和利时HOLLYSYS MACS-K系列DCS介绍
MACS6系統(tǒng)概述
控制系統(tǒng)概述
K系列大型DCS充分吸取國際工業(yè)電子技術(shù)和工業(yè)控制技術(shù)的最新成果，嚴(yán)格遵循國際先進(jìn)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，綜合體現(xiàn)了離散過程和連續(xù)過程自動(dòng)化的要求，在裝備自動(dòng)化和過程自動(dòng)化兩方面都可以應(yīng)對(duì)自如。
K系列大型DCS具有可靠性高、功能豐富、性能優(yōu)異、集成度高、擴(kuò)展性好，體積小巧、易于使用等特點(diǎn)，可為不同工業(yè)領(lǐng)域提供個(gè)性化的解決方案，可廣泛應(yīng)用于冶金、建材、輕工、交通、電力、石化、汽車、礦井、水處理、食品加工等多種行業(yè)。
K系列大型DCS產(chǎn)品，既體現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、集成化、開放化、控制速度快、結(jié)構(gòu)簡單的特點(diǎn)，又綜合了控制功能強(qiáng)大、冗余、熱插拔、強(qiáng)調(diào)高可靠不停機(jī)使用的要求。
DCS--HOLLiASMACS-K系列分布式控制系統(tǒng)，于2013年正式推出的，是和利時(shí)公司在總結(jié)十多年用戶需求和行業(yè)應(yīng)用特點(diǎn)、積累四代DCS系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，全面繼承以往系統(tǒng)的高可靠性和方便性，綜合自身核心技術(shù)與國際控制系統(tǒng)技術(shù)而推出的新一代DCS。
系統(tǒng)簡介
HOLLiASMACS-K系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集、控制運(yùn)算、控制輸出、設(shè)備和狀態(tài)監(jiān)視、報(bào)警監(jiān)視、遠(yuǎn)程通訊、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理和顯示、歷史數(shù)據(jù)管理、日志記錄、事故順序識(shí)別、事故追憶、控制調(diào)節(jié)、報(bào)表打印、高級(jí)計(jì)算、以及這些信息的組態(tài)、調(diào)試、打印、下載、診斷等功能。
HOLLiASMACS-K是和利時(shí)公司面向過程自動(dòng)化應(yīng)用的大型分布式控制系統(tǒng)，采用全冗余、多重隔離等可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)，并吸收了安全系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念，從而保證系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運(yùn)行。
HOLLiASMACS-K基于工業(yè)以太網(wǎng)和PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線構(gòu)架，集成基于HART標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的AMS對(duì)現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，并且可以輕松集成SIS、PLC、MES、ERP等系統(tǒng)，使現(xiàn)場(chǎng)智能儀表設(shè)備、控制系統(tǒng)、企業(yè)資源管理系統(tǒng)之間的信息無縫傳送，實(shí)現(xiàn)工廠智能化、管控一體化。
同時(shí)，本系統(tǒng)集成火電、化工等各行業(yè)的先進(jìn)控制算法平臺(tái)，為工廠自動(dòng)控制和企業(yè)管理提供深入全面的解決方案，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、設(shè)備和安全三大目標(biāo)的最佳協(xié)調(diào)，幫助用戶實(shí)現(xiàn)最小的全生命周期維護(hù)成本、最大的設(shè)備投資回報(bào)。
如圖1-1所示，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)從上至下由管理網(wǎng)（MNET）、系統(tǒng)網(wǎng)（SNET）、控制網(wǎng)（CNET）三層構(gòu)成。管理網(wǎng)為可選網(wǎng)絡(luò)層，用于和廠級(jí)生產(chǎn)管理系統(tǒng)如MES、第三方管理軟件等進(jìn)行通訊，并可通過INTERNET實(shí)現(xiàn)安全的信息發(fā)布，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高級(jí)管理和共享。系統(tǒng)網(wǎng)連接工程師站、操作員站、歷史站和控制站等系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)，支持P-TO-P（對(duì)等網(wǎng)）、C/S（客戶機(jī)/服務(wù)器）、P-TO-P和C/S（混合）三種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可快速構(gòu)建星形、環(huán)型或總線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的高速冗余網(wǎng)絡(luò)，符合IEEE802.3及IEEE802.3u標(biāo)準(zhǔn)，100/1000Mbps自適應(yīng)。控制網(wǎng)用于控制站的主控制器與各I/O模塊及智能設(shè)備的連接，支持星形和總線形結(jié)構(gòu)，符合IEC61158（國標(biāo)：JB/T10308.3-2001，歐標(biāo)：EN50170），確保現(xiàn)場(chǎng)級(jí)通訊的實(shí)時(shí)、穩(wěn)定、快速。
交換機(jī)：工業(yè)安全交換機(jī)。
通訊介質(zhì)：SNET和MNET使用STP5或UTP5類雙絞線，多模或單模光纜，CNET使用IOBUS專用電纜，多模或單模光纜。
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系統(tǒng)組件
HOLLiAS MACS-K系統(tǒng)的組件主要包括以下幾個(gè)：
主要用于系統(tǒng)管理和組態(tài)維護(hù)及修改。
在線下載功能；畫面組態(tài)和編輯；功能點(diǎn)組態(tài)和定義功能；控制回路組態(tài)功能；報(bào)警、趨勢(shì)圖等定義和編輯功能；通訊定義和組態(tài)功能；設(shè)備定義和組態(tài)功能；數(shù)據(jù)庫定義和組態(tài)功能；報(bào)表生成功能等。
工程師站具有組網(wǎng)能力（可作為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器）或多終端能力，采用雙網(wǎng)卡配置，可以通過交換機(jī)與全廠管理網(wǎng)絡(luò)相連。
工程師站可兼作操作站。
每臺(tái)操作員站都具有工程師站的功能。
操作站的主機(jī)是工作站或高性能工業(yè)用計(jì)算機(jī)，其操作系統(tǒng)是通用的、適用于工業(yè)化的、可靠的操作系統(tǒng)。
操作站的硬件規(guī)格為32位總線，32位或以上CPU，SCSI外設(shè)控制器。操作站帶有硬盤驅(qū)動(dòng)器，并能配置成冗余型，使主機(jī)能夠單獨(dú)自啟動(dòng)。操作站能配置光盤驅(qū)動(dòng)器、活動(dòng)硬盤等高密度外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備。操作站可配觸摸式操作員鍵盤。
操作站所有的外設(shè)及接口是通用的，硬盤驅(qū)動(dòng)器、光盤驅(qū)動(dòng)器、顯示器、通用鍵盤、鼠標(biāo)或球標(biāo)、打印機(jī)等是商業(yè)化可互換的。
操作員站提供工藝操作人員、工藝工程師及儀表自控人員使用的人機(jī)界面，具有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的操作員站專用鍵盤，主要功能有：
模擬流程圖顯示功能，交互特性提供模擬常規(guī)盤裝儀表的操作面板；實(shí)時(shí)和歷史趨勢(shì)曲線的監(jiān)視和查詢功能；報(bào)警監(jiān)視列表功能；參數(shù)成組監(jiān)視功能；設(shè)備日志、操作日志、SOE日志和全日志的查詢功能；事故追憶查看功能；工藝報(bào)表的定時(shí)和即時(shí)打印功能；用戶管理功能；語音報(bào)警提示功能
HOLLiASMACS-K系統(tǒng)操作員站具有分權(quán)限，分區(qū)域顯示、查詢、報(bào)警、控制功能。
操作站具備不同級(jí)別和不同操作區(qū)域或數(shù)據(jù)集合的操作權(quán)限。操作級(jí)別和權(quán)限用密碼或鑰匙的方式限定。操作員密碼和操作權(quán)限能由系統(tǒng)管理員設(shè)定和修改。
歷史數(shù)據(jù)工作站具有以下功能：歷史數(shù)據(jù)采集記錄、日志生成功能；SOE及事故追憶信息的組織功能；向操作站提供歷史趨勢(shì)數(shù)據(jù)；非SOE點(diǎn)的時(shí)間標(biāo)簽生成功能；歷史數(shù)據(jù)自動(dòng)存盤功能；向工程師站提供離線查詢功能的歷史數(shù)據(jù)文件；向操作站、控制站發(fā)送系統(tǒng)校時(shí)信號(hào)；存儲(chǔ)及檢查用戶權(quán)限和口令。
接在局域通信網(wǎng)上，用于過程數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與管理，并為各分區(qū)的歷史記錄作同步備份。歷史數(shù)據(jù)工作站的機(jī)型為服務(wù)器型，采用冗余配置硬盤。歷史數(shù)據(jù)工作站配置高密度活動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備和可讀寫光盤驅(qū)動(dòng)器(CD-RW)。
能通過交換機(jī)與全廠管理網(wǎng)絡(luò)相連。歷史記錄能轉(zhuǎn)存到移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備上。
HOLLiASMACS-K的控制站能滿足大型石油化工裝置過程控制的功能及速度要求，具備連續(xù)過程控制、批量控制和順序控制的功能。
控制器具備快速控制能力，從I/O輸入經(jīng)過PID控制運(yùn)算，到AO輸出的累積時(shí)間在0.2秒以內(nèi)。
工藝數(shù)據(jù)的輸入和輸出、采集和處理；控制站的主控單元（控制器）具有IOBUS現(xiàn)場(chǎng)總線主站功能；具有強(qiáng)大的控制運(yùn)算功能，能夠完成模擬量反饋控制、開關(guān)量的順序控制。并且能夠把以上兩者結(jié)合，實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的控制功能。包括以下組態(tài)編程語言：FBD：功能塊圖；CFC：連續(xù)功能圖；SFC：順序功能圖；ST：結(jié)構(gòu)化文本；IL：指令列表；LD：梯形圖。
控制站內(nèi)部各個(gè)部件可以按用戶要求實(shí)現(xiàn)冗余配置。
可燃?xì)怏w、有毒氣體報(bào)警檢測(cè)器的I/O卡件可為獨(dú)立卡件。
DCS配備PID參數(shù)自整定功能。
系統(tǒng)特點(diǎn)
系統(tǒng)規(guī)模
系統(tǒng)指標(biāo)
技術(shù)特色
K系列控制器配置400MHz處理器，擁有納秒級(jí)的處理速度，在速度、性能和功能方面優(yōu)勢(shì)突出。
現(xiàn)場(chǎng)控制站硬件介紹
現(xiàn)場(chǎng)控制站作為信號(hào)采集和控制設(shè)備，是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心單元，完成系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制過程，它是是整個(gè)系統(tǒng)工作的硬件基礎(chǔ)。
控制器模塊
控制器模塊是現(xiàn)場(chǎng)控制站的核心控制部件，協(xié)調(diào)控制站內(nèi)軟件和硬件的關(guān)系，完成各項(xiàng)控制任務(wù)。控制器可以自動(dòng)完成數(shù)據(jù)采集、信息處理、控制運(yùn)算等各項(xiàng)功能，向上通過系統(tǒng)網(wǎng)與工程師站、操作員站、數(shù)據(jù)服務(wù)器等設(shè)備相連，接收上層的管理信息，并向上傳遞工藝裝置的特性數(shù)據(jù)和采集到的、輸出的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；向下通過控制網(wǎng) IO總線與 I/O 模塊相連，實(shí)現(xiàn)與 I/O 模塊的信息交換，完成現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的輸入采樣和輸出控制。
冗余的主控制器安裝在主控背板上，實(shí)現(xiàn)供電、對(duì)外通訊、冗余連接等功能。控制網(wǎng)通過IO-BUS模塊擴(kuò)展可以連接最多100個(gè)I/O模塊。通過選用不同的IO-BUS模塊，控制總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可構(gòu)成星型和總線形，同時(shí)支持遠(yuǎn)程I/O機(jī)柜。
表 2-1 控制器主要性能
| 項(xiàng)目 | 指標(biāo) | |
| CPU類型 | 工業(yè)級(jí)PowerPC, 400MHz, 32位 | |
| 存儲(chǔ)器 | NOR FLASH | 16M Bytes |
| NAND FLSAH | 128M Bytes | |
| DDR2 SDRAM | 128M Bytes | |
| 掉電保持SRAM | 1M Bytes | |
| 冗余 | 冗余方式 | 1:1熱備冗余 |
| 冗余數(shù)據(jù)同步速率 | 100Mbps | |
| 冗余切換時(shí)間 | 50ms | |
| 掉電保護(hù) | 工作方式 | 后備電池保持 |
| 電池壽命 | 5年，可在線更換 | |
| 調(diào)度周期 | 基本調(diào)度周期 | 100ms, 200ms, 500ms, 1s |
| 快速調(diào)度周期 | 50ms | |
故障診斷對(duì)象是控制器的基礎(chǔ)硬件以及各個(gè)功能塊，最終達(dá)到診斷整個(gè)控制器的目標(biāo)。
控制器支持下述幾類功能診斷：
與IO-BUS模塊配合可獲取控制柜內(nèi)溫度、各電源狀態(tài)等信息。
主控制器采用1:1冗余配置保證可靠性。互為冗余的一對(duì)控制器安裝在4槽控制器底座中，主、從機(jī)熱、備冗余方式，一個(gè)控制器處于工作狀態(tài)（主機(jī)），另一個(gè)控制器處于備用狀態(tài)（從機(jī)），主從機(jī)狀態(tài)可通過面板上STANDBY指示燈判別。
控制模塊通過內(nèi)部冗余控制電路保證兩個(gè)冗余控制器間的組態(tài)、數(shù)據(jù)和運(yùn)行周期保持一致。兩個(gè)主控制器同時(shí)接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，同時(shí)做控制運(yùn)算，但只有一個(gè)輸出運(yùn)算結(jié)果。
主控制器在運(yùn)行過程中自動(dòng)保存組態(tài)數(shù)據(jù)、過程數(shù)據(jù)以及部分需要掉電保護(hù)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。當(dāng)控制器斷電時(shí)，以上數(shù)據(jù)會(huì)在后備電池的支持下保持至少3個(gè)月（具體保持時(shí)間視電池使用情況定）。
當(dāng)后備電池的容量不足時(shí)，控制器會(huì)上報(bào)電池電量不足的報(bào)警信息，在出現(xiàn)報(bào)警后的3個(gè)月內(nèi)必須完成電池更換。更換后備電池時(shí)，主控制器模塊可帶電，也可不帶電。當(dāng)采用不帶電更換時(shí)，掉電保護(hù)的數(shù)據(jù)將丟失。
主控背板上共有6列模塊的多功能總線（系統(tǒng)電源+現(xiàn)場(chǎng)電源+通訊）接口，并且接口冗余。每列模塊的每路系統(tǒng)電源（S）和現(xiàn)場(chǎng)電源（F）均安裝有快速熔斷保險(xiǎn)絲，當(dāng)某一路電源出現(xiàn)問題時(shí)，不會(huì)影響其他電源的工作，熔斷的保險(xiǎn)絲可就地更換。
IO模塊主要性能
控制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
控制網(wǎng)（IO-BUS總線）連接主控制器與I/O單元，實(shí)現(xiàn)二者之間的數(shù)據(jù)交換。IO-BUS模塊可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的星形拓?fù)溥B接。
K系列IO-BUS模塊最多支持三級(jí)級(jí)聯(lián)，其擴(kuò)展方式如下表所示：
供電和接地
在MACS-K系統(tǒng)中，現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)柜（I/O柜、繼電器柜、ETS柜等）接入2路獨(dú)立的220V AC電源，為UPS電源和廠用保安段電源。
系統(tǒng)功能說明
系統(tǒng)組態(tài)軟件
系統(tǒng)組態(tài)由以下組態(tài)工具構(gòu)成：
工程總控主界面，運(yùn)行于工程師站，用來部署和管理整個(gè)DCS系統(tǒng)。
該工具集成了工程管理、項(xiàng)目管理、數(shù)據(jù)庫編輯、用戶組態(tài)、節(jié)點(diǎn)組態(tài)、流程圖組態(tài)、總貌圖組態(tài)、控制分組態(tài)、參數(shù)成組組態(tài)、專用鍵盤組態(tài)、區(qū)域管理、用戶自定義功能、報(bào)表組態(tài)、編譯、下裝等功能。需要注意的是，工程管理器是面向域的，即一個(gè)工程對(duì)應(yīng)著一個(gè)域，用戶不能同時(shí)打開多個(gè)工程，以免組態(tài)時(shí)混亂。
圖形畫面編輯工具，運(yùn)行于工程師站。
用戶可通過該工具生成在線操作的流程圖和界面模板。該軟件針對(duì)不同行業(yè)提供了豐富的符號(hào)庫，以方便用戶繪制美觀實(shí)用的界面。它還支持用戶自定義符號(hào)庫。
控制器算法組態(tài)軟件，運(yùn)行于工程師站。
集成控制器算法的編輯、管理、仿真、在線調(diào)試以及硬件配置功能，支持IEC61131-3中規(guī)定的全部6種編程語言IEC61131-3中規(guī)定的STFBDSFCCFC四種語言。
以上三個(gè)軟件都采用樹狀工程組織結(jié)構(gòu)管理組態(tài)信息，界面清晰，簡單易用。
監(jiān)視和控制軟件，運(yùn)行于操作員站。完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)顯示、過程自動(dòng)控制、順序控制、高級(jí)控制、報(bào)警和日志檢測(cè)、監(jiān)視、操作，可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、統(tǒng)計(jì)、顯示、打印等處理。
完成與遵循OPC協(xié)議的第三方通訊功能。
仿真模擬運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)控制站、歷史站和操作員在線。
該工具可按日期查詢系統(tǒng)的趨勢(shì)、報(bào)警、日志等歷史數(shù)據(jù)，以幫助用戶分析系統(tǒng)運(yùn)行情況或事故原因。
該工具可配置操作員在線的默認(rèn)信息，包括域號(hào)、初始頁面路由信息等。
該工具可查詢當(dāng)前安裝的MACSV6.5.2軟件的所有文件的版本信息。
提供分類查看授權(quán)信息、完成軟件授權(quán)的功能。
升級(jí)控制器RTS程序。
可以監(jiān)視所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，啟停控制程序。
可對(duì)變量進(jìn)行強(qiáng)制和寫入，并支持批量寫入和強(qiáng)制。
可對(duì)歷史版本進(jìn)行監(jiān)視。
在調(diào)試過程中，會(huì)對(duì)某些變量的運(yùn)算值進(jìn)行測(cè)試、整定，因此會(huì)造成它們的在線值與離線值不一致；通過“參數(shù)對(duì)齊”窗口，使兩個(gè)值重新相等。
硬件設(shè)備組態(tài)
MACS-K系統(tǒng)為方便硬件設(shè)備組態(tài)，提供了圖形化的硬件配置界面，包括添加刪除硬件模塊和硬件模塊參數(shù)組態(tài)。有如下特點(diǎn)：
功能塊庫說明
MACS-K系統(tǒng)提供了豐富的功能塊，包括基本邏輯功能塊、高級(jí)運(yùn)算、IO處理、自定義功能塊、控制運(yùn)算等。其中控制運(yùn)算包括常規(guī)控制（手操器（MAN）、普通比例積分微分控制（PID）等）、復(fù)雜控制（串級(jí)PID、采用PID、分程PID、順控設(shè)備等）、馬達(dá)控制（一位式馬達(dá)控制（輸出一個(gè)）、雙速馬達(dá)控制（輸出三個(gè)，高速、低速、停止）、二位式馬達(dá)控制（輸出兩個(gè)）等）、閥門控制（一位式閥門控制、二位式閥門控制、一位式閥門控制等）四大類。
用戶根據(jù)實(shí)際需要，可自行定義功能塊；該功能塊的使用方法與系統(tǒng)功能塊相同。
用戶根據(jù)實(shí)際情況，可對(duì)缺省加載的算法庫文件進(jìn)行靈活配置。
用來對(duì)版本低的庫進(jìn)行升級(jí)，使這些庫的版本與軟件的版本一致。
編譯和下裝
系統(tǒng)提供全編譯和增量編譯兩種編譯方式，增量編譯是在原目標(biāo)文件上做增量追加。
下裝也分為全下裝和增量下裝，增量下裝只將修改的部分下裝到主控單元繼續(xù)運(yùn)算，對(duì)于正在運(yùn)行的主控單元是無擾下裝。
系統(tǒng)監(jiān)視和控制
在線監(jiān)控系統(tǒng)可以完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)顯示、過程自動(dòng)控制、順序控制、高級(jí)控制、報(bào)警和日志檢測(cè)、監(jiān)視、操作，可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、統(tǒng)計(jì)、顯示、打印等處理。
監(jiān)控系統(tǒng)面向操作員，以模擬流程圖、棒狀圖、數(shù)值表、趨勢(shì)曲線、報(bào)表、按鈕、對(duì)話框等方式為用戶提供數(shù)據(jù)，執(zhí)行操作指令并發(fā)送至現(xiàn)場(chǎng)控制站。通過監(jiān)控系統(tǒng)，操作員和工程師可以完成：監(jiān)控自動(dòng)控制過程，實(shí)時(shí)人工干預(yù)，自動(dòng)打印或者按需求打印工作報(bào)表等，還可以通過廠級(jí)監(jiān)控的MES等網(wǎng)絡(luò)將畫面和數(shù)據(jù)提供給管理者。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的和利时HOLLYSYS MACS-K系列DCS介绍的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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