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 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(jí)信息管理系統(tǒng)（RealMIS或者ERP）、INTERNET、第三方管理軟件等進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高級(jí)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(chǎng)控制站、通信控制站的連接，完成現(xiàn)場(chǎng)控制站的數(shù)據(jù)下裝?？煽焖贅?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(chǎng)總線與各個(gè)I/O 模塊及智能設(shè)備連接，首次同時(shí)支持星型網(wǎng)絡(luò)和總線型網(wǎng)絡(luò)。實(shí)時(shí)、快速、高效地完成與現(xiàn)場(chǎng)通訊任務(wù)，符合IEC61158 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（國(guó)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(diǎn)功能說(shuō)明

系統(tǒng)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)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(diǎn)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(kù)、圖形、控制算法、報(bào)表的組態(tài)，參數(shù)配置，操作員站、現(xiàn)場(chǎng)控制站及過(guò)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(jìn)行生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)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(bào)表打印，控制操作，歷史趨勢(shì)顯示，日志、報(bào)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(chǎng)信號(hào)采集、控制和聯(lián)鎖控制算法、控制輸出、通過(guò)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(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)、工程單位變換，模塊和通道級(jí)故障診斷。通過(guò)冗余的多功能總線送給主控制器單元。

1.3 性能指標(biāo)

HOLLiAS MACS-K系統(tǒng)的性能指標(biāo)完全符合表1-1所示。

MACS系統(tǒng)產(chǎn)品通過(guò)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)

1.4硬件結(jié)構(gòu)

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(yùn)行的安全可靠，從用戶體驗(yàn)角度出發(fā)，具備易用、易換、易維護(hù)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?？偩€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(jiàn)下圖1-2。

圖 12  控制網(wǎng)CNET連接原理圖

單機(jī)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(gè)I/O模塊。K-BUS支持級(jí)聯(lián)擴(kuò)展，一對(duì)控制器最多帶100個(gè)I/O單元。

n 現(xiàn)場(chǎng)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(jī)柜中安裝。

n 現(xiàn)場(chǎng)控制站機(jī)柜

? 機(jī)柜類型：控制柜/控制擴(kuò)展柜

? 尺寸規(guī)格：2200×800×800mm（高×寬×深）

? 顏色：國(guó)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(mén)：2.0mm。

? 表面處理：箱體架（浸涂底漆）；門(mén)、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(hù)等級(jí)：IP56，根據(jù)EN60 529/03.2000，符合NEMA 12的要求。

機(jī)柜示意圖如圖1-3所示。

圖 13  機(jī)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(jī)柜中，各部分通過(guò)專用電纜、導(dǎo)線連接。每列最多安裝10個(gè)I/O模塊，I/O模塊底座長(zhǎng)度為120mm，冗余底座長(zhǎng)度為240mm，端子板的長(zhǎng)度有兩種，200mm和300mm。

K系列單機(jī)柜安裝******模塊數(shù)

1. 當(dāng)IO-BUS總線網(wǎng)絡(luò)采用總線形配置時(shí)：?jiǎn)慰刂普?*****僅支持30個(gè)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(shí)：?jiǎn)慰刂普締我粰C(jī)柜受物理空間所限******支持60個(gè)I/O模塊；帶擴(kuò)展機(jī)柜時(shí)受系統(tǒng)性能所限******支持100個(gè)I/O模塊。

n 控制器單元

控制器采用”背板+模塊”單元設(shè)計(jì)，1個(gè)控制器背板上可以插2個(gè)控制器和2個(gè)控制網(wǎng)連接模塊（IO-BUS）。

控制器單元一般安裝在機(jī)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(guò)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(duì)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(duì)應(yīng)接入An Bn多功能總線端口，每個(gè)機(jī)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(lái)實(shí)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(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由總線形網(wǎng)到星形、樹(shù)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(chǎng)電源和系統(tǒng)電源分開(kāi)隔離供電。同儀表相連的電路采用現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)來(lái)干擾不會(huì)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(gè)K系列模塊的完整的模塊單元由一個(gè)I/O模塊、一個(gè)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(chǎng)儀表信號(hào)，I/O模塊負(fù)責(zé)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，最后通過(guò)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(jī)柜中的安裝位置如下圖1-5：

 I/O模塊單元示意圖