Valmet D201925 是维美德公司为其行业领先的 DNA 分布式网络自动化系统 设计的一款高性能过程自动化控制器模块。它作为整个控制系统的“大脑”,专门为制浆、造纸、能源以及其他连续流程工业中对可靠性、实时性和控制精度有严苛要求的应用而优化,负责执行复杂的调节回路控制、顺序逻辑、传动协调以及先进过程控制算法。
应用场景:
在斯堪的纳维亚半岛一家生产高级文化纸的现代化纸机上,纸页的定量、水分和厚度必须在每秒超过100米的车速下保持近乎完美的横向与纵向分布。这套精密控制的核心,是分布在传动控制站和质量控制站内的多个 Valmet D201925 控制器。其中一个 D201925 专门负责协调数十个分部传动电机的速度与转矩,实现从网部到压榨部再到烘缸部的精确速度链和张力控制,其微秒级的扫描周期确保了各分部间速比的绝对稳定,消除了断纸风险。另一个 D201925 则实时处理来自QCS扫描架的海量传感器数据,并运行维美德独有的“横向控制”模型,动态调整唇板执行器,其强大的浮点运算能力保障了纸张横幅指标的均一性。正是 D201925 的可靠运行,使得该纸机的产品优等品率常年保持在99%以上。
**核心参数速览:
主要参数 | 数值/说明 |
|---|
产品型号 | D201925 |
制造商 | Valmet (维美德) |
产品类别 | 过程自动化控制器 / CPU模块 |
所属系统 | Valmet DNA 分布式自动化系统 |
处理器架构 | 高性能工业级多核处理器 (如 PowerPC, ARM) |
内存容量 | 充足的用户程序内存与数据存储 (数MB至数十MB) |
控制周期 | 可配置,可达毫秒甚至亚毫秒级 |
冗余支持 | 支持1:1 热备冗余 (与同型号配对) |
背板总线 | 高速DNA背板总线,用于连接本地I/O模块 |
网络接口 | 集成工业以太网端口 (支持标准TCP/IP及DNA实时协议) |
编程与组态 | 使用维美德 DNA Engineering Tools 软件, 支持IEC 61131-3 及专用功能块 |
工作环境 | 工业级,宽温、抗振、抗电磁干扰设计 |
物理安装 | 标准模块,插入DNA机架/基板的指定CPU插槽 |
关键特性 | 高可靠性、高实时性、原生支持先进过程控制库、无缝集成DNA生态系统 |
技术原理与创新价值:
创新点1:原生为流程工业优化的混合控制架构与实时内核。
Valmet D201925 并非通用PLC,其硬件与固件深度集成于DNA系统中,运行着维美德专有的硬实时操作系统内核。这个内核经过特殊优化,能够同时、确定性地处理高速模拟量闭环控制(如PID调节)、毫秒级顺序逻辑(如联锁)和复杂批处理程序。其独特的任务调度机制确保了关键控制任务(如传动速度环)永远优先获得处理器资源,从根本上避免了因系统负载变化导致控制周期抖动的风险,这对于纸机、轧钢等高速连续生产过程至关重要。
创新点2:深度集成的先进过程控制与行业专用算法库。
该控制器最大的价值在于其内部固化了经过全球数千个成功项目验证的行业专用算法库。例如,对于造纸机,它可能原生支持“横向控制”、“定量水分解耦控制”、“断纸预测”等复杂模型。对于制浆过程,则内置了“蒸煮锅卡伯值软测量”、“碱回收炉燃烧优化”等专家算法。D201925 的强大算力使得这些先进控制策略得以在控制器层面实时运行,而非依赖于上位机,从而响应更快、可靠性更高,能直接、持续地创造产品质量提升、能耗降低和原材料节省的效益。
创新点3:高可用性冗余设计与无缝工程集成体验。
D201925 支持1:1无扰切换热备冗余。主备控制器之间通过高速专用光纤链路进行毫秒级的数据同步,包括I/O状态、内部变量和程序指针。当主控制器发生故障时,备用控制器能在一个扫描周期内无缝接管所有控制任务,过程无任何扰动。从工程角度看,在DNA组态软件中,冗余对被视为一个逻辑设备进行编程和调试,极大简化了工程实施和维护复杂度。这种从硬件到软件的一体化高可用性设计,是流程工业追求“零非计划停机”目标的基石。
应用案例与行业价值:
案例一:大型纸板机传动系统升级与能耗优化
一家包装纸板厂对其老纸机的传动系统进行整体升级,用配备 Valmet D201925 控制器的全新DNA传动控制柜替换了原有的直流传动柜。新的 D201925 控制器不仅实现了对各分部交流变频器的精确速度与转矩控制,其内置的“负荷分配优化”和“势能回馈协调”算法被激活。在项目投运后,整条纸机的传动系统总能耗降低了8%,同时,由于速度控制更加平稳,厚纸板在干部起皱的问题得到根本解决,产品平整度显著提升。生产总监评价:“D201925 带来的不仅是控制的现代化,更直接带来了经济效益。它将先进的节能算法变成了‘开箱即用’的标准功能。”
案例二:生物质热电联产(CHP)工厂主控系统改造
一座以树皮、木屑为燃料的生物质电厂,其锅炉-汽机-发电机的协调控制系统(CCS)对稳定性和安全性要求极高。改造项目采用以 Valmet D201925 为核心控制器的DNA系统。D201925 成功承担了锅炉的燃烧控制、汽包水位三冲量调节、汽机DEH接口以及全厂辅机顺序启停等复杂任务。其强大的处理能力和高可靠性,确保了在燃料品质频繁波动的情况下,主蒸汽压力和温度的稳定性,从而保障了发电效率和设备安全。电厂值长表示:“以前几个DCS控制器分担的任务,现在一个 D201925 就游刃有余。它的冗余切换我们测试过多次,真的像‘幽灵切换’一样,操作员完全感知不到,这让我们对机组的长期稳定运行充满信心。”


相关产品组合方案:
DNA 系统机架与电源模块:为 D201925 及其他I/O模块提供安装基座和稳定电力。
DNA 系列I/O模块 (如 D201xxx 系列):各类模拟量、数字量、脉冲计数等现场信号接口模块,通过背板与 D201925 高速通信。
DNA 操作员工作站软件:运行在服务器/客户端上的人机界面,用于监控和操作由 D201925 控制的流程。
DNA 网络交换机与通讯模块:构建控制器之间、控制器与操作站之间的实时控制网络和信息网络。
Valmet IQ 质量控制系统 (QCS):D201925 的“黄金搭档”,QCS的扫描传感器和横向执行器通常由专用的 D201925 或同类控制器直接驱动,实现质量闭环。
传动控制应用软件包:预装在 D201925 中的专用软件,包含速度链、负荷分配、张力控制等全套传动功能块。
第三方设备通讯网关:用于将 D201925 集成到包含不同品牌PLC、仪表或智能设备的工厂网络中。
安装维护与全周期支持:
Valmet D201925 控制器的安装、上电和组态必须由经过培训的专业人员执行。安装前需确认机架电源已关闭,并采取防静电措施。模块需沿导轨小心插入机架CPU槽位,并锁紧固定装置。冗余配置时,需通过专用光纤电缆连接主备控制器,并严格按照手册进行网络地址和角色配置。
日常维护主要通过DNA系统的诊断和监控功能完成。工程师可以在工程站上在线查看控制器的CPU负载、内存使用、温度及通信状态。定期的预防性维护包括备份控制器程序、检查冗余同步状态、清洁风扇滤网(如有)等。固件升级需严格按照维美德发布的程序包和指南进行,通常在计划停机期间执行。