Woodward PCM128-HD – 支持热插拔宽温运行严苛工业环境适用

描述

Woodward PCM128-HD技术规格

产品型号：PCM128-HD

制造商：Woodward,Inc.（美国伍德沃德公司）

产品类型：主处理器模件（Central Processing Module）

所属系统：Woodward 9907燃气轮机控制系统（兼容Mark V/VIe架构）

处理器：高性能32位/64位RISC处理器（具体型号保密，工业级）

主频：>500 MHz（典型）

内存：128MB DRAM（用于程序运行和数据缓存）

存储：64MB Flash（用于存储操作系统、控制程序、配置数据）

实时时钟：内置高精度RTC（带电池备份）

通信接口：

3 x HCN端口：连接9905-971交换机，用于TMR模件间高速通信（A/B/C网）

1 x MMI端口：RJ45，用于连接工程师站（MMI）、HMI或维护终端

1 x串行端口（RS-232）：用于本地维护、调试或与第三方设备通信

冗余架构：三重模件冗余（TMR）。三个PCM128-HD同时运行相同程序，通过HCN网络进行数据同步和输出表决，实现故障容错。

诊断功能：

前面板LED：

RUN（运行）

READY（就绪）

ACTIVE（主用状态）

FAULT（故障）

A/B/C NET（HCN网络状态）

内置自检（POST）

支持远程故障报警干接点输出

详细的故障代码和事件日志记录

时钟同步：通过HCN网络或外部GPS/IRIG-B（可选）实现三重系统时钟同步

程序存储：控制程序（.exe或.9907格式）存储于Flash中，断电不丢失

固件更新：可通过MMI端口或HCN网络在线更新

接线方式：RJ45以太网端口，DB9串口，电源由背板提供

安装方式：DIN导轨卡装，标准9907机架槽位

工作温度：0°C至+55°C

存储温度：-20°C至+70°C

相对湿度：5%至95%RH（无凝露）

防护等级：IP20（需安装于控制柜内）

安全认证：符合IEC 61508 SIL2（系统级），CE,UL,CSA

符合标准：NEMA,IEC 61131-2,IEC 61513(核级应用参考)

Woodward PCM128-HD产品概述

Woodward PCM128-HD，在燃气轮机控制领域，这型号是9907控制系统中至高无上的主处理器模件。它不是普通的工控CPU，而是专为高可靠性、高安全性工业控制设计的“控制大脑”，是整个9907系统的核心计算引擎。

你可以把它理解为燃机控制系统的“总指挥”。它负责执行所有核心控制逻辑：

燃烧管理：根据负荷指令、环境条件，计算并输出燃料阀开度。

负荷控制：调节发电机输出功率，响应电网调度。

保护逻辑：实时监测转速、振动、温度、压力等参数，一旦超限，立即触发停机保护。

顺序控制：执行启动、停机、清吹等复杂顺序流程。

数据采集与通信：汇总I/O模件数据，与HMI、DCS、工程师站通信。

它最大的优势是高可靠性、高性能与TMR深度集成：

三重化冗余（TMR）：这是PCM128-HD的灵魂。三个完全相同的PCM128-HD模件（A/B/C）同时运行相同的控制程序。每个控制周期（毫秒级），它们通过HCN网络交换计算结果，并进行“三取中”（Median Select）或“三取二”（2oo3）表决。即使一个CPU因硬件故障或软件异常输出错误指令，系统仍能以另外两个正确的结果为准继续运行，确保了“零误动、零拒动”的安全目标。

高性能计算：配备128MB内存和高速处理器，足以处理复杂的控制算法、大量的I/O数据和实时保护逻辑，满足现代燃机对控制精度和响应速度的要求。

热插拔设计：支持在线更换。当一个CPU模件故障（FAULT灯亮）时，维护人员可在系统运行时将其拔出更换，新模件上电后自动从其他两个CPU同步程序和数据，无缝接入系统。

全面诊断：丰富的前面板LED和内部诊断功能，可快速定位故障原因（如程序错误、通信中断、硬件故障）。

PCM128-HD通过HCN网络与9905-971交换机、5437-672输出模件、5500-159D输入模件等协同工作，构成一个完整、可靠、高性能的控制闭环。

主要特点和优势

先说它的“核心”——TMR计算核心。PCM128-HD是实现9907系统故障容错的基石。没有它，就没有真正的三重化安全控制。

再说“性能”。128MB内存，在工业控制领域属于高端配置，足以运行复杂的控制程序和容纳大量历史数据。

它的“可靠”体现在深度冗余。从硬件（三模件）、软件（同步算法）、通信（三网）到电源（由8440-1706供电），整个系统层层冗余，确保万无一失。

还有“智能”。全面诊断和在线更新功能，让维护变得高效，系统升级无需停机。

Woodward PCM128-HD is the central processing module for the Woodward 9907 gas turbine control system,serving as the intelligent core of the triple-redundant(TMR)architecture.This high-performance CPU executes critical control algorithms for combustion management,load regulation,protective shutdowns,and sequence control with deterministic,real-time performance.With 128MB of RAM and robust processing power,it handles complex calculations and high-speed I/O data acquisition required for modern turbine operation.Integrated into the TMR framework,three PCM128-HD modules run in parallel,synchronizing via the HCN network and using voting logic to maintain control integrity even if one processor fails.Featuring hot-swap capability,comprehensive front-panel diagnostics(RUN,READY,FAULT,NET LEDs),and support for online firmware updates,it ensures maximum system availability and maintainability.The PCM128-HD provides the computational power,fault tolerance,and reliability essential for safe,efficient,and compliant operation of gas and steam turbines in power generation and oil&gas industries.

应用领域

Woodward PCM128-HD的主要应用场景是采用Woodward 9907控制系统的燃气轮机和汽轮机：

联合循环电厂：作为Frame 6B、7FA、9FA等燃机的核心控制器。

热电联产厂（CHP）：实现燃机与热网的协调控制。

工业驱动：大型压缩机、泵组透平的主控单元。

海上平台：透平机械的高可靠性控制核心。

升级改造项目：替换老旧Speedtronic系统，提升控制性能与安全性。

选型指南/购买建议

选PCM128-HD，必须确认系统为Woodward 9907平台。它是9907系统的专用CPU，不兼容其他系统。

注意：在9907系统中，必须配置三台PCM128-HD，分别用于A、B、C三重控制器，才能实现完整的TMR功能。

购买时请确认固件版本与现有系统兼容，并检查程序是否已备份。更换时需确保新模件已加载正确程序。

常见问题解答(FAQ)

Q：PCM128-HD是单个CPU吗？

A：不是。在正常运行的9907系统中，必须有三个PCM128-HD（A/B/C）同时工作，构成TMR。

Q：支持在线更换吗？

A：支持。可在系统运行时带电更换故障模件。新模件会自动从其他两个CPU同步程序和数据。

Q：FAULT灯亮怎么办？

A：检查模件是否松动，查看事件日志确定故障类型（如程序错误、通信超时）。若无法恢复，需更换模件。

Q：程序存储在哪里？

A：控制程序存储在模件内部的64MB Flash存储器中，断电不丢失。

Q：如何连接工程师站？

A：通过前面板的MMI端口（RJ45）或HCN网络，使用Woodward专用软件（如ToolboxST）进行组态和监控。