和利時(shí) HOLLiAS MACS-F系統(tǒng)

HOLLiAS MACS-F系統(tǒng)簡(jiǎn)介

HOLLiAS MACS系統(tǒng)是和利時(shí)集多年的開發(fā)、工程經(jīng)驗(yàn)而設(shè)計(jì)的大型綜合控制系統(tǒng)，是一個(gè)完善、經(jīng)濟(jì)、可靠的控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用了目前世界上先進(jìn)的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，支持 FF、DEVICENET、CANBUS 、PA等主流總線，智能化儀表可以方便的和系統(tǒng)相連。采用成熟的先進(jìn)控制算法，全面支持IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)。支持OPC技術(shù)、ActiveX技術(shù)，并且集成了AMS系統(tǒng) 、RealMIS系統(tǒng)、 ERP系統(tǒng)等，以及系統(tǒng)集成了眾多知名廠家的典型控制系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)接口，可在智能現(xiàn)場(chǎng)儀表設(shè)備、控制系統(tǒng)、企業(yè)資源管理系統(tǒng)之間進(jìn)行無縫信息流傳送，能方便的實(shí)現(xiàn)工廠智能化、管控一體化，為工廠自動(dòng)控制和企業(yè)管理提供全面的解決方案。

HOLLiAS MACS-F系統(tǒng)特點(diǎn)

可靠性：采用多種冗余結(jié)構(gòu)（網(wǎng)絡(luò)冗余、控制器冗余、電源模件冗余、I/O模件冗余），系統(tǒng)安全穩(wěn)定可靠。系統(tǒng)為惡劣的工業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)，抗干擾性符合工業(yè)環(huán)境下的國際標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)時(shí)性：控制器CPU采用工業(yè)級(jí)RISC芯片，基于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，保證控制精確、實(shí)時(shí)、高效。
先進(jìn)性：靈活的結(jié)構(gòu)，既保證數(shù)據(jù)的一致性，又可負(fù)荷均擔(dān)；功能豐富的HMI人機(jī)界面，靈活強(qiáng)勁的控制軟件，支持離線仿真。
易用性：智能設(shè)備管理（故障診斷、精度校正、帶電插拔），完善的系統(tǒng)診斷信息，在線電子維護(hù)手冊(cè)，維護(hù)簡(jiǎn)單方便。
分散性：過程I/O單元采用的智能化設(shè)計(jì)方法，將部分控制或采集運(yùn)算分散到各I/O單元，提高可靠性。
開放性：開放的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：支持現(xiàn)場(chǎng)總線，提供標(biāo)準(zhǔn)的RS-485、RS-232、ModBUS通信協(xié)議接口，支持FF、CAN、HART等。開放的操作系統(tǒng)：采用WINDOWS XP操作系統(tǒng)，提供ODBC和OPC接口，支持Internet接入。
經(jīng)濟(jì)性：現(xiàn)場(chǎng)總線的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，有效節(jié)約整體項(xiàng)目投資，降低運(yùn)行維護(hù)成本。

HOLLiAS MACS-F系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)由工程師站、操作員站、數(shù)據(jù)服務(wù)站（選配）、現(xiàn)場(chǎng)控制站、工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)等部件組成。

  
工程師站:用來完成系統(tǒng)組態(tài)、修改及下裝，包括：數(shù)據(jù)庫、圖形、控制算法、報(bào)表的組態(tài)，參數(shù)配置，操作員站、現(xiàn)場(chǎng)控制站及過程I/O模塊的配置組態(tài)，數(shù)據(jù)下裝和增量下裝等。
操作員站:用來進(jìn)行生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)視和管理，包括：系統(tǒng)數(shù)據(jù)的集中管理和監(jiān)視，工藝流程圖顯示，報(bào)表打印，控制操作，歷史趨勢(shì)顯示，日志、報(bào)警記錄和管理等。
現(xiàn)場(chǎng)控制站：用來完成現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采集、工程單位變換、控制和聯(lián)鎖控制算法、控制輸出、通過系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)和診斷結(jié)果傳送到操作員站等功能。
服務(wù)器站:用來完成系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)服務(wù)和與工廠管理網(wǎng)絡(luò)交換信息等。（可選配置）

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)由三部分組成，管理網(wǎng)(MNET)、系統(tǒng)網(wǎng)(SNET)、控制網(wǎng)(CNET)。其中：系統(tǒng)網(wǎng)和控制網(wǎng)都是冗余配置，管理網(wǎng)為可選網(wǎng)絡(luò)。
管理網(wǎng)絡(luò)(MNET):由100/1000M以太網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，用于控制系統(tǒng)服務(wù)器與廠級(jí)信息管理系統(tǒng)（RealMIS或者ERP）、INTERNET、第三方管理軟件等進(jìn)行通訊。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高級(jí)管理和共享。
系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)(SNET):由100/1000M高速冗余工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，用于工程師站、操作站、現(xiàn)場(chǎng)控制站、通信控制站的連接，完成現(xiàn)場(chǎng)控制站的數(shù)據(jù)下裝?？煽焖贅?gòu)建星型、環(huán)型或總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的高速冗余的安全網(wǎng)絡(luò)，符合IEEE80 2.3 及IEEE802.3u 標(biāo)準(zhǔn)，基于TCP/IP 通訊協(xié)議，通訊方式是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊。通訊速率10/100/1000Mbps 自適應(yīng)，傳輸介質(zhì)為帶有RJ45連接器的5類非屏蔽雙絞線。通訊方式是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊。
控制網(wǎng)絡(luò)(CNET):采用現(xiàn)場(chǎng)總線與各個(gè)I/O模塊及智能設(shè)備連接，實(shí)時(shí)、快速、高效的完成過程或現(xiàn)場(chǎng)通訊任務(wù)，符合IEC61158國際標(biāo)準(zhǔn)（國標(biāo)：JB/T10308.3-2001/歐標(biāo)：EN50170），傳輸介質(zhì)為屏蔽雙絞線或者光纜。

HOLLiAS MACS-F系統(tǒng)主要性能指標(biāo)

單個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制站規(guī)模
物理I/O配置推薦：1280點(diǎn)
I/O模塊數(shù)：≤126塊
控制回路數(shù)：≤300
單域系統(tǒng)規(guī)模
操作員站：≤50
現(xiàn)場(chǎng)控制站：≤32
物理I/O配置：≤30000
多域系統(tǒng)規(guī)模
物理I/O配置能力：20萬點(diǎn)
實(shí)時(shí)響應(yīng)能力
從輸入變化到顯示該變化時(shí)間＜1s
從操作鍵入到相應(yīng)輸出變化時(shí)間＜1s
事件順序記錄分辨率SOE ≤1ms
回路控制周期最小50ms
快速回路控制周期10ms
邏輯控制周期最小5ms
畫面顯示完成時(shí)間≤1s
動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)更新時(shí)間≤1s
工作環(huán)境
工作溫度：0～50℃
工作濕度：5%～95%相對(duì)濕度，無凝結(jié)
儲(chǔ)藏溫度：-20～70℃
儲(chǔ)藏濕度：5%～95%相對(duì)濕度，無凝結(jié)
振動(dòng)（工作）：振幅Max.7.5mm (5～9 Hz)
沖擊：3G@9～150Hz
振動(dòng)（儲(chǔ)藏）：振幅Max.7.5mm (5～9 Hz)
沖擊：4G@5～500Hz
供電要求
現(xiàn)場(chǎng)控制站：220VAC( 15%,-10%) ,50Hz?2Hz,雙路冗余, 150～600W
操作站：220VAC( 15%,-10%) ,50Hz?2Hz, 200～300W
接地要求
系統(tǒng)保護(hù)接地<4Ω
系統(tǒng)屏蔽接地<1Ω
電磁兼容性
靜電放電抗擾度：符合IEC61000-4-2     1995     3級(jí)
射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度：符合IEC61000-4-3     1995     3級(jí)
電快速瞬變脈沖群抗擾度：符合IEC61000-4-4     1995     3級(jí)
浪涌（沖擊）抗擾度：符合IEC61000-4-5     1995     3級(jí)
射頻場(chǎng)感應(yīng)傳導(dǎo)騷擾抗擾度：符合IEC61000-4-6     1996     3級(jí)
電壓暫降和短時(shí)中斷抗擾度：符合IEC61000-4-11     1994      3級(jí)

HOLLiAS MACS-F的硬件系統(tǒng)在設(shè)計(jì)與開發(fā)過程中從不同方面多角度考慮，應(yīng)用了多種冗余技術(shù)，以保證系統(tǒng)硬件運(yùn)行的安全可靠。下面將簡(jiǎn)述各項(xiàng)措施。
通訊網(wǎng)絡(luò)冗余
    HOLLiAS MACS-F的硬件系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)分為兩層：系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（SNET）和控制網(wǎng)絡(luò)（CNET）。主控制器是系統(tǒng)網(wǎng)和控制網(wǎng)之間的樞紐。

系統(tǒng)網(wǎng)采用實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)與工程師站/操作員站連接，構(gòu)建星型、環(huán)型及總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的高速冗余的安全網(wǎng)絡(luò)，符合IEEE802.3及IEEE802.3u標(biāo)準(zhǔn)，通訊速率10/100/1000Mbps自適應(yīng)，傳輸介質(zhì)為帶有RJ45連接器的5類雙絞線或光纖，基于可靠的工業(yè)以太網(wǎng)通訊協(xié)議。

控制網(wǎng)絡(luò)采用工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線與自動(dòng)化系統(tǒng)各個(gè)I/O模塊及智能設(shè)備連接通訊，符合IEC61158國際標(biāo)準(zhǔn)（國標(biāo)：JB/T10308.3-2001/歐標(biāo)：EN50170）。采用主、從站間輪詢的通訊方式。適用多種通訊介質(zhì)(雙絞線、光纖以及混合方式)，雙絞線最大通訊距離1.2km，單模光纖最大通訊距離10km，具有完善的診斷功能，提高系統(tǒng)可維護(hù)性。
主控制器冗余

主控制器選用工業(yè)級(jí)低功耗CPU，采用無風(fēng)扇設(shè)計(jì)，整個(gè)主控制器的啟動(dòng)功耗小于15W，正常運(yùn)行功耗小于10W。CPU與存儲(chǔ)器均采用表面貼裝或DIP插裝方式，抗震性能高，可長期可靠運(yùn)行。

主控制器采用主備雙模冗余配置，設(shè)計(jì)有硬件冗余切換和故障自檢電路。兩個(gè)主控制器進(jìn)行熱備份，采用主備運(yùn)算同步方式，實(shí)現(xiàn)無擾切換。
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，并且控制運(yùn)算保持同步，以保證雙機(jī)的事件變量及積累運(yùn)算值均相等，但只有一個(gè)輸出運(yùn)算結(jié)果。一旦工作主控發(fā)生故障，備份主控自動(dòng)無擾切換到工作狀態(tài)。

主控制器設(shè)有獨(dú)立的硬件看門狗電路，用于監(jiān)視各個(gè)任務(wù)的運(yùn)行狀態(tài)。一旦有任何任務(wù)出現(xiàn)異常，將觸發(fā)看門狗動(dòng)作，此時(shí)，故障工作主機(jī)降為從機(jī)，同時(shí)原備份機(jī)升為主機(jī)。