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1、MACS 系统概述系统概述 _00001 MACS 系统概述这一节课我们先来了解一下MACS 系统的整体情况， 以使大家对 MACS 系统有一个大概的了解。主要内容 ?系统概念?系统结构概述?软件组态过程概述?其它系统概述 _00002 我们将通过系统的“硬件结构概述”、“软件组态过程概述”来从不同的侧面向大家简要的介绍MACS 系统。这节课所讲的全部内容，在后续的课程中会逐步展开。所以今天大家不要因为所讲内容的具体细节不清楚而过分担忧，今天大家只要能了解 MACS 系统的概况，就达到学习的目的了。在本节课程的最后，我们还将简要了解一下在MACS 系统中以及在今后的讲课过程中出现的常用术语，为
2、大家在后续学习中扫清障碍。MACS 系统Meet All Customers Satisfaction满足所有用户的需求M AC S系统概述?MACS 由管理网络、系统网络和控制网络连接起来的各工程师、操作员站、现场控制站、通讯控制站、打印服务器、系统服务器组成的综合自动化系统，用来完成大、中型分布式控制系统（DCS ） 。与 HS2000 DCS 相比，具有如下特点：?系统应用面更广除现有中型系统外， 向上支持 300MW 火电全功能、 核电系统、 石化联合装置控制，向下应该支持小型控制系统、微型控制站。?性能更高：主控制器、系统服务器、操作员站的性能有较大提高，系统容量、控制周期等都有大幅
3、度的提高，控制周期最快支持50ms 。 ?配置更加灵活：冗余的中央服务器，对数据进行集中管理和数据服务。系统分为分散采集控制、集中数据管理和人机界面三个层次。中央服务器与操作员站之间采用高速以太网络连接。?系统更加开放上层网络采用通用网络协议，支持用户 API 支持通用数据库连接、数据查询和远程数据存取；下层网络支持各种现场总线和各种设备驱动和通信。?界面更加友好支持标准组态，可以在线修改、组态和调试系统；支持组态指导和在线帮助；采用标准 WindowsNT 操作，支持动画和视频信号， 图形分辨率更高。?系统更加可靠支持在线诊断，采用通用操作系统、通信网络、硬件环境，专门设计硬件模块和系统多层
4、次冗余诊断保证系统长期稳定可靠运行。模块主体的外壳内部模板名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 8 页 - - - - - - - - - 底座正面可靠性设计危险分散措施过程 I/O 单元采用的 智能化 设计方法，可有效地将部分控制或采集运算分散到各 I/O单元，降低主控单元的负担，提高可靠性。另一方面，一旦主控制器发生故障，各单元仍能完成基本的输入输出 功能。如控制输出的自动保持功能，回路控制的独立执行等故障隔离措施所有 IO 单元都采用可靠的 光电隔离 技术
5、，使各单元之间和单元与上位机之间的CPU 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，可消除由于现场地电位差对系统造成的损坏。迅速排除故障措施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各种运行提示所有单元上均有 状态指示灯 包括运行、故障、通信等。可带电插拔一旦发现故障，可带电对故障单元进行更换。由于采用了特殊保护措施，系统中
6、所有过程 I/O 单元均可带电拔插， 对系统的运行不会产生任何影响。M AC S系统概述?MACS 系统具体功能DAS :数据采集系统 CCS/MCS:机炉协调控制，模拟量控制系统 SCS:顺序控制系统（含 ECS:电气控制系统） FSSS:锅炉安全保护系统 DEH:汽轮机电液调节 MEH:给水泵小汽机控制 BPS:旁路控制系统 MIS:厂级管理网通讯 ETS:汽机保护?DCS 系统中的“站” ?系统结构上是一个控制单元?物理上是一台独立的控制设备?网络上是一个通讯节点?系统功能上完成一类处理任务DCS 系统中的“点”和“项”?“点”：一个数据采集单元或一个内部数据处理单元。?“点”：数据库的
7、一条记录。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 8 页 - - - - - - - - - ?“项”：数据采集单元或一个内部数据处理单元的一条属性。?“项”：数据库的一个字段（列）。DCS 系统中的“离线”与“在线”?软件上的两套程序，系统运行的两种状态，实施采集/ 控制的不同过程。?“在线” ：按照编定好的对控制对象进行采集/ 控制的控制算法，实施采集/控制，完成实时控制功能的一种控制状态。?“离线” ：非实时控制的状态。DCS 系统中的“组态”?在DCS 系
8、统离线平台上，对控制系统进行面向控制对象的、二次开发的工作。?定义采集 / 控制对象、组织 / 编写控制算法、绘制 HMI 、编定其他管理功能。系统结构（一）设备系统概述 _00004 MACS 系统主要包含工程师站、中央服务器、操作员站、现场控制站。下面按照 MACS 系统中数据传送的顺序， 向大家一一介绍 MACS 系统中的各个组成单元。?工程师站?中央服务器?操作员站?现场控制站系统结构（二）工程师站系统概述 _00007 系统的数据库、控制方案、人机控制界面先要在工程师站上离线组态完成。并将组态好的数据和图形文件下装到服务器、操作员站组态数据：数据库、控制方案、人机控制界面文件等名师资
9、料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 8 页 - - - - - - - - - 下装到：服务器、操作员站系统结构（三）操作员站数据操作和监视功能画面的显示切换操作员输入的命令和参数，修改系统的运行参数在线参数修改、控制调节系统结构（四）服务器?数据下装?计算?实时库、历史库?文件存取系统概述 _00008 系统服务器把由工程师站上组态下装的数据分别下装到各现场控制站，接受现场控制站上传的数据和操作员站发来的指令进行高级处理，并完成实时数据库管理和存取、历史数据库管理
10、和存取、文件存取服务、数据处理、系统装载等功能系统结构（五）控制站?信号采集和输出?数据转换?控制和连锁算法?向服务器上传数据系统概述 _00009 现场控制站，又叫 I/O 站。它将现场传送来的数据进行转换，上传给服务器，做组态规定的控制运算，并将系统的控制信号发往现场。系统结构（六）网络?监控网络?系统网络?控制网络系统概述 _00009 MACS系统的各个设备由三层网络连接在一起。这三层网络是：监控网路、系统网络、控制网络。系统结构（七）监控网络?连接服务器、工程师站、操作员站、高级计算站?传送工程师站下装的数据?操作员站、高级计算站的再现数据通讯系统概述 _00010 监控网络 (M-
11、NET)由 10M/100M高速冗余以太网络 构成， 用于系统服务器与工程师站、操作站、高级计算站等的连接。完成工程师站的数据下装，操作员站、高级计算站等的在线数据通讯。系统结构（八）系统网络?连接服务器、现场控制站、通信控制站等。?完成现场控制站、通讯控制站的数据下装。?服务器与现场控制站、通讯控制站之间的实时数据通讯。系统概述 _00011 系统网络 (S-NET)由 10M/100M高速实时以太网络或ARCNET 网构成，用于系统服务器与现场控制站、 通信控制站等的连接。 完成现场控制站、 通讯控制站的数据下装，服务器与现场控制站、通讯控制站之间的实时数据通讯。系统结构（九）控制网络名师
12、资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 8 页 - - - - - - - - - ?与现场控制站主控单元和过程I/O 单元通信。?实时输入、输出数据传送服务。系统概述 _00012 控制网络 (C-NET)由 ProfiBus-DP 构成，可兼容 CAN 、FF、MODBUS等多种现场总线网络 , 用来与现场控制站主控单元和过程I/O 单元通信，完成实时输入、输出数据传送服务的专用网络系统。系统软件介绍?工程师站组态管理软件?中央服务器实时处理软件和管理软件?操作员
13、站实时监控软件?现场控制站采集、处理软件?板级软件系统概述 _00004 MACS 系统主要包含工程师站、中央服务器、操作员站、现场控制站。下面按照 MACS 系统中数据传送的顺序， 向大家一一介绍 MACS 系统中的各个组成单元。组态流程（一）说明?串行表示组态步骤有先后顺序?并行表时组态步骤可同时进行。系统概述 _00013 MACS的软件组态流程可以用这一张图来概括。图中的流程从上至下进行，每一个方框表示一个组态步骤。 各步骤间上下串行连接的是在组态步骤中要求有先后顺序的，左右并行的部分是可以同时组态的。组态流程（二）准备?系统硬件配置?数据库测点清单?算法及控制方案设计?人机界面设计?
14、历史库、追忆库、报表设计系统概述 _00014 前期准备工作是指在进入系统组态前，应首先确定测点清单、 控制运算方案、 系统硬件配置包括系统的规模、各站IO 单元的配置及测点的分配等，还要提出对流程图、报表、历史库、追忆库等的设计要求。组态流程（三）建立工程?运行“数据库组态工具”?新建工程?程序自动建立工程子目录?退出应用程序系统概述 _00015 在正式进行应用工程的组态前， 必须针对该应用工程定义一个工程名，该目标工程建立后，便建立起了该工程的数据目录。组态流程（三）建立工程（演示）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - -
15、- - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 8 页 - - - - - - - - - 组态流程（四）设备组态组态流程（五）数据库组态流程（六）基本编译组态流程（七）算法组态M AC S控制组态?MACS 的控制组态符合 IEC1131-3 标准；?系统支持：顺序功能图 (SFC) 功能块图 (FBD) 梯形图 (LD) 结构化文本语言 (ST) ?四种控制编程语言相互引用，进行控制算法（及内部计算）的组态；?(1) 顺序功能图顺序功能图 用来连接连续控制 / 逻辑控制和输入输出监视功能，以描述和控制过程事件顺序操作， 适合于需要多个状态控制的事件。一个 SFC是由一系列
16、操作步 (step) 和转移 (transition)组成，每个操作步包含一组影响过程的动作(action)。支持并发序列和各种限定符， 每个动作的实现可以由四种语言内任一种编写。每页最多256 步。?(2) 功能块图、函数和函数块等，可按字符名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 8 页 - - - - - - - - - 库求平均值、显示画面组态工具主要用于编辑生成系统运行时所需的总貌图、流程图、工况系统中图形画面的内容主要包括背景图和动态点两部分。显示画面组
17、态工具大显示画面组态工具提供多种绘图工具，包括点、线、弧、矩形、椭圆等基本图形，填充、缩放、擦除等操作工具，剪切、拷贝、粘贴等编辑手段，此外，还可使用图形预制构件，通过这些，用户可较方便、快速地绘制出美观的背景图。水平移动、垂直移动或（X，Y）平面移动，即对象整体的移动；l 旋转，可以模拟仪表指针的转动、风扇的转动等；l 比例尺，即对象本身的放大、缩小，如圆的半径增大或减小，矩形的长宽增大或缩小等。比例尺动作可以模拟水柱的高低、温度的增减等；l 变色或变填充颜色，可以反映开关状态或数据值的变化；l 显示/ 隐藏，可以反映开关状态或数据值的变化；l 闪烁，可以反映开关状态或数据值的变化；l 历史
18、数据线显示；l 跟踪数据线显示；l 文字显示，可以直接反映数据库中数据的值；?(3) 动态效果预览功能?在完成背景图及动态点的生成工作之后，可以通过“预览”功能观察组态画面的动态显示效果，对不满意的地方可及时进行修改。?(4) “键 -图”对应关系定义功能?在系统运行所需的总貌图、流程图、工况图等生成后，针对用户的特定操作要求，可以通过建立专用操作键盘上的功能键与相关流程图、工况图之间的特定对应关系的方法，实现“键-图”的关联。 组态流程（十二）下装主要内容?系统概念?系统结构概述名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - -
19、名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 8 页 - - - - - - - - - ?软件组态过程概述?其它系统概述 _00002 我们将通过系统的“硬件结构概述”、“软件组态过程概述”来从不同的侧面向大家简要的介绍MACS 系统。这节课所讲的全部内容，在后续的课程中会逐步展开。所以今天大家不要因为所讲内容的具体细节不清楚而过分担忧，今天大家只要能了解 MACS 系统的概况，就达到学习的目的了。在本节课程的最后，我们还将简要了解一下在MACS 系统中以及在今后的讲课过程中出现的常用术语，为大家在后续学习中扫清障碍。学习重点系统概述 _00003 MACS 系统是一个集 DAS
20、和 DCS 系统于一身的系统， 其内容很多， 短时间的学习是很难全部掌握的。但大家不要担心，本节课的学习重点就在这两张图“系统结构图”和“软件组态流程图”。掌握了这两张图， 大家就会对 MACS系统有一个大概的了解了。 在后续课程的学习过程中， 希望大家能把当天所讲的内容和现在的这两张图做一个对照， 并能迅速找出该内容是在这两幅图中的哪一部分。这样大家就会即了解系统全貌，又洞悉每一个细节，从而成为MACS 系统的专家。而不会象“盲人摸象”，只知部分，不了解整体。下面我们先来了解系统结构。?系统结构图?软件组态流程图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 8 页 - - - - - - - - -