和利时课程设计报告

北华航天工业学院

课程设计报告（论文）

设计课题：和利时课程设计

专业班级：

学生姓名：

指导教师：

设计时间：2013年12月19日

北华航天工业学院电子工程系

和利时课程设计任务书

指导教师：教研室主任：

2013年12月19日

注：本表下发学生一份，指导教师一份，栏目不够时请另附页。

课程设计任务书装订于设计计算说明书（或论文）封面之后，目录页之前。

内容摘要

本报告通过对目前国内著名企业和利时的HOLLiAS-MACS的学习，总结了HOLLiAS-MACS系统的总结结构、硬件体系结构、软件体系结构、SM系列硬件产品以及软件介绍和组态实施过程。

索引关键词：和利时HOLLiAS-MACS SM系列组态

目录

一概述 (1)

二方案设计与论证 (1)

三单元电路设计与参数计算 (1)

3.1. 系统结构 (2)

3.1.1 工程师站 (2)

3.1.2 操作员站 (2)

3.1.3 数据站 (2)

3.1.4 现场控制站 (3)

3.1.5 通讯站 (3)

3.1.6 监控网络 (3)

3.1.7 系统网络 (4)

3.1.8 控制网络 (4)

3.1.9 工程师站和现场控制站的网络连接 (5)

3.2. SM系列硬件产品 (7)

3.2.1 MACS系统机柜 (7)

3.2.1 机笼单元 (7)

3.2.1 电源模块 (9)

3.2.1 主控模块 (10)

3.2.1 I/O模块 (10)

四总原理图及元器件清单 (12)

五安装与调试 (13)

六性能测试与分析 (15)

七结论 (16)

八心得体会 (16)

九参考文献 (17)

一、概述

为了保证设备安全经济运行，必须要求某些表征设备正常工作的物理量始终维持在某一规定值或预定范围内、按预定的规律来变化，但生产过程中经常受到各种外界或内部因素的干扰，使被调量发生偏离规定值的倾向时，就需要进行相应的调节，使之保持或恢复到规定的范围内，保证生产过程的稳定。自动调节就是依靠自动调节设备来实现这种调节作用的，所以自动调节设备必须具备检测、定值、运算、执行等功能。

和利时公司在成功地开发并应用了HS-DCS-1000系统和HS2000系统之后，在系统地总结了各行业用户的意见和建议，充分调查了计算机技术、网络技术、应用软件技术、信号处理技术等最新发展动态的情况下，基于当今最先进的技术，采用成熟的先进控制算法，推出了公司的第四代DCS系统HOLLiAS—MACS系统。

二、方案设计与论证

图1 系统结构图

DCS即集散型控制系统，又称分布式控制系统(Distributed Control System)

特点：分散控制、集中管理

DCS的宗旨是为工业生产和社会生活提供安全可靠的自动化解决方案，提高人们生产和生活的质量与效率，通过促进节能减排降耗来保护环境。

三、单元电路设计与参数计算

3.1. 系统结构

HOLLiAS—MACS系统是由以太网和使用现场总线技术的控制网络连接的各工程师站、操作员站、现场控制站、通讯控制站、数据站组成的综合自动化系统，完成大型、中型分布式控制系统(DCS)、大型数据采集监控系统(SCADA)功能。

图2 HOLLiAS—MACS系统

3.1.1 工程师站

运行相应的组态管理程序，对整个系统进行集中控制和管理。

组态(包括系统硬件设备、数据库、控制算法、图形、报表)和相关系统参数的设置。

现场控制站的下装和在线调试，数据站和操作员站的下装。下装完毕后可把工程师站兼操作员站使用。

3.1.2 操作员站

站号为50～79。

运行相应的实时监控程序，对整个系统进行监视和控制。

各种监视信息的显示、查询和打印，主要有工艺流程图显示、趋势显示、参数列表显示、报警监视、日志查询、系统设备监视等。

通过键盘、鼠标或触摸屏等人机设备，通过命令和参数的修改，实现对系统的人工干预，如在线参数修改、控制调节等。

3.1.3 数据站

站号为0。

运行相应的实时监控程序，对整个系统进行监视和控制。

3.1.4 现场控制站

站号为10～49。

运行相应的实时控制程序，对现场进行控制和管理。包括运行工程师站所下装的控制程序，进行工程单位变换、数据采集和控制输出、控制运算等。

3.1.5 通讯站

和其它设备通讯。

3.1.6 监控网络

1.冗余高速以太网链路；

2.使用五类屏蔽双绞线或光纤将各个通讯节点连接到中心交换机上；

3.节点有工程师站、操作员站、数据站；

4.采用TCP/IP通讯协议。

图3 以太网线

监控网络上各个节点用固定分配的IP地址进行标识。为实现监控网络的冗余，网中每个节点的主机都配有两块以太网卡，一般在工程上将两块以太网卡分别连接到130网段和131网段的交换机上。监控网络的前两位IP地址分别为130.0和131.0，后两位则可以自行定义。对于工程师站和操作员站的计算机，我们把它看作同一类计算机，进行统一编号。工程上编号的惯例为：

图4 监控网以太网卡的设置

针对操作员站、数据站监控网网卡设置，选择TCP/IP协议，点击属性在弹出的窗口中填入该站的IP地址，如果这台计算机为50号站，则填入地址130.0.0.50，如果这台计算机为数据站A机，则填入地址130.0.0.1。

3.1.7 系统网络

1.冗余高速工业以太网；

2.采用HSIE 通讯协议；

3.使用五类屏蔽双绞线或光纤将各个通讯节点连接到中心交换机上；

4.节点有数据站、现场控制站。

系统网以太网卡的设置：由于系统网络是工业以太网，其通讯协议为HSIE 协议，因此不需要在系统设备组态中设置系统网以太网卡的地址。

图5 系统网以太网卡的设置

针对数据站系统网网卡设置，选择HSIE协议即可。

3.1.8 控制网络

1.位于现场控制站内部

2.Profibus-DP现场总线