儀表成套安裝
1.1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成
MACS-K系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)由三部分組成，從上到下依次為管理網(wǎng)（MNET）、系統(tǒng)網(wǎng)（SNET）、控制網(wǎng)（CNET）。其中系統(tǒng)網(wǎng)和控制網(wǎng)都是冗余配置，管理網(wǎng)為可選網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖如下所示：
圖 01 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖
n 管理網(wǎng)絡(luò)(MNET)
由100/1000M以太網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，用于控制系統(tǒng)服務(wù)器與廠級信息管理系統(tǒng)（RealMIS或者ERP）、INTERNET、第三方管理軟件等進行通訊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高級管理和共享。管理網(wǎng)絡(luò)層為可選網(wǎng)絡(luò)層。
n 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)(SNET)
由100/1000M高速冗余工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，用于工程師站、操作站、現(xiàn)場控制站、通信控制站的連接，完成現(xiàn)場控制站的數(shù)據(jù)下裝。可快速構(gòu)建星型、環(huán)型或總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的高速冗余的安全網(wǎng)絡(luò)，符合IEEE802.3 及IEEE802.3u 標(biāo)準(zhǔn)，基于TCP/IP 通訊協(xié)議，通訊速率100/1000Mbps 自適應(yīng)，傳輸介質(zhì)為帶有RJ45連接器的5類非屏蔽雙絞線。
n 控制網(wǎng)絡(luò)(CNET)
采用冗余現(xiàn)場總線與各個I/O 模塊及智能設(shè)備連接，首次同時支持星型網(wǎng)絡(luò)和總線型網(wǎng)絡(luò)。實時、快速、高效地完成與現(xiàn)場通訊任務(wù)，符合IEC61158 國際標(biāo)準(zhǔn)（國標(biāo)：JB/T10302.3-2001/歐標(biāo)：EN50170，即PROFIBUS-DP通訊協(xié)議），傳輸介質(zhì)為屏蔽雙絞線或者光纜。在MACS-K系統(tǒng)中，我們也稱控制網(wǎng)為IO-BUS。
1.2系統(tǒng)網(wǎng)、控制網(wǎng)節(jié)點功能說明
系統(tǒng)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點主要由工程師站、操作員站、歷史站（選配可兼系統(tǒng)服務(wù)器）、控制站等部件組成；而控制網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點由控制站和I/O模塊構(gòu)成。
n 工程師站
用于完成系統(tǒng)組態(tài)、修改及下裝，包括：數(shù)據(jù)庫、圖形、控制算法、報表的組態(tài)，參數(shù)配置，操作員站、現(xiàn)場控制站及過程I/O模塊的配置組態(tài)，數(shù)據(jù)下裝和增量下裝等。
n 操作員站
用于進行生產(chǎn)現(xiàn)場的監(jiān)視和管理，包括：系統(tǒng)數(shù)據(jù)的集中管理和監(jiān)視，工藝流程圖顯示，報表打印，控制操作，歷史趨勢顯示，日志、報警記錄和管理等。
n 歷史站（選配可兼系統(tǒng)服務(wù)器）
用于完成系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)服務(wù)和與工廠管理網(wǎng)絡(luò)交換信息等。
n 控制站
用于完成現(xiàn)場信號采集、控制和聯(lián)鎖控制算法、控制輸出、通過系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)和診斷結(jié)果傳送到操作員站等功能。
n I/O模塊
用于將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號、工程單位變換，模塊和通道級故障診斷。通過冗余的多功能總線送給主控制器單元。
HOLLiAS MACS-K系統(tǒng)的性能指標(biāo)完全符合表1-1所示。
系統(tǒng)性能指標(biāo) | |
系統(tǒng)規(guī)模 | |
支持最多15個域 | |
單域******規(guī)模 | |
歷史站數(shù) | 2臺 |
現(xiàn)場控制站 | 64臺 |
操作員站 | 64臺（包括2臺冗余的歷史站，歷史站可以兼做操作員站） |
直接與主控通訊的操作站個數(shù) | 16臺 |
******模擬量內(nèi)部點 | 26000 |
******模擬量輸入點 | 8000 |
******開關(guān)量內(nèi)部點 | 26000 |
******開關(guān)量輸入點 | 14000 |
******DCS系統(tǒng)設(shè)備點 | 6000 |
******脈沖量輸入點 | 6000 |
******SOE | 2000 |
******開關(guān)量輸出點 | 8000 |
******模擬量輸出點 | 6000 |
單個現(xiàn)場控制站******規(guī)模 | |
I/O模塊數(shù) | 100塊 |
物理I/O配置能力 | 1280點 |
AI點數(shù) | 640（含脈沖量、熱電阻、熱電偶信號） |
AO點數(shù) | 240 |
DI點數(shù) | 1200 |
DO點數(shù) | 1200 |
控制回路數(shù) | 300 |
模擬量控制回路數(shù) | 128 |
實際相應(yīng)能力 | |
從輸入變化到顯示該變化時間 | ＜1s |
從操作鍵入到相應(yīng)輸出變化時間 | ＜1s |
事件順序記錄分辨率SOE | 0.1ms |
CPU控制IEC周期 | 50ms, 100ms, 200ms, 500ms, 1s |
輸入－輸出回路最小響應(yīng)時間 | ＜100ms（IEC周期為50ms）；＜200ms（IEC周期為100ms，默認(rèn)值）； |
畫面顯示完成時間 | ≤1s |
動態(tài)數(shù)據(jù)更新時間 | ≤1s |
MACS系統(tǒng)產(chǎn)品通過CE認(rèn)證，即完全符合歐盟EMC要求。
表1-1 MACS系統(tǒng)性能指標(biāo)
HOLLiAS MACS系統(tǒng)硬件提升了可靠性和易用性，應(yīng)用了多種冗余技術(shù)，以保證系統(tǒng)硬件運行的安全可靠，從用戶體驗角度出發(fā)，具備易用、易換、易維護的特性。
n 控制網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
HOLLiAS MACS系統(tǒng)主要硬件由控制器模塊和I/O模塊構(gòu)成，控制器模塊是系統(tǒng)網(wǎng)和控制網(wǎng)之間的樞紐。總線模塊是連接控制器和I/O模塊的樞紐?？刂凭W(wǎng)CNET連接示意圖見下圖1-2。
圖 12 控制網(wǎng)CNET連接原理圖
單機柜中最多可安裝6列DIN35導(dǎo)軌，每列導(dǎo)軌上最多可安裝10個I/O模塊。K-BUS支持級聯(lián)擴展，一對控制器最多帶100個I/O單元。
n 現(xiàn)場控制站硬件安裝
HOLLiAS MACS硬件采用模塊式結(jié)構(gòu)，采用DIN35標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌安裝，可以在任何機柜中安裝。
n 現(xiàn)場控制站機柜
? 機柜類型：控制柜/控制擴展柜
? 尺寸規(guī)格：2200×800×800mm（高×寬×深）
? 顏色：國際標(biāo)準(zhǔn)RAL7032或RAL7035等
? 材料：鋼板、箱體架、頂蓋、后壁和底板：1.5mm。門：2.0mm。
? 表面處理：箱體架（浸涂底漆）；門、頂蓋和后壁（浸涂底漆，外部經(jīng)粉末涂層）；安裝板和底板（鍍鋅）。
? 防護等級：IP56，根據(jù)EN60 529/03.2000，符合NEMA 12的要求。
機柜示意圖如圖1-3所示。
圖 13 機柜內(nèi)布置圖
n 系統(tǒng)容量
K系列的硬件設(shè)備（背板、主控、I/O單元、電源、底座、端子板）集中安裝在機柜中，各部分通過專用電纜、導(dǎo)線連接。每列最多安裝10個I/O模塊，I/O模塊底座長度為120mm，冗余底座長度為240mm，端子板的長度有兩種，200mm和300mm。
K系列單機柜安裝******模塊數(shù)
拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) | 主機柜 | 擴展機柜 | 總計 |
總線形 | 30 | 0 | 30 |
星形+總線形 | 60 | 30 | 90 |
星形 | 60 | 40 | 100 |
1. 當(dāng)IO-BUS總線網(wǎng)絡(luò)采用總線形配置時：單控制站******僅支持30個I/O模塊，模塊安裝在第1~3列導(dǎo)軌（總線端口）上；
2. 當(dāng)IO-BUS總線網(wǎng)絡(luò)采用星形配置時：單控制站單一機柜受物理空間所限******支持60個I/O模塊；帶擴展機柜時受系統(tǒng)性能所限******支持100個I/O模塊。
n 控制器單元
控制器采用”背板+模塊”單元設(shè)計，1個控制器背板上可以插2個控制器和2個控制網(wǎng)連接模塊（IO-BUS）。
控制器單元一般安裝在機柜的上部。既可以導(dǎo)軌安裝，也可以螺釘安裝，甚至可以直接掛在壁掛式箱內(nèi)，安裝和拆卸十分方便，體積小，節(jié)省了柜內(nèi)空間。
控制器背板通過預(yù)制電纜和I/O模塊相連接，為I/O模塊供電，并提供通訊通路。每列模塊的預(yù)制電纜的上端插頭對應(yīng)接入控制器背板上的多功能總線端口，第n列模塊的冗余預(yù)制電纜對應(yīng)接入An Bn多功能總線端口，每個機柜內(nèi)最多可裝6列模塊，即n取1~6。
4槽控制器單元外觀圖如圖1-4所示。
4槽控制器單元接口示意圖
n IO-BUS模塊
IO-BUS模塊用來實現(xiàn)總線型或者星型連接。BUS模塊具有集線器的功能，可以改變網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由總線形網(wǎng)到星形、樹形等復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變。
n I/O模塊
K系列模塊全系列采用雙冗余通訊IO-BUS總線、雙冗余供電工作方式，任意斷一根IO-BUS總線和電源，不影響正常工作。K系統(tǒng)模塊還采用了現(xiàn)場電源和系統(tǒng)電源分開隔離供電。同儀表相連的電路采用現(xiàn)場電源供電，數(shù)字電路和通訊電路采用系統(tǒng)電源供電，因此現(xiàn)場來干擾不會影響數(shù)字電路和通訊。K系列模塊全部模塊支持帶電熱插拔。
一個K系列模塊的完整的模塊單元由一個I/O模塊、一個模塊底座和兩根電源IO-BUS總線構(gòu)成，I/O模塊插在I/O底座上，K系列模塊底座的接線端子負(fù)責(zé)接入現(xiàn)場儀表信號，I/O模塊負(fù)責(zé)將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，最后通過冗余的多功能總線送給主控器單元。完整的模塊單元在系統(tǒng)機柜中的安裝位置如下圖1-5：
I/O模塊單元示意圖
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