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一、產(chǎn)品概述

自主可控NT6000智能分散控制系統(tǒng)集先進(jìn)控制技術(shù)、嵌入式軟硬件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、信息集成技術(shù)、分布式設(shè)備管理技術(shù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫技術(shù)、ASIC芯片技術(shù)、FPGA技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)于一身，操作站軟件基于自主可控的Linux操作系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)，控制器內(nèi)核基于自主研制的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和國產(chǎn)處理器芯片進(jìn)行研制，各種I/O模件和通訊接口模塊基于國產(chǎn)芯片和元器件結(jié)合自行開發(fā)的嵌入式軟件進(jìn)行研制，最終形成完全自主可控的DCS產(chǎn)品。實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)操作站軟件、嵌入式操作系統(tǒng)及軟件國產(chǎn)化率100%，控制器、I/O模件的元器件國產(chǎn)化率100%。本產(chǎn)品突破了許多目前只有國外企業(yè)掌握的技術(shù)難點(diǎn)，可以為國內(nèi)流程工業(yè)自動(dòng)化和信息化水平的提高提供平臺(tái)支持。

二、性能特點(diǎn)

可靠性設(shè)計(jì)和特點(diǎn)：

（1）核心模件均采用堅(jiān)固的工程塑料外殼封裝，具有良好的散熱效果。模件均通過了嚴(yán)格的電磁兼容測試，符合三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，局部達(dá)到四級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。能夠在現(xiàn)場復(fù)雜電磁環(huán)境中長期穩(wěn)定工作。

（2）控制網(wǎng)絡(luò)eNet采用對等式工業(yè)以太網(wǎng)，構(gòu)架在兩個(gè)物理隔離的冗余工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)上，支持冗余環(huán)型或冗余星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；系統(tǒng)支持8個(gè)網(wǎng)絡(luò)域連接，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)域最多連接64對控制器和64個(gè)操作站點(diǎn)，所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)傳輸不需要通過服務(wù)器傳遞。網(wǎng)絡(luò)域間通過三層交換機(jī)或路由器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)安全傳輸，任意網(wǎng)絡(luò)域間數(shù)據(jù)通訊的權(quán)限和數(shù)據(jù)流向均可設(shè)置。每個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都具有兩個(gè)獨(dú)立的完全隔離的網(wǎng)絡(luò)接口，冗余網(wǎng)絡(luò)同時(shí)工作，發(fā)送的數(shù)據(jù)在接受端進(jìn)行數(shù)據(jù)過濾和冗余處理，如果發(fā)生網(wǎng)絡(luò)切換，切換時(shí)間等于零，在數(shù)據(jù)應(yīng)用上沒有中斷和延時(shí)，因此，不存在網(wǎng)絡(luò)冗余切換問題。

（3）eNet網(wǎng)絡(luò)采用基于組播網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，分布式網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)變化及管理過程數(shù)據(jù)通信，任一eNet網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以隨時(shí)下線和上線。eNet上所有控制器節(jié)點(diǎn)采用基于例外報(bào)告式的主動(dòng)發(fā)送機(jī)制，由KM950控制器根據(jù)數(shù)據(jù)的變化情況，進(jìn)行主動(dòng)地發(fā)送。無論有多少臺(tái)操作員站，控制器只發(fā)送一次數(shù)據(jù)，大大降低了網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷和控制器負(fù)荷。在設(shè)有10臺(tái)全功能站的DCS中，NT6000分散控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷為傳統(tǒng)方式的1/10，而控制器的通訊負(fù)荷也為傳統(tǒng)方案的1/10，而且隨著操作站數(shù)量的增加，網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷和控制器負(fù)荷保持恒定。恒定的低負(fù)荷帶來的更好的任務(wù)確定性和更高的可靠性,同時(shí)又提高網(wǎng)絡(luò)通訊的速度，NT6000分散控制系統(tǒng)的操作響應(yīng)周期小于700ms，大大優(yōu)于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2.5s。

（4）所有的MMI站均為全功能操作站，根據(jù)權(quán)限可以隨時(shí)變更為一般操作員站，工程師站，歷史站等，所有MMI站均互為熱備用。

（5）分散處理單元KM950采用3處理器結(jié)構(gòu)，主處理器和通信處理器采用軍工級(jí)低功耗Power PC雙核芯片，包含32位400MHz CPU核心（具備64位雙精度浮點(diǎn)運(yùn)算單元）和32位200MHz通信核心；冗余IO處理器采用32位100MHz低功耗RISC處理器，因此，具有更強(qiáng)的通訊處理能力和環(huán)境適應(yīng)性。

（6）KM950冗余控制器采用軟硬件容錯(cuò)設(shè)計(jì)，運(yùn)行過程中采用控制器同步執(zhí)行，主控制器允許輸出指令的方式，采用創(chuàng)新的例外報(bào)告式高可靠性冗余策略，保證任意時(shí)刻完成控制器切換，切換時(shí)間小于2ms。避免了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，備用控制器會(huì)在冗余切換后不能正常接替工作的問題。

（7）I/O通訊總線具有本地與遠(yuǎn)程兩種通訊模式均采用科遠(yuǎn)eBus通訊總線，總線通訊速率為3.125Mpbs，為單層多路并行分支結(jié)構(gòu)。每個(gè)（對）控制器本地通訊接口最多支持12個(gè)I/O分支共96塊模件；遠(yuǎn)程通訊支持最多12個(gè)遠(yuǎn)程站點(diǎn)，每個(gè)遠(yuǎn)程站點(diǎn)最多支持6個(gè)I/O分支，總計(jì)支持最多24個(gè)分支共192塊IO模件。eBus單層多路并行分支結(jié)構(gòu)中各分支相互電氣隔離，每條分支的電氣故障不影響其它分支的正常運(yùn)行，可靠性更高。

（8）I/O模件供電采用兩路冗余直流電源均送到I/O模件，在I/O模件中實(shí)現(xiàn)兩路電源切換，變送器供電采用獨(dú)立冗余電源模塊，充分做到危險(xiǎn)分散。

（9）具有專利技術(shù)的分布式SOE系統(tǒng)，任一IO分支下的DI模塊（包括遠(yuǎn)程分支）的任一通道均可配置為SOE通道。任一SOE通道觸發(fā)模式可以選擇上升沿、下降沿、雙邊沿三種模式。eNet網(wǎng)絡(luò)上所有KM950節(jié)點(diǎn)間SOE分辨率<1ms。

（10）設(shè)計(jì)了直觀易懂的系統(tǒng)診斷畫面，將每個(gè)控制器、I/O卡件、操作員站的自診斷信息進(jìn)行收集，集成處理和顯示。一旦出現(xiàn)風(fēng)吹草動(dòng)，系統(tǒng)診斷畫面將直接指出出現(xiàn)問題的部件，引導(dǎo)維護(hù)人員進(jìn)行維修。故障的過程都會(huì)產(chǎn)生詳細(xì)故障記錄，便于事后分析。

易用性設(shè)計(jì)和特點(diǎn)：

（1）采用分布式透明數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)庫分布在每只KM950控制器中，通過eNet網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和數(shù)據(jù)接口被應(yīng)用程序直接訪問，不存在管理系統(tǒng)全局?jǐn)?shù)據(jù)庫的過程。

（2）歷史數(shù)據(jù)功能采用客戶/服務(wù)器的結(jié)構(gòu)來完成，設(shè)計(jì)開發(fā)了功能強(qiáng)大的高性能歷史數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)記錄精度可以達(dá)到1ms，容量達(dá)到10萬點(diǎn)。

（3）NT6000支持SAMA圖標(biāo)準(zhǔn)組態(tài)邏輯，復(fù)雜的順序控制和回路控制都可以用直觀易學(xué)的模塊化組態(tài)方式來實(shí)現(xiàn)。IO組態(tài)支持Excel文件導(dǎo)入導(dǎo)出，簡化IO組態(tài)操作，所有圖形化組態(tài)頁面可以導(dǎo)出為PDF文檔或SVG矢量圖形文件，便于工程資料維護(hù)存檔、二次處理和外部交流。

（4）支持在線組態(tài)功能，具備多人同時(shí)對同一控制器進(jìn)協(xié)同組態(tài)能力，允許多人在線進(jìn)行組態(tài)修改和進(jìn)行控制器及無擾下裝。控制器組態(tài)更新沒有編譯過程，新組態(tài)在一個(gè)控制周期內(nèi)生效，可以隨時(shí)修改隨時(shí)可用，便于參數(shù)修改和多人同時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試。

（5）離線仿真功能，通過虛擬控制器軟件，可以在任意一臺(tái)PC機(jī)上同時(shí)仿真64個(gè)控制器節(jié)點(diǎn)，不同的PC機(jī)上的仿真控制器間可以相互通訊，同時(shí)仿真控制器也可以與真實(shí)控制器通訊，功能和網(wǎng)絡(luò)特性與真實(shí)控制器完全一致。虛擬控制器軟件具備仿真控制器工況凍結(jié)，保存，恢復(fù)（回滾）的功能，結(jié)合模型軟件很容易構(gòu)成虛擬DCS仿真系統(tǒng)。

（6）機(jī)柜及其中的各個(gè)部件，全部采用模塊化標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，機(jī)柜內(nèi)部沒有任何的手工接線。這樣的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜能夠進(jìn)行工廠化生產(chǎn)，以保證更高質(zhì)量、更短的交貨時(shí)間和更低的成本。標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜配上不同的卡件就能夠滿足不同項(xiàng)目的需求。

先進(jìn)性設(shè)計(jì)和特點(diǎn)：

（1）采用高性能PowerPC芯片，控制器最快控制周期為5ms；控制器與I/O卡件采用eBus直接通訊，12個(gè)本地分支滿負(fù)荷配置下讀寫I/O數(shù)據(jù)的時(shí)間在10ms以內(nèi)；控制器采用eNet協(xié)議降低了通訊負(fù)荷，提高了通訊速度，讀寫控制網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間在200ms以內(nèi)。

在以上三種技術(shù)基礎(chǔ)的支持下,NT6000的操作響應(yīng)周期小于700ms。700ms的操作響應(yīng)周期指標(biāo)大大優(yōu)于目前2.5s的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，是符合人體工學(xué)的最高標(biāo)準(zhǔn)，將操作人員從畫面操作的停頓等待中解放出來，能夠改善操作人員的操作感受，提高運(yùn)行操作效率。

（2）控制器KM950是目前行業(yè)內(nèi)運(yùn)算能力最強(qiáng)大的控制器之一，以100ms的周期運(yùn)算1000個(gè)PID來測試，僅占用2%的運(yùn)算負(fù)荷。強(qiáng)大的運(yùn)算能力能夠?qū)崿F(xiàn)控制工程師的各種先進(jìn)的控制算法和完善的邏輯設(shè)計(jì)。

KM950的組態(tài)工具提供了豐富的熱工自動(dòng)化專業(yè)控制模塊，包括設(shè)備級(jí)控制、補(bǔ)償算法、典型回路控制。而且還提供了功能強(qiáng)大的模塊二次開發(fā)功能，工程師可以通過IEC標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)工具編寫出各種自定義模塊，并將其納入NT6000的標(biāo)準(zhǔn)算法庫中。

NT6000的KM950擁有強(qiáng)大的運(yùn)算能力，豐富的模塊支持和靈活的二次開發(fā)能力，為工程提供了有力的工具和廣闊的舞臺(tái)。

（3）支持IEC標(biāo)準(zhǔn)的順序功能模塊（SFC）的組態(tài)方式，能夠以自然語言的方式描述復(fù)雜的順序控制過程。適用于描述復(fù)雜的順序控制邏輯，程序結(jié)構(gòu)直觀易于理解，當(dāng)設(shè)計(jì)復(fù)雜度提高時(shí)，SFC的程序量僅呈現(xiàn)線性增加。

（4）支持現(xiàn)場總線應(yīng)用，能夠從變送器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、電氣保護(hù)裝置等智能控制裝置用數(shù)字通信方式獲得過程數(shù)據(jù)和診斷信息，以提高信號(hào)傳輸精度和速度，降低投資，提高現(xiàn)場設(shè)備的智能化和信息化水平。具有基于工業(yè)以太網(wǎng)的多種現(xiàn)場總線冗余解決方案，將能夠支持Hart、Profibus、FF、Can等多種現(xiàn)場總線的高可靠性混合應(yīng)用。

三、適用領(lǐng)域

電力、石化、建材、冶金、市政、煤礦、船舶、國防安全等

四、應(yīng)用成果：

目前，科遠(yuǎn)智慧NT6000自主可控DCS系統(tǒng)已有200余臺(tái)套應(yīng)用業(yè)績，依托大唐集團(tuán)示范項(xiàng)目，廣泛應(yīng)用到國家電投、三峽集團(tuán)、京能集團(tuán)、廣東能源、浙能集團(tuán)、江蘇國信、皖能集團(tuán)、貴州能源、云能投等能源集團(tuán)。并從能源行業(yè)拓展到化工、冶金、市政公用領(lǐng)域，成為國家制造業(yè)單項(xiàng)冠軍。

今年以來，自主可控NT6000智能分散控制系統(tǒng)迎來投運(yùn)“熱潮”，成功應(yīng)用到大唐鄆城，浙能六橫、嘉興、臺(tái)二，江蘇國信濱海港、沙洲，粵電大埔、皖能錢營孜等眾多百萬機(jī)組，四川能投廣元、深圳能源東部電廠、廣東能源惠州大亞灣等9H燃機(jī)，大唐托克托、王灘、秦嶺、盤江普定等近百套大型火力發(fā)電機(jī)組項(xiàng)目，助力能源自主可控，提升電力保供能力。

推薦理由：

通過自主可控NT6000智能分散控制系統(tǒng)的成功實(shí)施與應(yīng)用，能夠擺脫國產(chǎn)控制系統(tǒng)對國外芯片和核心軟件的依賴，不受國際形勢的影響，實(shí)現(xiàn)流程工業(yè)領(lǐng)域的重大核心裝備DCS實(shí)現(xiàn)技術(shù)以及供應(yīng)鏈的完全自主可控，同時(shí)激活國內(nèi)芯片及元器件市場，提國內(nèi)產(chǎn)品的使用率和質(zhì)量，為工業(yè)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品全面的自主可控提供技術(shù)和市場支撐。

硬件完全自主可控：冗余控制器、DCS通用IO模件、DEH專用模件、網(wǎng)絡(luò)通訊接口模件、機(jī)柜組件等硬件產(chǎn)品采用的所有物料均為國內(nèi)廠商生產(chǎn)的國產(chǎn)電子元器件；工作站采用基于國產(chǎn)CPU（龍芯、飛騰、鯤鵬等）的國產(chǎn)PC主機(jī)，控制系統(tǒng)的硬件物料供應(yīng)鏈安全可控。

工業(yè)軟件完全自主開發(fā)，擁有源代碼：所有嵌入式操作系統(tǒng)均采用基于開源的自主可控嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)源代碼經(jīng)過審計(jì)，嵌入式操作系統(tǒng)涉及有Linux、FreeRTOS等。DCS嵌入式軟件均系科遠(yuǎn)智慧自主開發(fā)，擁有全部源代碼，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，不涉及第三方知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

安全加固的Linux操作系統(tǒng)：操作站、工程師站、歷史站等OS選用國產(chǎn)的安全加固linux系統(tǒng)，DCS所有系統(tǒng)軟件均采用開源工具鏈自主開發(fā)，不包含第三方不可控模塊，均部署運(yùn)行于國產(chǎn)linux系統(tǒng)上。

無縫切換，混合應(yīng)用：完全自主可控V5型系統(tǒng)與現(xiàn)有V4型系統(tǒng)軟硬件接口標(biāo)準(zhǔn)保持一致，兩套系統(tǒng)之間產(chǎn)品能夠無縫替換和混合使用。