变电站综合自动化系统
变电站综合自动化系统
该系统是一种结合变电站自动化最新技术和发展方向，采用先进的计算机技术、嵌入式微处理器技术、DSP数字信号处理技术、以太网技术，研发出的新一代高度集成、结构紧凑、功能强劲并充分优化的变电站自动化系统。
系统适用于220kV及以下各种电压等级的升压或降压变电站，通过系统内各设备间相互交换信息，数据共享，完成变电站运行监视和控制任务。
变电站自动化系统以计算机技术为基础, 以数据通讯为手段,以信息共享为目标，提供了测量、控制、监视、保护、录波、通信、报表、小电流接地选线、电压无功自动补偿、五防、故障分析及其他自动化功能，在提高变电站安全稳定运行水平、降低运行维护成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能等方面发挥了重要作用。
变电站综合自动化系统由站控层、通信层和间隔层组成。
1.站控层：包括操作员工作站、工程师工作站、五防工作站、Web工作站、GPS卫星对时系统，站控层设备采用100M工业以太网连接，根据厂站规模和用户需求可以增加工作站或减少部分工作站。
2.通信层：主要由光纤网线双绞线等通信介质、以太网交换机、通信管理机等设备组成，根据不同的厂站规模和用户需求，可自由选择RS485工业总线、星型以太网、双以太网、光纤环网等不同的组网模式，系统开放性好，组网灵活。
3.间隔层：以一次设备为对象，采用单元式配置，根据厂站规模和用户需求，可选择采用保护测控一体化设备，或者选择采用保护和测控相互独立的设备。
各单元独立性强，系统组态灵活，具有高可靠性、高扩展性。
装置维护简单方便。
变电站综合自动化系统拥有如下优点：1、完整的变电站自动化系统解决方案，以高性能的子系统构造优异的变电站自动化系统;2、系统扩展方便、功能灵活，满足变电站设备的增加及系统功能增加的需求;3、面向变电站的整体设计，将保护、测量、控制、通讯融为一体，全方位思维，大大减少了用户现场的调试量;4、采用先进的现场总线通信方式，标准的IEC60870-5-103通讯规约，大大提高了通讯速率及系统的可靠性;5、间隔层可集中组屏也可按站内一次设备分布式布置，直接安装于开关柜上，既相对独立，又节省投资;6、间隔层采用32位DSP技术，使产品的稳定性和运算速度得到保证;7、继电保护功能独立，完全不依赖于通讯网，仅通过通信层交换信息;8、友好的人机界面，全汉化菜单操作，使用户操作更简单。
变电站综合自动化系统
变电站综合自动化系统硬件结构
二、集中组屏式 调度主站 总控单元 监控主机 显示、打印
RS-485/RS232
高 压 微 机 保 护
中 压 微 机 保 护
遥 测 单 元
遥 信 单 元
遥 控 单 元
电 能 单 元
交 直 流 单 元
V Q C 单 元时 钟 单 元12源自变电站综合自动化系统硬件结构
三、分层分布式 变 电 站 层 调度主站 监控主机 显示、打印
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站控层设备
站控层网络设备 打印机
变电站综合自动化系统配置
I/O测控单元 测控单元应按电气单元配置， 母线设备和站用电设备的测 控单元独立配置。测控单元 应模块化、标准化、容易维 护、更换，允许带电插拔。
间隔层设备组柜原则：电压 等级较高（500/220KV）的 测控每个电气单元组一面柜、 较低测控每2个电气单元组一 面柜、每台主变三侧测控组 一面柜、35kV、10kV测控保 护单元就地布置于开关柜上、 公用设备测控单独组柜；亦 可在按照以上原则的基础上， 根据继电器室结构灵活组柜 。
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变电站综合自动化系统硬件结构
一、传统改造式 （一）：保留RTU CRT
PC机
微机保护
RTU
模 开 脉 控 拟 关 冲 制 量 量 量 量
调度主站系统
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变电站综合自动化系统硬件结构
（一）：取消RTU形式
调度主站
微机保护
总控单元
当地监控
RS485总线
测控单元（1）
测控单元（2）
测控单元（n）
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变电站综合自动化系统配置
二、软件系统 系统软件 系统软件应为国际通用的、成熟的实 时多任务操作系统并具有完整的自诊 断程序。操作系统应具有系统生成功 能，使其能适应硬件和实时数据库的 变化。 （W/U） 网络软件 支持软件 数据库软件 应用软件包括过程监控软件、网络 通信软件等各种工具软件。应用软 件必须满足系统功能要求，成熟、 可靠，具有良好的实时响应速度和 可扩充性。各应用软件应采用模块 式连接方式，当某一应用软件工作 不正常或退出运行，不能影响系统 的其他功能。
变电站综合自动化系统结构报告
变电站综合自动化系统结构报告变电站是电力网络中线路的连接点，承担着电压和功率的变换、电能的收集和分配等功能。
它的运行直接影响到整个电力系统的安全、可靠和经济运行。
然而，变电站的运行很大程度上取决于其二次设备的性能。
现有变电站有三种类型:一种是常规变电站；一种是部分由微机管理并具有一定自动化水平的变电站，另一种是完全计算机化的综合自动化变电站。
对于常规变电站来说，其致命弱点是不具备自诊断、故障记录分析、能力和资源共享的能力，无法检测二次系统本身的故障，也无法全面记录和分析运行参数和故障信息。
全计算机化的综合自动化变电站用计算机化的二次设备取代了传统的分立设备。
它集继电保护、控制、监视和远动功能于一体，实现了设备和信息资源的共享，使变电站的设计简单紧凑，实现了变电站更安全可靠的运行。
同时系统二次接线简单，减少了二次设备的占地面积，使变电站二次设备以崭新的面貌出现。
1.1变电站综合自动化简介1.1.1变电站综合自动化的基本概念变电站综合自动化是将变电站二次设备(包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动化装置和远动装置)的功能进行组合和优化，利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术，实现整个变电站的主设备和输配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护的综合自动化功能，与调度进行通信。
变电站综合自动化系统，即由多台微型计算机和大规模集成电路组成的自动化系统，取代了常规的测量和监视仪表、常规的控制屏、中央信号系统和遥控屏，用微机保护取代了常规的继电保护屏，改变了常规继电保护装置不能与外界通信的缺陷。
因此，变电站综合自动化是自动化技术、计算机技术和通信技术在变电站领域的综合应用。
变电站综合自动化系统可以收集比较完整的数据和信息，利用计算机的高速计算能力和逻辑判断功能，方便地监视和控制变电站内各种设备的运行和操作。
变电站综合自动化系统具有功能集成、结构计算机化、运行监控屏幕化和运行管理智能化的特点。
变电站综合自动化系统
变电站综合自动化系统在电力系统中，变电站是连接输电网和配电网的重要环节，是电能转换、分配和控制的关键组成部分。
为了提高变电站的运行效率和安全性，变电站综合自动化系统应运而生。
一、系统架构1. 主控系统主控系统是变电站综合自动化系统的核心，负责整体的监控、管理和控制。
通常由人机界面、数据采集与处理、远程通信等模块组成，能够实时监测变电站各种设备的状态并调度控制。
2. 保护系统保护系统是变电站综合自动化系统的重要组成部分，用于实时监测电力系统的运行状态，及时发现故障并采取相应的保护措施，确保电网的稳定运行。
3. 辅助设备系统辅助设备系统包括通风、照明、消防等设备，为变电站的安全运行提供支持。
二、功能特点1. 实时监控变电站综合自动化系统能够实时监测各种设备的运行状态，及时发现问题并作出相应处理，有效减少事故发生的可能性。
2. 自动化控制系统能够根据预设的逻辑和参数实现自动化控制，提高变电站的运行效率和精度。
3. 远程通信通过网络通信技术，可以实现对变电站的远程监控和操作，方便操作人员进行远程调度。
三、发展趋势随着信息技术的不断发展，变电站综合自动化系统也在不断完善和智能化。
未来，随着物联网、云计算等技术的广泛应用，变电站综合自动化系统将更趋于智能和自动化，实现更高效、安全、可靠的电力系统运行。
四、结语变电站综合自动化系统作为电力系统的重要组成部分，发挥着关键作用。
通过不断完善和创新，可以更好地适应电力系统的发展需求，提升变电站的运行效率和安全性。
希望在未来的发展中，变电站综合自动化系统可以发挥更大的作用，推动电力系统的可持续发展。
简述变电站综合自动化系统的结构及组成
简述变电站综合自动化系统的结构及组成
变电站综合自动化系统是指用于实现变电站自动化控制和监视的一种集成化系统。
该系统通过集成各种自动化设备和软件，实现对变电站的综合监控、保护、控制和通信等功能。
变电站综合自动化系统的结构主要包括以下几个方面：
1. 数据采集系统：负责采集各种传感器和仪器的输入数据，如电流、电压、温度等。
通常采用PLC、RTU等设备来实现数
据采集。
2. 控制系统：负责对变电站设备的控制操作，包括开关的控制、断路器的操作、遥控等。
通常采用主站与站控器相结合的方式，使用远动装置来实现远距离的控制功能。
3. 保护系统：负责对变电设备和电力系统进行保护，包括对电流、电压、频率等参数进行监测和保护。
通常采用继电器保护装置、差动保护装置等设备来实现。
4. 监控系统：负责对变电站设备及电力系统的状态进行监测和显示，包括对各种仪器设备的状态、运行参数等进行实时监控，并通过人机界面显示给操作人员。
通常采用SCADA系统来实现。
5. 通信系统：负责变电站内各个设备之间的通信以及变电站与上级调度中心之间的通信。
通常采用通信协议如IEC 61850等
来实现设备之间的互联互通。
综合自动化系统通常还包括数据存储、数据处理分析、故障诊断、报警管理等功能，以及人机界面、报表输出、事件记录等辅助功能。
总而言之，变电站综合自动化系统主要由数据采集系统、控制系统、保护系统、监控系统和通信系统等组成，通过集成和协调各个子系统，实现对变电站设备和电力系统的快速、准确的运行控制和监视。
变电站综合自动化系统概述
变电站综合自动化系统的典型硬件结构
变电站综合自动化系统的典型硬件结构说明1
• 微处理器（中央处理器）CPU是指挥中枢，计算机 程序的运行依赖于CPU来实现；
• ②电气型防误系统：是建立在二次操作回路上的 防误功能，一般通过断路器和隔离开关的辅助触 点连锁来实现，主要包括电气回路闭锁、电磁回 路闭锁、电气报警和高压带电显示装置等。
• ③微机五防：采用计算机技术，用于高压开关设 备防止电气误操作的装置，由主机、电脑钥匙、 编码锁具等功能元件组成。主要用于断路器、隔 离开关、接地刀闸、遮拦网门等。
特点： ①工作稳定，线性好，电路简单； ②抗干扰能力强，不受脉冲和随机高频噪音干扰； ③与CPU接口简单，工作不需要CPU控制； ④可以方便地实现多CPU共享一套VFC变换。
模拟量输出电路的组成
• 作用是把微机系统输出的数字量转换成模 拟量输出，核心元件是模/数转换器，锁存 器是用来保持数字量的稳定的。
变电站综合自动化系统的典型硬件结构说明2
• 定时器/计数器有两个用途一是用来触发采样信号， 引起中断采样；二是在V/F变换式A/D中，定时器/ 计数器是把频率信号转换为数字信号的关键部件。
• Watchdog主要作用是当自动化装置受到干扰导致 微机系统运行程序出轨、程序无法正常运行时，能 自动复位微机系统，使微机系统重新开始执行程序， 进行入正常运行轨道。
综合自动化监控系统的基本要求
• 实时 • 可靠 • 可维护 • 信息处理和输出技术先进 • 人机交流方便 • 通信可靠 • 信息处理和控制算法先进
变电站综合自动化系统
变电站综合自动化系统
变电站综合自动化系统是指用电子、通信和控制技术实现
对变电站设备和过程的监测、控制和管理的智能化系统。
其主要功能包括变电站设备状态监测、故障诊断、数据采
集和处理、远程控制和操作、报警与录波、安全保护等。
变电站综合自动化系统由以下几个主要组成部分构成：
1. 变电站智能终端单元 (RTU)：用于采集变电站各种设备
的模拟量和数字信号，并将数据传输给主站进行处理。
RTU还可以接收主站的控制命令，执行远程操作。
2. 主站系统：负责监控、控制和管理整个变电站。
主站系
统通过与RTU的通信，实现对变电站设备状态的实时监测
和故障诊断，以及对设备的远程操作和控制。
3. 通信网络：用于连接变电站的各个设备和综合自动化系
统的通信网络。
通信网络可以采用各种通信技术，如有线、无线、光纤等，以确保数据的可靠传输和通信的稳定性。
4. 数据管理系统：用于存储、处理和管理变电站的各种数据。
数据管理系统可以对采集的数据进行实时分析和统计，生成各种报表和图表，为变电站运行和维护提供有力的支持。
变电站综合自动化系统的应用可以提高变电站运行的可靠
性和安全性，提高设备利用率和运行效率，减少人工操作
和维护工作，减少故障的发生和处理时间，提升整个电网
的运行水平和管理能力。
变电站综合自动化系统的几点理解及认识
变电站综合自动化系统的几点理解及认识随着电力行业的发展，变电站综合自动化系统越来越受到人们的关注。
这种系统涉及到多个领域，包括电子技术、通信技术、控制技术等等。
本文将就变电站综合自动化系统的几点理解及认识做一详细的分析。
一、什么是变电站综合自动化系统变电站综合自动化系统是指在变电站中应用现代计算机、通讯、控制等科学技术手段，自动实现电力系统在运行、控制、保护等方面的管理和控制。
通过对变电站的设备、系统和操作过程进行监控，实现对电网的远程及自动化控制，提高输电效率，保障电网的稳定、安全、可靠运行。
二、变电站综合自动化系统的组成及功能1. 组成变电站综合自动化系统主要由自动化控制系统、通信系统、保护系统、计算机网络系统、配电单元、BV接口单元、电能质量测量装置、能源管理系统以及同步远传控制系统等多个子系统和部件组成。
2. 功能(1) 远程监控：实现对变电站内外系统设备运行状态、检修、管理、控制等各种信息的监控及人机对话。
(2) 远程计量：实时监视电网的电量、电压、电流等参数，收集有关的数据并进行处理。
(3) 远程调控：依据电网的运行情况对电力系统运行模式进行调整，实现对电网的远程控制。
(4) 远动保护：实现变电站内自投自断、自恢复等自动化保护动作，提高电网的稳定性和可靠性。
(5) 远程操作：可实现对变电站设备的远程开机、关机、重启等操作，提高操作效率。
(6) 通讯能力：实现变电站内、外通信的定时、定向、点对点、广播等各种通讯方式。
三、变电站综合自动化系统的优势(1) 可实现对变电站设备的远程监控和操作，提高操作效率。
(2) 可以实时监视电网的电量、电压、电流等参数，及时发现电力设备的异常，提高电网的稳定性和可靠性。
(3) 可以自动进行保护动作，提高电力系统的安全防护能力。
(4) 可以实现对电网的实时控制，提高输电效率。
(5) 可以进行电量测量和数据分析，在实现电网控制的同时，提高能源管理水平。
四、变电站综合自动化系统的发展趋势(1) 智能化：随着人工智能技术的不断发展，变电站综合自动化系统将不断智能化，实现对电力系统运行的高度智能化管理。
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4 保护及监控功能全面，各种附加功能不设选件
A、谐波分析功能（分析基波到13次谐波含量） B、故障录波功能（可设定，最大可设1000周波） C、备用电源自投（BZT）功能（与母联保护共用一个装置） D、低周减载功能 E、多次重合闸及不对位重合闸 F、小电流接地选线功能（五次谐波原理） G、测温（显示温度或其它直流量的实际值） H、各种报警功能(如：CT断线、PT断线、控制回路断线等）
2.继电器插件（I/O插件）
3.CPU插件 4.CT/PT插件
保护单元俯视图
保护装置装于开关柜上
硬件组成
1、面板
面板由三部分组成：
位于右上方的大液晶显示窗口；
位于面板下方的操作键盘；
位于左边的信号灯。
硬件组成
2、电源插件
输入电压：
DC 220V±30% （DC 110V±30%, AC 110V/220V±30%由用户订购）。
5 兼容性和合理性设计
A、现在产品和过去产品兼容 B、将来产品和现在产品兼容 C、装置级软件在线升级 D、母联监控保护与BZT共用一套装置（比同类产品节约1个装置） E、2段母线PT测量和PT切换共用一套装置（比同类产品节约1个装置）
6 灵活性设计
A、跳闸表设计 B、联锁跳闸设计 C、精度软件校准 E、开入量的灵活定义 D、功能菜单的密码管理
DCAP-3511/3514/3518 微机自动准同期单元
DCAP-3621 微机自动消谐装置 SM-1000 系列低压计量装置
DCAP-3000系列保护测控装置的显著特点
1）统一的硬件结构，保护装置硬件可通用互换 2）监控保护采用双冗余的CPU结构 3）输入输出点多且灵活定义，输入可独立设置4路联跳功能 4）各种保护及监控功能全面，各种附加功能不设选件 5）兼容性和合理性设计 6）灵活性设计
监控保护单元包括如下型号：
DCAP-3000线路监控保护单元 DCAP-3001馈出变压器监控保护单元 DCAP-3002线路监控单元 DCAP-3005自闭、贯通监控保护单元 DCAP-3010高压电动机监控保护单元 DCAP-3011电动机监控保护单元 （带差动保护功能） DCAP-3012电动机监控保护单元 （带磁平衡电流保护功能） DCAP-3020补偿电容器组监控保护单元 DCAP-3022滤波电容器组监控保护单元 DCAP-3030母线分段监控保护及综合备自投单元
国内与国外综自系统的比较
1）功能配置上更符合国内电力系统的实际需要 2）附加功能更全面 3）更便于掌握和应用 4）汉化菜单更便于操作和维护 5）更容易满足用户的特殊需要 6）后台系统更能发挥保护装置的最大潜能
7）服务更好
DCAP-3000系列硬件组成
一. 机箱 二. 面板
三. 四块插件
1.电源插件（POWER插件）
监控保护单元包括如下型号：
DCAP-3090综合数字测控单元
DCAP-3093PT测量及切换单元 DCAP-3110线路成套保护单元（不接地系统，距离保护） DCAP-3112高压线路成套保护单元（接地系统，距离保护） DCAP-3111线路成套保护单元（短线路光纤纵差保护） DCAP-3115平行双回线路横联差动保护单元 DCAP-3210直流牵引监控保护单元
CPU插件是整个单元箱的核心，它包括14个模 拟量输入，12个开关量输入，9个继电器输出 驱动，屏幕显示，4个按键和一路光电隔离的 通信接口。板内有两个高速16位CPU芯片及切 换器件。图1-2为装置硬件框图。
硬件逻辑框图
键盘显示
直流量输入
看门狗
监控CPU 光电 隔离 通信 接口
光电隔离 光电隔离 整形
远程通讯：
光纤接口（接口为塑料光纤）或RS-485接口，电气回路光电隔离， 不加中继可传输1.2km，直接与PC机通讯。在2km以内可采用多模光纤通 讯，2km以上可采用单模光纤通讯
远方定值修改，远方信号复归。
返回
自测试自校正自诊断功能
主要元器件自动测试 通讯网络的自测试、自维护、自诊 断功能 PT、CT断线报警 控制回路断线报警
概述
清华紫光DCAP-3000系列监控保护装置是国内率先 推出的集测量、控制、保护及通讯功能为一体的分散 式数字保护系列产品之一。分散式监控保护装置的突 出特点是保护装置可以安装在一次开关设备上或开关 设备旁，并通过双绞线将保护装置与主控制室的后台 主机相联，从而构成综合自动化系统。监控保护装置 就地安装不仅能减少变电站的建筑面积和节省大量的 二次电缆，从而节省投资，还能减少变电站安装、调 试及维护的工作量并提高系统的可靠性。
变电站综合自动化系统
交流内容
DCAP-3000系列保护测控装置的主要特点 DCAP-3000系列保护测控装置的硬件组成 DCAP-3000系列保护测控装置的抗干扰措施 DCAP-3000系列保护测控装置的主要功能 SM-1000系列低压测控装置的结构及功能 DCAP2002系列后台操作系统功能简介 出厂调试 技术标准及规范 质量控制 培训 与设计院的配合
返回
DCAP-3000线路监控保护单元
一、装置使用说明 交流电压输入回路 交流电流输入回路 直流电源输入回路 开关量输入（遥信）回路 开关量输出（遥控）回路 断路器操作回路 通讯接口
接地指示：
在有主机连网的情况下可检测出接地故障线路。
故障录波：
可对14个模拟量启动录波，录波时间可调整
测量控制部分
显示与设置：
可以通过面板四个按键或主机任意显示所有参数，设置所有定值。
控制输出：
共9路独立继电器无源接点输出。
开关操作：
I/O板内具有一路断路器操作回路，并设有电气防跳继电器和合闸保 持继电器。
1 统一的硬件结构，保护装置硬可通用互换
A、便于学习和掌握 B、便于工厂试验和现场调试 C、减少用户备品/备件开支，节约用户流动资金 D、便于售后服务 F、便于组织生产、能满足紧促的交货期
2 双冗余的CPU结构
正常运行时一个CPU负责监控和通讯功能另一个CPU负责保护功能， 保护CPU长期处于低负荷状态，保护判据的快速性得到充分保证。
ห้องสมุดไป่ตู้
开关量输入
双口RAM PT输入
光电 隔离
跳合闸 出口
滤波
CT输入
放大
保护CPU
看门狗
硬件组成
5、CT/PT插件 CT/PT插件上安装小电流互感器和小 电压互感器。电流互感器采用穿孔的安 装方式能有效避免断线故障，实现了强 电和弱电的隔离。
保护测控装置的抗干扰措施
干扰三要素：
干扰源、干扰途径、干扰对象 干扰源： 谐波干扰、雷电干扰、交变磁场干扰，通讯干扰等。 干扰途径： 辐射形干扰、传导形干扰 干扰对象： 电子元件、芯片
监控保护单元包括如下型号：
DCAP-3040两圈变差动保护单元
DCAP-3041A/B三侧/四侧差动保护单元
DCAP-3043主变非电量保护单元 DCAP-3050主变后备监控保护单元
DCAP-3051三圈变后备监控保护单元
DCAP-3060所用变监控单元 DCAP-3065 PT监控保护单元 DCAP-3080发电机监控保护单元 （200MW及以下） DCAP-3081发电机变压器组成套保护单元（300MW及以下） DCAP-3082发电机转子接地保护单元
1. 2.
抗干扰措施：
保护测控装置机箱采用全密封金属屏蔽； 有效的光电隔离； 后插式结构，装置内强弱电隔离； 多重软件滤波； 四层电路板工艺； 提高遥信电压：DC220V。
3.
4. 5. 6.
主要功能
1.测量控制功能 2.自测试自校正自诊断功能
3. 继电保护功能
测量控制部分
交流输入:
3 输入输出点多且灵活定义，输入可独立设置4路联跳功能
A、14路模拟量输入（同类产品一般10路） B、12路开关量输入（同类产品一般4～8），开入量灵活定义。
开入量采用 DC220V 压遥信，有效防止开入量的误遥信。 C、9路独立的开关量输出（同类产品一般6路），开出量灵活定义。 D、4路独立的工艺联跳方程，可灵活地完成各种工艺联锁跳闸及合 闸功能（同类产品一般无此功能）。 E、一路独立测温（4～20mA温度信号)。
直接输入PT二次电压(100V)，零序电压，
CT二次电流(5A/1A)，零序电流。
电气测量：
三相电流、电压、零序电流、零序电压、 有功功率、无功功率、功率因数、频率、有功
电度、无功电度。
测量控制部分
事故记录：
直接记录外部 9 个开关状态事件的时间及顺序 , 并 可对脉冲记数。
谐波分析：
可分析所测的PT、CT回路1-13次谐波成份。
输出电压：
+5V/5A，±12V/0.8A，24V/1A，供给CPU插件和
I/O插件电源。
硬件组成
3、I/O插件
9路继电器无源接点输出
防跳继电器和合闸保持继电器构成的开关操作回
路,
I/O插件通过出口继电器实现与外部电路的隔离。
硬件组成
4、CPU插件 CPU插件的双CPU系统设计模式，大大增强了软 件的冗余度