HPCS4000+系统介绍20090927 (1)

0 概述

HPCS4000+系统是京仪华文自动化系统工程（上海）有限公司推出的一种新型的分散控制系统（DCS），它继承和发扬了传统DCS的优点，实现了控制功能分散，显示、操作、记录、管理集中。系统采用计算机技术、图形显示技术、数据通信技术、先进控制技术等多种先进技术，实现结构优化、功能强大、软件易学易用、界面简洁现代、组态得心应手、通信系统开发、维护管理手段先进，集数据采集、过程控制、生产管理于一体的先进控制系统，能满足不同规模的生产过程的控制和管理需求。

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，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。

1 系统结构

图1 HPCS系统网络结构拓扑图

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HPCS 在构成应用系统时，过程控制单元DPU数量可根据工程规模的大小配置1-个过程控制站，人机接口站HMI数量1-128个节点。

2 系统特点

2.1 宽温范围的设计，提高了可靠性和适应性

选型上采用宽温范围的工业级器件，所有模块、DPU、电源都能够工作温

度：-40～+85℃，工作湿度：20～90％RH，非冷凝环境下长期运行，可以将控制站放置在现场设备端或露天的场合，构成远程控制站，为用户节省大量的控制电缆。

2.2 设计上采用低功耗器件，提高了可靠性

采用低功耗器件，DPU也无需风扇散热，模块化结构全密封封装，，减少粉尘腐蚀，极大地延长了使用寿命，提高了系统工作的稳定性和可靠性。

2.3 系统中所有模块（DPU、I/O）均可带电插拔，可以在运行中更换I/O底座。 2.4 全方位冗余确保系统可靠

通过技术创新，采用全方位的冗余、容错等技术，使控制网路、IO模块、DPU、电源和系统网络可以做到全冗余，局部故障时不会影响整个系统的工作，确保可靠性。

2.5 高速、可靠、冗余的通信网路

系统采用实时数据网和H-i现场总线二级通信，实时数据网采用无服务器的

对等网结构，网络采用冗余的工业以太网，负责各节点（包括过程控制站、操作员站和工程师站等）间的实时信息和控制命令的通信。H-i现场总线网络采用冗余结构，系统专用控制网路，采用例外报告和变速率扫描方式，大大地提高网络的工作效率和数据的实时性，系统高速可靠。 2.6 高度集成的组态调试环境

数据库组态、控制策略、画面组态不再是各自的应用程序，而是可以进行相互交叉引用和检索。例如在控制策略组态的同时，帮助用户生成画面的手操器；也可利用手操器，帮助调试相关的控制策略；又如可以同时检索测点在画面组态及控制策略中的使用情况。通过集成环境，使得用户输入的数据得到最大的程度的使用；

2.7 创新的配色方案对象，解决其他软件存在的颜色变更问题

利用配色方案，在画面对象颜色和最终显示颜色之间，建立一个逻辑颜色

层，为项目中使用的各种颜色赋予逻辑意义。这样不仅为画面组态提供了一套标准颜色方案，而且非常便于修改颜色及其逻辑意义的对应关系。

2.8 全新设计的实时数据库，大大缩短数据更新及操作的速度

采用动态订购/发布的模式提供数据，可以随时变更需要访问的测点数据，可以随时订购各个控制器中多达50多万的数据项。通过修改数据发布模式，大大缩短实时数据的更新和操作速度； 2.9 完善的记录和集成的访问工具，为进行数据分析提供高效的平台

HPCS的数据分析在一个工具中完成，同时观察历史趋势、相关报警、事件记录、SOE记录。各种信息在时间轴上依次展现。用户可以全面掌握一段时间之内系统的各种信息变化；

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3 HPCS硬件介绍

3.1. 过程控制站--DPU 3.1. 1 硬件结构

过程控制器（DPU）控制系统中的重要部件，为提高其可靠性，减少连接环节，

设计上采用一体化结构，即CPU、冗余H-i控制网路口（可达1M）、冗余100M工业以太网、内存、电子硬盘、电源和状态指示一体化。低功耗过程控制器。 电源供电：24VDC 0.1A

外观图如图2所示，图中是冗余的过程控制器安装外观图。

图2 冗余的过程控制器安装外观图

图3 过程控制器印版外观图

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3.1. 2 主要功能

DPU采用实时多任务操作系统RT-LINUX，应用软件为自行研发的嵌入式控制器专用软件，主要功能有：  接收智能IO模块采集的数据；

 接受操作员站的操作指令；

 接受并执行系统工程师站下装的控制策略；  向智能IO模块发送控制指令及数据；  向HMI发送实时数据；  和第三方通讯；

 实现自动冗余和数据同步。

3.1. 3

主要特点

 低功耗CPU的应用，使得DPU无需使用风扇冷却，延长了使用寿命，提供了系统的稳定性和可靠性。

 数据通讯采用独创的双H-i控制网,控制网采用例外报告和变速率数据传输。系统网采用双工业以太网同时发送，网络流量均衡控制，有效防止网络风暴和数据的可靠传输。

 控制器可以在线或离线组态，无需进行编译下装，提供了工作效率，加快了系统的投运和维护时间。

 可靠的故障切换和安全恢复机制，解决控制器故障时系统安全运行。

3.2. 智能IO模块

主要技术指标                  

采用高性能低功耗的十六位处理器。

完全隔离的冗余H-i通讯口，基准通讯速率500 kbps，可达1Mbps。 看门狗功能使得模块离线后能自恢复。 通讯故障时输出自保持。

模拟量输入可通过通道接线方式选择回路供电，支持两线制仪表，每通道可向外供电最大电流100mA。

输入模块通道间耐压＞250VAC,输入通道误接220V电源不损坏通道。 SOE时间分辨率小于1ms。

通讯与信号侧隔离电压≥1500V。

模块电源和通道回路使用自恢复电子保险丝，多级过流保护。 模块可以远程就地安装，无需使用空调设备。 模块和端子采用可脱卸方式，模块支持热插拔。 现场电缆直接连接到模块端子座上，无中间转接端子。 各类型模块均可冗余配置。 地址：8位开关拨码确定。 抗共模电压 ≥ 250V。

CMRR≥120DB SMRR≥60DB。 工作温度：-40～+85℃ 。

工作湿度：20～90％RH，非冷凝。

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 静电放电ESD: > 2KV。

图4 智能IO模块印版外观图

智能IO模块主要技术数据

序号 类型 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 模拟量输入AI模块 模拟量输入TC模块 模拟量输入RTD模块 模拟量输出AO模块 转速测量MCP模块 晶体管输出型DO模块 继电器输出型DO模块 16通道晶体管MOS继电器（负载：型开关量双端输出 400VAC、80mA) 8通道干接点开干接点（负载：关量双端输出 250VAC、5A） 0.8W 0.7W（空载） 1.5W（满载） 0.8W 8通道三线制输入 通道 测量范围 功耗 0.7W 8通道双端输入 4~20mA，1-5V 8通道双端输入 B、J、K、E、S、R、1W mV PT50、PT100、Cu50、1.1W Cu100 3.2W（满载） 0.8W 4通道双端输出 4~20mA 4通道双端输入 30~10000Hz 晶体管脉冲16通道晶体管MOS继电器（负载：输出PO模块 型开关量双端输出 400VAC、80mA) 开关量输入DI模块 时间顺序记录SOE模块 16通道干接点双端输入 16通道干接点双端输入 干接点，查询电压：0.7W 48VDC 干接点，查询电压：0.7W 48VDC 干接点，查询电压：0.7W 48VDC 干接点，查询电压：1.5W 计数CI模块 16通道干接点双端输入 逻辑保护32通道干接点信LPS模块

号输入，继电器隔离 48VDC 5

4 新一代的上位机HPCS软件系统

华文公司新一代的上位机HPCS软件系统，融入鲜明的华文特色，在保持原有稳定可靠的基础上，充分考虑各类用户的应用需求，通过各种创新的功能和特性，使华文公司新一代的上位机HPCS软件系统具有高度集成的组态调试环境，数据库组态、控制策略、画面组态不再是各自的应用程序，而是可以进行相互交叉引用和检索；创新的颜色方案对象，解决其他软件存在的颜色变更问题；全新设计的实时数据库，大大缩短数据更新及操作的速度；完善的记录和集成的访问工具，为进行数据分析提供高效的平台等显著特点，达到提高组态效率，缩短调试时间，易学易用的目标。

图4 新一代的上位机HPCS软件系统结构图

4.1 安装

为用户设定了软件的各种安装模式，只需进行简单的选择，就可在HMI上安装最合适的软件组合，并且以后可以通过工程师站进行方便的软件功能调整。

设定的安装模式有：

 最小化安装，仅安装HMI站点所需的最少组件，以后通过工程师站进行网络安装 

功能定制安装，根据HMI的功能，安装相应的软件组件     

工程师站软件包 操作员站软件包 数据站软件包 计算站软件包

完全安装，安装所有的软件组件

提供网络安装功能，可以在工程师站上，通过网络为其他HMI站点安装相应功能的软件组件。

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4.2 工程组态

HPCS的集成开发环境（HWGE），为用户提供了一个集中的组态和调试平台。从获得项目的测点清单和工艺控制要求开始，用户就可以在这个集成开发环境中，进行各种对象的设计和调试。

4.2.1 新建工程向导

在新建工程文件时，开发环境会显示一个“新建向导”，用户按照向导的提示，回答一些简单的问题，或提供一些工程汇总信息，开发环境就会根据这些用户提供的信息，建立一个基本的框架工程文件，自动创建若干基本的组态对象。用户可以在这个基础上，方便地继续进行组态工作。

4.2.2 测点组态

测点组态可以从信号测点的导入开始。不同以往的测点导入功能，HWGE不需要工程人员在导入前进行大量的整理工作，只需要根据设计院提供的原始资料，调整列的排列顺序，修正不规范的字符，就可开始导入工作。

导入功能不仅识别常用的测点名称（工艺名）、测点描述，还可以识别信号类型（DI、DO、AI、AO、RTD、TC等）、量程范围等信息，并将这些信息应用于后续的组态工作。 虽然用户可以按照以往的习惯，在导入时事先指定I/O通道，但由于HWGE提供了强大的I/O通道组态功能，利用HWGE进行组态可以获得更为轻松的工作体验。

系统支持区分控制器或不区分控制器，若导入时已经设置节点号，这些测点会被放入相应控制器的节点变量中；若未设置节点号，则变量被临时放在整个工程的无节点变量表中，以后根据组态进行，在安排到控制器中。

在开发环境的测点变量中，用户可以查看完整的变量数据库，可以按节点、按信号类型

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对信号分组显示，也可以由用户自定义分组依据（过滤条件），或者直接指定变量组中所含的变量。

变量分组具有继承能力，凡在某个变量组下创建的子组，将自动具有父对象的过滤条件。 变量分组可以在组态、运行环境中，用来方便地选择一组变量，查看实时数据、趋势数据等。

4.2.3 板卡通道组态

HWGE的板卡通道组态是完全图形化的，非常直观。

随组态界面会显示一个卡件统计的小窗口，列表中显示了本工程计划使用，以及实际使用的卡件数量。在列表中选择某种类型的卡件，随后在卡件组态窗口的空槽位上点击，即可添加该类型的卡件。

拖动卡件到一个新的位置，就可方便修改卡件的地址。

随着卡件的添加和删除，统计窗口中实际使用数量也随之变化。用户可以方便查看实际使用数量与计划使用数量。

在卡件图形上，会显示该卡件的通道使用情况，已分配信号的通道和未分配信号的通道用不同颜色表示。

当选择了某种类型的卡件后，在测点列表中会列出适合该卡件类型的，所有未分配信号测点。用户在测点列表中选择适若干测点后，可以直接拖动到卡件上，完成信号测点的通道分配。

用户不仅可随时查看系统中信号测点的分配状态，同时避免手工分配时可能存在的分配

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重复、分配遗漏等问题。

利用信号测点导入时提供的其他信息，例如量程设置范围、热电偶/热电阻类型等，HWGE将自动完成通道的设置。

支持通道组态结果的输出，用户可以为输出自定义图纸边框，输出结果可直接作为工程中的卡件端子图使用。

4.2.4 控制策略组态

提供“程序/过程”两级组织，方便用户按照控制需要，划分逻辑程序的组织形式。 提供7大类，80多个指令供用户使用。很多指令是根据现场控制的实际需求而设计，具有高度的集成性，使用这些指令可以极大减少组态工作。

为过程控制专门设计的PID指令，包含了PID运算、偏差/速率控制、控制方式切换（手操器）等功能，只需一个指令就可完成一个基本PID回路的组态。而利用该指令的其他接口，可以方便地与另一个PID指令，构成一个串级PID控制，且可以很方便地实现手自动之间的无扰切换。

与PID指令配合使用的参数整定指令，可以简单实现PID回路的参数自整定，而且具有动态调整能力，可以随着工况的变化，自动进行对象特性的学习和参数的自动调整。 为电气控制也提供了专用的指令，包括适用于电动阀、挡板等控制的TPOS指令，适用于普通电机的DEV1指令，适用于可逆电机的DEV2指令。这些指令都提供了手动、自动、紧急（超驰）三组输入，可以提供常信号或脉冲输出。用户再添加少量逻辑条件，即可完成电气组态。

支持控制策略的打印输出，用户可以为打印输出自定义图纸边框，使得输出的结果直接作为工程图纸。

4.2.5 图形组态

图形组态为用户提供丰富的预制图库，而且允许用户自行添加图库中的对象（模板）。用户可以为图形组态中相似的元素设计自己的模板，减少重复的图形组态工作。图形模板不仅可以静态使用（实例化），在工艺画面上创建若干模板的实例；还可以在运行过程中动态创建模板的实例对象，例如弹出式的手操器对象，只需在组态时设定使用的模板和关联的控制指令，无需再静态实例化每个手操器画面。

提供与指令直接配合的手操器。手操器是模板的一个特殊类型，用户可以自行设计手操器的外观图形。HPCS的手操器可以直接对控制策略中的指令发送各种命令，无需定义大量的操作变量，而且有效避免其他系统存在的操作复位问题。

图形组态提供创新的配色方案功能。不同于其他组态软件为图形元素直接设置颜色的做法。HPCS提供的颜色方案功能，可以事先定义一个颜色的标准表，表中的每一项说明了某个颜色，及其表示的含义，例如红色表示停止，绿色表示运行。在组态中，用户可以为图形元素的颜色设置为运行色或停止色。这样不仅方便地确定了整个工程中图形的标准颜色，而且一旦颜色标准发生变化，只需修改颜色方案即可（否则对于组态人员是件非常痛苦的事情）。

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为变量专门设计了变量图形元素。利用该元素，不仅在组态时可以方便地选择显示内容（例如显示变量的数值、名称、描述、单位等），不需要再进行静态文本的组态工作；而且在运行时，该元素可以方便提供趋势显示、组态信息提示等功能。

为报警光子牌专门设计了光字牌元素。每个光字牌对象与一个变量对象相关联，可以预先统一定义光字牌的颜色变化，运行中不仅可以确认一个光字牌的报警，而且可以确认一批用户设定的光字牌（利用光字牌元素）。

4.2.6 信息的检索和复用

集成开发环境提供了变量的交叉检索功能，用户可以很方便地查找某个变量被使用在哪些控制策略和哪些画面元素中。

利用组态对象所含有的信息，可以在其他组态对象中被重复使用，不仅减少用户的组态工作，而且减少冗余定义引起的信息不一致。例如测点变量对象的名称和描述，在画面组态时被变量元素使用，当测点变量的描述修改，画面上的文字自动随之修改；又如为控制指令设置的文字描述，可以被手操器对象使用，当指令的描述修改，所相应的手操器显示随之修改。

4.2.7 完善的安全管理

HPCS的安全管理，是一个包括用户、站点、功能等多方面要素的安全管理系统。 工程人员不仅可以组态每个用户所具有的操作权限（这是常见功能），而且可以为站点指定所具有的操作权限。运行中通过改变某个站点所属的权限组（利用高等级HMI发送指令，或使用HPCS专用键盘），就可改变该站点所具备的操作权限。

虽然提供了丰富的权限设置功能，但权限的设置操作却非常简单。

4.2.8 集中的工程文件管理

集成开发环境不仅管理HPCS的组态文件，还提供辅助文件夹帮助用户管理其他类型的工程资料。

例如Excel格式的测点清单，AutoCAD格式的工艺图纸，工程调试中的日志文件、会议记录的Word文件。凡与工程相关的电子资料都可纳入集成开发环境的管理，用户随时可以在集成环境的辅助文件夹中查找所需的工程文档。

HPCS工程组态文件由于包含了所有工程资料，通过集成开发环境的备份功能，就可以

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很简单地将整个工程资料进行备份归档。

4.3 工程调试

HPCS的调试工作基本上可以分为网络诊断、通道调试、控制策略调试、操作画面调试等几部分。

4.3.1 网络诊断

利用网络诊断工具，每个站点（DPU、HMI、GTW）的工作状态会以图标形式显示。通过选择每个站点，还可以在下方的详细列表中，查看主机的具体工作情况，例如通讯流量、数据丢包率、主机所处工作状态等。

网络诊断中显示的站点，不仅包括用户已经组态的站点（称为静态站点），同时也显示未被组态到工程中的站点（称为动态站点）和虚拟控制器站点，而且显示方式与静态站点有所区别。

4.3.2 通道调试

一旦用户选择控制器在线，板卡通道的组态画面就自动进入调试工作模式。

在板卡的图形界面上，会以图标方式显示板卡当前工作状态，例如是否类型组态错误、是否卡件扫描故障。系统还能够自动侦测没有组态，而物理存在的板卡。

为帮助用户进行通道调试，通道文字的颜色和图形会随着现场信号的变化而变化。例如开关量通道的文字颜色，在0状态时是黑色，而在1状态是会改变颜色。

卡件界面设计被合理地分为左右两个视图。在左视图中，用户可以同时观察大约30多块卡件的信号变化，这样可以非常方便地发现信号接错的情况。在右视图中，显示了用户所选择卡件的通道详细内容，例如对应的变量名称、描述、量程、转换等内容。

利用左右视图的选择同步功能，用户可以很方便地知道每个通道与现场信号的对应。 卡件和通道的组态，允许用户进行在线的修改，而且修改可以即刻发生作用。

4.3.3 控制策略调试

控制策略调试包括数据观察和组态调整两部分。

为方便用户进行数据观察，指令可以同时显示输入/输出变量的名称；开关量信号提供连线变色功能，模拟量信号提供趋势图工具；利用鼠标悬停，可以观察一个指令所有参数（包

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括未在组态图上显示的参数）的实时数据，无需打开指令的参数对话框。

HWGE提供的在线修改功能非常完整，可以对控制策略的程序、过程、指令进行任意的添加、删除、参数修改。

提供参数的强制，可以模拟信号的变化，或避免调试中的数据扰动。

对于像PID、TPOS、DEV1、DEV2这样的指令，可以和手操器模板进行关联，通过手操器对象进行指令的操作调试，通过这项调试工作，同时也完成了画面手操器的调试。

4.3.4 画面调试

由于在控制策略调试时，已经完成了手操器的调试工作，画面调试剩下的工作已经非常简单，只需观察信号的显示是否正确，画面的切换是否正确等内容。

4.3.5虚拟控制器

HPCS提供的虚拟控制器工具，可以在一台计算机上同时模拟若干控制器的运行，而且相互之间不会发生数据干扰。

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在无法连线现场控制器的情况下，用户利用虚拟控制器进行调试。由于支持在一台计算机上模拟多个控制器，用户可以创建与现场完全一样的虚拟环境。

用户可以对虚拟控制器中的通道对象设置数据，来模仿现场信号的数据。虚拟控制器不仅可以为控制策略调试提供数据，也可以为画面调试提供数据。这样用户可以在一台计算机上模拟出非常逼真的现场运行环境。

虚拟控制器提供的数据不会干扰实际的运行环境，仅对本站点的控制策略和操作画面发生作用，虚拟的实时数据只能在一个站点范围之内发生作用。

4.4 操作运行

4.4.1 卓越的实时数据库

HPCS的实时数据库采用服务器/客户端模型，以动态订购/发布的模式提供数据。凡能够提供实时数据的站点都可称为数据服务器，例如控制器DPU站点，执行性能计算的某些HMI站点。凡使用数据的站点都称为数据客户端，例如运行操作画面的操作员站，需要访问其他控制器中数据的DPU站点，提供数据网关功能的GTW站点等。

用户无需在数据服务器中预先定义一份数据的发布清单。利用动态订购/发布模式，凡需要使用数据的客户端向数据服务器发出请求，服务器即可将请求的数据加入发布清单。每个服务器中多达532480项数据都可以作为潜在的请求对象。

实时数据的发布采用变频方式，每个数据项带有一个老化因子。当数据持续不变时，不断增加的老化因子会降低数据的发送频率。一旦数据发生变化，该数据会以很快的频率进行发布，然后进入下一个老化过程。

客户端向服务器的数据置值操作，使用非缓冲方式。即当置值操作发生的同时，该操作立刻发送到服务器，服务器会在一个循环周期内作出响应。

因此HPCS的数据实时性很强。在HPCS中，将画面刷新速度的因素考虑进去后，不经I/O的实时数据（中间变量）的操作/响应延迟平均<200ms，极限可达100ms；经过I/O的实

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时数据（利用DO输出引入DI通道）的操作响应延迟平均<500ms，极限可达200ms。

4.4.2 优化的图形显示引擎

为提高画面的显示质量，HPCS的操作画面采用图形多页缓存技术，使得画面的动画效果完美流畅。

通过使用局部更新技术，可以有效降低刷新速度加快引起的CPU负荷上升。 在操作画面上进行画面的切换操作时，更新速度与切换操作几乎同时完成。

4.4.3 支持多屏显示

在提供多个监视器的计算机上，用户可以方便实现多屏画面的显示。

组态时HWGE提供了框架布局工具，使用屏幕-框架-画面的三层结构实现多屏显示功能，而画面对象并不与屏幕发生直接关系。这样用户只需变动框架布局，就可以方便地在单屏和多屏（最多可支持9个监视器）之间更换显示方式。

利用多屏显示功能，用户也可以利用一个监视器进行调试，利用其余的监视器进行画面显示。

4.4.4 半透明窗口

系统提供窗口的半透明显示，这样用户不仅可以观察和操作前台窗口，同时也能注意到背景窗口的信息变化。该功能在手操器窗口的显示中非常实用，用户在进行操作调节时，不必因为手操器挡住了背景主画面，而不断将手操器移来移去。

4.4.5趋势显示

运行环境下的趋势显示非常简单。可以利用事先组态的趋势图画面打开，也可以随时从

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变量图素的特殊操作中打开。

对于事先组态的趋势图，用户可以事先定义需要查看的测点变量，也可以在运行中重新选择需要查看的变量，或选择事先定义的变量分组，同时查看若干变量的趋势。

从变量图素打开的趋势图，会缺省显示这个变量的趋势。但用户可以通过编辑更换需要查看的一个或多个变量。

4.5 数据记录分析

4.5.1 丰富的数据记录工具

HPCS提供了历史数据、报警记录、事件操作记录、SOE记录等功能，对HPCS运行中发生的各种信息进行记录。

历史数据提供变化记录和周期记录两种方式。开关信号缺省使用变化记录，可以记录下100ms的信号变化；模拟信号缺省使用周期记录，最快周期达500ms。

报警记录可以记录下变量的各种报警变化和确认操作。

事件操作记录用来记录系统运行中的各种变化，和操作人员对系统的操作。

SOE记录来自于各控制器中SOE板卡所记录下的快速开关量变化。在上位机运行的SOE记录器会定时访问各控制器，获取SOE记录。HPCS中的SOE记录可以精确到1ms，且整个系统中的SOE记录时间保持完全同步。

4.5.2 综合数据查看分析

不同于其他软件为每种数据记录使用各自的查看工具。HPCS提供了一个高度整合的数据分析平台。

在这个平台上，用户可以按时间为线索，同时查看历史数据、报警记录、事件记录、SOE记录。可以方便分析各种信号相互变化的关系。

在数据分析平台上浏览的数据，可以按图形或数据列表的形式输出。也可以导出到其他的文件格式。

4.5.3 数据报表和表格

系统支持自定义的数据报表。用户可以自己定义所需报表的形式，使用的实时数据。 生成的报表可以定时输出或手动输出。

5 系统与第三方接口

随着信息技术的发展，分散控制系统已不是一个孤立的控制系统，形成了开发的系统，需要接纳和提供数据，HPCS系统提供了各种接口方案和第三设备进行数据通信，如与厂级信息监控系统SIS的通信，与管理信息系统MIS的通信，与现场控制设备的控制子系统PLC的通信，与现场总线设备的通信等。

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5.1 OPC接口

HPCS系统提供了一个通用工业控制标准的数据服务程序OPC_Server，实现了HPCS系统与其它高性能数据系统的通信，能将HPCS的实时数据传送给来访的客户端程序，也可以将客户端发来的命令转换到HPCS系统中。通常应用于与厂级信息监控系统SIS的通信，与管理信息系统MIS的通信等。通信网络是以太网。

5.2 其它接口

HPCS系统提供了Modbus、Profibus、HART协议的接口，可以使用华文控制系统中的通信控制单元（CCU）来完成，通常有各种型号的PLC和带现场总线的控制设备等。

6 HPCS系统应用

HPCS系统的硬件安装在标准的控制机柜或远程控制箱内，控制柜（箱）内安装有过程控制器DPU、智能IO模块、冗余电源组、交流电源切换装置等。按照工程要求除配置控制柜外，还有扩展继电器柜、系统电源分配柜等，这些机柜的物理尺寸和外观是相同的，也可以根据工程需要订制特殊类型的控制柜。

6.1 机柜的尺寸

物理尺寸：宽*深*高=800*600*2200mm 常规颜色：RAL7032 外形和安装尺寸如图示。

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控制柜外形尺寸图

控制柜底座图

6.2 控制柜内布置

过程控制柜内可以安装一对冗余的过程控制器DPU，二组冗余的直流电源组和一只交流电源切换箱。其正反面的布置示意图见下图。

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控制柜正面布置图 控制柜背面布置图

6.3 系统配电方案

HPCS系统可接受现场送来的二路的220VAV电源，通过电源分配柜分配至各个机柜，作为控制柜内直流电源组及HMI等设备的电源，当其中一路电源故障时，系统自动切换至另一路，保证系统的正常工作并发出电源故障报警，以便维护人员及时进行维护。 供电电源要求： 电压：220VAC±10% 频率：50Hz±2Hz

6.4 系统接地要求

系统的接地设计和安装要求：

 HPCS系统接地只需要一点接地，接地点靠近系统侧。  系统接地铜板至大地接地端的接地电阻<4欧姆。

 接地点不得接到高压设备的接地点上，系统接地点与其接地点的距离要在15M以上。  各控制柜底座与安装底座的金属槽钢必须绝缘。  非系统设备的接地不得通过本系统接地网接地。

7 系统性能指标

序号 技术项目 性能指标 说明 18

一、 网络性能 1 2 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 控制总线网络 实时数据网 管理网 实时数据库容量 过程控制站最大数量 过程控制站IO模块最大数 过程控制站控制回路数 历史数据库容量 实时画面数量 每幅实时画面动态点数量 系统网络节点数 报表数量 过程控制站最小控制周期 最小画面刷新周期 置值输出操作 信号画面更新 500~1000Kbps 100Mbps 100Mbps 500，000点 对 48个 无 500，000点 无 无 200 无 50ms 0.1s 0.1s 开关：0.2s 模拟：0.5s 四、可靠性指标 1 2 1 2 3 4 1 2 3 1 2 3 系统平均无故障工作时间（MTBF） 200,000h 系统可利用率 模拟量输入大信号 模拟量输入小信号 模拟量输出信号 SOE时间分辨 共模抑制比 差模抑制比 输入-输出-通讯回路隔离电压 HMI DPU 系统网络 99.95% ≤0.1% ≤0.2% ≤0.2% ≤1ms ＞120db ＞60db ＞1000V ＜30% ＜30% ＜10% -40~85℃ 10%~95%不结露 -55~125℃ 冗余H-i 冗余TCP/IP TCP/IP 控制站和HMI之和 二、系统容量 三、实时性能 五、精确度指标 六、抗干扰能力 七、负荷率 八、环境条件 1 工作温度 2 3 工作相对湿度 储藏运输温度 19

资质文件

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