和利时最新DCS系统介绍 网上搜不到的内部资料！
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导语
本周二，小7将全国知名DCS品牌进行介绍，引发众多网友关注，但因网上信息具有滞后性，故不少热心的7友指出文章问题所在，并发来最新的品牌资料供小7分享给大家。小7真是感动不已！
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。
综合诊断
现场控制站和从站单元均为带有智能CPU单元，每个单元均可完成自诊断，所有类型的故障，如通信、断线、短路、超量程，都可以被检测并及时上报给操作员站。
失效安全
逻辑计算之前进行信号质量验证，故障时输出可以自动切换到预先设定的安全值。使用多个bit位代表0/1进行容错，支持ECC内存错误检测。
► 最大的灵活性
系统支持P-P（点对点）和C/S（客户端/服务器）结构，也可以选择混合网络系统架构，以满足大型、中型及小型应用程序的需求。
支持星型、环型或总线型拓扑结构的工业以太网连接。
现场总线综合集成，支持HART、PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA、Modbus等通信协议接口，同时支持接入多种协议工业以太网。
向前兼容和利时的FM/SM系列I/O模块，方便老系统升级。
HOLLiAS AMS（资产管理系统）、BATCH（批量控制）、APC（先进过程控制）、SIS（安全仪表系统）、MES（生产执行系统）、OTS（操作员仿真培训系统）可以和MACS-K系统无缝集成，提供整体解决方案。
符合IEC61131-3编程语言，并支持用户自定义功能块、符号和脚本。
具备硬件热插拔、在线下装和在线电子维护手册，为客户提供了方便且安全的现场维护，没有任何导致非停或干扰生产的过程。
系统结构
► 系统网络结构组成
MACS-K系统的网络架构由三部分组成，从上到下依次为管理网（MNET）、系统网（SNET）、控制网（CNET）。其中系统网和控制网都是冗余配置，管理网为可选网络。系统网络架构图如下所示：
由100/1000M以太网络构成，用于控制系统服务器与厂级信息管理系统（RealMIS或者ERP）、INTERNET、第三方管理软件等进行通讯，实现数据的高级管理和共享。管理网络层为可选网络层。
系统网络(SNET)
由100/1000M高速冗余工业以太网络构成，用于工程师站、操作站、现场控制站、通信控制站的连接，完成现场控制站的数据下装。可快速构建星型、环型或总线型拓扑结构的高速冗余的安全网络，符合IEEE802.3 及IEEE802.3u 标准，基于TCP/IP 通讯协议，通讯速率100/1000Mbps 自适应，传输介质为带有RJ45连接器的5类非屏蔽双绞线。
控制网络(CNET)
采用冗余现场总线与各个I/O 模块及智能设备连接，首次同时支持星型网络和总线型网络。实时、快速、高效地完成与现场通讯任务，符合IEC61158 国际标准（国标：JB/T10308.3-2001/欧标：EN50170，即PROFIBUS-DP通讯协议），传输介质为屏蔽双绞线或者光缆。在MACS-K系统中，我们也称控制网为IO-BUS。
► 系统网、控制网节点功能说明
系统网的网络节点主要由工程师站、操作员站、历史站（选配可兼系统服务器）、控制站等部件组成；而控制网的网络节点由控制站和I/O模块构成。
工程师站
用于完成系统组态、修改及下装，包括：数据库、图形、控制算法、报表的组态，参数配置，操作员站、现场控制站及过程I/O模块的配置组态，数据下装和增量下装等。
操作员站
用于进行生产现场的监视和管理，包括：系统数据的集中管理和监视，工艺流程图显示，报表打印，控制操作，历史趋势显示，日志、报警记录和管理等。
历史站（选配可兼系统服务器）
用于完成系统历史数据服务和与工厂管理网络交换信息等。
控制站
用于完成现场信号采集、控制和联锁控制算法、控制输出、通过系统网络将数据和诊断结果传送到操作员站等功能。
I/O模块
用于将模拟信号转换为数字信号、工程单位变换，模块和通道级故障诊断。通过冗余的多功能总线送给主控制器单元。
► 系统环境要求
► 性能指标
系统整体性能
电磁兼容性能
电磁兼容能力遵循/满足如下标准要求：
IEC 61131-2 2007 Programmable controller-Part 2 Equipment requirements and tests；
DLT 1083-2008 火力发电厂分散控制系统技术条件；
JBT 8804-1998 工业PC控制系统通用技术条件；
GB-T18271.3-2000 过程测量和控制装置通用性能评定方法和程序 第3部分：影响量影响的试验 (IEC 61298-3 1998)。
MACS-K系统产品通过CE认证，即完全符合欧盟EMC要求。
► 硬件结构
控制网网络结构
HOLLiAS MACS-K系统主要硬件由控制器模块和I/O模块构成，控制器模块是系统网和控制网之间的枢纽。总线模块是连接控制器和I/O模块的枢纽。控制网CNET连接示意图见下图10。
单机柜中最多可安装6列DIN35导轨，每列导轨上最多可安装10个I/O模块。K-BUS支持级联扩展，一对控制器最多带100个I/O单元。
现场控制站硬件安装
HOLLiAS MACS-K硬件采用模块式结构，采用DIN35标准导轨安装，可以在任何机柜中安装。
现场控制站机柜
a机柜类型：控制柜/控制扩展柜
b尺寸规格：2100×800×650mm（高×宽×深）或2100×800×800mm（高×宽×深）
c颜色：国际标准RAL7032或RAL7035等
d材料：钢板、箱体架、顶盖、后壁和底板：1.5mm。门：2.0mm。
e表面处理：箱体架（浸涂底漆）；门、顶盖和后壁（浸涂底漆，外部经粉末涂层）；安装板和底板（镀锌）。
f防护等级：IP56，根据EN60 529/09.2000，符合NEMA 12的要求。
机柜示意图如图11所示。
K系列的硬件设备（背板、主控、I/O单元、电源、底座、端子板）集中安装在机柜中，各部分通过专用电缆、导线连接。每列最多安装10个I/O模块，I/O模块底座长度为120mm，冗余底座长度为240mm，端子板的长度有两种，200mm和300mm。
K系列单机柜安装最大模块数
当IO-BUS总线网络采用总线形配置时：单控制站最大仅支持30个I/O模块，模块安装在第1~3列导轨（总线端口）上；
当IO-BUS总线网络采用星形配置时：单控制站单一机柜受物理空间所限最大支持60个I/O模块；带扩展机柜时受系统性能所限最大支持100个I/O模块。
控制器单元
控制器采用”背板+模块”单元设计，1个控制器背板上可以插2个控制器和2个控制网连接模块（IO-BUS）。
控制器单元一般安装在机柜的上部。既可以导轨安装，也可以螺钉安装，甚至可以直接挂在壁挂式箱内，安装和拆卸十分方便，体积小，节省了柜内空间。
控制器背板通过预制电缆和I/O模块相连接，为I/O模块供电，并提供通讯通路。每列模块的预制电缆的上端插头对应接入控制器背板上的多功能总线端口，第n列模块的冗余预制电缆对应接入An Bn多功能总线端口，每个机柜内最多可装6列模块，即n取1~6。
4槽控制器单元外观图如下图所示。
IO-BUS模块用来实现总线型或者星型连接。BUS模块具有集线器的功能，可以改变网络的拓扑结构，实现网络拓扑结构由总线形网到星形、树形等复杂网络结构的转变。
I/O模块
K系列模块全系列采用双冗余通讯IO-BUS总线、双冗余供电工作方式，任意断一根IO-BUS总线和电源，不影响正常工作。K系统模块还采用了现场电源和系统电源分开隔离供电。同仪表相连的电路采用现场电源供电，数字电路和通讯电路采用系统电源供电，因此现场来干扰不会影响数字电路和通讯。K系列模块全部模块支持带电热插拔。
一个K系列模块的完整的模块单元由一个I/O模块、一个模块底座和两根电源IO-BUS总线构成，在I/O底座上，K系列模块底座的接线端子负责接入现场仪表信号，I/O模块负责将模拟信号转换为数字信号，最后通过冗余的多功能总线送给主控器单元。完整的模块单元在系统机柜中的安装位置如下图：
控制器单元选型
I/O模块选型
功能模块选型
电源模块选型
► 选型注意事项
三防模块选型
当现场腐蚀现象比较严重时，应选用下列的三防模块来替代普通模块。
I/O模块功耗配置限制
每列最多10块I/O模块，其现场电源或系统电源消耗电流总量不得超过2500mA，下表为各模块的电源功耗额定最大值。
控制器模块
概述
根据现场需求有两种背板可供选择，见图33-34。
K-CU01控制器
► 特点
热备份冗余保证无扰切换，外界没有任何干扰；兼容和利时FM、SM系列的I/O模块，以使系统升级无风险、减低成本；嵌入式32位工业级处理器；支持掉电保护；热备冗余。
► 性能指标
常用I/O模块选型
K-AI01 8通道模拟量输入模块
► 功能
模拟量输入模块，采集来自现场变送器或传感器发送的电流信号。
► 显著特点
丰富的自诊断；可选冗余配置；过流过压保护；快速通道扫描；各通道状态LED灯指示；用户可配置通道使能/关闭；通道隔离。
► 性能指标
K-TC01 8通道热电偶与毫伏输入模块
► 功能
热电偶、毫伏低电压信号输入模块，采集来自现场的热电偶或毫伏信号。
► 显著特点
丰富的自诊断；可选冗余配置；过压保护；内置冷端测量RTD；各通道状态LED灯指示；用户可配置通道使能/关闭；通道隔离。
► 性能指标
K-RTD01 8通道热电阻输入模块
► 功能
热电阻、欧姆电阻信号输入模块，采集来自现场的热电阻或欧姆电阻信号。
► 显著特点
丰富的自诊断；可选冗余配置；过压保护；支持二/三/四线制接线；各通道状态LED灯指示；用户可配置通道使能/关闭；通道隔离。
► 性能指标
K-AO01 8通道模拟量输出模块
► 功能
模拟量输出模块为现场的阀门/执行器/记录仪等设备提供高电压连续电流。
► 显著特点
丰富的自诊断；可选冗余配置；过压保护；单通道故障安全输出可配置；各通道状态LED灯指示；用户可配置通道使能/关闭；通道隔离。
► 性能指标
K-DI01 16通道24VDC数字量输入模块
► 功能
24V数字量输入模块将24V开关信号转换为数字量进行采集。
► 显著特点
丰富的自诊断；可选冗余配置；过压保护；查询电源可选择内部或外部配电；各通道状态LED灯指示；用户可配置通道使能/关闭；通道隔离。
► 性能指标
16通道DI端子板
16通道DI模块可以配合两种端子板使用，分别为：K-DIR01（16通道直流24V继电器DI输入端子板）和K-DIR03（16通道交直流高电压DI输入端子板）。
K-DIR01端子板将现场的直流24V开关量信号经继电器隔离后转换为干触点信号，输送给DI模块进行采集，特殊情况下还可接入NPN型三线制接近开关信号。
K-DIR03端子板将现场的的高电压交、直流110/220V开关量信号进行调理降压，经光隔离后转换为低压开关信号，输送给DI模块进行采集。
K-DO01 16通道24VDC数字量输出模块
► 功能
24V数字量输出模块提供可靠的24V数字量输出信号，用来控制过程设备，例如电磁阀或者中间继电器等。
► 显著特点
丰富的自诊断；可选冗余配置；各通道状态LED灯指示；故障安全输出；电气隔离；通道隔离。
► 性能指标
16通道DO端子板
K-DO01可以配合K-DOR01或FM138-SSRR端子板使用，提供一个干触点型的低电压/低电流或者高电压/高电流开关量输出应用。
功能模块选型
K-BUS02 8通道星形IO-BUS模块
► 功能
星形IO-BUS模块，用以改变IO-BUS总线通讯的拓扑结构，实现星形网络，分散总线风险，将故障缩小在分支网段内。同时可以检测机柜内环境温度，并与K-PW11配合检测各直流电源输入端子上的电源状态。
► 显著特点
自诊断；IO-BUS总线故障隔离；；IO-BUS总线扩展；各网段状态LED指示；机柜内环境温度检测；直流电源状态检测；通道隔离。
► 性能指标
K-BUST01 单槽IO-BUS背板
► 功能
单槽IO-BUS背板，在扩展机柜中，用于固定IO-BUS模块，提供电气信号连接，同时对各分支端口上的电源进行限流保护。
► 特点
电源输入端口冗余；保险丝可就地更换。
► 性能指标
K-BUST02 IO-BUS总线终端匹配器
► 功能
对IO-BUS总线网络的末端进行终端阻抗匹配，消除信号反射，提高总线信号质量。
► 特点
配合星型网络连接使用；LED指示电缆上各个电源状态；测试端子方便排查故障及维护。
► 性能指标
现场总线模块选型
常用通讯模块
K-DP02 DP Y LINK网桥通讯模块
► 功能
实现上级冗余PROFIBUS-DP主站系统与下级单网PROFIBUS-DP设备系统之间的网络转换。
► 特点
DP/DP 网桥；可选模块冗余配置；丰富的诊断；符合PROFIBUS-DP通讯协议；双网冗余；通讯状态指示灯显示。
► 性能指标
K-MOD01 DP/Modbus网桥 通讯模块
► 功能
实现PROFIBUS-DP总线通讯与Modbus通讯之间的网络转换，实现Modbus设备与DCS系统互联。
► 特点
DP/Modbus网桥；可选模块冗余配置；丰富的诊断；符合Modbus通讯协议；符合PROFIBUS-DP通讯协议；通讯状态指示灯显示。
► 性能指标
电源模块及配电板选型
概述
MACS-K系统的所有电源模块设计秉承着为用户着想的理念，用户可根据现场配电需要，选择适合的电源模块。
电源模块
SM910 24VDC(120W)电源模块
► 特点
输入电压：115VAC/230VAC，切换开关选择；输出电压：24VDC；额定功率：120W；支持1＋1冗余；开关频率55KHz；输出短路/过载保护；输出过压保护；输出超温保护；输出状态查询和LED指示灯；输入/输出/外壳隔离。
► 性能指标
SM913 24VDC(240W)电源模块
► 特点
输入电压：176VAC~264VAC，50Hz~60Hz；输出电压：24VDC@10A；额定功率：240W；开机软启动；输入输出隔离；保护：短路/过载/过压/超温。
► 性能指标
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