1、和利时DCS控制系统-K系列--系统总述

1、)S( Holly SysH Holly Sys3网(MNET)webnatsessM"理用户i8平压»硼舎 lewjRtt(iTcc)GPS舷网（SNET）现场控制站PA吕网農MODBUS iSfi安全仪創r折 （SIS）*嚅5严曲纨行系統（MES）工程拜站採作贵站控制网（CNET）历史姑HOLLiAS" MACS-K分布式控制系统产品手册PSS 01A 1/V2-01 BlHOLLiAS® MACS-K分布式控制系统 软件概述安全可靠 全冗余：系统网、控制网、控制器、电源模块、I/O模块均可冗余配置C 多重隔离；总线和模块之间光电隔离、系统电源和现场

2、电源隔离.IO通道之间电气隔离。 抗干扰耐腐蚀：符合IEC61000,通过CE认证；满足ISA S71.04标准G3等级要求。 安全的网络：系统网络采用确定性实时工业以太网和带防火墙工业安全交换机；控制器CPU采用PowerPC构架的工业级芯片，内置防网络风暴组件。 AC220配电模块内置兀余滤波器.防止电网干扰；IO模块可以抗220VAC高电压冲击。 丰富的诊断：控制器和I/O模块均带有智能诊断单元，模块均可进行通讯状态、信号断线、 短路、超量程等完善的自诊断和故障上报。 高可靠的设计：采用了人量的安全系统设计理念，如信号质量位判断多bit位防错、多 重数据传送校验、故障导向安全等。A 易用

3、开放 支持P-TO-P （对等网）、C/S （客户机/服务器）、P-TO-P和C/S （混合）三种系统网络结构。HOLLiAS® MACS-K分布式控制系统 产品手册PSS 01A 1A2-01 Bl 符合IEC61131-3的控制算法编程软件。支持用户自定义各类功能块和脚本语言。 支持多工程师站协同组态，町以对控制算法和硕件配置灵活修改，支持在线无扰卜装。 主控制器、I/O模块全部固件程序支持现场在线升级：即插即用。 兼容各种现场总线，支持HART、PROFIBUS-DP. PROFIBUS-PA. MODBUS等各类协议。系统概述K系列硬件是和利时公司于2013年正式推出的第5代

4、高可靠性DCS破件系统，设计过程充分 采用了安全系统的设计理念，吸取国际工业电子技术和工业控制技术的最新成果，严格遵循国际先 进的工业标准，采用全冗余、多垂隔离、热分析、容错等可靠性设计技术，从而保证系统在复杂、 恶劣的工业现场坏境中能安稳长满优地运行。HOLLiAS MACS V6系统基于国际标准和行业规范进行设计，由K系列映件和MACS V6软件 组成，集成了各行业的先进控制算法平台，可根据不同行业的口动化控制需求，提供更专业全面的 一体化解决方案，从而实现生产、设备和安全三大目标的最佳协调，帮助用户实现全生命周期维护 成本的最小化和设备投资回报的最大化。MACS V6系统基于以太网和Pr

5、ofirBus-DP现场总线构架，方便接入多种工业以太网和现场总 线° MACS V6系统符合EEC61131-3标准，集成了基于HART标准协议的AMS系统，并町集成SIS、 PLC、MES、ERP等系统，同时提供了众多知名厂家控制系统的驱动接II,可实现智能现场仪表设 备、控制系统、企业资源管理系统之间无缝地信息流传送，实现工厂智能化、管控一体化。系统特点HOLLiAS MACS V6系统安全nJ靠、易用开放，nJ满足不同的工业应用需求，在抗高电压冲击、 主控制器配置、RTD模块冗余方面等方面优于国外系统。系统具有如下特点： 高可靠的设计理念采用安全系统设计理念，如信号质量位判断

6、、故障导向安全，提高系统町靠性。 务重隔离技术系统总线和模块之间采用光电隔离；模块工作的系统电源和现场两线制仪表电源双隔离供 电；模块通道之间电气隔离，齐模拟量通道冇独立的A/D(D/A)转化器：网络具冇物理层 和协议层双重隔离。杭州和利时门动化有限公版权所仃3)0 Holly Sys适应恶劣环境系统基于恶劣的工业环境设计，符合EMC的设计规范，抗干扰性符合工业坏境下的国际 标准IEC61000,系统防腐蚀能力满足ISAS71.04标准G3等级要求。满足最新修订的 SHT3092-2013石油化工分散控制系统设计规范标准。 网络安全性技术系统网络采用确定性实时以太网通讯协议，标配带防火墙的交换

7、机，保证网络安全。控制器CPU采用PowerPC构架工业级芯片，基于实时操作系统，内置防网络风暴组件： 采用多比特位开关量和信号质量判断，故障导向安全。 全面诊断技术现场控制站和"O模块均带有智能自诊断单元，所有类型的故障，如通信、断线、短路、 超最程等都町以被检测并及时匕报到操作员站。 失效安全技术整个系统遵循安全设计理念，逻辑计算之前进行信号质量验证，故障时输出可以自动切换 到预先设定的安全值：町支持ECC内存错误检测。 全冗余设计理念系统的各个组件，包括系统网、控制网、控制器、电源模块、"O模块、历史站均町冗余 配置。 电磁兼容系统基于恶劣的工业环境设计，抗电磁干扰性

8、符合IEC61000,全部模块均通过CE认证。 先进的系统架构系统支持Peer-TO-Peer （对等网）、C/S （客户机/服务器）、Peer-TO-Peer和C/S （混合）三 种系统网络结构，支持星形、环型或总线形拓扑结构的工业以太网连接。 现场总线技术兼容齐种现场总线，支持HART、Profibus -DP. Profibus -PA MODBUS等各类协议。 人因工程学技术系统软件功能与HMI人机界面全面采用人因工程学分析技术，做到软件易用、好用，软件HOLLiAS® MACS-K分布式控制系统产品手册PSS 01A 1A2-01 Bl设计充分考虑避免人为错误的产生。系统提

9、供了完善的系统状态和诊断信息，用户使用方便，易维护、易更换。全部硬件模块 具备殴件热插拔、在线下装和在线电子维护手册，为客户提供了方便且安全的现场维护。遵循国际标准符合IEC61131-3的控制算法编程软件,支持CFC、SFC、LD、ST组态语言,支持用户自 定义各类功能块和脚本语言。 全面的在线组态功能MACS V6系统的任何组态修改均可在线完成，包括对控制算法、件配置的增加、删除、 修改，系统数堀库、图形组态、系统配置等各项组态内容的修改，均町做到在线无扰卜装，人 人提高了系统的町维护性和町用性。 支持大型系统应用MACS V6系统支持多域结构，最大支持15个域，最大可支持983,025个

10、数据库点。MACS V6系统支持多工程师站协同组态功能，在超人型项目实施过程中可以保证多人同 时协同工作。 保护用户既有投资MACS V6系统向前兼容和利时FM、SM系列LO模块，町方便地进行老系统升级，同时 可以实现与旧版本软件的多域混合使用，保护老用户的既有投资。 提供整体解决方案MACS V6系统町以与和利时的其他产品，包括：HOLLiAS AMS （资产管理系统）、BATCH （批量控制）、APC （先进过程控制）、SIS （安全仪表系统）、MES （生产执行系统）、OTS （操 作员仿真培训系统）、CCS （斥缩机控制系统）、ODS （操作数据管理系统）、WIS （无线仪表系 统）进

11、行无缝地集成，为用户提供整体解决方案。杭州和利时门动化有限公版权所仃5JSI Holly Sys系统网络MACS V6系统的网络架构由三部分组成.从上到Z衣次为管理网(MNET)、系统网(SNET)、 控制网(CNET)。其中系统网和控制网都是冗余配風 管理网为町选网络。系统网SNET 管理网MNET)由100/1000M以A网络构成，用于控制系统与信息管理系统(ERP或者RealMIS)、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。管理网络层为町选网络层。 系统网(SNET)由100/1000M高速冗余工业以太网络构成，用丁工程师站、操作员站、控制站的连接町快速构

12、建星型、环型或总线型拓扑结构的高速冗余安全网络。SNET符合IEEE802.3及IEEE802.3U标 准，基于TCP IP通讯协议，通讯速率100/lQ00Mbps自适应，传输介质为5类非屏蔽双绞线或光 缆。 控制网(CNET)采用冗余现场总线与各个I/O模块及智能设备连接同时支持星型网络利总线型网络。实时、快HOLLiAS® MACS-K分布式控制系统 产品手册PSS 01A 1A2-01 Bl速、高效地完成与现场通讯任务，符合IEC61158国际标准（国标:JBT10308.3-2001、欧标:EN50170. 即Profibus-DP通讯协议），传输介质为屏蔽双绞线或者光缆。

13、系统组成MACS V6系统主要由工程师站、操作员站、历史站、控制站等部件组成，控制网的网络节点 由控制站和I/O模块构成。 工程师站用于完成系统组态、修改及卞装，包枯：数据库、图形、控制算法、报表的组态，过程参数的 配置，操作员站、现场控制站及过程i/o模块的配置组态，数据卜装和增最卜装等。 操作员站用于进行生产现场的监视和管理，包扌舌：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、口志和报警的记录和管理等。 历史站用于完成系统历史数据的采集、存储与归档服务，以及与工厂管理网络交换信息等。控制站用于完成现场信号采集、控制和联锁控制算法、控制输出、通过系统网络将数

14、据和诊断结果上 传到操作员站等功能。LO模块用于信号采集与转换、丁程单位变换、模块和通道级故障诊断，通 过冗余的IO总线送给主控制器单元。杭州和利时门动化有限公列版权所仃7)S( Holly Sys系统性能指标表1:系统容最项目参数值系统规模最大域数15个操作员站64台/域直接与主控通讯的操作员站16台/域历史站2台/域，冗余配豊现场控制站64台/域单个现场控制站规模I/O模块数W100I/O点数W1600AI点数640 （含脉冲量、热电阻、热电偶信号）AO点数240DI点数1200DO点数1200模拟量控制回路数W128复杂控制回路数W300POU数最W2048每个控制站支持的最大通讯点数2

15、0000表厶系统性能指标项目参数值从输入变化到显示该变化时间Wls从操作键入到相应输出变化时间Wls班件顺序记录分辨率SOEImsCPU控制IEC周期50ms. lOOnis, 200ms. 500ms, Is 口J选输入一输出回路最小响应时间WlOOms （IEC 周期为 50ms）：C200ms （IEC周期为100ms,默认值）；画面显示完成时间Wls动态数据更新时间WlsHOLLiAS® MACS-K分布式控制系统 产品手册PSS 01A 1A2-01 Bl表3：系统环境指标项目参数值工作环境要求工作温度20°C 60 °C工作湿度5%95%相对湿度，无凝

16、结存储温度4TC 70 °C存储湿度5%95%相对湿度，无凝结振动（工作）振幅Max. 1mm (5 13.2 Hz)冲击Max.7.5m/s=(13.2 100Hz)振动（储藏）振幅Max. 1mm (5 132 Hz)供电要求控制站系统电源24VDC±10% 现场电源24VDC±10%接地要求系统保护接地<4H （特殊场合S1Q）系统工作接地<4Q （特殊场合S1Q）表4：电磁兼容性指标试验项目参考标准试验等级静电放电抗扰度IEC61000-4-2空气放电士 8KV； 接触放电±6KVA级射频电磁场辐射 抗扰度IEC61000-4-330

17、MHz-230NIHz,准峰值40dB(pV/in),测屋距离 10in： 230MHz-1000MHz.准峰值47dB(pV/m),测最距离 10mA级电快速瞬变脉冲 群抗扰度IEC61000-4-4交流、直流电源端门：±2kV（开路测试电压），巫复频 率 5kHz 100kHz：I/O端11： ±lkV（开路测试电压），重复频率5kH 乙 100kHz：DO端1丨（直接与电源连接的信号线缆）：±2kV（开路 测试电压），重复频率5kHzl00kHzA级浪涌（冲击）抗 扰度IEC61000-4-5交流、直流电源端II： +2KVCM, ± 1KVDMI

18、/O端II： ±lkVCM （仅在有长线应用场合中试验， 线缆长度大于30m）I/O端1丨（克接与电源连接的信号线缆）：±2KVCM,±1KVDMA级杭州和利时门动化有限公司版权所仃9IQlHollySysHOLLiAS» MACS-K分布式控制系统 产品手册PSS 01A 1A2-01 B1射频场感应传导 骡扰抗扰度IEC61000-4-6交流、直流电源端II： 0.1580MHz, 10V：I/O 端11： O.158OMHz, 10VA级工频磁场抗扰度IEC61000-4-850/60HZ,磁场强度30A，m,持续100s/5次（仅用于对磁 场敏感的设备）：磁场强度330A/m,持续3sA级交流电斥暂降和 短时中断抗扰度IEC61000-4-11电压暂降0 %/40%/70% 0.5/10/25 周期：A级短时中断0% 250周期：C级C级10杭州和利时门动化肯限公诃版权所有)0( Holly Sys