，传递系统非实时性文件信息。
  
  
• 容量-----分布实时数据库，对网上各节点透明，全局数据容量达64000点模拟量，64000点开关量。
  
  
• 实时性-----1秒内可更新所有全局点，1秒内调出任何图形显示，50ms的控制周期。
  
  
• 开放性----除可接本公司的I/O模块外，通过本公司的协议转换站还可接其它常用的现场总线如HH、HART、PROFIBUAS I/O系统、各种PLC、厂级MIS和其它控制系统。
  

• 发展-----硬件与软件跟随国际工业主流产品同步发展。
  
  
• 功能-----集模拟量控制、顺序控制、数据监视和记录于一体。
  
  
• 可靠性-----系统经可靠性设计，采用冗余技术，容错技术，双路电源供电，保证系统MTBF≥150000小时。
  
  
• 备件-----标准化与系列化，备件种类大大减少。
  
  
• 维护-----通道级的自诊断程序，CRT自动报警与显示，可实现快速带电更换，MTTR<5Min。
  
  3. 硬件结构

  3.1 整机结构

  在系统中，现场控制柜的硬件非常重要，它直接关系到整个系统的安全性。现场控制柜中主要有冗余电源组、过程主控控制单元（PCU）、I/O站、风扇箱、电源切换箱等。

图是现场控制机柜的外观图

3.2 机柜

系统采用的机柜是按国际标准制作，尺寸为800mm×600mm×2200mm，具有通用、容量大和方便灵活等特点。机柜内部安装方式为：由上至下为冗余直流电源组、PCU、IO导轨箱与卡件、交流进线配电箱等。

3.3 过程处理单元PCU

过程处理单元PCU是DLCS-2000过程控制站，存储系统信息和过程控制策略与数据。它包括：现场总线的通讯与控制、实时网络(Data Highway)的数据交换、过程控制逻辑与回路调节算法的计算执行等功能。PCU、实时网络及现场总线都是冗余配置

图是装有PCU的I/O站外形图

3.4 IO卡件

I/O卡件完成现场数据的实时采集与控制输出。所有的I/O卡件都必须通过I/O卡件上所具有的96线欧式插针插入I/O卡件专用导轨箱内才能工作。导轨箱后背有总线插槽，卡件的电源和通讯由总线完成，I/O现场信号的输入与输出也从板后的插座转接后引出，对于中小系统而言现场电缆可直接连在弹簧压接式端子上（可直接接入2.5mm2的导线）。I/O卡件与PCU之间以串行总线方式通讯，在I/O卡与PCU之间不存在类似于数据转发卡、站控制卡、中继器一类的部件。一般情况下系统也无需另配端子扩展柜，不但降低了成本而且也大大提高系统的可靠性

3.5 系统电源组件

系统直流电源可分成内电源与外电源两大部分。内电源是供机柜内计算机系统的电源，由两部分组成：一组供PCU及导轨箱内的I/O卡件，电压为24V。外电源是供信号调理端子板及外部变送器的电源：一组供模拟量信号调理及外部变送器，电压也为+24V；另一组专供开关量查询，电压为+48V。（开关量查询电压也可用＋24V或更高的电压）

3.6 柜内配电箱

现场控制柜以单相工频交流电源供电，额定电压为220V，电压允许范围在180V-260V之内。电源采用冗余配置，即双路供电：两路独立单相电源，同时接入配电箱，经内部切换后再送至各直流电源组件的输入端。配电箱的另一作用是提供现场的维修电源。

4. 软件特点

4.1 遵循IEC61131-3标准，更加完善的编程体系

• 全面遵循国际IEC61131-3,编程更加灵活高效
• 提供梯形图（LD）、功能块（FBD）、指令表(IL)、结构文本（ST）编程语言
• 支持标准的变量定义
• 支持标准的功能和功能块
• 提供外部接口，容许用户使用C++编写自己的控制算法

4.2增强的双机冗余

• 支持双设备冗余
• 用户可以设定冗余切换方式

4.3 强大的在线下装和调试

• 单步、断点调试程序
• 在线编辑、动态更新、参数回读

4.4 完善的帮助文档

提供内容丰富地在线帮助和编程手册，便于客户地学习和使用。

5. 技术性能

DLCS-2000分散控制系统的网络结构

DLCS-2000系统的通讯网络是建立在国际标准化组织（ISO）提出的开放系统互连（OSI）标准基础上，符合IEEE规范和TCP/IP协议。

DLCS-2000的系统网络分为机组级DCS网络和厂级监控信息网络，DCS网分为实时数据网与信息数据网二部分，均采用以太网。

（1）SIS厂级监控信息网

DLCS-2000的SIS厂级监控信息网连接SIS系统中各底层的实时控制系统DCS及高层的HMI，如值长站、计算站、负荷分配站、通讯网关、Web服务器等。

SIS厂级监控信息网采用以太网。

通讯协议：IEEE802.3

通讯速率：100Mbps

通讯介质：光纤

（2）DCS实时数据网

DLCS-2000的DCS实时数据网连接过程处理单元PCU、操作员站OPU、工程师站ENG、历史数据站HSU等不同的节点。高速传递实时数据、组态信息、控制指令。

DCS实时数据网采用1：1冗余结构。1：1冗余通讯接口卡，设计了传输出错检测技术，任何一条网络故障都不会影响通讯，增强了系统的安全性与可靠性。

• 通讯协议IEEE802.3广播方式。
• 通讯速率10Mbps/100Mbps。
• 通讯介质无源同轴电缆、双绞线或光纤。
• 支持250个节点。
• 节点间距离100米--40公里。
• 全局实时数据库容量：64000点模拟量，64000开关量。

（3）DCS信息数据网

DLCS-2000的DCS信息数据网，单网配置，连接操作员站OPU、工程师站ENG、历史数据站HSU等节点。为HMI担任快速高效的信息传递通道，用于机组级文件及打印共享。

(4) I/O网络

• 1：1冗余的工业控制网络
• PCU、I/O站接口卡冗余配置
• 命令/响应方式，主从结构
• 高速串行总线通讯速率345K～1Mbps，EIARS-485规范。
• 通讯接口光电隔离
• 通讯介质，双绞屏蔽电缆
• 节点可达250个
• 分布式测控，最大分布距离40公里
• 支持远程I/0

通讯系统

DLCS-2000 I/O卡件主要技术数据

• 网络类型：以太网Ethernet
• 传送速率：10M/100Mbps
• 带站能力：250个
• 传输介质：无源同轴电缆或光纤
• 通信最大距离：40km
• 通讯约定协议：广播式，点对点

提供广播所有网上设备的高速数据链路。所有节点共享整个DLCS-2000分布式全局数据库，无通讯瓶颈。

无主站

每秒广播640,000过程点。

所有PCU站和HMI站均挂接于实时数据高速公路，实现数据通讯。而所有HMI站与信息以太网连接，使非实时管理信息与实时控制信息彼此分开，真正实现信息控制。

通讯总线负荷率不大于20%。

• 与厂级监控信息系统SIS的通讯

网络类型：以太网Ethernet

速率：100Mbps

传输介质：光纤

软件功能

DLCS-2000系统操作员站使用Windows 32位操作系统。CRT分辨率高达1280×1024，图象更新速度和画面调出速度小于1秒。DLCS-2000提供工程师过程控制语言，过程控制组态基于图形CAD方式，符合国际标准IEC-61131-3。

可靠性措施

为使系统具有强抗干扰能力（抗干扰能力符合《火力发电厂分散控制系统技术规范书》的标准），DLCS-2000系统采取以下措施：

• 冗余配置
• 控制器（PCU）1:1
• 电源(PCU、I/O、M/A电源、变送器电源、DI查询电源)1:1
• 数据高速公路1:1
• 操作站多台互为备份
• 电源系统：分散且冗余
• 自诊断：各个标准站中，自诊断功能在站正常执行过程中同时运行，并不影响过程的实时能力，并能自动退出故障系统，同时在人机接口站上有相应报警信息产生，且I/O板上LED显示。
• 网络差错控制：信息传递采用CRC校验，并具有丰富在线自诊断手段。
• 无扰切换：PCU冗余，并可实现自动无扰切换。
• I/O卡件：提供可靠的光电隔离和半导体隔离卡件，其共模抑制比达120db，抗共模电压500Vp-p；其串模抑制比达60db，抗串模电压30 Vp-p，允许带电拔插。所有I/O卡件误接AC220电压卡件不会损坏。

电源

• 交流进线方式：双路供电，互为备用。
• 交流输入：220VAC 50Hz(180V-260V)
• 输入容量：1500VA
• 直流稳压电源双路冗余配置，高选输出
• PCU电源：24V功率350W
• IO卡件箱供电：24V 功率350W
• 外部端子板及变送器供电：+24V 功率350W
• 外部开关量查询电压供电：+48V 功率150W

机械特性

现场控制柜: 800mm× 600mm×2200mm

工作环境

运行环境温度：-20℃～+60℃

存储温度:-40℃～+85℃

运行环境相对湿度：10～95%(不结露)

6. DLCS-2000系统的技术性能指标

6.1. 精确度

• 模拟量输入大信号误差：≤0.1%（0－55℃）
• 模拟量输入小信号误差：≤0.2%（0－55℃）
• 模拟量输出误差：不大于0.2%
• 事件顺序记录(SOE)时间分辨率：<1ms
• 系统内时间同步误差：

I/O站内（各I/O板之间）不大于0.25ms

I/O站间<1ms

6.2 抗干扰能力

• 模入通道共模干扰抑制比：>120db
• 模入通道差模干扰抑制比：>60db
• 输入回路绝缘强度 1000V
• I/O卡件的电磁兼容性通过 CE—EMC测试认证 。

6.3 网络性能

• I/O网络通信速率：Bitbus375K～2M bps，以太网10Mbps。
• 系统网络通信速率：10M～100M bps

6.4 实时性

• 实时数据扫描周期：开关量50ms；模拟量100ms
• 控制周期：50～5000ms可调
• 实时画面响应时间：<1s

6.5可靠性措施

• 冗余电源
• 冗余系统网络
• 冗余分布式处理单元（PCU）
• 冗余I/O模块
• 带电更换板件
• 模出保持（配置专用电源模块后在系统失电的情况下仍保持30mim时间）
• 系统可靠性评价
• 系统平均无故障工作时间（MTBF）和可用率：
• 系统MTBF不低于150000h。
• 系统可用率不低于99.95%

6.6电源性能

• 交流供电：220VAC±20%，47～53HZ
• 直流输出：现场电源模块24V最大负载时压降不大于1%。
• 纹波系数：现场电源模块不大于1%，系统电源模块不大于1%。
• 保护：

过电流保护：负载达到额定值105%～150%时保护

过电压保护：输出电压达到标称值140%～170%时保护

6.7 容量

• 分布式处理单元（PCU）最大容量

I/O点数：1536点控制回路数：32路

根据系统负荷、系统控制周期、控制机柜的物理空间容量要求，一个I/O站的控制回路数及I/O点数建议为：

-脉冲量输入、模拟量输入/输出点数:≤192个

-中断开关量(SOE)点数：≤384个

• 历史数据库容量：16000点，典型3个月，最长取决于硬盘。
• 实时画面数量：>500幅，取决于硬盘。
• 每幅画面动态刷新点数量：>512。
• 系统网络节点数量，总数250个

工程师站（ENG）/操作员站（HMI）：40个

分布式处理单元（PCU）：80个

• 报表：基于Excel，数量与容量没有限制。

6.8系统负荷率

典型配置情况下：

• 操作员站（HMI）<40%
• 分布式处理单元（PCU）<40%
• 系统网络<20%

6.9对现场信号的接口特性

• AI输入阻抗

电压型信号 10MΩ

电流型信号 250Ω

• AO最大负载（24V供电）

4~20mA 750Ω

0~10mA 1KΩ

• DI干接点

查询电压48V时导通电阻小于10KΩ

关断电阻大于100KΩ

查询电压24V时导通电阻小于5KΩ

关断电阻大于50KΩ

• DO最大负载能力

阻性：250VAC 10A 30VDC 10A

感性：250VAC 4A 30VDC 4A

• PI 频率50KHZ

各种I/O信号回路均加有过压及过流保护电路，防止从信号线串入高电压及大电流造成内部系统的损坏。