MACS系统结构及特点课件

1、MACS系统综合介绍1MACS系统结构及特点1.1 系统结构Ø 全新灵活动的体系结构可在智能现场仪表设备、控制系统、企业资源管理系统之间的无缝信息流传送。Ø 最新的信息及控制技术基于Profibus 现场总线的设计；采用分布式数据库，基于C/S、B/S的体系结构。Ø 开放系统的典范OPC集成，符合工业标准、方便互联，基于Inernet技术的远程数据访问与浏览。Ø 以人为本工程思路直接、易懂，来源于工程实践，符合中国人的工作习惯。Ø 直观方便的用户界面采用类似微软资源管理器的用户界面。Ø 丰富的联机帮助包括工程应用指导、系统组态帮助、在

2、线运行帮助等令工程实施迅速快捷，有效缩短工期。Ø 系统采用Profibus-DP总线，可以实现和Profibus-DP总线的变频器、PLC、智能MCC、其他总线控制器连接。系统系统操作站具备OPC接口，用于和第三方设备进行通讯。这样的通讯应用案例已经在和利时公司实施的数以百计的项目上成功运行。和利时公司的强大的研发实力，极强的保障了和即使自定义的非标通讯设备进行通讯。1.2 硬件特点Ø 危险分散措施过程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，降低主控单元的负担，提高可靠性。另一方面，一旦主控制器发生故障，各单元仍能完成基本的输入输出功能。如控

3、制输出的自动保持功能，回路控制的独立执行等。Ø 故障隔离措施所有过程输入输出单元都采用可靠的光电隔离技术，使各单元之间和单元与上位机之间的CPU无任何电气联系，从而提高系统的抗干扰能力、可靠性和安全性。在同一单元的不同通道间及逻辑功能侧和现场信号侧，也提供了全面的隔离措施，可消除由于现场地电位差对系统造成的损坏。Ø 迅速排除故障措施现场控制站的所有单元上均带有CPU，每单元均可进行周期性自诊断。诊断主要包括CPU与内存等的自检、开关量输出回读比较、模拟量输入通道的正确性比较判断、模拟量输出通道的正确性比较等。诊断结果每秒钟都上传到上位机的系统状态图中显示。Ø 各种

4、运行提示系统中所有单元上均有状态指示灯包括运行灯、故障灯、网络通信灯等。Ø 可带电插拔一旦发现故障，可带电对故障单元进行更换。由于采用了特殊保护措施，系统中所有过程I/O单元均可带电拔插，对系统的运行不会产生任何影响。Ø 全面冗余设计所有设备实时检测，冗余的从设备从工作的主设备备份数据，当检测到主设备故障后，系统在10毫秒内自动切换到从设备，并报警故障的设备，以保证控制的正常工作以及冗余设备的监视。1.3 软件特点1.3.1 控制器编程软件开发资源管理器由：1.资源切换、2.工程结构设计、3.程序编辑器、4.库管理器、5.交叉引用表、6.调用树、7.信息窗口七部分组成。如下

5、图：1.3.1.1 控制编程语言ConMaker 软件具有六种控制编程语言1.结构化文本语言，2.指令表语言，3.顺序流程图，4.梯形图，5.功能块图，6.连续功能块图。6. 自定义Ø 结构化文本语言由一些关键字和相应操作指令组成，包括：符号（关键字、运算符、修饰符、操作数）、语句（表达式、控制语句）、函数和函数块等，可按字符行为单位编写控制方案。Ø 指令表语言为最直接操作的编程的语言，具有丰富的变化，是最基本的计算计编程语言。Ø 顺序流程图用来连接连续控制/逻辑控制和输入输出监视功能，以描述和控制过程事件顺序操作，适合于需要多个状态控制的事件。一个SFC是由一系

6、列操作步(step)和转移(transition)组成，每个操作步包含一组影响过程的动作(action)。支持并发序列和各种限定符，每个动作的实现可以由四种语言内任一种编写。Ø 梯形图一种专门用于基本逻辑控制的连续执行语言。由一些触点（常开、常闭、正传感、负传感、反转）、线圈（输出、单稳态、锁定、解锁、跳转）、连线及定时器、计数器、步序器组成。它擅长于快速执行离散逻辑，包括马达控制、连锁、随意检查、以及简单的顺序控制。Ø 功能块图是用图形形式功能块语言编制的用于完成一定运算或控制功能的程序。由基本功能块、连线、输入输出端子及段组成，它以图形方式表示，并规定了所有功能模块的调

7、用顺序和相应模块运算所需的参数。Ø 连续功能块图1.3.1.2 丰富的控制算法库Ø 算术运算函数Ø 紧急事件函数Ø 连续控制函数Ø 类型转换函数Ø 文件操作函数Ø 定时器、计数器、触发器函数等等1.3.1.3 离线仿真、在线下装Ø 支持算法离线仿真调试，有效提高工程效率，减少错误率脱离控制器运行可设置断点、监视变量单步执行、单循环执行跳入执行、调出执行查看调用栈、显示流控制强制输出Ø 支持所有数据的在线无扰下装通过有效的判断机制，在不干扰系统运行的前提下，将所有工程文件（可包括源程序）全部下载到控制器。&

8、#216; 数据回读可从控制器中读取当前工程的全部数据，包括所有参数。1.3.1.4 详细的联机帮助系统提供丰富的联机帮助功能，如输入变量提示、输入函数提示等。1.3.2 HMI人机交互软件1.3.2.1 显示功能：Ø 显示格式：可按照包括日期、时间、报警、通信、区域、显示划分、信号数字、用途名称等格式显示。Ø 监视和操作显示：可完成包括数字显示、编组显示、详细显示、流程图画面显示、报警显示、趋势显示、操作指导显示等。Ø 系统定义及维护功能：可按编组显示回路、趋势显示和趋势数据，可完成每个回路数据库生成和更新、画面显示和报表格式生成和更新，具有被选装置详细情况指示

9、和自诊断功能、锁住/解锁功能。在装置在线运行中可随时修改组态，增加和减少回路，并在线下装而不影响生产。Ø 通过CRT和键盘进行各种常规的操作和状态的监视。CRT画面更新时间不大于1秒，画面上的数据刷新时间可由组态时定义。MACS系统的操作站可支持以下几类画面，标准画面在屏幕上可动态缩放，所以画面细节较固定画面丰富；但出于人的辨识能力限制，每幅画面动态点不宜超过150个。画面的最大数量理论上只与外存容量有关，画面之间的切换一般采用定义功能键及屏幕菜单方式进行。Ø 流程图画面：流程图画面可按用户习惯的流程图的形式显示过程信息，操作时自动弹出操作窗口，可对任意控制回路进行操作。系

10、统可配ISA55符号库，用户可指定符号的颜色和背景颜色，可定义画面符号在不同的工况，显示不同的颜色，以及不同的工作状态变色和闪烁等。系统支持动态符号，流程图画面的建立方法与Windows中的画板方法相似；考虑人眼的适应能力和长期监视的疲劳情况，画面中动态点更新速率一般设为0.51秒。Ø 控制分组画面：可以按类似常规调节表和指示表的形式显示回路和测量指示点的信息，如变量值、设定值、输出值、控制方式(MANAUTOCASC)和高低报警(无报警时不出现)等。变量值每秒更新一次。分组可任意进行，并且可以重叠。每一变量至少有10个字符的位号名和16个中文字的说明。操作员可从分组画面调出任意变量

11、(模拟或数字)的信息。对模拟回路，可以对设定值、输出值、控制方式等进行操作。对数字回路，可对两状态设备发出开启关闭命令，或组启动组停止，顺序启动停止，显示出任一指定控制点的全部信息，如变量值、设定值、输出值、操作方式和历史趋势。工程师可整定参数、报警值、算法类型等。从分组画面可以对模拟回路和数字回路进行操作。1.3.2.2 趋势曲线画面操作站可用不同的颜色和时间间隔在同一画面上显示四个以上的变量，变量可任意选择组合，并有放大和卷动功能。趋势画面包括有一个移动光标线和数据区，显示各趋势曲线与光标线相交处的数字值。趋势数据的时标可缩放、相邻采样最短时间可达1秒，记录种类可选，（最大值、最小值、平均

12、值等），趋势记录是连续的，最长记录时间只取决于外存空间。1.3.2.3 报警汇总画面报警汇总画面包括全部的报警点，可按时间顺序列出最近的500个报警，包括工位号，报警内容，开始和恢复正常的日期和时间。未经确认的报警点则处于闪烁状态。操作站具备窗口功能，上述画面可以按用户要求组合。系统的人机接口完全支持中文显示，并提供丰富的画面帮助。1.3.2.4 报警功能报警分为系统部件故障报警和工艺过程报警(绝对值报警、偏差报警、变化速度报警)两类。无论当时屏幕上是何种画面，系统对任一报警都可以音响（音调可选）和突出显示(闪烁、颜色改变、在屏幕某一特定区域显示出报警区域编号等)方式通知操作员，并且只要击一次

13、键即可调出有关画面。系统可按时间顺序用加重、划底线等方式打印每一报警，返回正常后恢复常规打印。操作站或打印机上的所有报警都可带有工位号、故障描述、日期和时间标记。MACS系统对每一模拟量都可设置及检查高高限、高限、低限、低低限、变化率高限、设定偏差(死区可调)等报警的方法。报警可以由操作员分别抑制，或者由工程师按工艺分区抑制。MACS系统各部分的时钟定时自动校时，故两报警的时间分辨率，以及打印机的标记时间的分辨率可达1秒，SOE记录达1毫秒。报警有不同的级别，所有操作员站均能接收显示报警信号，产生的全部报警集中在同一幅CRT上显示，报警没有被确认时，保持闪光，各种报警均可实时打印，报警形式有：

14、Ø 实际值和偏差值报警Ø 给定值限值报警Ø 系统自诊断报警Ø 变送器超限报警Ø 输出限幅报警Ø 电源故障报警1.3.2.5 报表功能MACS系统支持类似EXCEL格式的中文报表打印，用报表组态软件即可建立和修改报表，并可以对报表的各个字段进行组态。报表可指定任一台打印机完成打印。系统能生成以下报表：Ø 即时报表：由指定数字信号触发或操作员启动，打印数据库所有变量的当前值。Ø 定期报表：在每小时、每班、每天、每月结束时打印出某些指定点(包括计算变量)的数值。变量数值类型分为采样值、平均值和累计值。报表可设有报表标题、

15、列标题、变量代号、变量说明、工程单位等信息。小时报表在每小时结束时可自动打印。班报表(8小时)在每班操作结束时可自动打印。日报表(24小时)可在每天上午8：00启动打印。系统可保存当前操作班和上一班的所有小时报表，而班报表和日报表则保存一个日历月。前一期报表可随时请求打印出来，操作员可指定报表格式请求打印当前数据。Ø 报警汇总报表：可打印出系统报警和过程报警。Ø 操作记录报表：操作记录报表经请求可打印出最近一周的操作记录，包括操作站编号、操作员编号、操作开始和结束的日期时间，以及操作项目(事件记录)。Ø 系统维护报表：系统维护报表经请求可列出全部系统报警的诊断结果

16、，并标有故障日期及时间和返回正常的日期及时间。1.3.2.6 操作安全系统的工程师站、操作员站等均有身份密码识别和权限识别。未通过识别的人无法改变系统组态；也可以令未通过识别的人无法对系统进行任何操作（停电除外）。系统设计有操作员记名和口令询问措施，可将其操作开始和结束时间、操作动作记录下来存档。系统可防止切换操作对过程的冲击，例如无扰动地进行控制方式 (MAN/AUTOCASC)切换，冗余控制器之间的自动切换等。系统可设置设定点检查和PVOP值595边界检查。1.3.3 系统MTBF和MTTR数据及计算方法所提供系统的平均无故障时间MTBF和平均修理时间MTTR应按供方最新统计数据进行计算。

17、MTBF、MTTR数据：MTBF>10万小时 MTTR<5分钟 可利用率>99.9% MTBF的计算方法：串联系统MTBFc= 其中为各串连器件的失效率。MACS系统所采用的元器件失效率一般在小于10，根据此公式可得出HS模板的MTBF(HS)一般在30年左右。 并联系统两个单元并联的情况： MTBF =+若 则可简化为：MTBF=如果以2块HS模板组成并联系统,则MTBF：MTBF2=×MTBF(HS)=1.5×30=45(年)其中MTBF(HS)的计算依据串联公式，其中失效率为组成HS模板的单元器件的失效率，由此可见，两个单元并联时，可将MTBF提高1

18、/2。 因此，一般情况下为提高系统可靠性，采用两个单元并联比较合适。1.4 MACS系统接地要求1.4.1 MACS系统接地原则一个系统只允许一点接地，一般与电气接地网共地。严格区分不同性质的地，做到不混接。不同性质的地用分干线接入各自的汇流板（或者直接接入总的汇流板），各汇流板用总干线接入公共接地极（网），在最终处汇入一点接地。1.4.2 MACS系统接地方法1.4.2.1 集中布置的DCS设备接地方法1.4.2.2 分散布置的DCS设备接地方法分散布置MACS系统设备之间的连接一般是网络（通讯）线，例如：现场控制站分散到现场，而操作员站位于不同的控制室，分散直径在500米的范围内，各站点间

19、使用多模光纤或5类双绞线或DP屏蔽双绞线连接。使用光纤连接的站点：各站点内的接地方法同集中布置的DCS设备。使用5类双绞线或DP屏蔽双绞线连接的站点：各机柜间使用等位线连接，如扁铁、度锌钢管、8平方毫米及以上的铜芯线。此等位线实际上是电气地的等位线。5类双绞线或DP屏蔽双绞线两头通过网络浪涌保护设备（信号避雷器、通流量不小于5KA）与DCS的SWITCH、HUB、REPEAT、或其他网络设备相连。5类双绞线或DP屏蔽双绞线必须穿镀锌钢管或金属桥架敷设，钢管或桥架必须可靠接地。当雷击，或者电气事故造成两边地电位差过大时，信号避雷器可以保护两边的设备。1.4.3 对公共接地极（网）的要求当厂区电气

20、接地网对地分布电阻4时，可将厂区电气接地网当着DCS系统的公共接地极（网）。当厂区电气接地网接地电阻较大或杂乱时，应独立设置接地系统，即为DCS系统的公共接地极（网）。没有本安地接入的公共接地极（网）的对地分布电阻小于4欧姆；有本安地的小于1欧姆。接地极周围10米内无避雷地的接入点，无电焊地接入点，5米内无 30KW 以上的高低压用电设备外壳的接入点。当现场无法满足该条件时，防雷保护地通过避雷器/冲击波抑制器与公共接地极的主干线相连。电焊地切勿与公共接地极及其接地网搭接在一起。1.4.4 接地连线要求接地汇流排必须使用绝缘材料固定于地面，不得触及其它导电介质。接地装置的室外部分须电焊连接，并涂

21、上保护漆。单机接地线的截面积要求大于4平方毫米，总接地线的截面积应大于8平方毫米。接地线须使用带绝缘皮的导线。2 MACS系统主要技术性能在本节里，主要描述现场操作员站的配置情况，包括现场操作员站、操作台、打印机、打印台的性能以及配置指标。描述系统网络（SNET）的组成、性能指标。描述控制机柜的结构及配置。描述主控单元的结构、性能、参数。描述系统电源的配置及指标。描述本系统所涉及的I/O模块的性能参数以及配置。描述控制网络（CNET）的技术参数结构。描述系统通讯接口的硬件配置。2.1 MACS系统总体性能指标制造厂家 杭州和利时自动化有限公司系统型号MACS控制器控制器型号FM801控制器CP

22、UIntel 486DX4控制器主频（MHz）100M（直接表面贴，抗振）控制器内存（M）32M DRAM,8M FALSH,1M SRAM控制能力（CM+SCM+IOM功能码总数）程序总和不大于8M每台控制器可挂I/O点数2000控制器实际负荷率不超过40%系统响应周期（ms）5ms模块是否可带电拔插是工作环境温度（0C）0 45 0C工作环境湿度（%）5 95%、无结露通讯网络类型上层100M以太网，下层Profibus-DP现场总线可实现的控制功能（调节、逻辑、顺序等）全部是否支持在线修改是I/O模件模块防护等级IP40AI 测量精度（bit）0.1%25 0CAI通道间是否隔离 是AO

23、 输出精度（bit）0.2%25 0CAO通道间是否隔离是AI、AO是否需外设信号隔离器不需要DI 输入电压（V）24VDC/48VDC/110VAC/220VACDO 输出电压（V）220VACDO 带负载能力（A）5A250VACDI、DO是否需外设中继隔离不需要专门的中继柜软件系统软件类型WindowsXP SP2简体中文版数据库类型SQL 所提供软件及作用实时监视和控制控制编程软件是否是视窗软件是软件编程方式（图形组态）ST，IL，SFC，LD，FBD，CFC是否嵌入了office应用功能是软件是否汉化中文环境及界面，无需汉化网络工厂层网络类型及带宽10M/100M自适应以太网控制层网

24、络类型及带宽9.6K 12M控制器支持的通讯协议类型Profibus DP/PA、FF、CAN等是否有网络监测功能有网络连接物理介质双绞线/光纤每段网络传输长度（km）2 km是否支持第三方数据存取（OPC）是是否支持带远程控制站的能力是远程站与主站间的通讯距离（km）大于2 km远程站与主站间的通讯方式及速率500Kbps远程站与主站间的通讯介质双绞线/光纤冗余功能（投标系统）控制器是否冗余是网络是否冗余是服务器是否冗余是通讯总线是否冗余是电源是否冗余是介面用户自定义的动态工艺流程图数工艺流程图数量无限制每个画面能显示的动态点数5000历史趋势曲线总数320画面刷新周期（ms）=0.5秒是支

25、持3D或Active X控件功能是报表报表格式Excel格式；RTF(丰富文本格式)；TXT（普通ASCII文本）；DBF（数据库文件）等是否支持Excel格式是能保存的历史数据容量依硬盘容量大小报表功能（日报、月报、年报、自动打印功能）全部具备，使用EXCEL且能在操作员站上灵活组态安全性可设定多少安全等级8级权限与区域分配的安全策略是否提供专用工业键盘是机柜机柜内是否是分色配线是机柜内采用何种接线端子魏德米勒端子防护等级IP21/IP54其他特点DCS与企业管理计算机系统的联接及应用DCS系统提供OPC接口可无缝连接企业管理系统DCS与QCX的联接是否需要专用的硬件接口和软件不需要培训计划

26、专职讲师工程服务计划24小时响应，4008810808电话设备供货周期60个工作日备品备件供货周期24个小时2.2 I/O站总体性能指标Ø 数据精确度模拟量输入精度0.1% 模拟量输出精度0.2%时钟差现场控制站间误差0.1秒操作员站间误差0.1秒记录精度模拟量时间戳精确到秒，开关量时间戳精确到毫秒。SOE分辨率站内1毫秒，站间2毫秒系统可利用率99.99%系统平均修复时间< 5分钟网络通讯速率100MbpsØ 实时响应性操作从输入变化到显示变化采集周期+0.5秒从操作键入到输出变化1秒从输入变化到输出变化采集周期+运算周期屏幕显示画面显示完成时间1秒动态元素更新时间

27、1秒扫描周期模拟量最快50毫秒开关量最快1毫秒控制周期回路控制最快50毫秒逻辑控制最快5毫秒Ø 系统运行负荷率一般工况下CPU平均负荷率40%繁忙工况下CPU平均负荷率50%繁忙工况系统网络负荷率70%Ø 抗干扰能力模入通道差模干扰抑制比> 120db共模干扰抑制比> 60db输入回路绝缘强度 不低于 500伏工作温度-2055工作湿度1095%无凝结Ø 系统配置能力系统 最大域数8单域最大站数62服务器2(冗余配置，可用操作员代替)工程师站5(可由操作员站代替)操作员站19现场控制站（含通信站）40物理I/O点50000个控制回路数1000个2.3

28、系统网络2.3.1 管理网MACS系统的上层管理网络，支持TCP/IP协议，能够易于与工厂管理信息系统或企业综合管理系统( ERP )集成以实现全企业的自动化。本系统在操作员站上为用户留有以太网接口，为全公司实现管控一体化做好准备。MACS系统有真正开放的通讯接口，如OPC、DDE，可以方便的和第三方设备连接，只需增加少量费用便可实现功能强大的网络通讯，为用户节约投资。2.3.2 系统网MACS系统的下层控制网络，用于连接服务器站、操作员/工程师站和主控单元之间的网络。服务器站、控制器、操作员/工程师站之间采用冗余的 100M以太网，实现高速安全的通讯。Ø 工业级以太网交换机。

29、16; 工作在数据链路层，支持IEEE802.3/802.3u/802.3x，10/100M。Ø 广播风暴保护。Ø 工作环境温度-4075。Ø 高强度铝制外壳，IP40防护等级。Ø 通讯电缆和连接头的精良制作工艺：Ø 一次成型Ø 环氧树脂封装2.3.3 控制网控制器与I/O模块之间的通讯采用先进的现场总线 Profibus-DP。Profibus-DP符合EN50170标准，是专门为自动控制系统与分散I/O之间而设计的，通讯介质为屏蔽双绞线或光纤，最大节点数为127，传输速率为 9.6Kbps12Mbps,与距离有关。当距离在100米

30、内时，可达12Mbps。 2.4 操作员站操作员站是操作人员监视、控制生产过程、维护设备和处理事故的人机接口。操作站的硬件完全能适应此装置过程控制的环境，在操作员站上可以根据操作者的权限访问和调用工艺流程图、过程参数、数据记录、参数报警以及各种可用数据，并能有效地调整控制回路的输出和设定参数。系统具有区域和操作权限两种机制来进行安全管理设置，系统可以被分为256个区域，每个区域可以被定义为某个工艺工段或者某些工艺工段。系统的操作权限可以分为8个权限：监视级别、操作级别、值班长级别、工程师级别、超级用户级别、三个用户自定义级别等。用户可以根据自己的需求来划分相应的区域和权限设置。操作站规格：（常

31、规配置）DELL 计算机CPU英特尔双核处理器3.0GHZ内存：512M硬盘：80G光驱：DVD鼠标、键盘声效卡2块100M工业以太网卡19寸液晶显示器，支持分辨率 1600*1280系统运行时处理器负荷峰值时不大于40，系统RAM余量大于50，系统海量存储器余量大于70。网络设置1：1冗余，单网通讯负荷不大于10。操作站支持画面显示：菜单画面、流程图画面、控制分组画面、回路画面组、趋势图、报警画面。操作站可直接调用数据库的数据，进行实时和历史数据报表打印，当某一事件发生时可自动打印与事件有关的工艺参数。系统历史数据存储量计算公式如下：MHAI×4字节×TIMER÷

32、;fAI×2字节×TIMER÷fDI×1比特×TIMER÷f其中：M：历史数据存储量f：历史数据采样频率（次/秒）AI：普通模拟量点数（个）DI：开关量点数（个）TIMER：历史数据保存时间（秒）对于每个测点（高精度模拟量、普通模拟量、开关量）的历史数据采样频率、历史数据保存时间均可以单独设定。历史数据采样频率最小可以设置50ms，最大没有限制。因此，因为系统对历史数据存储采取的特殊的处理方式（分段文件方式），因此无论历史数据的保存时间的长短与系统的负荷基本没有多大影响。对于历史数据的保存时间只受到硬盘大小的限制，举例说明如下：历史数

33、据采样频率1秒钟，历史数据保存时间为1年，高精度模拟量、普通模拟量、开关量各为200点（即子系统规模为600点需要进行历史记录），其历史数据存储量为：500×4字节×365×24×3600秒÷1次/秒500×2字节×365×24×3600秒÷1次/秒500×1比特×365×24×3600秒÷1次/秒38,631,600,000字节36G字节操作台可以单独安装，也可以并列安装，操作台采用表面喷塑工艺，美观耐用，具有足够的机械强度，可以在工业环境下使

34、用。系统配置图形打印机和字符打印机，配置喷墨图形打印机用于工程师站的图形打印、趋势打印、屏幕拷贝等任务。字符打印机用于报表打印、报警打印、操作日志打印等任务。2.5 服务器站服务器站是数据通讯的人机接口。具有生产报告、事件报告、报警报告等，打印各种数据和图表等。服务器站的硬件完全能适应此装置过程控制的环境，服务器站视系统规模可由操作员站兼用，具有操作员站所有功能。服务器站规格：（常规配置）DELL 计算机CPU英特尔双核处理器3.0GHZ内存：1G硬盘：120G光驱：DVD RW鼠标、键盘声效卡2块100M工业以太网卡19寸液晶显示器，支持分辨率 1600*1280系统运行时处理器负荷峰值时不

35、大于40，系统RAM余量大于50，系统海量存储器余量大于70。网络设置1：1冗余，单网通讯负荷不大于10。服务器站与操作站、工程师站及现场控制站的通信速率为100Mbps，配有冗余的以太网接口，满足IEEE 802.3、IEEE802.3u，具有动态数据交换能力，支持OPC。系统提供完善的高级语言（如Visual BASIC、C、C+和Visual C+）应用程序接口（API）。第三方可以根据各自的需求编写应用软件。支持sybase SQL Anywhere、SQL Server等关系型数据库。系统供电电源：220VAC±15% 50Hz。2.6 工程师站工程师站是数据控制网络下装、

36、调试接口。可实现控制程序的增量下装、全局下装、在线修改、模拟调试等功能。工程师站的硬件完全能适应此装置过程控制的环境，工程师站可由操作员站兼用，具有操作员站所有功能。工程师站规格：DELL 计算机CPU英特尔双核处理器3.0GHZ内存：1G硬盘：120G光驱：DVD RW鼠标、键盘声效卡2块100M工业以太网卡19寸液晶显示器，支持分辨率 1600*1280系统运行时处理器负荷峰值时不大于40，系统RAM余量大于50，系统海量存储器余量大于70。网络设置1：1冗余，单网通讯负荷不大于10。工程师站与操作站、工程师站与现场控制站的通信速率为100Mbps，配有冗余的以太网接口，满足IEEE 80

37、2.3、IEEE802.3u，具有动态数据交换能力，支持OPC。系统提供完善的高级语言（如Visual BASIC、C、C+和Visual C+）应用程序接口（API）。第三方可以根据各自的需求编写应用软件。支持sybase SQL Anywhere、SQL Server等关系型数据库。系统供电电源：220VAC±15% 50Hz。系统每个工程师站配置一台操作台，外形及键盘布置与操作员站同。工程师站操作台可以单独安装，也可以并列安装，操作台采用表面喷塑工艺，美观耐用，具有足够的机械强度，可以在工业环境下使用。其底座安装图与操作员站同。2.7 控制机柜现场控制站的机柜是专门为工厂的恶劣

38、环境设计和制造的，主控单元、电源模块、I/O模块都牢固地安装在内，现场仪表信号线通过机柜底部的通道进入机柜，直接接到I/O模块的端子上。现场控制柜为框式结构。前门内侧装有文件袋，机柜顶部装有四个吊环。机柜底座与机柜主体之间为橡胶绝缘。机柜主体下方设有两个接地螺钉孔（M8），底座有4个M12地脚螺钉孔。现场信号线由机柜的底部进入机柜。多个机柜可以密集安装。为适应粉尘较大的现场环境，本次配置现场布置的全部机柜采用负压通风冷却方式。在机柜下部设有进风口，并且安装过滤器。机柜顶部出风口为强制通风，以此使机柜内部处于微负压环境。机柜防护等级为IP42，保证灰尘不进入机柜，减少其对柜内电器设备的影响。现场

39、控制站出厂前在和利时公司都已组装完毕，验收通过。机柜见下实图：2.8 MACS主要I/O模件技术性能2.8.1 主控单元FM801模块I/O站主控单元是现场控制站的中央处理单元，承担本站的部分信号处理、控制运算、与操作站等及其它单元的通讯等任务。配置高速可靠的CPU，向上通过100M以太网或10M令牌网与操作站交换数据，向下通过先进的12M 现场总线 ProfiBbs-DP 与I/O模块通讯。控制站的主控单元完成面向过程的全部监测、调节和顺序控制运算功能。包括温度、压力、流量、物位的检测、监视、PID调节、各种复杂调节和先进控制算法，各种阀门的开，关、各种电机的起停等顺序控制，各种设备运行状态

40、的监视及连锁保护等。控制站的FM801内部CPU卡采用工业芯片，128K高速二级Catch，内存为32Mbyte，1Mbyte的SRAM。FM801 通过64 针连接器，与机笼底板上的相应端口相连。DP 主站接口采用DSP 与高速UART实现DP 通讯，DSP 与PC/104 数据交换采用双口RAM。SM201 具有双机冗余接口，冗余线通过机笼连接。正常工作时一个工作机，一个备份机。双机数据交换采用10M 以太网。FM801 上共有三个10M 以太网，一个用于双机交换数据，其余两个互为冗余用来与服务器交换数据；带掉电保护的SRAM（存储系统配置、实时数据库等信息），保证程序10年不会丢失；硬件

41、Watchdog电路，发生故障时硬件Watchdog电路在一个处理周期内完成备用切换，因此对过程监控不产生影响，即实现所谓的“无扰切换”，保证系统的高可靠性。每个主控单元采用独立的电源，保证故障时不影响其他。系统集成了丰富的标准算法中提供下列功能：例如：气体流量的温压补偿、无扰动切换、抗积分饱和、参数自整定、自动手动切换、带SP跟踪的串级以及初始化等。所有控制回路的扫描及输出对于每个方案页均可以单独设置，其周期可以为20ms无穷大。每个控制站均设置两台控制器，形成冗余的CPU配置。系统负荷：主控单元输入更新是由I/O模件经PROFIBUSDP总线使用双写RAM的方法以50ms为周期定期更新的，

42、控制站内部不采用“例外报告法”传输数据。主控单元所管理的I/O模件少于126个，故能保证所有的控制功能在一个控制周期(可在50毫秒或更短时间20秒由用户选择)内得到更新的数据。亦能保证估算负荷不超过系统存储、计算、传送能力的30。由于主控单元执行程序采用多任务排队的方式，所以（除非断电）在系统投入正常运行后不会死机。主控单元负荷主控单元配置留有下列余量，便于部分功能的调整、修改：中央处理单元在繁忙工况下其负荷率不大于30内存留余量 70过程量通道留余量 20电源的负荷<50%通讯的高峰负荷<20%主控单元FM801模块主要参数：Ø 电源电压.24VDC±5%功耗

43、.10 W MaxØ 通讯控制网.2 路, 冗余, ProfiBus-DP 协议系统网.2 路, 冗余, 10M/100Mbase-T 以太网Ø 硬件配置CPU.嵌入式Intel 486DX4-100DRAM.32MBSRAM.1MB固态盘（DiskOnChip）.8MBØ 物理特性尺寸.305mm x 177.8mm x 71.12mm安装方式.机笼导轨安装Ø 工作环境工作温度.045工作湿度.5%90%相对湿度，无凝结保存温度.-15 65 保存湿度.5%95%，无凝结2.8.2 直流电源FM910模块 FM910 是专用DC 24V电源模块。通过6

44、4 针欧式连接器与机笼底板连接，实现220VAC 到24 VDC输出的转换，并且输入与输出隔离。FM910 采用模块化设计，整体结构为盒式插件结构，机笼轨道安装。电源模块FM910主要参数：Ø 电源交流输入范围. 220VAC ±20% ,50Hz±1Hz额定输出电压. 24 VDC±10%额定功率. 150W输出过电流保护.105%-150%，消除过载后，自动恢复输出限电压保护.24.5VDC125-145%，闭环稳压故障的条件下输出短路保护.输出短路故障电源保护，短路故障消除后电源自动恢复输出状态检测.电源输出正常时，检测输出导通，否则截止输出响应时

45、间. 3mS输入对地漏电流.<1mAØ 绝缘耐压输入与外壳.1500Vrms, 1min，漏电流<20mA输入与输出.1500Vrms, 1min，漏电流<20mA输出与外壳.1500Vrms, 1min，漏电流<20mADC 24V输出. . .1500Vrms, 1min，漏电流<20mAØ 物理特性尺寸规格. 宽×深×高（面板）=305mm×177.8mm×71.1mm安装方式. 机笼滑轨安装Ø 指示灯24V. .绿Ø 工作环境工作温度. 045工作湿度. 590% 相对湿度,不

46、凝结存储温度. -1565存储湿度. 595% 相对湿度,不凝结冷却方式. 自然冷却2.8.3 I/O模块I0模件及相关设备安装在机柜中并允许置于现场电气室内，这些设备符合全美电气制造商协会NEMAl2标准。过程I/O模件为模块化结构和智能化设计,允许带电插/拔。全部I/O模件的智能化设计采用80C196的16位处理器；元器件采用CMOS大规模集成电路，模件生产使用完全的表面贴装(SMT)工艺，使其具有低功耗、高性能特性。所有I/O模件均由单一的DC24V系统电源供电。现场信号通过模块底座左侧的接线端子与模块相连，模块内部的CPU根据主控单元对其的初始化设置完成对I/O信号的处理。各模件通过P

47、ROFIBUS-DP与主控单元相连，从逻辑上构成一个完整的现场控制站。MACS系统的I/O系统含I/O模块系列和端子底座模块，一块I/O模块配一块端子度座模块。端子底座模块安装在标准DIN35导轨上，I/O模块通过64针欧式插槽插在端子底座模块上面。I/O模块支持冗余配置，配置一块冗余端子模块和两块I/O模块组成冗余配置。I/O模件是智能型的，用于信号处理、状态显示和通讯、控制等功能，所有模件均可带电插拔。I/O卡件能满足负载要求（如现场仪表短路、开路不会引起I/O卡件故障）。由于I/O卡本身的智能化，当控制器发生故障时，输出能自保持。I/O模件主要分为：模拟量输入、模拟量输出、开关量输入、开

48、关量输出、脉冲量输入等。和利时DCS的I/O模块优点：Ø 模块独立，每个模块成为一个独立的子系统（不需要数据转发卡、机架底板等），单独运行互不干扰，任意模块故障不会影响其它模块。Ø 模块安装灵活方便，可方便的实现远程I/O。Ø 模入处理：每路一个A/D转换器，16位分辨率。信号处理误差：大信号不大于0.1%，小信号不大于 0.2%；巡检周期可调，运行周期快于50ms。Ø 模出处理：每路一个16位D/A转换器，误差不大于0.2%；Ø 开关量输入/输出处理：SOE分辨率为1ms, 带SOE信号消抖处理；Ø 系统控制回路处理周期：一般模拟回

49、路100ms，采用回路控制模件可达20ms，逻辑回路为50ms；2.8.4 FM系列主要I/O模件技术指标：2.8.4.1 FM148:8路模拟量输入模块型号FM148模块电源供电电压功率消耗（MAX）24VDC±10%6W24VDC,8个通道同时外供电通讯通讯协议通讯速率通讯隔离电压ProfiBus-DP 9.6kbps, 19.2kbps, 45.45kbps, 93.75kbps, 500kbps 可选500Vrms信号通道通道数信号类型 转换精度温漂共模抑制差模抑制电流采样电阻采样速度80-5V/0-20m A /0-10m A/4-20mA0.125,满量程（50mV、0.

50、25mA以下为测量死区）±50ppm优于90ddB优于40ddB20010次/秒物理特性尺寸安装方式防混销位置状态指示灯RUN 灯（绿色）COM 灯（黄色）工作环境工作温度工作湿度保存温度保存湿度114mm x 63mm x 101mm模块底座安装32运行指示灯通讯指示灯0505%95%，无凝结-20705%95%，无凝结2.8.4.2 FM152:6路冗余模拟量输出模块型号FM152模块电源供电电压功率消耗（MAX）24VDC±10%5W24VDC,6个通道同时输出20mA通讯通讯协议通讯速率通讯隔离电压ProfiBus-DP 9.6kbps, 19.2kbps, 45.45kbps, 93.75kbps, 500kbps 可选1000Vrms信号通道通道数信号类型 转换精度温漂主从切换时