HOLLiAS MACS 系列分布式控制系统简介

DCS 系统概念及结构1.概念:DCS即集散型控制系统，又称分布式控制系统（Distributed Control System）。

它的主要基础是4C技术，即计算机技术、控制技术、通信技术和显示技术。

2.结构：HOLLiAS—MACS系统是由:以太网和使用现场总线技术的控制网络连接的各工程师站、操作员站、现场控制站、通讯控制站、数据服务器组成的综合自动化系统，完成大型、中型分布式控制系统（DCS）、大型数据采集监控系统（SCADA）功能。

HOLLiAS—MACS系统硬件由:工程师站、操作站、现场控制站（包括主控单元设备和I/O单元设备）、通讯控制站、打印服务站、系统服务器、系统网络、监控网络、控制网络等组成。

HOLLiAS—MACS系统软件包括：工程师站组态软件；操作员站在线软件；现场控制器运行软件；服务器软件等。

3.HOLLiAS—MACS系统中的“站”（1）工程师站：工程师站运行相应的组态管理程序，对整个系统进行集中控制和管理。

工程师站主要有以下功能：组态（包括系统硬件设备、数据库、控制算法、图形、报表）和相关系统参数的设置。

（2）操作员站（站号为50---79）操作员站运行相应的实时监控程序，对整个系统进行监视和控制。

操作员站主要完成以下功能：各种监视信息的显示、查询和打印，主要有工艺流程图显示、趋势显示、参数列表显示、报警监视、日志查询、系统设备监视等。

（3）服务器（站号为0开始）：服务站运行相应的管理程序，对整个系统的实时数据和历史数据进行管理。

（4）现场控制站（站号为10---49）现场控制站由主控单元、智能IO单元、电源单元、现场总线和专用机柜等部分组成，采用分布式结构设计，扩展性强。

4. HOLLiAS—MACS系统的硬件系统结构-“网络”（1）监控网络：监控网络为冗余高速以太网链路，使用五类屏蔽双绞线及光纤将各个通讯节点连接到中心交换机上。

该网络中主要的通讯节点有工程师站、操作员站、服务站，采用TCP/IP通讯协议。

和利时系统简介第一节和利时系统简介一、和利时系统网络结构HOLLiAS—MACS系统中各“站”的功能工程师站工程师站运行相应的组态管理程序，对整个系统进行集中控制和管理。

工程师站主要有以下功能:1. 组态(包括系统硬件设备、数据库、控制算法、图形、报表)和相关系统参数的设置。

2. 现场控制站的下装和在线调试，服务器、操作员站的下装。

3. 在工程师站上运行操作员站实时监控程序后，可以把工程师站作为操作员站使用。

操作员站操作员站运行相应的实时监控程序，对整个系统进行监视和控制。

操作员站主要完成以下功能:1. 各种监视信息的显示、查询和打印，主要有工艺流程图显示、趋势显示、参数列表显示、报警监视、日志查询、系统设备监视等。

2. 通过键盘、鼠标或触摸屏等人机设备，通过命令和参数的修改，实现对系统的人工干预，如在线参数修改、控制调节等通讯站和其它设备通讯服务器服务器运行相应的管理程序，对整个系统的实时数据和历史数据进行管理。

现场控制站现场控制站运行相应的实时控制程序，对现场进行控制和管理。

现场控制站主要运行工程师站所下装的控制程序，进行工程单位变换、数据采集和控制输出、控制运算等。

HOLLiAS—MACS系统中的“网络”包括1. 监控网络MNET特点:1 冗余高速以太网链路2. 使用五类屏蔽双绞线或光纤将各个通讯节点连接到中心交换机上3. 节点有工程师站、操作员站、服务站4. 采用TCP/IP通讯协议5. 监控网络上各个节点用固定分配的IP地址进行标识。

为实现监控网络的冗余，网中每个节点的主机都配有两块以太网卡，一般在工程上将两块以太网卡分别连接到130网段和131网段的交换机上。

监控网络的前两位IP地址分别为130.0和131.0，后两位则可以自行定义。

对于工程师站和操作员站的计算机，我们把它看作同一类计算机，进行统一编号。

工程上编号的惯例为:2.系统网络SNET1. 冗余高速工业以太网2. 采用HSIE 通讯协议3. 使用五类屏蔽双绞线或光纤将各个通讯节点连接到中心交换机上4. 节点有服务站、现场控制站3.控制网络CNET1. 位于现场控制站内部2. Profibus-DP现场总线3. 采用带屏蔽的双绞铜线连接4. 节点主要有DP主站(主控单元)和DP从站(智能I/O单元)5. 完成实时输入/输出数据和从站设备诊断信息的传送6. 站地址为0-1251. Profibus-DP现场总线:Profibus是作为德国国家标准DIN 19245和欧洲标准prEN 50170的现场总线。

中国DCS知名品牌杭州和利时主营产品HOLLIAS分布式控制系统MACS系列控制系统概述HOLLiAS MACS 系列分布式控制系统是和利时公司在总结十多年用户需求和多行业的应用特点、积累三代DCS系统开发应用的基础上，全面继承以往系统的高可靠性和方便性，综合自身核心技术与国际先进技术而推出的新一代DCS，目前包括两种型号的系统。

● MACS-F 系统：规模上适合于中大型项目（1万个物理点以内），结构上为高密度安装；● MACS-S系统：规模上适合于大型或超大型项目（10万个物理点以内），结构上安装密度适中。

HOLLiAS MACS系列分布式控制系统在以下几方面充分体现了国际上DCS系统的最新发展特点：● 开放化：可方便地通过组态直接无缝集成第三方系统和设备，无需更改系统程序。

◇ 提供OPC/DDE/ODBC等软件标准接口，可与第三方应用程序直接进行数据交换。

◇ 支持PROFIBUS/HART/MODBUS等国际上常用现场总线，可以方便添加第三方设备。

● 信息化：有机集成了工厂与过程管理来大幅度提升企业的生产效率。

◇ 无缝集成制造执行系统（MES），实现控制信息与生产管理信息的有机集成。

◇ 无缝集成设备管理功能（AMS），实现工厂设备的全电子化信息管理和维护。

◇ 连接常见企业管理系统（ERP），让现场控制层成为企业管理可透明覆盖的范围。

◇ 支持基于Internet的远程访问和浏览，即使身处异地，过程信息也可时时掌握。

● 智能化：各部件都已智能化，实现自诊断，自动报警，部件间通过全数字信息进行协调控制;每个I/O都配备CPU芯片，实现I/O通道级故障诊断。

● 小型化：采用低功耗设计，大大推进了系统的小型化。

◇ 主控制器典型功耗为6W左右，无需风扇散热，体积减小到三代进口DCS主控的十几分之一。

◇ I/O模块典型自身功耗为2W左右，体积大幅度缩小，可靠性进一步提高。

● 高可靠：以安全系统为设计理念，MACS系列广泛采用在安全保护系统中才使用的技术和器件。

和利时最新DCS系统介绍网上搜不到的内部资料！本文导语杭州和利时自动化有限公司，工程设计中心项目设计部的徐屹昌工程师，就在第一时间给小7发来关于和利时最新DCS资料。

随后，浙江中控技术股份有限公司也发来相关资料。

因内容较多，小7只好逐一为大家呈现，今天介绍的和利时KM 系统（硬件）。

HOLLiAS MACS-K 系统是和利时公司于2013年正式推出的大型分布式控制系统。

重点提升系统的可靠性和易用性。

支持P-P（点对点结构）、C/S（客户机/服务器结构）、P-P和C/S（混合结构）三种网络构架。

吸收了安全系统的设计理念。

基于以太网和ProfiBus-DP现场总线构架，方便接入多种工业以太网和现场总线。

符合IEC61131-3标准，内部集成基于HART标准协议的AMS系统，并且方便集成SIS、PLC、MES、ERP系统等，以及众多知名厂家控制系统的驱动接口，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信息流传送，能方便的实现工厂智能化、管控一体化，集成多个行业先进控制算法平台，为工厂自动控制和企业管理提供全面的解决方案。

实现生产、设备和安全三大目标的协调最佳化，确保工厂生命周期内的投资维护成本最小，生产的运作目标可持续。

系统简介系统特点高可靠性全冗余系统网络、控制网络、控制器、电源模块、I/O模块均可冗余配置，无单点故障。

多重隔离系统总线和模块之间采用光电隔离；采用系统电源和现场电源双隔离供电；网络具有物理层和协议层双重隔离；全系列模块的各个通道之间完全故障隔离。

环境适应性系统基于恶劣的工业环境设计，符合EMC的设计规范，抗干扰性符合工业环境下的国际标准IEC61000，系统防腐蚀能力满足ISA S71.04标准G3等级要求。

高安全性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，故障倒向安全。

这个是HOLLiAS MACS-S系统HOLLiAS MACS-S系统特点实时性：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。

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。

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Profibus-DP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。

延续性：操作站采用通用系统平台，可跟随计算机水平不断提高而同步升级。

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。

隔离原则：所有I/O单元都采用可靠的光电隔离以及电气隔离技术，使各单元之间、单元与控制器之间无任何电气联系，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，也提供了隔离措施。

自诊断：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，支持web远程诊断功能。

HOLLiAS MACS-S系统结构系统组成系统由工程师站、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。

DCS系统概念及结构1. 概念:DCS即集散型控制系统，又称分布式控制系统（Distributed Control System ）。

它的主要基础是4C技术，即计算机技术、控制技术、通信技术和显示技术。

2. 结构：HOLLiAS —MACS系统是由：以太网和使用现场总线技术的控制网络连接的各工程师站、操作员站、现场控制站、通讯控制站、数据服务器组成的综合自动化系统，完成大型、中型分布式控制系统（DCS）、大型数据采集监控系统（SCADA ）功能。

HOLLiAS —MACS 系统硬件由：工程师站、操作站、现场控制站（包括主控单元设备和I/O单元设备）、通讯控制站、打印服务站、系统服务器、系统网络、监控网络、控制网络等组成。

HOLLiAS —MACS系统软件包括：工程师站组态软件；操作员站在线软件；现场控制器运行软件；服务器软件等。

3. HOLLiAS —MACS 系统中的“站”（1）工程师站：工程师站运行相应的组态管理程序，对整个系统进行集中控制和管理。

工程师站主要有以下功能：组态（包括系统硬件设备、数据库、控制算法、图形、报表）和相关系统参数的设置。

（2）操作员站（站号为50---79）操作员站运行相应的实时监控程序，对整个系统进行监视和控制。

操作员站主要完成以下功能：各种监视信息的显示、查询和打印，主要有工艺流程图显示、趋势显示、参数列表显示、报警监视、日志查询、系统设备监视等。

（3）服务器（站号为0开始）：服务站运行相应的管理程序，对整个系统的实时数据和历史数据进行管理。

（4）现场控制站（站号为10---49）现场控制站由主控单元、智能10单元、电源单元、现场总线和专用机柜等部分组成，采用分布式结构设计，扩展性强。

4. HOLLiAS —MACS系统的硬件系统结构-“网络”（1）监控网络：监控网络为冗余高速以太网链路，使用五类屏蔽双绞线及光纤将各个通讯节点连接到中心交换机上。

该网络中主要的通讯节点有工程师站、操作员站、服务站，采用TCP/IP 通讯协议。

和利时HOLLiAS MACS-K 控制系统在连吹炉炼铜上的应用谢文龙（江西瑞林电气自动化有限公司，江西南昌330096）摘要：本文以熔炼车间和利时MACS-K 控制系统为例，论述了MACS-K 在连吹炉炼铜炼铜工艺上的应用，对系统的硬件结构以及工作原理进行了说明；重点介绍了冶炼车间配料、循环水、侧吹炉、顶吹炉、锅炉控制要点。

关键词：MACS-K ；配料；侧吹炉；顶吹炉一、MACS-K 控制系统介绍HOLLiAS MACS-K 系列分布式控制系统(下称MACS-K 系统)是和利时公司在总结十多年用户需求和多行业的应用特点，综合体现了离散过程和连续过程自动化的要求，积累四代DCS 系统开发应用的基础上，全面继承以往系统的高可靠性和方便性，充分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，综合自身核心技术与国际先进技术而推出的第五代DCS 系统。

二、工艺简介（一）侧吹炉工艺富氧侧吹炉风口均匀分布侧吹炉墙，一次风口位于熔池液面以下，富氧空气吹入熔体中，铜精矿中的硫化物氧化、造渣以及燃料的燃烧反应都在熔体中进行。

按一定比例混合均匀的原料（精矿、烟尘、吹炼渣、石英等）和燃料（煤）由皮带经炉顶的加料口加入炉内，进入炉内的物料经高温烟气干燥后落入熔池内，富氧压缩空气从炉墙两侧没入熔体中的风口送人炉内，在富氧压缩空气的作用下，熔体在剧烈搅拌，在熔体内形成气-液-固三相间的传质、传热过程，完成造渣、造硫反应。

产生的熔炼渣通过溜槽流入渣包车，产生的冰铜通过溜槽流入吹炼炉，产生的高温烟气经余热锅炉送烟气制酸系统。

（二）顶吹炉工艺吹炼炉利用熔炼炉产生的冰铜为原料，进行进一步除杂质，最后出来粗铜流入阳极炉。

主要反应过程为造渣期和造铜期，造渣期主要加入石英石、残极（电解完剩下的阳极板）和冰铜一起与26%的氧气控制进行化学反应，产生渣、SO2气体，高温烟气经余热锅炉送烟气制酸系统；造铜期是继续吹入26%的氧气与溶体反应，提高溶体含铜纯度。

DCS系统概述一、过程控制系统的发展历程早期的控制系统往往是一台二次仪表控制一个回路，各回路的仪表相互之间没有关联关系，单个回路的仪表损坏之后并不影响其他回路仪表的正常运行。

第一代过程控制系统（PCS，Pneumatic Control System）是基于气信号的气动仪表控制系统；第二代过程控制系统（ACS，Analogous Control System）是基于模拟电流信号的电动模拟单元组合式仪表控制系统；20世纪80年代，微处理机的出现和应用，从而产生了分布式控制系统，即第三代过程控制系统（DCS，Distributed Control System）；20世纪90年代，现场总线技术的出现产生了新的一代过程控制系统，即现场总线控制系统FCS(Fieldbus Control System) 。

DCS即集散型控制系统，又称分布式控制系统（Distributed Control System）。

它是指利用计算机技术将所有的二次显示仪表集中在电脑上显示，同时所有的一次表及调节阀等仍然分散安装在生产现场，DCS系统的核心是布置在机柜室的现场控制站，一旦控制站出现出现故障，将会导致灾难性的后果，为了避免这种情况的发生，各DCS生产厂家采用在线冗余（如同机泵的备用泵一样，一台坏了，另一台自动运行，而且是无扰动的切换。

在这种切换方式下，我们人根本感觉不到任何变化发生）的技术来解决这一问题。

DCS系统的主要基础是4C技术，即计算机－Computer、控制－Control、通信－Communication和CRT显示技术。

DCS系统通过某种通信网络（如以太网、总线等）将分布在工业现场的现场控制站和操作室（控制中心）的操作员站及工程师站等连接起来，以完成对现场生产设备的分散控制和集中操作管理（工程师站与操作站一样都是普通的计算机，只是因为其内部装有组态软件而已，大多数情况下工程师站也能作为操作站使用）。

下图以一个水位信号调节的例子简单地说明DCS系统在实际生产中的应用过程：被控对象(过程)：工艺生产设备(如反应釜，换热器，汽包、水箱等)，从传感器(测量变送单元)到执行器之间。

HOLLiAS MACS-K系统简介HOLLiAS MACS-K基于工业以太网和PROFIBUS-DP现场总线构架，集成基于HART标准协议的HAMS对现场智能设备进行统一管理，并且可以轻松集成SIS、PLC、MES、ERP等系统，使现场智能仪表设备、控制系统、企业资源管理系统之间的信息无缝传送，实现工厂智能化、管控一体化。

同时，本系统集成火电、化工等各行业的先进控制算法平台，为工厂自动控制和企业管理提供深入全面的解决方案，从而实现生产、设备和安全三大目标的最佳协调，帮助用户实现最小的全生命周期维护成本、最大的设备投资回报。

HOLLiAS MACS-K系统特点安全可靠●全冗余：系统网络、控制网络、控制器、电源模块、I/O 模块均可冗余配置，无单点故障。

●多重隔离：系统总线和模块之间采用光电隔离，系统电源和现场电源隔离供电，模块通道之间电气隔离。

●可靠的设计：系统基于恶劣的工业环境设计，抗电磁干扰符合IEC61000，防腐蚀能力满足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以太网，配备带防火墙的交换机；控制器CPU 采用PowerPC 构架的工业级芯片，内置防网络风暴组件。

●丰富的诊断：控制器和I/O 模块均带有智能诊断单元，每个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。

●高可靠的设计理念：采用了大量的安全系统设计理念，如信号质量位判断、故障导向安全，所有传输数据都有校验,提高系统可靠性。

灵活开放●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。

支持星型、环型或总线型拓扑结构的工业以太网连接。

●兼容各种现场总线，支持HART、PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA、MODBUS等各类协议。

功能丰富的HMI人机界面，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。

HOLLiAS MACS 系统软件作为HOLLiAS平台的重要组成部分，和利时公司的分布式控制系统HOLLiASMACS是公司在总结多年用户需求和多行业的应用特点、积累三代DCS（HS-DCS-1000，HS2000，MACS）系统开发应用的基础上，全面继承以往系统的高可靠性和方便性，综合自身核心技术与国际先进技术，推出的新一代系统。

HOLLiASMACS系统具有如下特点：►采用了工业以太网核心技术，开发了具有自主知识产权的技术，确保了通信的实时性、增强了确定性、提高了网络的安全性；►采用了目前世界上先进的Profibus-DP现场总线技术，具有以下优势：◆能够真正做到“危险分散，控制分散，集中监控”；◆I/O模块可以随用户现场需要集中安装或分散安装，节省大量的电缆费用；◆作为国际标准之一，Profibus-DP在2001年被批准成为我国工业自动化领域行业标准中唯一的现场总线标准，符合这类标准的设备在各行业已有大量的实际应用。

因此，HOLLiASMACS可方便地和不同厂商、不同品牌的智能仪表进行通讯及数据交换，保证用户已有设备的商业价值。

►提供了两个系列的I/O硬件模块选择，以适应不同的工业应用场合；►系统结构灵活。

纳入的点数范围很宽，从几百点到几万点，适应不同行业的应用需求；►系统具有很好的开放性：◆系统支持并提供基于COM/DCOM技术的OPC工业标准接口，使不同供应厂商的设备和应用程序之间的软件接口标准化；◆软件成功与I/O设备独立，添加硬件设备极为方便，使得I/O设备变成了标准的可以集成的DCS部件；◆可以通过耦合器或连接器方便接入Profibus-PA智能变送器或执行器。

HOLLiAS MACS 体系结构系统层次结构依据工业现场的不同，系统结构划分为操作层和控制层两个层次。

操作层的系统网络操作层的数据通讯网络称为系统网络（SNET）。

系统网络用于实现工程师站、操作员站和系统服务器与现场控制站之间数据、资源的互连、共享及打印等。