和利时 HOLLiAS MACS-F系统

HOLLiAS MACS-F系统简介

HOLLiAS MACS系统是和利时集多年的开发、工程经验而设计的大型综合控制系统，是一个完善、经济、可靠的控制系统。该系统采用了目前世界上先进的现场总线技术，支持 FF、DEVICENET、CANBUS 、PA等主流总线，智能化仪表可以方便的和系统相连。采用成熟的先进控制算法，全面支持IEC61131-3标准。支持OPC技术、ActiveX技术，并且集成了AMS系统 、RealMIS系统、 ERP系统等，以及系统集成了众多知名厂家的典型控制系统的驱动接口，可在智能现场仪表设备、控制系统、企业资源管理系统之间进行无缝信息流传送，能方便的实现工厂智能化、管控一体化，为工厂自动控制和企业管理提供全面的解决方案。

HOLLiAS MACS-F系统特点

可靠性：采用多种冗余结构（网络冗余、控制器冗余、电源模件冗余、I/O模件冗余），系统安全稳定可靠。系统为恶劣的工业环境设计，抗干扰性符合工业环境下的国际标准。
实时性：控制器CPU采用工业级RISC芯片，基于实时操作系统，保证控制精确、实时、高效。
先进性：灵活的结构，既保证数据的一致性，又可负荷均担；功能丰富的HMI人机界面，灵活强劲的控制软件，支持离线仿真。
易用性：智能设备管理（故障诊断、精度校正、带电插拔），完善的系统诊断信息，在线电子维护手册，维护简单方便。
分散性：过程I/O单元采用的智能化设计方法，将部分控制或采集运算分散到各I/O单元，提高可靠性。
开放性：开放的网络系统：支持现场总线，提供标准的RS-485、RS-232、ModBUS通信协议接口，支持FF、CAN、HART等。开放的操作系统：采用WINDOWS XP操作系统，提供ODBC和OPC接口，支持Internet接入。
经济性：现场总线的系统设计，有效节约整体项目投资，降低运行维护成本。

HOLLiAS MACS-F系统结构

系统由工程师站、操作员站、数据服务站（选配）、现场控制站、工业控制网络等部件组成。

  
工程师站:用来完成系统组态、修改及下装，包括：数据库、图形、控制算法、报表的组态，参数配置，操作员站、现场控制站及过程I/O模块的配置组态，数据下装和增量下装等。
操作员站:用来进行生产现场的监视和管理，包括：系统数据的集中管理和监视，工艺流程图显示，报表打印，控制操作，历史趋势显示，日志、报警记录和管理等。
现场控制站：用来完成现场信号采集、工程单位变换、控制和联锁控制算法、控制输出、通过系统网络将数据和诊断结果传送到操作员站等功能。
服务器站:用来完成系统历史数据服务和与工厂管理网络交换信息等。（可选配置）

网络结构

工业控制网络由三部分组成，管理网(MNET)、系统网(SNET)、控制网(CNET)。其中：系统网和控制网都是冗余配置，管理网为可选网络。
管理网络(MNET):由100/1000M以太网络构成，用于控制系统服务器与厂级信息管理系统（RealMIS或者ERP）、INTERNET、第三方管理软件等进行通讯。实现数据的高级管理和共享。
系统网络(SNET):由100/1000M高速冗余工业以太网络构成，用于工程师站、操作站、现场控制站、通信控制站的连接，完成现场控制站的数据下装。可快速构建星型、环型或总线型拓扑结构的高速冗余的安全网络，符合IEEE80 2.3 及IEEE802.3u 标准，基于TCP/IP 通讯协议，通讯方式是点对点通讯。通讯速率10/100/1000Mbps 自适应，传输介质为带有RJ45连接器的5类非屏蔽双绞线。通讯方式是点对点通讯。
控制网络(CNET):采用现场总线与各个I/O模块及智能设备连接，实时、快速、高效的完成过程或现场通讯任务，符合IEC61158国际标准（国标：JB/T10308.3-2001/欧标：EN50170），传输介质为屏蔽双绞线或者光缆。

HOLLiAS MACS-F系统主要性能指标

单个现场控制站规模
物理I/O配置推荐：1280点
I/O模块数：≤126块
控制回路数：≤300
单域系统规模
操作员站：≤50
现场控制站：≤32
物理I/O配置：≤30000
多域系统规模
物理I/O配置能力：20万点
实时响应能力
从输入变化到显示该变化时间＜1s
从操作键入到相应输出变化时间＜1s
事件顺序记录分辨率SOE ≤1ms
回路控制周期最小50ms
快速回路控制周期10ms
逻辑控制周期最小5ms
画面显示完成时间≤1s
动态数据更新时间≤1s
工作环境
工作温度：0～50℃
工作湿度：5%～95%相对湿度，无凝结
储藏温度：-20～70℃
储藏湿度：5%～95%相对湿度，无凝结
振动（工作）：振幅Max.7.5mm (5～9 Hz)
冲击：3G@9～150Hz
振动（储藏）：振幅Max.7.5mm (5～9 Hz)
冲击：4G@5～500Hz
供电要求
现场控制站：220VAC( 15%,-10%) ,50Hz�2Hz,双路冗余, 150～600W
操作站：220VAC( 15%,-10%) ,50Hz�2Hz, 200～300W
接地要求
系统保护接地<4Ω
系统屏蔽接地<1Ω
电磁兼容性
静电放电抗扰度：符合IEC61000-4-2     1995     3级
射频电磁场辐射抗扰度：符合IEC61000-4-3     1995     3级
电快速瞬变脉冲群抗扰度：符合IEC61000-4-4     1995     3级
浪涌（冲击）抗扰度：符合IEC61000-4-5     1995     3级
射频场感应传导骚扰抗扰度：符合IEC61000-4-6     1996     3级
电压暂降和短时中断抗扰度：符合IEC61000-4-11     1994      3级

HOLLiAS MACS-F的硬件系统在设计与开发过程中从不同方面多角度考虑，应用了多种冗余技术，以保证系统硬件运行的安全可靠。下面将简述各项措施。
通讯网络冗余
    HOLLiAS MACS-F的硬件系统的网络分为两层：系统网络（SNET）和控制网络（CNET）。主控制器是系统网和控制网之间的枢纽。

系统网采用实时工业以太网与工程师站/操作员站连接，构建星型、环型及总线型拓扑结构的高速冗余的安全网络，符合IEEE802.3及IEEE802.3u标准，通讯速率10/100/1000Mbps自适应，传输介质为带有RJ45连接器的5类双绞线或光纤，基于可靠的工业以太网通讯协议。

控制网络采用工业现场总线与自动化系统各个I/O模块及智能设备连接通讯，符合IEC61158国际标准（国标：JB/T10308.3-2001/欧标：EN50170）。采用主、从站间轮询的通讯方式。适用多种通讯介质(双绞线、光纤以及混合方式)，双绞线最大通讯距离1.2km，单模光纤最大通讯距离10km，具有完善的诊断功能，提高系统可维护性。
主控制器冗余

主控制器选用工业级低功耗CPU，采用无风扇设计，整个主控制器的启动功耗小于15W，正常运行功耗小于10W。CPU与存储器均采用表面贴装或DIP插装方式，抗震性能高，可长期可靠运行。

主控制器采用主备双模冗余配置，设计有硬件冗余切换和故障自检电路。两个主控制器进行热备份，采用主备运算同步方式，实现无扰切换。
两个主控制器同时接收网络数据，同时做控制运算，并且控制运算保持同步，以保证双机的事件变量及积累运算值均相等，但只有一个输出运算结果。一旦工作主控发生故障，备份主控自动无扰切换到工作状态。

主控制器设有独立的硬件看门狗电路，用于监视各个任务的运行状态。一旦有任何任务出现异常，将触发看门狗动作，此时，故障工作主机降为从机，同时原备份机升为主机。