MACS

麦金塔S是一项全新革命性的散热产品,它将许多航太高科技的技术设计并运用于MACS,诸如航太科技里的空气动力学,软体自动控制、软体自动侦测与回报系统,空气搅流等均运用在MACS项产品里。

简介

随着CPU的效能不断提升,所释放出来的热能也随之增加,优质散热器已成为运算速度的必要条件。MACS制冷散热器运用高科技技术,控制风扇转速和提升制冷晶片效能,使CPU的降温效果优于其他散热器,并彻底解决水冷散热器漏水的问题,而且安装容易省下不少宝贵的时间。

基本概述

MACS继承了北京和利时集团以往多年DCS系统开发、使用的经验,充分融合国际信息技术、电子技术和自动控制技术的最新发展而开发的新一代现场总控制系统。MACS完全基于开放的现场总线标准——ProfiBus.

一、MACS系统概述

经过了二十几年的发展,DCS有了很大的变化。这种变化来自两方面的动力:用户需求的不断提高和电子与信息技术的快速发展。用户的需求已经不再满足于用DCS代替常规的仪表控制和简单的数据检测,同时随着电子与信息技术的进步使得DCS应用的构成元件(电子元器件、处理器、软件、网络等)性能大大提高且价格大幅度下降,特别是各种板级OEM部件和HMI软件的发展,进一步简化了DCS的开发难度并降低了开发成本。

北京北京和利时集团系统工程股份公司在成功地开发并应用了HS-DCS-1000系统和HS2000系统之后,在系统地总结了行业用户的意见和建议,综合了计算机技术、网络技术、应用软件技术、信号处理技术等最新技术,投资一千多万元,投入几百人次,历时近三年时间推出了和利时第三代DCS系统——MACSTM(Meet-All-Customers’-Satisfaction)系统。该系统已经成功地应用于多台火力发电机组的全功能控制以及秦山核电站600MW机组的KIT/KPS及控制。MACS系统的体系结构详见图1:

具体功能

MACS可实现管控一体化,以实现全厂综合自动化为目标,具体功能包括:

■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

技术特点

1、MACS系统结构具有开放性和合理性,可扩展性强

1.1分“域”结构

MACS系统采用“域”的概念,根据被控对象的流程特点,把整个大型控制系统用高速实时冗余网络分成若干相对独立的分系统,一个分系统构成一个域,是一个功能完整的DCS系统。多台机组可用多域独立运行,各域又可共享管理和操作数据。对于中小型控制,可用一个域即实现所有的控制和操作管理功能。

1.2国际性的开放的现场总线标准

为适应FCS的发展,MACS系统的控制站采用标准的现场总线PROFIBUS-DP和CAN及其它总线,将高性能的冗余主控单元与可分布在现场的信号处理模块、回路控制模块、其它智能设备连接起来共同构成系统。

1.3标准的Client/Server结构

MACS系统的操作层采用Client/Server结构,保证操作数据(特别是历史数据)的一致性、安全性。双冗余的系统服务器将用来存储系统所有的实时数据、历史数据、操作记录、事件记录、日志记录等。而各种功能的单元如操作站、工程师站、先进控制计算站、分析站、现场控制站等构成不同功能的客户机,真正实现了功能分散。

1.4开放的网络结构

在MACS系统中,为了确保系统的开放性,我们完全采用标准的开放网络:

▲冗余的100Mbps以太网

▲标准的RS485,RS232通信协议(MODBUS协议)

▲FF协议的现场总线接口和无线通信规约

▲各现场信号处理模块

操作系统

windowsNT操作系统,并提供ODBC和OPC接口;系统的+控制站采用成熟的实时多任务操作系统QNX以确保控制系统的实时性、安全性和可靠性。控制站的软件固化在半导体盘中,而实时数据存储带掉电保护的sram中,满足控制系统可靠、安全、实时性要求。

1.6标准的控制组态工具

系统采用IEC1131-3标准的控制组态工具,可为用户提供SFC(顺序流程图)、FBD(功能块图)、LD(梯形图)、ST(结构文本)等方式进行控制组态。系统本身提供绝大部分常用的控制算法,此外,系统还提供方便的用户自定义模块功能,用户可以自己根据需要采用以上四种语言编制自己特殊需要的复杂控制模块并嵌入系统。

2、性能先进性和应用方便性

MACS系统以其强大的网络体系和处理硬件支持非常强大的软件功能,几乎可以满足所有用户的要求。

2.1高速的网络体系

▲管理网络和系统操作层、控制层网络速率为100Mbps;

▲现场信号处理网络速率为1.5~12Mbps。

2.2强大的硬件处理能力

▲服务器选择高性能的IPC,CPU主频大于600MHz,内存大于256M,硬盘大于10G;

▲操作员站和工程师站:CPU采用PentiumIII以上芯片,主频450MHz以上,内存大于128M,硬盘大于10G,显示器分辨率1600′1280;

▲控制站主控单元:CPUPentiumII以上,带32M内存,配有2M为显存;

▲各I/O信号处理单元全部为智能结构。

2.3系统处理能力

一套系统可支持8个域,每个域的处理能力物理I/O点达10000点,控制回路数量达1000个。

2.4用户满意的系统性能

▲模入处理:每路一个A/D转换器,16位分辨率。信号处理精度:大信号不大于0.1%,小信号不大于0.2%;巡检周期可调,最小50ms。

▲模出处理:每路一个12位D/A转换器,精度不大于0.2%;

▲开关量输入/输出处理:SOE分辨率为1ms,带SOE信号消抖处理;

▲系统控制回路周期:一般模拟回路125ms,采用回路控制模块可达20ms,逻辑回路为50ms;

▲系统图形画面分辨率为1600′1280,响应时间≤1s,数据刷新时间≤1s。

2.5软件应用方便性

MACS系统强大的组态软件功能,几乎可以实现任何要求:

▲丰富的全汉字图形组态,可以实现复杂漂亮的图形界面,并支持动画技术、图形缩放技术、多级窗口技术、各种数据、曲线、棒图、各种仪表盘等的实时显示;

▲功能强大的控制组态可实现各种批处理流程、PID回路、复杂回路、逻辑回路、混合回路以及先进控制算法和特殊的配方控制等;

▲报表组态与Microsoft Excel相互转换,可以支持各种报表和图形打印功能;

▲丰富的历史记录分析和处理、日志记录处理、报警记录的统计报告、事故追忆的统计分析报告等;

▲强大的系统逐级自诊断功能与故障报警功能;

▲支持SQLAnywhere、Oracle数据库等。

3、系统的可靠性

MACS系统继承了HS2000系统的可靠性技术,而且在以下方面进行了改进。

3.1系统硬件可靠性

除在电路设计、器件的选择、单元级冗余设计、网络冗余等方面继承了HS2000系统的所有可靠性措施外,MACS系统:

▲在I/O处理单元上采用小模块结构(模拟量8点,开关量16点),在A/D处理上采用每路一个A/D转换器,使危险进一步分散;

▲具有控制回路模块,包含4路AI,2路AO,6路DI,2路DO,可实现两路PID控制,串级控制,补偿控制、快速动作回路等;

▲每路信号在接口处都增加了多重过压和过流保护措施,使得各板在大信号干扰下不损坏;

▲每个模块都可以带电拔插,更换方便;

▲模块和底座之间采用欧式针型连接器,保证连接可靠;

▲小模块结构和工业化设计,适应-20°C~+65°C的工业环境;

3.2系统软件可靠性

MACS系统在软件可靠性方面参照核电安全计算机系统设计标准,采取了大量的措施确保软件可靠性,包括:

▲操作站等采用WindowsNT操作系统,控制站则采用QNX以确保控制站的可靠性和实时性;

▲整个软件系统设计完全采用模块化结构,层次清晰,并用面向目标的技术编程;

▲系统提供丰富的自诊断显示信息;

▲网络通信协议和接口驱动程序采用国际标准协议,如TCP/IP,Profibus等;

▲支持Internet。

4、工艺合理性和安装方便性

MACS系统采用国际最新的计算机芯片技术,采用德国西门子股份公司的SMT表面贴装工艺和多层板结构,实现I/O模块的微型化,所有模块采用阻燃塑料外壳,工艺美观。同时:

▲模块信号处理和I/O接线由两个分离部件组成,更换模块无需动信号线部件;

▲现场模块供电和网络线在底板上,模块对接即可连接;

▲模块底座部件应用标准导轨卡装,安装极为方便。

5、用户经济性

MACS系统在体系结构、硬件性能、软件功能和性能等方面都有很大提高,达到当今国际先进水平。在设计该系统时,由于采取了各种措施和最新技术以降低成本,该系统不仅本身价格没有提高,而且可保证使用户在以下方面降低费用:

▲系统每个控制站容量增大,可以减少控制站台数,降低公共费用;

▲系统模块可靠性进一步提高,损坏率降低;

▲各I/O模块可以分散安装在现场,节省大部分的信号电缆和施工费用;

▲公司提供多种工业系统的控制设计模式和基础组态,可以缩短工程周期和费用;

▲系统提供强大的ERP管理功能,可以方便地实现控制-管理一体化系统方案,节省二次投资。

▲系统扩充极其灵活,在系统扩充和修改功能时,投资很少;

▲经过培训,用户可以全面掌握系统的组态和维修,北京和利时集团对自行生产的模块实行一年免费保修,终身维修,维护费用低。

参考资料


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