MACS

隨著CPU的效能不斷提升，所釋放出來的熱能也隨之增加，優質散熱器已成為運算速度的必要條件。MACS製冷散熱器運用高科技技術，控制風扇轉速和提升製冷晶片效能，使CPU的降溫效果優於其他散熱器，並徹底解決水冷散熱器漏水的問題，而且安裝容易省下不少寶貴的時間。

MACS繼承了和利時以往多年DCS系統開發、使用的經驗，充分融合國際信息技術、電子技術和自動控制技術的最新發展而開發的新一代現場總控制系統。MACS完全基於開放的現場匯流排標準——ProfiBus.

一、MACS系統概述

經過了二十幾年的發展，DCS有了很大的變化。這種變化來自兩方面的動力：用戶需求的不斷提高和電子與信息技術的快速發展。用戶的需求已經不再滿足於用DCS代替常規的儀錶控制和簡單的數據檢測，同時隨著電子與信息技術的進步使得DCS應用的構成元件（電子元器件、處理器、軟體、網路等）性能大大提高且價格大幅度下降，特別是各種板級OEM部件和HMI軟體的發展，進一步簡化了DCS的開發難度並降低了開發成本。

北京和利時系統工程股份公司在成功地開發並應用了HS-DCS-1000系統和HS2000系統之後，在系統地總結了行業用戶的意見和建議，綜合了計算機技術、網路技術、應用軟體技術、信號處理技術等最新技術，投資一千多萬元，投入幾百人次，歷時近三年時間推出了和利時第三代DCS系統——MACSTM（Meet-All-Customers’-Satisfaction）系統。該系統已經成功地應用於多台火力發電機組的全功能控制以及秦山核電600MW機組的KIT/KPS及控制。MACS系統的體系結構詳見圖1：

MACS可實現管控一體化，以實現全廠綜合自動化為目標，具體功能包括：

■DAS:數據採集系統

■CCS/MCS:機爐協調控制，模擬量控制系統

■SCS：順序控制系統（含ECS：電氣控制系統）

■FSSS：鍋爐安全保護系統

■DEH：汽輪機電液調節

■MEH：給水泵小汽機控制

■BPS：旁路控制系統

■MIS：廠級管理網通訊

■ETS：汽機保護

1、MACS系統結構具有開放性和合理性，可擴展性強

1.1分“域”結構

MACS系統採用“域”的概念，根據被控對象的流程特點，把整個大型控制系統用高速實時冗餘網路分成若干相對獨立的分系統，一個分系統構成一個域，是一個功能完整的DCS系統。多台機組可用多域獨立運行，各域又可共享管理和操作數據。對於中小型控制，可用一個域即實現所有的控制和操作管理功能。

1.2國際性的開放的現場匯流排標準

為適應FCS的發展，MACS系統的控制站採用標準的現場匯流排PROFIBUS-DP和CAN及其它匯流排，將高性能的冗餘主控單元與可分佈在現場的信號處理模塊、迴路控制模塊、其它智能設備連接起來共同構成系統。

1.3標準的Client/Server結構

MACS系統的操作層採用Client/Server結構，保證操作數據（特別是歷史數據）的一致性、安全性。雙冗餘的系統伺服器將用來存儲系統所有的實時數據、歷史數據、操作記錄、事件記錄、日誌記錄等。而各種功能的單元如操作站、工程師站、先進控制計算站、分析站、現場控制站等構成不同功能的客戶機，真正實現了功能分散。

1.4開放的網路結構

在MACS系統中，為了確保系統的開放性，我們完全採用標準的開放網路：

▲冗餘的100Mbps乙太網

▲標準的RS485，RS232通信協議（MODBUS協議）

▲FF協議的現場匯流排介面和無線通信規約

▲各現場信號處理模塊

windowsNT操作系統，並提供ODBC和OPC介面；系統的+控制站採用成熟的實時多任務操作系統QNX以確保控制系統的實時性、安全性和可靠性。控制站的軟體固化在半導體盤中，而實時數據存儲帶掉電保護的SRAM中，滿足控制系統可靠、安全、實時性要求。

1.6標準的控制組態工具

系統採用IEC1131-3標準的控制組態工具，可為用戶提供SFC（順序流程圖）、FBD（功能塊圖）、LD（梯形圖）、ST（結構文本）等方式進行控制組態。系統本身提供絕大部分常用的控制演演算法，此外，系統還提供方便的用戶自定義模塊功能，用戶可以自己根據需要採用以上四種語言編製自己特殊需要的複雜控制模塊並嵌入系統。

2、性能先進性和應用方便性

MACS系統以其強大的網路體系和處理硬體支持非常強大的軟體功能，幾乎可以滿足所有用戶的要求。

2.1高速的網路體系

▲管理網路和系統操作層、控制層網路速率為100Mbps；

▲現場信號處理網路速率為1.5~12Mbps。

2.2強大的硬體處理能力

▲伺服器選擇高性能的IPC，CPU主頻大於600MHz，內存大於256M，硬碟大於10G；

▲操作員站和工程師站：CPU採用PentiumIII以上晶元，主頻450MHz以上，內存大於128M，硬碟大於10G，顯示器解析度1600′1280；

▲控制站主控單元：CPUPentiumII以上，帶32M內存，配有2M為顯存；

▲各I/O信號處理單元全部為智能結構。

2.3系統處理能力

一套系統可支持8個域，每個域的處理能力物理I/O點達10000點，控制迴路數量達1000個。

2.4用戶滿意的系統性能

▲模入處理：每路一個A/D轉換器，16位解析度。信號處理精度：大信號不大於0.1%，小信號不大於0.2%；巡檢周期可調，最小50ms。

▲模出處理：每路一個12位D/A轉換器，精度不大於0.2%；

▲開關量輸入/輸出處理：SOE解析度為1ms,帶SOE信號消抖處理；

▲系統控制迴路周期：一般模擬迴路125ms，採用迴路控制模塊可達20ms，邏輯迴路為50ms；

▲系統圖形畫面解析度為1600′1280，響應時間≤1s，數據刷新時間≤1s。

2.5軟體應用方便性

MACS系統強大的組態軟體功能，幾乎可以實現任何要求：

▲豐富的全漢字圖形組態，可以實現複雜漂亮的圖形界面，並支持動畫技術、圖形縮放技術、多級窗口技術、各種數據、曲線、棒圖、各種儀錶盤等的實時顯示；

▲功能強大的控制組態可實現各種批處理流程、PID迴路、複雜迴路、邏輯迴路、混合迴路以及先進控制演演算法和特殊的配方控制等；

▲報表組態與Excel相互轉換，可以支持各種報表和圖形列印功能；

▲豐富的歷史記錄分析和處理、日誌記錄處理、報警記錄的統計報告、事故追憶的統計分析報告等；

▲強大的系統逐級自診斷功能與故障報警功能；

▲支持SQLAnywhere、Oracle資料庫等。

3、系統的可靠性

MACS系統繼承了HS2000系統的可靠性技術，而且在以下方面進行了改進。

3.1系統硬體可靠性

除在電路設計、器件的選擇、單元級冗餘設計、網路冗餘等方面繼承了HS2000系統的所有可靠性措施外，MACS系統：

▲在I/O處理單元上採用小模塊結構（模擬量8點，開關量16點），在A/D處理上採用每路一個A/D轉換器，使危險進一步分散；

▲具有控制迴路模塊，包含4路AI，2路AO，6路DI，2路DO，可實現兩路PID控制，串級控制，補償控制、快速動作迴路等；

▲每路信號在介面處都增加了多重過壓和過流保護措施，使得各板在大信號干擾下不損壞；

▲每個模塊都可以帶電拔插，更換方便；

▲模塊和底座之間採用歐式針型連接器，保證連接可靠；

▲小模塊結構和工業化設計，適應-20°C~+65°C的工業環境;

3.2系統軟體可靠性

MACS系統在軟體可靠性方面參照核電安全計算機系統設計標準，採取了大量的措施確保軟體可靠性，包括：

▲操作站等採用WindowsNT操作系統，控制站則採用QNX以確保控制站的可靠性和實時性；

▲整個軟體系統設計完全採用模塊化結構，層次清晰，並用面向目標的技術編程；

▲系統提供豐富的自診斷顯示信息；

▲網路通信協議和介面驅動程序採用國際標準協議，如TCP/IP，Profibus等；

▲支持Internet。

4、工藝合理性和安裝方便性

MACS系統採用國際最新的計算機晶元技術，採用德國西門子的SMT表面貼裝工藝和多層板結構，實現I/O模塊的微型化，所有模塊採用阻燃塑料外殼，工藝美觀。同時：

▲模塊信號處理和I/O接線由兩個分離部件組成，更換模塊無需動信號線部件；

▲現場模塊供電和網路線在底板上，模塊對接即可連接；

▲模塊底座部件應用標準導軌卡裝，安裝極為方便。

5、用戶經濟性

MACS系統在體系結構、硬體性能、軟體功能和性能等方面都有很大提高，達到當今國際先進水平。在設計該系統時，由於採取了各種措施和最新技術以降低成本，該系統不僅本身價格沒有提高，而且可保證使用戶在以下方面降低費用：

▲系統每個控制站容量增大，可以減少控制站台數，降低公共費用；

▲系統模塊可靠性進一步提高，損壞率降低；

▲各I/O模塊可以分散安裝在現場，節省大部分的信號電纜和施工費用；

▲公司提供多種工業系統的控制設計模式和基礎組態，可以縮短工程周期和費用；

▲系統提供強大的ERP管理功能，可以方便地實現控制-管理一體化系統方案，節省二次投資。

▲系統擴充極其靈活，在系統擴充和修改功能時，投資很少；

▲經過培訓，用戶可以全面掌握系統的組態和維修，和利時對自行生產的模塊實行一年免費保修，終身維修，維護費用低。