Распределенные системы управления

Система Hollias Macs-S

Система MACS-S подходит для крупномасштабных или ультракрупномасштабных проектов с умеренной плотностью монтажа. Модули ввода-вывода и терминальные модули установлены отдельно на противоположных сторонах шкафов, что подходит для строгих требований планирования пространства установки и средней плотности монтажа. Ежедневное техническое обслуживание осуществляется главным образом в отношении клеммных выводов в задней части шкафов.

Обзор системы

В основе разработки системы HOLLIAS MACS-S лежит многолетний опыт компании «HollySys». Данная система представляет собой крупномасштабную комплексную систему управления, которая разработана на базе технического опыта. MACS HOLLIAS. Это полноценная, экономичная и надежная система управления. В системе применяется самая передовая международная технология интерфейсных шин (ProfiBus-DP), система поддерживает основные главные шины, такие как FF, DEVICENET, CANBUS и PA, и также поддерживает стандартный протокол HART. Кроме того, система может успешно работать совместно с интеллектуальными контрольно-измерительными приборами. Для обеспечения полной поддержки стандартов IEC61131-3 применены как традиционные, так и передовые алгоритмы управления. Данная система поддерживает технологии OPC, технологии ActiveX, кроме того, в нее интегрированы такие решения, как система AMS, система RealMIS и ERP-система. Также интегрированы интерфейсы драйвера системы общего управления от многих известных производителей в целях обеспечения эффективного информационного взаимодействия между интеллектуальными периферийными измерительными средствами, системой управления и ERP-системами, которые могут облегчить интеграцию автоматизации производственного предприятия, контроля и управления, обеспечив полный спектр решений для управления автоматизацией производства и планирования ресурсов предприятия.

Характеристики системы

Режим реального времени

С учетом принципов систем управления в режиме реального времени для обеспечения точности управления, управления в режиме реального времени и эффективности управления в контроллере ЦП используются микросхемы с сокращенным набором команд (RISC) промышленного стандарта.

Надежность

В целях обеспечения стабильности системы и ее безопасности здесь применено множество структур резервирования (резервирование сети, резервирование контроллера, резервирование модуля питания и резервирование модуля ввода-вывода). Система была разработана для применения в агрессивных производственных средах, устойчивость системы к внешним воздействиям соответствует международным промышленным стандартам.

Современность

Гибкая структура, гарантирующая целостность данных и среднюю нагрузку. Человеко-машинный интерфейс (HMI) обладает множеством гибких функций и поддерживает моделирование в режиме офлайн.

Простота использования

Интеллектуальное управление активами (диагностика неисправностей, управление точностью, замена в горячем режиме), полный набор системных диагностических данных и руководство по техническому обслуживания в режиме онлайн – все это облегчает простоту обслуживания.

Децентрализованность

В отношении процесса ввода-вывода применяется подход интеллектуального проектирования, таким образом, для улучшения надежности частичное управление или сбор данных для вычислений распределены между различными модулями ввода-вывода.

Открытая система

Открытая сетевая система: поддерживает интерфейсную шину Profibus-DP и обеспечивает такие стандарты, как RS-485, RS-232 и интерфейс протокола связи ModBUS. Также обеспечивается поддержка FF, CAN и HART. Открытая система управления: применяет систему управления Windows XP с интерфейсами ODBC и OPC, а также интернет-соединение.

Непрерывность

Станция управления использует общую системную платформу, которая может непрерывно расти или обновляться наряду с модернизацией компьютерного оборудования. Экономичность: конструктивное решение интерфейсной шины эффективно сокращает общие проектные затраты и уменьшает как операционные расходы, так и расходы на техническое обслуживание.

Принцип разделения

Для того чтобы гарантировать полное отсутствие электрического контакта между различными блоками, а также между модулями и контроллерами, что улучшает сопротивляемость системы к разным воздействиям и повышает уровень надежности и безопасности, во всех модулях ввода-вывода используется надежная фотоэлектрическая изоляция и технология электрической изоляции. В рамках одного модуля также проводятся меры по обеспечению гальванической развязки в отношении различных каналов, логических функций и периферийной сигнализации.

Самодиагностика

Все модули периферийных станций управления оснащены ЦП, каждый модуль способен проводить периодическую самодиагностику.

Диагностика требует главным образом сканирования ЦП и модуля памяти, сравнения выходных данных и обратного считывания сигнала коммутации, сравнительного анализа точности каналов аналогового входа и сравнения точности каналов аналогового выхода. Результаты диагностики должны быть загружены в систему главного компьютера и отображаться на диаграмме состояний каждую секунду, также поддерживается удаленная диагностика по сети Интернет.

Структура системы

Система включает АРМ инженера, АРМ оператора, станцию обработки данных (выделена), периферийную станцию управления, промышленную сеть управления.

АРМ инженера

Используется для выполнения настроек, внесения корректировок и загрузки различных компонентов системы, таких как база данных, графика, алгоритмы управления, а также для настройки отчетов, настройки параметров, АРМ оператора, станции управления производственным объектом и конфигурации модуля ввода-вывода технологического процесса, загрузки данных и внесения изменений в режиме онлайн.

АРМ оператора

Используется для обеспечения контроля за производственной площадкой и управления ею. Функционал станции включает комплексное управление и контроль системных данных, функции отображения карты технологического процесса, печати отчетов, управления операциями, а также функции отображения исторических тенденций, регистрации событий, ведения журналов и управления тревожной сигнализацией.

Периферийная станция управления

Используется для сбора данных производственной площадки, изменения технологических блоков, для контроля и блокировки алгоритмов управления, управления выпуском, применения сети системы в целях отправки данных и результатов диагностики на АРМ оператора.

Серверная станция: используется для обеспечения работы служб передачи исторических данных системы, обмена данными с сетью управления производственного предприятия. (Дополнительная конфигурация)

Сетевая структура

Промышленная сеть управления может быть разделена на три сегмента, такие как административная сеть (MNET), сеть системы (SNET) и сеть управления (CNET). Сеть системы (SNET) и сеть управления (CNET) выполнены для обеспечения резервирования (дополнительное оснащение для административной сети (MNET).

Административная сеть (MNET): включает Ethernet 100M, применяемый для обеспечения связи между сервером системы управления и системой управления данными цехового уровня предприятия (действительная система управленческой информации (MIS)) или системой управления ресурсами предприятия (ERP), сетью «Интернет» и сторонним управленческим программным обеспечением, чтобы гарантировать высокий уровень управления и совместное использование данных.

Сеть системы (SNET)

Включает высокоскоростной промышленный Ethernet 100M с обеспечением резервирования, используемый для связи системного сервера с АРМ инженера и станцией управления. Она также используется для загрузки данных АРМ инженера, передачи данных в режиме онлайн с АРМ оператора и установления соединений между системными серверами, станцией управления производственным объектом, станцией управления связью и выполнения загрузки данных станции управления производственным объектом, а также установления передачи данных в режиме реального времени между сервером и станцией управления производственным объектом. Существует возможность быстро установить сеть безопасности с высокоскоростным резервированием, используя топологию в виде звезды, кольца или шины, которая соответствует стандартам IEEE80 2.3 и IEEE802.3u, основанным на протоколе связи TCP/IP, адаптивной скорости передачи 10/100 Мбит/с и пяти типах UTP (неэкранированные витые пары) с разъемами RJ45 в виде среды передачи.

Сеть управления (CNET)

Использует интерфейсную шину ProfiBus-DP, которая подключена к различным модулям ввода-вывода и интеллектуальным контрольно-измерительным приборам, что делает сеть способной выполнять процессы или локальные задачи связи в режиме реального времени с высокой скоростью и эффективностью. Сеть CNET соответствует международному стандарту IEC61158 (китайский стандарт JB/T10308.3-2001, европейский стандарт EN50170), где среда передачи – либо кабели STP, либо оптоволоконные кабели.

 

Сетевое оборудование

Коммутатор

Стандартный промышленный Ethernet-коммутатор 100/1000М

Среда связи

В сетях SNET и MNET применяются кабели STP5 или UTP5 UTP, мультимодовые или одномодовые оптоволоконные кабели. В сети CNET используется выделенный кабель PROFIBUS-DP, а также мультимодовые или одномодовые оптоволоконные кабели.

Основные функциональные характеристики системы

Рабочая среда

Рабочая температура: от 0 ℃ до 50 ℃

Рабочая влажность: 5–95 % относительной влажности без образования конденсата

Температура хранения: от –20 до 70 ℃.

Влажность хранения: 5–95 % относительной влажности без образования конденсата

Вибрационная нагрузка (рабочая): амплитуда не более 7,5 мм (5–9 Гц).

Ударная нагрузка: 3G при 9–150 Гц.

Вибрационная нагрузка (хранение): амплитуда не более 7,5 мм (5–9 Гц), не более.

Ударная нагрузка: 4G при 5–500 Гц.

Требования к электропитанию

Станция управления производственным объектом: 220 В, перем. ток (+ 15 %, –0 %), 50 ± 2 Гц, двойное резервирование, 150–600 Вт

Станция управления: 220 В, перем. ток (+ 15 %, –10 %), 50 ± 2 Гц, 200–300 Вт

Требования к заземлению

Защитное заземление системы: < 4 Ом

Экранирующее заземление системы: < 1 Ом

Электромагнитная совместимость

Устойчивость к электростатическим разрядам: в соответствии со стандартом IEC61000-4-2, 1995, Уровень 3

RFEMS (Устойчивость к радиочастотному электромагнитному полю): в соответствии со стандартом IEC61000-4-3, 1995, Уровень 3

Устойчивость к наносекундным импульсным помехам: в соответствии со стандартом IEC61000-4-4, 1995, Уровень 3

Устойчивость к динамическим изменениям напряжения электропитания: в соответствии со стандартом IEC61000-4-5, 1995, Уровень 3

Устойчивость к кондуктивным помехам, наведенным радиочастотными электромагнитными полями: в соответствии со стандартом IEC61000-4-6, 1996, Уровень 3

Устойчивость к кратковременному падению напряжения и кратковременному прерыванию электропитания: в соответствии со стандартом IEC61000-4-11, 1994, Уровень 3

Границы одиночной станции управления рабочим объектом

Рекомендуемая конфигурация физического ввода-вывода: 1280 точек

Количество модулей ввода-вывода: ≤ 126

Количество контуров управления: ≤ 300

Границы однодоменной системы

АРМ оператора: ≤ 50
Станция управления производственным объектом: ≤ 32
Конфигурация физического ввода-вывода: ≤ 30 000

Границы многодоменной системы

Конфигурация физического ввода-вывода: ≤ 200 000

Возможность реагирования в режиме реального времени
  • Время от ввода изменения до отображения изменения: < 1 с
  • Время от нажатия кнопки управления до соответствующего применения изменения: < 1 с
  • Разделение регистрации последовательности событий SOE: ≤ 1 мс
  • Минимальный цикл управления цепью: 50 мс
  • Быстрый цикл управления цепью: 10 мс
  • Минимальный цикл логического управления: 5 мс
  • Время выполнения отображения изображения: ≤ 1 с
  • Время динамического обновления данных: ≤ 1 с