和利时HOLLYSYS MACS-K系列DCS介绍
MACS6系統概述
控制系統概述
K系列大型DCS充分吸取國際工業電子技術和工業控制技術的最新成果，嚴格遵循國際先進的工業標準，綜合體現了離散過程和連續過程自動化的要求，在裝備自動化和過程自動化兩方面都可以應對自如。
K系列大型DCS具有可靠性高、功能豐富、性能優異、集成度高、擴展性好，體積小巧、易于使用等特點，可為不同工業領域提供個性化的解決方案，可廣泛應用于冶金、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。
K系列大型DCS產品，既體現了標準化、集成化、開放化、控制速度快、結構簡單的特點，又綜合了控制功能強大、冗余、熱插拔、強調高可靠不停機使用的要求。
DCS--HOLLiASMACS-K系列分布式控制系統，于2013年正式推出的，是和利時公司在總結十多年用戶需求和行業應用特點、積累四代DCS系統開發應用的基礎上，全面繼承以往系統的高可靠性和方便性，綜合自身核心技術與國際控制系統技術而推出的新一代DCS。
系統簡介
HOLLiASMACS-K系統具有數據采集、控制運算、控制輸出、設備和狀態監視、報警監視、遠程通訊、實時數據處理和顯示、歷史數據管理、日志記錄、事故順序識別、事故追憶、控制調節、報表打印、高級計算、以及這些信息的組態、調試、打印、下載、診斷等功能。
HOLLiASMACS-K是和利時公司面向過程自動化應用的大型分布式控制系統，采用全冗余、多重隔離等可靠性設計技術，并吸收了安全系統的設計理念，從而保證系統的長期穩定運行。
HOLLiASMACS-K基于工業以太網和PROFIBUS-DP現場總線構架，集成基于HART標準協議的AMS對現場智能設備進行統一管理，并且可以輕松集成SIS、PLC、MES、ERP等系統，使現場智能儀表設備、控制系統、企業資源管理系統之間的信息無縫傳送，實現工廠智能化、管控一體化。
同時，本系統集成火電、化工等各行業的先進控制算法平臺，為工廠自動控制和企業管理提供深入全面的解決方案，從而實現生產、設備和安全三大目標的最佳協調，幫助用戶實現最小的全生命周期維護成本、最大的設備投資回報。
如圖1-1所示，系統網絡架構從上至下由管理網（MNET）、系統網（SNET）、控制網（CNET）三層構成。管理網為可選網絡層，用于和廠級生產管理系統如MES、第三方管理軟件等進行通訊，并可通過INTERNET實現安全的信息發布，實現數據的高級管理和共享。系統網連接工程師站、操作員站、歷史站和控制站等系統節點，支持P-TO-P（對等網）、C/S（客戶機/服務器）、P-TO-P和C/S（混合）三種網絡結構，可快速構建星形、環型或總線形拓撲結構的高速冗余網絡，符合IEEE802.3及IEEE802.3u標準，100/1000Mbps自適應。控制網用于控制站的主控制器與各I/O模塊及智能設備的連接，支持星形和總線形結構，符合IEC61158（國標：JB/T10308.3-2001，歐標：EN50170），確保現場級通訊的實時、穩定、快速。
交換機：工業安全交換機。
通訊介質：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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系統組件
HOLLiAS MACS-K系統的組件主要包括以下幾個：
主要用于系統管理和組態維護及修改。
在線下載功能；畫面組態和編輯；功能點組態和定義功能；控制回路組態功能；報警、趨勢圖等定義和編輯功能；通訊定義和組態功能；設備定義和組態功能；數據庫定義和組態功能；報表生成功能等。
工程師站具有組網能力（可作為網絡服務器）或多終端能力，采用雙網卡配置，可以通過交換機與全廠管理網絡相連。
工程師站可兼作操作站。
每臺操作員站都具有工程師站的功能。
操作站的主機是工作站或高性能工業用計算機，其操作系統是通用的、適用于工業化的、可靠的操作系統。
操作站的硬件規格為32位總線，32位或以上CPU，SCSI外設控制器。操作站帶有硬盤驅動器，并能配置成冗余型，使主機能夠單獨自啟動。操作站能配置光盤驅動器、活動硬盤等高密度外部數據存儲設備。操作站可配觸摸式操作員鍵盤。
操作站所有的外設及接口是通用的，硬盤驅動器、光盤驅動器、顯示器、通用鍵盤、鼠標或球標、打印機等是商業化可互換的。
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界面，具有工業標準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盤裝儀表的操作面板；實時和歷史趨勢曲線的監視和查詢功能；報警監視列表功能；參數成組監視功能；設備日志、操作日志、SOE日志和全日志的查詢功能；事故追憶查看功能；工藝報表的定時和即時打印功能；用戶管理功能；語音報警提示功能
HOLLiASMACS-K系統操作員站具有分權限，分區域顯示、查詢、報警、控制功能。
操作站具備不同級別和不同操作區域或數據集合的操作權限。操作級別和權限用密碼或鑰匙的方式限定。操作員密碼和操作權限能由系統管理員設定和修改。
歷史數據工作站具有以下功能：歷史數據采集記錄、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數據；非SOE點的時間標簽生成功能；歷史數據自動存盤功能；向工程師站提供離線查詢功能的歷史數據文件；向操作站、控制站發送系統校時信號；存儲及檢查用戶權限和口令。
接在局域通信網上，用于過程數據的存儲與管理，并為各分區的歷史記錄作同步備份。歷史數據工作站的機型為服務器型，采用冗余配置硬盤。歷史數據工作站配置高密度活動存儲設備和可讀寫光盤驅動器(CD-RW)。
能通過交換機與全廠管理網絡相連。歷史記錄能轉存到移動存儲設備上。
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輸入經過PID控制運算，到AO輸出的累積時間在0.2秒以內。
工藝數據的輸入和輸出、采集和處理；控制站的主控單元（控制器）具有IOBUS現場總線主站功能；具有強大的控制運算功能，能夠完成模擬量反饋控制、開關量的順序控制。并且能夠把以上兩者結合，實現更復雜的控制功能。包括以下組態編程語言：FBD：功能塊圖；CFC：連續功能圖；SFC：順序功能圖；ST：結構化文本；IL：指令列表；LD：梯形圖。
控制站內部各個部件可以按用戶要求實現冗余配置。
可燃氣體、有毒氣體報警檢測器的I/O卡件可為獨立卡件。
DCS配備PID參數自整定功能。
系統特點
系統規模
系統指標
技術特色
K系列控制器配置400MHz處理器，擁有納秒級的處理速度，在速度、性能和功能方面優勢突出。
現場控制站硬件介紹
現場控制站作為信號采集和控制設備，是整個控制系統的核心單元，完成系統的實時控制過程，它是是整個系統工作的硬件基礎。
控制器模塊
控制器模塊是現場控制站的核心控制部件，協調控制站內軟件和硬件的關系，完成各項控制任務。控制器可以自動完成數據采集、信息處理、控制運算等各項功能，向上通過系統網與工程師站、操作員站、數據服務器等設備相連，接收上層的管理信息，并向上傳遞工藝裝置的特性數據和采集到的、輸出的實時數據；向下通過控制網 IO總線與 I/O 模塊相連，實現與 I/O 模塊的信息交換，完成現場信號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，實現供電、對外通訊、冗余連接等功能。控制網通過IO-BUS模塊擴展可以連接最多100個I/O模塊。通過選用不同的IO-BUS模塊，控制總線拓撲結構可構成星型和總線形，同時支持遠程I/O機柜。
表 2-1 控制器主要性能
| 項目 | 指標 | |
| CPU類型 | 工業級PowerPC, 400MHz, 32位 | |
| 存儲器 | 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 |
| 冗余數據同步速率 | 100Mbps | |
| 冗余切換時間 | 50ms | |
| 掉電保護 | 工作方式 | 后備電池保持 |
| 電池壽命 | 5年，可在線更換 | |
| 調度周期 | 基本調度周期 | 100ms, 200ms, 500ms, 1s |
| 快速調度周期 | 50ms | |
故障診斷對象是控制器的基礎硬件以及各個功能塊，最終達到診斷整個控制器的目標。
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溫度、各電源狀態等信息。
主控制器采用1:1冗余配置保證可靠性。互為冗余的一對控制器安裝在4槽控制器底座中，主、從機熱、備冗余方式，一個控制器處于工作狀態（主機），另一個控制器處于備用狀態（從機），主從機狀態可通過面板上STANDBY指示燈判別。
控制模塊通過內部冗余控制電路保證兩個冗余控制器間的組態、數據和運行周期保持一致。兩個主控制器同時接收網絡數據，同時做控制運算，但只有一個輸出運算結果。
主控制器在運行過程中自動保存組態數據、過程數據以及部分需要掉電保護的關鍵數據。當控制器斷電時，以上數據會在后備電池的支持下保持至少3個月（具體保持時間視電池使用情況定）。
當后備電池的容量不足時，控制器會上報電池電量不足的報警信息，在出現報警后的3個月內必須完成電池更換。更換后備電池時，主控制器模塊可帶電，也可不帶電。當采用不帶電更換時，掉電保護的數據將丟失。
主控背板上共有6列模塊的多功能總線（系統電源+現場電源+通訊）接口，并且接口冗余。每列模塊的每路系統電源（S）和現場電源（F）均安裝有快速熔斷保險絲，當某一路電源出現問題時，不會影響其他電源的工作，熔斷的保險絲可就地更換。
IO模塊主要性能
控制網絡拓撲結構
控制網（IO-BUS總線）連接主控制器與I/O單元，實現二者之間的數據交換。IO-BUS模塊可以實現網絡的星形拓撲連接。
K系列IO-BUS模塊最多支持三級級聯，其擴展方式如下表所示：
供電和接地
在MACS-K系統中，現場控制機柜（I/O柜、繼電器柜、ETS柜等）接入2路獨立的220V AC電源，為UPS電源和廠用保安段電源。
系統功能說明
系統組態軟件
系統組態由以下組態工具構成：
工程總控主界面，運行于工程師站，用來部署和管理整個DCS系統。
該工具集成了工程管理、項目管理、數據庫編輯、用戶組態、節點組態、流程圖組態、總貌圖組態、控制分組態、參數成組組態、專用鍵盤組態、區域管理、用戶自定義功能、報表組態、編譯、下裝等功能。需要注意的是，工程管理器是面向域的，即一個工程對應著一個域，用戶不能同時打開多個工程，以免組態時混亂。
圖形畫面編輯工具，運行于工程師站。
用戶可通過該工具生成在線操作的流程圖和界面模板。該軟件針對不同行業提供了豐富的符號庫，以方便用戶繪制美觀實用的界面。它還支持用戶自定義符號庫。
控制器算法組態軟件，運行于工程師站。
集成控制器算法的編輯、管理、仿真、在線調試以及硬件配置功能，支持IEC61131-3中規定的全部6種編程語言IEC61131-3中規定的STFBDSFCCFC四種語言。
以上三個軟件都采用樹狀工程組織結構管理組態信息，界面清晰，簡單易用。
監視和控制軟件，運行于操作員站。完成實時數據采集、動態數據顯示、過程自動控制、順序控制、高級控制、報警和日志檢測、監視、操作，可以對數據進行記錄、統計、顯示、打印等處理。
完成與遵循OPC協議的第三方通訊功能。
仿真模擬運行現場控制站、歷史站和操作員在線。
該工具可按日期查詢系統的趨勢、報警、日志等歷史數據，以幫助用戶分析系統運行情況或事故原因。
該工具可配置操作員在線的默認信息，包括域號、初始頁面路由信息等。
該工具可查詢當前安裝的MACSV6.5.2軟件的所有文件的版本信息。
提供分類查看授權信息、完成軟件授權的功能。
升級控制器RTS程序。
可以監視所有現場設備的運行狀態，啟停控制程序。
可對變量進行強制和寫入，并支持批量寫入和強制。
可對歷史版本進行監視。
在調試過程中，會對某些變量的運算值進行測試、整定，因此會造成它們的在線值與離線值不一致；通過“參數對齊”窗口，使兩個值重新相等。
硬件設備組態
MACS-K系統為方便硬件設備組態，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組態。有如下特點：
功能塊庫說明
MACS-K系統提供了豐富的功能塊，包括基本邏輯功能塊、高級運算、IO處理、自定義功能塊、控制運算等。其中控制運算包括常規控制（手操器（MAN）、普通比例積分微分控制（PID）等）、復雜控制（串級PID、采用PID、分程PID、順控設備等）、馬達控制（一位式馬達控制（輸出一個）、雙速馬達控制（輸出三個，高速、低速、停止）、二位式馬達控制（輸出兩個）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。
用戶根據實際需要，可自行定義功能塊；該功能塊的使用方法與系統功能塊相同。
用戶根據實際情況，可對缺省加載的算法庫文件進行靈活配置。
用來對版本低的庫進行升級，使這些庫的版本與軟件的版本一致。
編譯和下裝
系統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運算，對于正在運行的主控單元是無擾下裝。
系統監視和控制
在線監控系統可以完成實時數據采集、動態數據顯示、過程自動控制、順序控制、高級控制、報警和日志檢測、監視、操作，可以對數據進行記錄、統計、顯示、打印等處理。
監控系統面向操作員，以模擬流程圖、棒狀圖、數值表、趨勢曲線、報表、按鈕、對話框等方式為用戶提供數據，執行操作指令并發送至現場控制站。通過監控系統，操作員和工程師可以完成：監控自動控制過程，實時人工干預，自動打印或者按需求打印工作報表等，還可以通過廠級監控的MES等網絡將畫面和數據提供給管理者。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的和利时HOLLYSYS MACS-K系列DCS介绍的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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