METSO DPU-MR 是美卓（Metso，现已与耐思特Neles合并为维美德Valmet）自动化系统旗下 DNA（Distributed Network Architecture） 分布式控制系统中的一款核心 分布式处理单元。它属于流程工业DCS的现场控制站（FCS）或控制器，集成了强大的实时控制、逻辑运算和通讯功能，专为制浆、造纸、能源及其他连续与批次流程行业的复杂自动化需求而设计。
应用场景：
在一台车速高达1800米/分钟、幅宽超过9米的现代化高速文化纸机上，纸页从流浆箱喷出、在网部成形、压榨部脱水、干燥部烘干，到最终卷取成卷，整个过程需要在毫秒级内对数千个工艺参数进行协调控制。传动分部之间的精确速度级联与负荷分配，关乎纸页张力稳定；干燥部各段的蒸汽压力与温度，直接影响纸张水分和品质；而在线质量传感器（如QCS）测量出的定量、水分数据，需要实时反馈给执行机构进行闭环调节。这台庞大机器的“神经网络中枢”，正是由多台冗余配置的 METSO DPU-MR 控制器构成。它们分布式地安装在传动柜和质量控制柜内，通过高速的DNA总线与远程I/O站通信，执行着从基础PID回路、复杂传动逻辑到高级模型预测控制（MPC）在内的所有核心算法。当纸机提速或更换纸种时，DPU-MR 能协调上百个传动点同步加减速，并自动调整上百个工艺设定值，确保生产平稳过渡，将“工艺诀窍”转化为稳定、高效、高质量的连续产出。
核心参数速览：
主要参数 | 数值/说明 |
|---|
产品型号 | DPU-MR |
制造商 | METSO (现为Valmet) |
产品类别 | 分布式处理单元 (DCS控制器) |
系统平台 | Metso DNA 分布式控制系统 |
处理器性能 | 高性能工业级微处理器，提供强大的实时计算能力 |
内存容量 | 充足的用户内存，用于存储控制程序、参数和历史数据 |
控制能力 | 支持处理数千个I/O点，执行数百个复杂控制回路、顺序控制及批量配方 |
冗余配置 | 支持 1:1 热冗余，主备单元间状态实时同步，故障时无扰动切换 |
控制周期 | 可配置的确定性扫描周期，典型可达10-100毫秒，满足快速控制需求 |
通讯网络 | DNA总线 (高速确定性现场总线，用于连接I/O站)；
DNA网络 (以太网，用于连接操作员站、工程师站、历史服务器) |
编程语言 | 符合IEC 61131-3标准：功能块图（FBD）、梯形图（LD）、顺序功能图（SFC）、结构化文本（ST） |
行业库 | 内置丰富的制浆造纸专用功能块（如传动控制、阀门管理、QCS接口） |
电源 | 冗余直流电源输入 (典型 24 VDC) |
环境规格 | 工业级设计，宽工作温度范围，高抗振性，适用于工业现场机柜安装 |
认证 | 符合CE、UL等国际标准，适用于全球工业环境 |
技术原理与创新价值：
创新点1：真正开放的分布式实时控制架构。
METSO DPU-MR 是Metso DNA系统“分布式”理念的物理核心。它允许将控制功能分散到最接近工艺设备的现场控制站中，而非集中在中控室。通过确定性的 DNA总线，DPU-MR 可以连接分布在全厂的多个远程I/O站（RIO），极大缩短了现场信号电缆，提高了系统抗干扰能力和可靠性。其硬实时操作系统保证了关键控制任务（如传动速度环）在预设的、毫秒级的固定周期内被严格执行，这种确定性是保障高速连续生产过程稳定性的基石。
创新点2：深度垂直整合的行业专用功能库。
与通用DCS或PLC不同，DPU-MR 运行的Metso DNA软件平台包含了大量为制浆造纸行业“量身定制”的功能块和应用模板。例如，传动控制库 提供了成熟的速度级联、负荷分配、张力控制算法；阀门管理库 简化了大量调节阀的组态与维护；与质量控制系统（QCS） 的深度集成接口，使得质量控制回路可以像基础PID一样在控制器内直接编程。这种垂直整合大幅降低了工程实施的复杂度，将行业最佳实践固化在系统中，帮助用户快速实现高水平的自动化。
创新点3：无缝冗余与强大的工程生命周期工具。
为满足流程工业对连续运行近乎苛刻的要求，DPU-MR 支持成对配置为冗余对。主备单元之间通过高速链路进行毫秒级的数据同步。当检测到主单元故障（硬件、看门狗超时等）时，备用单元可在一个扫描周期内（通常<100ms）无扰动地接管所有控制功能，过程不会产生任何干扰。此外，整个系统由统一的 DNA Engineering Tools 进行组态、调试、维护和文档管理，实现了从设计到退役的全生命周期数字化管理，极大提升了工程效率和系统可维护性。
应用案例与行业价值：
案例一：大型纸板机全线集成自动化系统
一台生产高档包装纸板的多长网纸板机，工艺复杂，包括多个流浆箱、多层成形、大辊径压榨和多段干燥。
应用流程：系统采用多台 METSO DPU-MR 控制器分区负责：专门控制器负责网部、压榨部的传动控制和脱水工艺；专门控制器负责干燥部的蒸汽与通风控制；还有控制器专门处理从QCS接收的定量、水分数据，并执行横向（CD）和纵向（MD）控制。所有 DPU-MR 通过DNA网络协同工作。
带来的改进：实现了从浆料配送到卷取的全线一体化自动控制。精准的传动负荷分配保证了各分部间张力的稳定，高级的干燥控制优化了能耗，集成的QCS控制显著提升了纸板的定量和水分均匀性。系统的稳定性和快速响应能力，使得纸机车速和运行效率达到了设计峰值。
用户评价：“对于我们这样复杂的纸板机，选择一个懂行业的控制系统至关重要。DPU-MR 和DNA系统不是简单的‘通用平台+行业应用’，它的内核就是为造纸设计的。它的稳定性和专用功能库，让我们在投产初期就达到了预期的质量和产量目标，维护团队也能很快上手。”
案例二：生物质化浆厂蒸煮与洗选工段顺序控制
在化浆生产中，蒸煮锅的装锅、升温、保温、喷放以及后续的多段洗选，是典型的批序过程，对时序和逻辑要求极高。
行业价值体现：使用 METSO DPU-MR 控制器来执行蒸煮锅的顺序控制（SFC）。它根据配方，按步骤自动操作阀门、泵和电机，严格控制温度、压力和时间。其强大的批处理功能和与MES的接口，确保了每锅浆料质量的可追溯性和生产的高重复性。
贡献：实现了蒸煮过程的完全自动化，消除了人工操作带来的质量波动和安全风险。精确的控制提高了浆的得率和质量，降低了化学品和蒸汽消耗。DPU-MR 的可靠性保障了核心生产工段常年连续稳定运行。
相关产品组合方案：
构建完整的Metso DNA控制站，以下产品与 DPU-MR 密不可分：
METSO RIO 远程I/O站：如 RIO20 系列I/O模块，是 DPU-MR 连接现场传感器和执行器的接口，通过DNA总线连接。
METSO DNA 操作员站软件：运行在PC上，为操作员提供图形化人机界面，用于监控和操作由 DPU-MR 控制的过程。
METSO DNA 工程师站工具：用于对 DPU-MR 及整个系统进行硬件组态、控制策略编程、调试、仿真和下装的集成化环境。
METSO DNA 历史数据库与信息服务器：用于长期存储过程数据、事件、报警，并生成报表和进行性能分析。
METSO 电源与机架系统：为 DPU-MR 和RIO站提供冗余、可靠的电源和安装机柜。
METSO 质量控制系统：如 IQ Fiber 或 IQ Ash 在线传感器，其测量值通过专用接口直接送入 DPU-MR，用于闭环质量控制。
METSO 传动设备与驱动器：如交流变频器，其控制回路（速度、转矩）可直接由 DPU-MR 中的传动功能块进行高级调控。
第三方设备通讯网关：用于将PLC、分析仪表等第三方设备集成到DNA系统中，扩展 DPU-MR 的控制范围。
安装维护与全周期支持：
安装与调试：METSO DPU-MR 的安装需由经过培训的专业工程师进行。它通常安装在标准机柜内的专用背板或导轨上。安装重点是确保冗余电源连接正确、DNA总线和网络光纤连接牢固（注意光纤弯曲半径）。调试工作主要在DNA工程师站上进行，流程包括：硬件配置、控制程序编写与编译、I/O通道测试与标定、控制回路模拟测试与现场投运。对于冗余配置，必须执行完整的主备切换测试，验证故障切换功能。
日常维护与全周期支持：日常维护主要是通过操作员站监控控制器状态（CPU负载、内存、通讯错误计数），定期检查机柜冷却风扇和过滤器。系统提供丰富的诊断信息和事件日志，便于预防性维护。固件升级或重大逻辑修改需在计划停机期间进行。
扫一扫咨询微信客服
