一篇文章幫你瞭解HOLLiAS MACS —— 中國的DCS

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MACS系統簡介

1、什麼是HOLLiAS

HOLLiAS是由和利時基於先進自動化技術開發的整合工業自動化系統。它用一個開放的系統軟體平臺，將和利時多年開發的各種自動化系統和裝置進行有機結合，可根據不同行業的自動化控制需求，提供專業解決方案。系統架構如下圖所示，它的子系統改寫了企業生產管理層、裝置與過程控制層和製造執行層。

HOLLiAS 系統結構圖

HOLLiAS具有以下特點：

• 資訊化和整合化

在開放式實時–關係資料庫的基礎上實現了多個管理子系統，並集成了多種滿足不同行業使用者需求的控制系統和裝置，能夠廣泛連線其它廠家的自動控制系統、控制器、智慧裝置和軟體模組。

• 混合控制

控制器組態符合IEC61131-3標準，擁有平臺的高效能通用控制演演算法，可整合各種層次的控制功能。

• 分散/集中架構

系統支援多種現場匯流排（Profibus-DP、Profibus-PA、HART等）技術，可方便整合多種分散式主控單元和智慧儀錶，系統監視平臺可提供高效的集中管理。

• 經濟性

系統支援多種現場匯流排技術，大大提成系統整合化能力，使用者可靈活配置系統，從而降低總體費用。

• 開放性和專業性

HOLLiAS透過開放的資料庫和網路介面、協議以及現場匯流排，可在各個層面上與第三方系統或裝置連線。

2、什麼是MACSV6.5.2

MACS是整合在HOLLiAS中的分散式控制系統，它是HOLLiAS的基礎子系統，所有的現場資料都來自於這裡。MACS採用“平臺+應用開發”的軟體架構，平臺軟體負責採集和處理資料並提供各種介面和服務，根據不同行業的特殊需求可定製開發應用介面、演演算法庫、符號庫等元件，各版本共用一個平臺。這使得該系統的適用性非常廣泛。

上位機透過和利時自主開發的工業乙太網協議HSIE與下位機傳遞資料。下位機通訊採用Profibus-DP匯流排，同時支援Profibus-PA、HART匯流排。MACS支援OPC協議和ModBus協議，來與第三方系統連線。

MACS V6.5.2是和利時推出的最新一代的MACS平臺，和以前的產品相比主要有以下新特性：

• 用自主開發的演演算法組態軟體AutoThink替代整合的第三方軟體，極大提高了系統各軟體間的配合性和系統穩定性；

• 主控單元作業系統採用了自主開發的HEROS，極大提高了軟硬體的相容性；

• 系統結構更加靈活和可靠，支援P-P結構、C/S結構和混合結構；

• 支援多個工程師站協同組態；

• 改進、完善了組態軟體的友好性和易用性。降低了入門難度，提高了使用者組態的效率，提升了使用者的舒適感；

MACS V6.5.2具有強大而多樣的功能，包括：資料採集、控制調節、報警、趨勢、總貌圖、模擬流程圖、資料一覽、日誌管理、表格管理、事件順序記錄、報表和資料統計、顯示管理、人機對話、列印管理、系統故障診斷及故障監視、系統組態、操作員線上引數設定、存檔資料的離線查詢、控制分組、控制迴路等。

MACS系統結構

MACS  V6.5.2 的架構是基於“多域管理”概念的。整個系統根據位置、功能和受控過程的特點被分為相對獨立的子系統，每一個都稱為一個“域”，各個域的資料也相對獨立。這種結構不僅有利於系統組態，也便於系統的擴充套件和重建。每一個域（即子系統）都可被單獨實施和測試，而不影響其它域。需要擴充套件新的域時，將所需節點直接連到交換機上即可。如下圖所示的例子，電廠的控制系統被劃分成了數個域。

多域管理

MACS V6.5.2的系統架構如下圖所示，從上到下分為兩層：

• 監測控制層

這一層主要包括操作員站、工程師站、歷史站、交換機等，它透過一個TCP/IP協議的冗餘乙太網與下層進行通訊，將經過處理的現場採集資料顯示給使用者，並將使用者的操作指令傳遞給下層。各個裝置（包括OPS，ES，HIS和印表機等）透過兩個交換機連成網路。重要裝置，例如歷史站、交換機等均冗餘配置，以保證系統通訊的可靠性。

• 裝置與過程控制層

這一層主要包括FCS、I/O模組等，FCS透過DP匯流排與I/O裝置進行通訊，I/O裝置將採集資料傳輸給控制站中的MCU，由它按照預先下裝的演演算法處理資料並將需要顯示的資料傳遞給監測控制層，從上層來的以及FCS生成的指令也將被傳遞給現場執行器。透過專用硬體模組，現場控制層也支援HART和FF匯流排協議。

MACS V6.5.2系統的網路結構由三部分組成：管理網（MNET）、系統網（SNET）、控制網（CNET）。其中系統和控制網都是冗餘配置，管理網為可選網路。

• 管理網路(MNET)

由100/1000M 乙太網絡構成，用於控制系統伺服器與廠級資訊管理系統（MES或者ERP）、INTERNET、第三方管理系統等進行通訊，實現資料的高階管理和共享。

• 系統網（SNET）

由100/1000M高速冗餘網路構成，用於工程師站、操作員站、現場控制站、通訊控制站的連線，完成整個系統的資料監視及現場控制站的資料下裝，並對操作員的各種操作請求做出響應，如圖形切換、資料顯示、趨勢顯示、報表列印、螢幕複製、表格日誌查詢等，使用128、129網段。

• 控制網（CNET）

裝置層的資料通訊網路，負責與系統輸入/輸出模組進行通訊連線，採用Profibus-DP工業現場匯流排與自動化系統各個I/O模組及智慧裝置連線通訊，實時、快速、高效的完成過程或現場通訊任務。

MACS系統元件

一、主要硬體節點

MACS V6.5.2的主要硬體節點包括：

• 操作員站

在系統執行時，供操作員使用的人機介面裝置。操作員透過它提供的人機介面對系統執行狀況進行監視、控制。這種型別的計算機也可被組態為通訊站，一些通訊軟體（例如OPC、ModBus等）在其上執行，以和其它系統或裝置交換資料。

• 工程師站

用來進行系統組態的計算機，系統管理員可透過它將編譯好的工程下裝到各個操作員站、伺服器和現場控制站。

• 現場控制站

包括各種主控單元、其它硬體模組、機籠和機櫃。

• 歷史站

用於提供歷史資料庫、實時資料庫、報表列印、報警和IO服務的計算機。一般冗餘配置，用KVM在兩臺機器間進行切換。

• 報表列印站

管理報表列印任務。

• 主控單元

控制模組，也稱下位機。它按照預先下裝到其記憶體中的演演算法處理採集到的現場資料，並將結果傳遞給伺服器或將相應命令傳遞給執行器，以控制實際過程。透過系統網和工程師站以及OPS通訊，遵循TCP\IP協議。

• I/O模組

是一種硬體模組，用來在控制器和現場儀錶/執行器間轉換和傳遞資料/命令。透過控制網和主控單元以及現場裝置通訊。

• 網路裝置

交換機、路由器、乙太網卡和網線等。

• 周邊裝置

系統支援的印表機、音響等其他輔助裝置。

二、系統軟體整合

1.組態管理軟體

工程師站組態的主要工具，由三個軟體組成：

• 工程總控

工程總控主介面，執行於工程師站，用來部署和管理整個DCS系統。

該工具集成了工程管理、專案管理、資料庫編輯、使用者組態、節點組態、流程圖組態、總貌圖組態、控制分組態、引數成組組態、專用鍵盤組態、區域管理、使用者自定義功能、報表組態、編譯、下裝等功能。需要註意的是，工程管理器是面向域的，即一個工程對應著一個域，使用者不能同時開啟多個工程，以免組態時混亂。

• 圖形編輯器

圖形畫面編輯工具，執行於工程師站。

使用者可透過該工具生成線上操作的流程圖和介面模板。該軟體針對不同行業提供了豐富的符號庫，以方便使用者繪製美觀實用的介面。它還支援使用者自定義符號庫。

• AutoThink

控制器演演算法組態軟體，執行於工程師站。

整合控制器演演算法的編輯、管理、模擬、線上除錯以及硬體配置功能，支援IEC61131-3中規定的全部6種程式語言IEC61131-3中規定的ST FBD SFC CFC四種語言。

以上三個軟體都採用樹狀工程組織結構管理組態資訊，介面清晰，簡單易用。

2.操作員線上

監視和控制軟體，執行於操作員站。完成實時資料採集、動態資料顯示、過程自動控制、順序控制、高階控制、報警和日誌檢測、監視、操作，可以對資料進行記錄、統計、顯示、列印等處理。

3. OPC客戶端

完成與遵循OPC協議的第三方通訊功能。

4. 模擬啟動管理

模擬模擬執行現場控制站、歷史站和操作員線上。

5. 其它元件及工具

• 離線查詢

該工具可按日期查詢系統的趨勢、報警、日誌等歷史資料，以幫助使用者分析系統執行情況或事故原因。

• 操作員線上配置工具

該工具可配置操作員線上的預設資訊，包括域號、初始頁面路由資訊等。

• 版本查詢工具

該工具可查詢當前安裝的MACS
V6.5.2軟體的所有檔案的版本資訊。

• 檢視授權資訊

提供分類檢視授權資訊、完成軟體授權的功能。

• HSRTS工具

升級控制器RTS程式

系統規格

1.系統容量

系統支援的最大容量

2.系統變數

變數最大容量

3.效能規格

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