1.1系统网络结构组成

    MACS-K系统的网络架构由三部分组成，从上到下依次为管理网（MNET）、系统网（SNET）、控制网（CNET）。其中系统网和控制网都是冗余配置，管理网为可选网络。系统网络架构图如下所示：

图 01 系统网络架构图

n 管理网络(MNET)

由100/1000M以太网络构成，用于控制系统服务器与厂级信息管理系统（RealMIS或者ERP）、INTERNET、第三方管理软件等进行通讯，实现数据的高级管理和共享。管理网络层为可选网络层。

n 系统网络(SNET)

由100/1000M高速冗余工业以太网络构成，用于工程师站、操作站、现场控制站、通信控制站的连接，完成现场控制站的数据下装。可快速构建星型、环型或总线型拓扑结构的高速冗余的安全网络，符合IEEE802.3 及IEEE802.3u 标准，基于TCP/IP 通讯协议，通讯速率100/1000Mbps 自适应，传输介质为带有RJ45连接器的5类非屏蔽双绞线。

n 控制网络(CNET)

采用冗余现场总线与各个I/O 模块及智能设备连接，首次同时支持星型网络和总线型网络。实时、快速、高效地完成与现场通讯任务，符合IEC61158 国际标准（国标：JB/T10302.3-2001/欧标：EN50170，即PROFIBUS-DP通讯协议），传输介质为屏蔽双绞线或者光缆。在MACS-K系统中，我们也称控制网为IO-BUS。

1.2系统网、控制网节点功能说明

系统网的网络节点主要由工程师站、操作员站、历史站（选配可兼系统服务器）、控制站等部件组成；而控制网的网络节点由控制站和I/O模块构成。

n 工程师站

用于完成系统组态、修改及下装，包括：数据库、图形、控制算法、报表的组态，参数配置，操作员站、现场控制站及过程I/O模块的配置组态，数据下装和增量下装等。

n 操作员站

用于进行生产现场的监视和管理，包括：系统数据的集中管理和监视，工艺流程图显示，报表打印，控制操作，历史趋势显示，日志、报警记录和管理等。

n 历史站（选配可兼系统服务器）

用于完成系统历史数据服务和与工厂管理网络交换信息等。

n 控制站

用于完成现场信号采集、控制和联锁控制算法、控制输出、通过系统网络将数据和诊断结果传送到操作员站等功能。

n I/O模块

用于将模拟信号转换为数字信号、工程单位变换，模块和通道级故障诊断。通过冗余的多功能总线送给主控制器单元。

1.3 性能指标

HOLLiAS MACS-K系统的性能指标完全符合表1-1所示。

MACS系统产品通过CE认证，即完全符合欧盟EMC要求。

表1-1  MACS系统性能指标

1.4硬件结构

HOLLiAS MACS系统硬件提升了可靠性和易用性，应用了多种冗余技术，以保证系统硬件运行的安全可靠，从用户体验角度出发，具备易用、易换、易维护的特性。

n 控制网网络结构

HOLLiAS MACS系统主要硬件由控制器模块和I/O模块构成，控制器模块是系统网和控制网之间的枢纽。总线模块是连接控制器和I/O模块的枢纽。控制网CNET连接示意图见下图1-2。

图 12  控制网CNET连接原理图

单机柜中最多可安装6列DIN35导轨，每列导轨上最多可安装10个I/O模块。K-BUS支持级联扩展，一对控制器最多带100个I/O单元。

n 现场控制站硬件安装

HOLLiAS MACS硬件采用模块式结构，采用DIN35标准导轨安装，可以在任何机柜中安装。

n 现场控制站机柜

Ø 机柜类型：控制柜/控制扩展柜

Ø 尺寸规格：2200×800×800mm（高×宽×深）

Ø 颜色：国际标准RAL7032或RAL7035等

Ø 材料：钢板、箱体架、顶盖、后壁和底板：1.5mm。门：2.0mm。

Ø 表面处理：箱体架（浸涂底漆）；门、顶盖和后壁（浸涂底漆，外部经粉末涂层）；安装板和底板（镀锌）。

Ø 防护等级：IP56，根据EN60 529/03.2000，符合NEMA 12的要求。

机柜示意图如图1-3所示。

图 13  机柜内布置图

n 系统容量

K系列的硬件设备（背板、主控、I/O单元、电源、底座、端子板）集中安装在机柜中，各部分通过专用电缆、导线连接。每列最多安装10个I/O模块，I/O模块底座长度为120mm，冗余底座长度为240mm，端子板的长度有两种，200mm和300mm。

K系列单机柜安装最大模块数

1. 当IO-BUS总线网络采用总线形配置时：单控制站最大仅支持30个I/O模块，模块安装在第1~3列导轨（总线端口）上；

2. 当IO-BUS总线网络采用星形配置时：单控制站单一机柜受物理空间所限最大支持60个I/O模块；带扩展机柜时受系统性能所限最大支持100个I/O模块。

n 控制器单元

控制器采用”背板+模块”单元设计，1个控制器背板上可以插2个控制器和2个控制网连接模块（IO-BUS）。

控制器单元一般安装在机柜的上部。既可以导轨安装，也可以螺钉安装，甚至可以直接挂在壁挂式箱内，安装和拆卸十分方便，体积小，节省了柜内空间。

控制器背板通过预制电缆和I/O模块相连接，为I/O模块供电，并提供通讯通路。每列模块的预制电缆的上端插头对应接入控制器背板上的多功能总线端口，第n列模块的冗余预制电缆对应接入An Bn多功能总线端口，每个机柜内最多可装6列模块，即n取1~6。

4槽控制器单元外观图如图1-4所示。

4槽控制器单元接口示意图

n IO-BUS模块

IO-BUS模块用来实现总线型或者星型连接。BUS模块具有集线器的功能，可以改变网络的拓扑结构，实现网络拓扑结构由总线形网到星形、树形等复杂网络结构的转变。

n  I/O模块

K系列模块全系列采用双冗余通讯IO-BUS总线、双冗余供电工作方式，任意断一根IO-BUS总线和电源，不影响正常工作。K系统模块还采用了现场电源和系统电源分开隔离供电。同仪表相连的电路采用现场电源供电，数字电路和通讯电路采用系统电源供电，因此现场来干扰不会影响数字电路和通讯。K系列模块全部模块支持带电热插拔。

一个K系列模块的完整的模块单元由一个I/O模块、一个模块底座和两根电源IO-BUS总线构成，I/O模块插在I/O底座上，K系列模块底座的接线端子负责接入现场仪表信号，I/O模块负责将模拟信号转换为数字信号，最后通过冗余的多功能总线送给主控器单元。完整的模块单元在系统机柜中的安装位置如下图1-5：

 I/O模块单元示意图