發布日期：2022-04-18 點擊率：894
第一、二周為和利時培訓部對眾多的客戶集中進行培訓。培訓采用邊講課邊上機實驗的方法，由王衛平與張媛媛主講，主要學習和利時MACS系統的硬件和軟件。
根據現場檢測儀表檢測到物理量（如熱電阻、熱電偶、變送器等設備）傳送到DCS系統，通過DCS系統對現場的調節機構和執行機構（如調節閥、泵、風機等）對現場進行相應的動作。對于大多的DCS系統，多使用冗余機構（成對使用、互為備用）。
在系統組態前，先進行前期工作，包括確定測點清單、控制運算方案、系統硬件配置（系統的規模、各站IO單元的配置和測點的配置等），還要提出對流程圖、報表、歷史庫、追憶庫的設計要求。MACS系統容量：模塊0~125、現場控制站10~49、操作站50~79的范圍?？傮w使用IP協議，分為130、131、128、129四個網段，其中130和131網段聯系工程師站與操作員站，它們組成的網絡稱做監控網；128和129網段聯系工程師站和現場控制站，它們組成的網絡稱做系統網。現場控制站與現場設備組成控制網，期間不使用網絡協議。服務器與操作員站和現場控制站連接，使用HSIE網絡協議，無IP地址。
主要硬件模塊：
FM801-主控模塊；
FM910、920-電源模塊；
FM301、300-機籠單元（FM801、FM910的安裝籠）；
FM131A-端子模塊；
FM143-8路熱電阻輸入模塊，通過FM131A連接，可處理現場溫度范圍50~383.02歐姆，接線8通道。有2線制和3線制的接法；
FM147A-8路熱電偶輸入模塊，與J、K、N、E、S、R、T型熱偶測溫元件相連。采用FM192B-CC溫度補償模塊；
FM148A-8路大信號輸入模塊，可處理0~10V電壓信號與0~20mA的電流信號，有2線制和4線制的接法；
FM148R-8路冗余模擬量輸入模塊，與FM133（接電流）、FM134（接電壓）使用；
FM151A-8路模擬量輸出模塊，4~20mA模擬量輸出，現場負載電阻大于等于250歐姆時，接8路；小于250歐姆時，接6路；輸出時要考慮負載能力；
FM152-6路模擬量輸出模塊，與FM132底座連接使用；
FM161D-16路開關量輸入模塊，處理觸點型開關量；
FM171-16路開關量輸出模塊，指令輸出：與FM131A、131-C通過繼電器連接；與FM131-D通過FM138系列中間繼電器端子板連接；
TR-終端匹配器，一個控制站一般使用2個；
REP-重復器，1個控制站最多使用3個，而每23個模塊需要使用1個REP；
MACS軟件分為物理點（包括硬件通道AI、AO、DI、DO）和內部點（如AM、DM等，可以自己創建）。一個系統最多有255個，32個組，一個組內可分為8個域（0~7序號）。
MACS軟件主要包括：組態軟件、操作員軟件、服務器軟件、控制站軟件總控軟件等。
組態軟件是安裝在工程師站上的，它包括：數據庫總控、設備組態、服務器算法組態、控制器算法組態、報表組態、圖形組態、工程師在線下裝等組成部分。完成用戶對于測點、控制方案、人機界面等的組態。
操作員站軟件是安裝在操作員站上的，它完成用戶對于人機交互界面的監控包括流程圖、趨勢、參數列表、報警、日志的顯示及控制調節、參數整定等操作功能。
服務器軟件是安裝在服務器上的，它完成對系統實時、歷史數據的集中管理和監視，并為各站的數據請求提供服務。
控制站軟件是安裝在現場控制站中的主控單元中的，它完成數據采集、轉換、控制運算等。
MACSⅤ系統組態軟件的一般使用步驟：
1.新建工程（數據庫總控）：在正式進行應用工程的組態之前，必須針對該應用工程定義一個工程名，該目標工程新建后便新建起了該工程的數據目錄
2.硬件配置（設備組態）：在工程中定義應用系統的硬件配置
3.數據庫定義（數據庫總控）：定義和編輯系統各站的點信息，這是形成整個應用系統的基礎
4.工程基本編譯（數據庫總控）：在設備組態編譯成功的基礎上，數據庫編輯完成后可以進行基本編譯
5.服務器控制算法組態（服務器算法組態）：是用來編制服務器算法程序的
6.工程完全編譯 （數據庫總控）：在服務器控制算法工程編譯和基本編譯成功之后可以進行聯編，生成控制器算法工程
7.控制器控制算法組態 （控制器算法組態）：是用來編制控制器算法程序及下裝控制器的
8.繪制圖形（圖形組態）：用來繪制工藝流程圖的
9.制作報表（報表組態）：用來制作反映現場工藝數據的報表
10.工程完全編譯 （數據庫總控）:生成下裝文件
11.登錄控制器，將工程下裝到主控單元（控制器算法組態）
12.下裝服務器、操作員站（工程師在線下裝）
13.運行程序并在線調試
進行系統組態，要按照上面步驟進行，才能有條不紊的設計組態。其具體內容為：
1.新建工程是整個組態中的第一個步驟。在正式進行應用工程的組態之前，必須針對該應用工程定義一個工程名，該目標工程新建后便新建起了該工程的數據目錄。對該工程進行編組分域。工程創建完畢后系統自動在組態軟件安裝路徑下創建了一個以工程名命名的文件夾，以后關于組態產生的文件都是存放在這個文件夾中的。也可以導入工程：將其它計算機上組態的工程導入到本機上作為參考或者繼續組態。
2.設備組態是在工程中定義應用系統的硬件配置。設備組態分為：系統設備組態和IO設備組態兩個部分。
（1）系統設備組態
系統設備組態是完成系統網和監控網上各網絡設備的硬件配置；
系統設備組態要用到的基本概念：
節點：網絡上所連接的能完成獨立功能的單元，包括服務器節點(SVR節點)、現場控制站節點(FCS節點)、操作員站節點(OPS節點) 等。服務器：站號為0；現場控制站：站號為10~49；操作員站：站號為50~79； 設備：網絡上每個節點中所掛接的硬件設備。
（2）IO設備組態
IO設備組態是以現場控制站為單位來完成每個站的IO單元配置。
IO設備組態要用到的基本概念：
通信鏈路：指有相同通信介質、通信參數和通信端口的物理線路。
通信參數：指完成鏈路通信所需要的參數及設備配置信息。
設備：指掛接在通信鏈路上，可以獨立尋址的IO設備，如各種類型的IO單元。每個設備都有對應的設備地址、設備說明，以及不同的設備屬性。
服務器算法：傳輸數據，保證其負荷。在設計時選擇“FM”語言，在其屬性內選擇“周期運行”，建成后使用公式“GETSYS（FUHE0），回到數據庫編輯，加入FUHE0一項。然后對算法全部進行編譯，查看修改錯誤。
3.數據庫組態就是定義和編輯系統各站的點信息，這是形成整個應用系統的基礎。數據庫組態用以生成整個系統的核心數據環境 --- 數據庫。
進入數據庫，需要輸入用戶名和密碼，默認ID：hollymacs,CODE:macs;進入即可對數據庫進行編輯工作。在進入數據庫中，選擇AI、AO、DI、DO等點，要選中下方的“可以修改默認風格”，以便數據庫以后的修改。為方便起見，常常把要整理的物理量點，在EXECEL中作成表格，然后另存為.TXT格式，在數據庫中之間導入進去，然后進行數據庫的更新并保存，也可以將編輯的數據庫導出為.TXT格式，方便保存。注意，EXECEL內的項目要和數據庫中的項目一一對應，不然不能導入；在保存為.TXT過程中，要去掉第一行文字。
需通過數據庫組態工具生成的數據有以下幾類：
⑴ 物理量點組態數據：即實際I/O點，包括通過現場控制站等進行采集、輸出的所有外部物理點。如模擬量輸入點(AI)、模擬量輸出點(AO)、開關量輸入點(DI) 、開關量輸出點(DO)、脈沖量輸入點（PI）、脈沖量輸出點（PO） 等，此類點需要手工或通過導入的方式在數據庫編輯中組態完成。
⑵ 中間量點組態數據：指通過計算后所得到的新的數據庫點，同實際物理測點相比，差別在于沒有與物理位置相關的信息，可在控制算法組態和圖形組態中使用。如內部模擬量點(AM)、內部開關量點(DM) 等，此類點如果是服務器中的點可以手工或通過導入的方式在數據庫編輯中組態完成。如果是現場站中的點需要在控制站算法組態中添加到全局變量表中，通過基本編譯后自動加入到數據庫中。
數據庫內容解釋：
點—數據采集單元或記錄，數據庫中的一個記錄；
項—數據采集單元或內部數據處理單元的一個屬性，是數據庫內的一個字段。
每次做完一個數據庫，都要及時編譯，將產生的錯誤及時修改出來，然后更新保存。
4.基本編譯：在設備組態編譯成功的基礎上，數據庫編輯完成后可以進行基本編譯。它是針對硬件配置及數據庫所作的基礎性編譯，只有基本編譯成功后才能進行下文所述的其它組態。
5.服務器算法組態是用來編制服務器算法程序的，它用樹型結構表現工程、服務站和控制方案之間的關系。
6.控制器算法組態軟件是針對底層控制器的軟件。軟件安裝在工程師站上，作為控制方案的開發平臺，包括控制方案編輯器和仿真調試器兩部分，主要作用為：
（1）完成用戶控制方案的組態，具體包括：用不同的算法語言編寫用戶控制方案；
（2）仿真調試；
（3）登錄控制器，把程序下裝到主控單元；運行并在線調試程序。
進入算法組態，首先要增加使用的函數庫：*.lib文件。常用的有Hsac.lib
控制調節，Hsaired.lib信號選擇等函數庫。變量：實時變化的數據，使用前應進行變量聲明，如變量名稱、數據類型能。常用的數據類型有布爾型（BOOL）、整形（INT、BYTE、WORD等等）、實數型（REAL、LREAL）、字符串型（STRING）、時間型（TIME）、時間日期型、日期時間型、日期型，自定義的一維、二維和三維數組，指針型，枚舉型，結構型等。聲明時注意變量的使用范圍，是局部還是全局變量。
POU為程序組織單元（Program Organization Unit），是控制器算法組態軟件作為控制軟件的核心部分?？刂扑惴ńM態的過程就是按照設計好的控制方案，創建解決問題所需的一系列POU，在POU中編寫相應的控制運算回路。分為3類：
（1）Program：程序型。最常用的POU類型。定義程序的關鍵字：PROGRAM 程序名；
（2）Function_Block：功能塊型?？梢再x予參數并具有靜態參數（帶有記憶）的POU。當以相同輸入參數調用時,FB的輸出值取決于其內部變量和外部變量的狀態，這些變量在功能塊的這一次執行到下一次執行的過程中是保持不變的。定義功能塊的關鍵字：FUNCTION_BLOCK 功能塊名；
（3）Function：函數型?？梢再x予參數但沒有靜態參數。當以相同輸入參數調用時，它總生成相同的結果作為其輸出。定義函數的關鍵字：FUNCTION 函數名:數據類型
任何一個POU只有經過觸發才能夠開始運算。
通過任務配置觸發POU
通過POU調用的方法，用已被觸發的POU觸發其它POU
POU語言即算法編程語言，控制器算法組態軟件共提供六種編程語言。
FBD（功能塊圖——Function Block Diagram）
LD（梯形圖-Ladder Diagram）
ST（結構化文本-Structured Text）
SFC（順序功能表圖-Sequential Function Chart）
IL（指令表-Instruction List）
CFC（連續功能圖-Continuous Function Chart）
常用FBD和CFC語言。在使用CFC語言時，可以配合F2按鍵，很方便的調出要用的模塊。常用的函數模塊有hsaccum積算函數功能塊、hsscs順控功能塊、pid調節器功能塊等。
控制方案組態完成之后，要進行編譯，以檢查控制方案組態是否存在錯誤，并在“信息”窗口中顯示編譯結果。編譯后會生成兩個文件：*.SDB和符號表文件*.SYM。
7.下裝：把控制方案文件從工程師站傳送到主控單元的過程。這要借助于以太網連接來實現。所以在下裝前，需要建立工程師站和主控單元間的通訊參數，即『在線』『通訊參數』來設置。通訊參數中設置IP地址。
初始化下裝：把全新的目標文件下裝到正在運行的主控單元，使主控復位，主控中的所有變量重置初始值：
§ 第一次編譯工程后下裝
§ 執行過“工程”菜單中的“全部清空”命令，將原有的目標文件紀錄清除
§ 修改MACS配置
§ 修改目標設置
§ 修改任務配置中的任務屬性
§ 主控單元內的程序丟失。
無擾下裝即：下裝目標文件并沒有全部重建，而只在原目標文件的基礎上追加修改內容。無擾下裝只將修改的部分下裝到主控，對于未修改部分是無擾的，對于修改部分視具體修改內容判斷。
8.調試：控制器算法組態軟件提供在本地計算機中仿真調試的功能。經仿真調試初步檢查組態后，便可登錄主控下裝，在主控中運行程序，再次進行全面的調試；這時用戶無需連接現場設備，就能在試運行之前測試邏輯的正確性，極大地方便了使用。
9.報表：報表分為定時報表、實時報表
定時報表：一般用來在規定的時刻打印生產過程的操作記錄和統計，通過在線組態觸發打印。
實時報表：則用來隨機打印某個時刻的報表或者歷史報表，由人工觸發
報表組態步驟：
（1）離線組態：打開報表組態工具—打開工程--繪制靜態表格--添加動態點—編譯報表—保存報表文件--關閉報表組態工具。
（2）工程師在線下裝到操作員站。
（3）在線組態：進入操作員在線—登錄到工程師級別—打印設置--報表打印組態--編輯調度—編輯事件。
10.圖形組態軟件是MACS系統生成應用系統所需的各種總貌圖、流程圖和工況圖。該軟件為用戶提供了方便的繪圖工具和多種動態顯示方式。通過圖形，操作員可以對現場運行情況一目了然，從而方便地監控現場運行。工業控制系統流程圖形包括靜態圖形和動態圖形兩部分。靜態圖形表示流程畫面中的靜態信息，它們與數據庫信息沒有任何聯系。動態圖形一種是一類隨相關數據庫點實時值的變化而變化的圖形單元，由設置的動態特性決定。另一種是一類由用戶點擊可以彈出界面的圖形，由設置的交互特性決定。
11.下裝：
基本編譯：在設備組態編譯成功的基礎上，數據庫編輯完成后可以進行基本編譯。另外如果在控制器算法工程中添加了REAL或BOOL型全局變量，經過基本編譯后，變量會自動加入到數據庫的AM或DM類中，在圖形界面上可以顯示出此變量的數值。
聯編：在服務器控制算法工程編譯和基本編譯成功之后可以進行聯編。
生成下裝文件：聯編成功后可以生成服務器和操作員站的下裝文件，同時還生成控制器算法工程。數據庫總控畫面中打開工程后選擇數據庫下裝。在編譯信息欄中將顯示是否成功生成下裝文件和控制器算法工程。
對現場硬件的學習，主要介紹機柜內線路的接線方法，生產調試測驗，日常維護和常見故障。我們公司共有13個機柜，分為電解與凈液二車間使用，有聯系的機柜使用光纜連接。
現場控制站由主控單元、智能IO單元、電源單元、現場總線和專用機柜等部分組成，采用分布式結構設計，擴展性強。其中主控單元是一臺特殊設計的專用控制器，運行工程師站所下裝的控制程序，進行工程單位變換、控制運算，并通過監控網絡與工程師站和操作員站進行通訊，完成數據交換；智能IO單元完成現場內的數據采集和控制輸出；電源單元為主控單元、智能IO單元提供穩定的工作的電源；現場總線為主控單元與智能IO單元之間進行數據交換提供通訊鏈路。
現場控制站在上電調試和正式投運前，必須按照其接地要求完成接地系統的安裝，并測試合格。良好的接地系統能夠保證：當進入MACS系統現場控制站的信號、供電電源或現場控制站內部設備本身出現問題時，可以迅速將過載電流導入大地；為進入現場控制站的信號電纜提供屏蔽層，消除電子噪聲干擾，并為整個控制系統提供公共信號參考點；防止設備外殼的靜電荷積累，避免造成人員的觸電傷害及設備的損壞。
一般情況下，現場控制站的接地系統包括：保護地、屏蔽地和系統地。
保護地（CG，Cabinet Grounding）是為了防止設備外殼的靜電荷積累、避免造成人身傷害而采取的保護措施。
屏蔽地（AG，Analog Grounding） 它可以把信號傳輸時所受到的干擾屏蔽掉，以提高信號質量。進入現場控制站的弱電信號電纜的屏蔽層應做屏蔽接地。
系統地 在現場控制站中，就是I/O 級設備的24VDC 或5VDC 的工作電源地。是為DCS 電子系統提供可靠性和準確性的參考點。
下一篇： PLC、DCS、FCS三大控
上一篇： 索爾維全系列Solef?PV
