2.4 国内DCS的发展状况举例

国外的DCS一问世，很快就被引入了中国。同时国内很多仁人志士都希望有一天能够研制出自己的DCS。可喜的是20世纪90年代初国内产生了一些DCS厂商，经过十年的市场洗礼，有几家不仅生存下来，而且还得到了快速的发展。由于国内的DCS厂家起步晚，投资少，而且还时刻面临着生存与发展的矛盾及用户的期待，所以，他们必须不断创新，改进自己的产品和服务。目前国内比较有代表性的DCS厂家主要有浙大中控、上海新华与和利时公司。三家各有特色，其中浙大中控以化工控制见长，上海新华主要做火电控制，和利时公司由于出身背景的原因（没有自己的主市场），所以在各个DCS市场都取得了一定的业绩。下面我们以和利时公司的HOLLiAS为例，介绍一下国内与国际先进系统的对比说明。

如上面所述，和利时诞生于原电子部六所的自动化事业部。1991年开始研发第一代DCS:HS-DCS-1000，并于1993年推向市场。在HS-DCS-1000应用中，公司立即总结客户的需求，对照国际当时先进系统，立即开始了第二代DCS即HS-2000的研发工作，并于1996年成功推向市场。HS-2000解决了当时许多DCS公认的关键技术：CPU冗余，电源均流冗余，智能I/O，现场总线和IEC 1131—3软件编程等。HS 2000推向市场后取得很大成功，在3年时间推出几百套系统。1998年公司进入了大型核电站控制和大型火电控制，并开始了第三代DCS （MACS）系统的研发工作。MACS系统采用全分散的模块化结构，既利用了现场总线的优点，又保持了兼容常规仪表的低成本优势。同时MACS在管理层功能上进行了许多开拓，如MES的SCADA功能、ERP软件等。在推广MACS系统的同时，和利时同时进入了其他领域，如铁路车站信号联锁系统、变电站自动化保护与监控系统、PLC系统等。在MACS系统基础上，和利时公司与国外专业软件公司合作，升级了HMI平台和控制站软件平台，使得两个平台性能大幅度提高，并大大增强了系统的开放性。将和利时公司的自动化产品有机集成在一起，形成了现在的第四代DCS:HOLLiAS。下边我们简要介绍一下HOLLiAS系统的主要特点和功能。

2.4.1 HOLLiAS系统的产品家族及结构

HOLLiAS是用一个开放的系统软件平台将各种控制系统与管理功能相结合，将和利时公司多年开发的各种自动化设备进行有机结合（包括变电站自动化系统、车站信号联锁系统、几种结构的DCS，多种PLC，以及无线RTU等），构成了一个集成开放的系统平台，在此基础上，和利时公司结合不同行业自动化控制的需求特点，推出专业化的方案，最大限度地满足不同行业的应用需要。HOLLiAS的系统功能结构见图2-19。从图中可以看出，与其说HOLLiAS是一套工业控制系统，更不如说它是一个集成的产品家族。不同的产品有机结合，支撑起从现场信号处理到企业ERP的各层功能，同时又实现了各种工业生产过程的专业化的解决方案。

从图2-19中可以看出HOLLiAS非常符合前面所列举的第四代DCS的特征。

1）信息化（Information）

HOLLiAS充分体现了DCS的综合信息化功能，系统在开放实时-关系数据库的基础上集成了以下主要管理子系统模块。

（1）HOLLiAS-RMIS实时信息系统：包括不同类型控制系统的接口、实时历史数据存储、数据分析、监控生产信息及Web信息发布等功能；

（2）HOLLiAS-QAS质量分析系统：包括实验室数据管理、统计过程控制（SPC）等功能；

（3）HOLLiAS-MMS设备管理及维护系统：包括设备状态监控、设备维护管理等功能；

（4）HOLLiAS-EMS能源管理系统：对企业内部水、电、汽及煤等公用工程资源的管理；

（5）HOLLiAS-BMS批次管理系统：适合于制药、冶金等批处理工业，主要是配方管理、批次信息跟踪等；

（6）HOLLiAS-PSS生产调度系统：制订生产计划，综合监视、协调及管理生产执行过程；

（7）HOLLiAS-MCAS生产成本统计与核算系统：实时统计消耗并核算生产过程成本，通过成本因素来了解生产情况。

有关HOLLiAS系统信息管理功能在第5章中详细介绍。

2）集成化（Integration）

HOLLiAS不仅具有丰富的管理功能，还集成了许多可以帮助提高整个工厂运行效率和安全性的各种类型的控制系统。

（1）HOLLiAS-PAS（Power Automation System）工厂变电站综合自动化系统；

（2）HOLLiAS-VSI（原HS2000-VSI）车站信号联锁系统；

（3）HOLLiAS-PLC（Programmable Logic Controller）可编程逻辑控制器；

（4）HOLLiAS-LEC（Logic＆ Embedded Controller）逻辑和嵌入式控制器；

（5）HOLLiAS-UCC（Universal Communication Connector）通用通信控制器；

（6）HOLLiAS-RTU（Remote Terminal Unit）远程终端。

集成化还体现在HOLLiAS不仅可以自由连接和利时公司的产品（包括硬件和软件），还可以广泛地连接其他厂家的智能设备、控制器及软件模块等。

3）混合控制（Hybrid Control）

HOLLiAS自己支持的IEC 61131—3的全部组态功能，不仅拥有平台的高性能通用控制算法，同时支持灵活的逻辑控制和批量控制，速度可以和PLC相比。同时，HOLLiAS还可以与任何流行的PLC连接。

4）分散化（Distributed Architecture）

通过多种现场总线（特别是冗余的Profibus-DP 总线）,HOLLiAS支持多种分布式的现场控制单元，并支持智能仪表的连接。HOLLiAS支持几种分布式的I/O处理和控制单元。

（1）HOLLiAS-FM系列：全分布式的智能I/O模块，可以方便地进行分散导轨安装；

（2）HOLLiAS-UCS（Unit Control System）系列：单元控制系统；

（3）HOLLiAS-CGP（Compact General Processor）：紧凑式通用处理器；

（4）HOLLiAS-LEC（Logic＆ Embedded Controller）：逻辑嵌入控制器。

5）经济性（Economical）

通过系统功能的集成和现场总线等先进技术的应用，针对不同的应用，用户可以进行灵活的系统配置和功能选择，组成最经济、可靠、先进及实用的控制系统。

6）开放性与专业化（Open System and Dedicated Application Solution）

HOLLiAS在下面几个层面上支持开放性。

（1）经营管理层：通过开放的数据库接口和网络接口，可以与其他管理平台相连；

（2）生产管理层：通过OPC,ODBC等功能实现与其他系统的连接；

（3）现场控制层：通过Profibus、FF总线、Modbus、CAN bus、Ethernet等协议与其他控制器和现场智能设备连接。

2.4.2 HOLLiAS的MES功能

1）HOLLiAS-RMIS（Real Time Management Information System）实时信息系统

HOLLiAS-RMIS作为第四代DCS的SCADA层，具有良好的开放性，可以和不同厂家的DCS进行数据整合，形成统一的实时信息管理系统。RMIS包括过程数据接口、实时数据库、过程数据分析工具及过程可视化组态工具等。

RMIS的数据获取接口I/O Servers支持，包括OPC、DDE等多种通信协议，可连接到十几个自动化厂家生产的DCS、PLC、RTU等设备。通过ODBC支持ERP等经营管理系统提供的接口，如SAP等有专门的接口。

实时数据库存储生产过程中产生的数据，具有以下主要特点：

（1）存储速度快，数据存取速度亚秒级；

（2）存储空间小，约为普通关系型数据库的2%；

（3）内嵌微软管理控制台，具有关系型数据库大且灵活的管理功能；

（4）可扩展性强，标准的SQL或OLE DB应用编程接口；

（5）功能强大的查询机制，扩展SQL语言支持高精度时间查询。

数据分析工具，为充分发挥过程数据的最大价值提供了手段，提供数据趋势分析与查询，并通过 MS OFFICE生成综合性数据报表和报告。

过程可视化组态工具提供了丰富的监控手段，按照生产的需要对过程数据、管理数据进行整理、加工、计算，得到有用的信息，并以图形、表格等方式表现出来。系统可以提供各种监视操作图形：如企业生产全貌、区域总貌、区域趋势、单元趋势、报警汇总、运行日报及生产报表等，使生产管理人员得到充分的信息，对生产进行监视，以了解实时生产情况。

所有的分析数据和监控画面均可放到企业信息门户上，使有关领导无论在办公室、家庭、饭店或世界任何地方，都能随时随地了解生产现场情况，如图2-20～图2-22所示。

2）HOLLiAS-QAS（Quality Analysis System）质量分析系统

质量分析系统容纳了实验室分析系统LIMS和统计过程控制SPC。

质量管理贯穿于企业生产活动的全过程。对实验室数据进行管理，是流程业质量管理的基础。QAS提供完整的实验室信息管理系统，使实验室数据为原料采购、生产过程控制与管理、生产技术管理及产品销售等活动所共享，完成样品管理、样品跟踪、实验数据采集、批量质量数据跟踪、统计质量控制图（SQC-CHARTS）及质量标准管理等，如图2-23所示。

统计质量控制（SPC），对关键过程控制参数和质量检测参数进行监控，帮助操作人员提高生产操作水平、控制影响产品质量的参数，为提高产品质量控制提供支持。

3）HOLLiAS-MMS（Maintenance ＆ Management System）设备管理及维护系统

设备管理系统MMS基于设备的基础信息，根据生产过程实时信息，对设备运行状态进行“健康分析”——在线或离线诊断，产生并传递即时的影响生产的有关维护信息，指导设备维护管理。

MMS根据设备性能参数实时监视设备运行状态，设备发生故障或进入故障临界区时，进行快速报警，给出维护提示信息，辅助应急处理；记录设备运行的历史事件和故障信息。

MMS包括了实时设备运行状态监测与计算机辅助设备管理，从企业生产流程出发，提供包括设备档案管理、工作单管理、预防性维护管理、维护计划管理、安全管理、故障分析、停机分析、工作流程管理及维护成本管理等功能，如图2-24所示。

4）HOLLiAS-EMS（Energy Management System）能源管理系统

企业能源管理系统与生产调度系统密切结合，完成生产与能源的协调管理。合理利用能源、节约能源，最大限度地降低生产成本，最大限度降低对环境的污染。

EMS为企业信息系统提供包括企业能耗成本、企业能耗定额的管理，为整个企业管理系统的数据传递与共享，提供一个完备的信息。

（1）编制、下达、调整旬、月、季和年度能源计划，制定企业能源平衡表；

（2）提供企业内部各能源生产和消费情况，分析各部门能源利用效率和节能潜力；

（3）确定能源生产调度方案，进行能源生产调度，统计各部门、各车间能源消耗状况；

（4）监控设备运行耗能状况；

（5）提供产品能源单耗、各工序能耗、大耗能设备的能源利用适时监控，等等。

5）HOLLiAS-BMS（Batch ＆ Control Management System）批次管理系统

批量控制与管理功能适合制药、冶金及精细化工等批处理行业的需要。通过图形化交互界面，灵活创建配方，并及时调整生产工序和生产线，如图2-25所示。BMS实现生产记录自动化，提供一套完整的批量生产过程的历史记录，提高生产灵活性和可跟踪性。

（1）配方管理。通过从过程模型中选择过程来创建配方，包括主配方（与设备和路径无关）、生产运行动态控制配方（与设备相关）的管理。BMS自动计算出物料需求和配料数据。

（2）批量生产管理功能。BMS完成工序至工序的材料跟踪，批量记录和报表，实现生产记录自动化，提供完整的批量生产过程的历史记录，提高生产灵活性和可跟踪性。这满足了产品管理的需要，满足FDA“21 CFR for 11”的要求。当产品出现问题纠纷时，可以追溯到产品生产过程的各种消耗及生产数据，找出问题；或追溯出使用相同原料的其他产品的去向。

6）HOLLiAS-PSS（Production Scheduling System）生产调度系统

生产调度系统PSS是管理层与过程控制层之间的纽带。一方面，它对来自ERP的产品生产计划信息在企业生产能力和外部资源约束下进行细化、分解，将产品计划转化为生产计划、生产作业计划并传递给过程控制层；另一方面，它整合过程基础数据，经过分析处理，与生产计划进行比对，控制生产作业计划的执行，将资源利用情况、库存情况准确及时地反馈给企业计划层。

PSS提供以实时数据库为基础的生产调度平台，为生产调度人员提供强大的辅助调度功能，辅助完成生产与库存协调、生产装置与生产装置间的生产协调、生产装置与公用工程的协调，下达不同生产方案并监督执行，对生产作业计划执行情况进行检验、评估和调整。

PSS提供全面的生产监控及报表功能，完成对生产过程的温度、压力、流量及物位（或液位）等过程参数进行的监控和实时操作，完成对重要设备的运行状态、生产实时成本及生产考核指标等进行的监控。

PSS提供的主要监控画面有：

（1）企业生产流程画面；

（2）实时调度管理画面；

（3）设备运行状态监控画面；

（4）产品质量指标监控画面（如图2-26所示）；

（5）实时成本监视画面。

7）HOLLiAS-MCAS（Manufacture Cost Account System）生产成本统计与核算系统

生产过程成本主要是直接生产成本（物料、能源消耗），如果加上工资成本、设备折旧及管理等费用的分摊，可以算出生产的实际成本，如图2-27所示。利用实时数据动态地监控生产成本，使成本控制发生在生产过程中，而不是在生产的完成后，以达到降低成本的目的；与企业资源管理中静态的资产管理相连接，对生产过程的中间库存和中间产品动态信息进行管理，提供成本和物流控制与管理的信息支持；成本可以落实到每个班组或个人，直接将生产成本与员工的利益挂钩，提高员工的责任心和积极性。有两个方面的作用。

（1）生产实际消耗清楚，可以及时发现生产成本的变化，对市场销售及时响应，在保证赢利的情况下，提高产品的竞争力。

（2）根据历史数据可以制定出合理的标准成本，实际成本与标准成本比较，可以作为班组竞赛和考核的工具。

2.4.3 HOLLiAS 控制功能HOLLiAS-MACS

和利时系统工程股份公司在成功地开发并应用了HS-DCS-1000系统和HS 2000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、应用软件技术及信号处理技术等国际先进技术，推出了和利时第四代 DCS 系统——MACS 系统，其结构如图2-28所示。截止到2003年，该系统已经成功地应用于核电、火电、热电、石油化工、建材、造纸及冶金等2 000多个工业现场。

1.HOLLiAS-MACS系统结构的开放性

1）开放的网络系统

（1）在系统操作层，采用冗余的100 Mbps以太网，支持光缆和双绞线，支持交换机工作方式和集线器方式；

（2）在现场信号处理层，采用500 Kbps～12 Mbps的Profibus-DP 现场总线连接RASC主控单元和各现场信号处理模块；

（3）系统提供标准的RS-485,RS-232电气接口（ModBus协议）以便同其他智能单元如PLC、智能仪表等连接；此外，系统还可以支持其他现场总线设备与仪表。

2）开放的操作系统

（1）系统的控制层采用Windows NT/2000操作系统，并提供ODBC和OPC接口，保证系统软件的开放性和高性能的人机界面要求。

（2）系统的控制站采用成熟的实时多任务操作系统以确保控制系统的实时性、安全性和可靠性。RASC主控单元的软件固化在半导体盘中，而实时数据存储在带掉电保护的SRAM中，满足控制系统可靠、安全及实时性要求。

3）系统硬件的可靠性

（1）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；

（2）每路信号在接口处都增加了多重过压和过流保护措施，使得模板在大信号干扰下不被损坏；

（3）每个模块都可以带电拔插，更换方便；

（4）模块和底座之间采用欧式针形连接器，保证连接可靠；

（5）采用多种冗余结构（网络、控制器、电源模块及I/O模块）系统安全稳定可靠。

2.HOLLiAS-MACS 系统软件的特性

（1）实时性：控制器基于嵌入式实时操作系统，保证控制精确、实时及高效。

（2）先进性：灵活的客户/服务器构架，适合大规模系统的I/O、报警、报表、趋势及服务器等可分布式设置，既保证数据的一致性，又可使负荷均担，还有功能丰富的HMI人机界面，灵活强劲的控制软件，支持离线仿真、在线下装及数据回读功能。

（3）经济性：现场总线的系统设计有效节约整体项目投资，降低运行维护成本。系统可以接入Profibus-DP、CAN 等各种现场总线的仪表设备，简化了系统结构和用户的二次投资。TCP/IP技术使网络构成简单，且可以使用Internet进行远程浏览和访问。

（4）易用性：智能设备管理，故障诊断，精度校正，带电插拔，整个系统实现人性化设计。

（5）延续性：操作站采用通用的软硬件平台，可跟随信息技术的不断提高而同步升级。

3.HOLLiAS-MACS 工艺合理性和安装方便性

（1）HOLLiAS系统采用国际最新的集成度很高的芯片，采用先进的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；

（2）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；

（3）现场模块供电和网络线在底板上，模块对接即可连接；

（4）模块底座部件应用标准导轨卡装，安装极为方便。

4.HOLLiAS-MACS 不断提高经济性，为用户创造价值

HOLLiAS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，达到了当今国际先进水平。在设计该系统时，由于采取了最新技术以降低成本，经济性得到保证，可以最大限度保护用户投资获得最大收益。

2.4.4 HOLLiAS控制层硬件

HOLLiAS控制层包括如下四大部分硬件。

1.HOLLiAS-RASC冗余先进系统控制器

HOLLiAS-RASC冗余控制器有如下特点。

（1）先进、可靠、高效的控制站软件和智能I/O处理。

（2）主控单元低功耗，无需风扇。

（3）小型机架安装，每机架可冗余配置2块主控制器，可以配置4～6块均流冗余电源，供主控和I/O使用。

（4）每个机架可以分散安装。

（5）低功耗嵌入式主控芯片，主频100 MHz以上，16 MB内存，8 MB电子光盘。

（6）1 MB带电池保护SRAM。

（7）微内核高可靠实时操作系统。

（8）支持IEC 61131—3五种标准组态语言。

（9）支持Profibus-DP现场总线。

（10）支持冗余10 Mbps工业以太网。

（11）支持热插拔。

HOLLiAS-RASC冗余控制器外形如图2-29所示，其内部电路实物图如图2-30所示。

2.HOLLiAS-FM系列I/O全分布式现场总线智能I/O模块

HOLLiAS-FM系列I/O全分布式现场总线智能I/O模块有如下特点。

（1）每路单独的A/D或D/A转换器。

（2）现场与系统电气隔离，部分模块通道间隔离。

（3）低功耗设计，每个模块自身功耗一般不超过3W。

（4）AI/AO可冗余配置。

（5）智能化设计，模块支持故障自诊断。

（6）软件设置信号量程，所有模块无需跳线。

（7）导轨安装方式。

（8）封闭式外壳，IP40防护等级。

（9）每一个模块均支持Profibus-DP从站接口，可以将单个或多个模块分散安装而无需增加通信接口设备，通过Profibus-DP冗余通信接口模块可以实现Profibus-DP远程通信冗余。

（10）支持热插拔。

3.HOLLiAS-CGP系列I/O紧凑式通用处理器

HOLLiAS-CGP系列I/O紧凑式通用处理器有如下特点。

（1）每路单独的A/D或D/A转换器。

（2）现场与系统电气隔离，部分模块通道间隔离。

（3）低功耗设计，每个模块自身功耗一般不超过3W。

（4）AI/AO可冗余配置。

（5）智能化设计，模块支持故障自诊断。

（6）软件设置信号量程，所有模块无需跳线。

（7）小型机架安装，每机架最多8个I/O模块。

（8）每机架单独配置冗余电源模块，构成分布式电源结构。

（9）每个机架可以分散安装。

（10）每个模块直接支持冗余Profibus-DP远程通信。

（11）支持热插拔。

4.HOLLiAS-UCS单元控制系统

HOLLiAS-UCS单元控制系统有如下特点。

（1）电源、主控制器和I/O一体化紧凑机架安装。

（2）机架下端直接端子出线，无需配置端子柜。

（3）安装简便，非常适合小系统使用。

（4）每机架可冗余配置2个冗余电源、2个冗余主控制器和6个I/O。

（5）支持CGP系列I/O扩展机架。

（6）每个机架可以分散安装。

（7）低功耗嵌入式主控芯片，主频100 MHz以上，16 MB内存，8 MB电子光盘。

（8）1 MB带电池保护SRAM。

（9）微内核高可靠实时操作系统。

（10）支持IEC 61131—3五种标准组态语言。

（11）每块主控支持冗余Profibus-DP。

（12）每块主控模块支持一路10 Mbps工业以太网。

（13）支持热插拔。

2.4.5 HOLLiAS控制层软件

HOLLiAS-MACS拥有一套功能强大、开放及应用方便的组态软件包，主要内容包括：

（1）ConMaker控制组态软件：负责系统控制站控制程序的生成与维护；

（2）PlantView人机界面软件：负责系统的在线监控、操作、控制、调试及维护；

（3）ConRTS现场控制器运行软件：负责系统控制站控制程序的运行；

（4）WebView:Internet浏览软件；

（5）OPC Packet:OPC工具包。

1.HOLLiAS-ConMaker 控制组态软件特点

该软件支持算法离线仿真调试，有效提高工程效率，减小错误率，降低危险性。

（1）脱离控制器的组态和仿真调试；

（2）可设置断点、监控变量；

（3）单步执行、单循环执行；

（4）跳入执行、调出执行；

（5）查看调用栈、显示流控制；

（6）强制输出；

（7）数据下装支持增量无扰下装和全部下装两种方式；

（8）支持数据回读功能：可从控制器中读取当前工程的全部数据，包括所有参数；

（9）算术运算函数、类型转换函数、紧急事件函数、连续控制函数、文件操作函数及定时器/计数器/触发器函数。

2.功能强大的控制编程语言

HOLLiAS在全面提供IEC 61131—3标准的LD、FBD、IL、ST及SFC五种控制编程语言的基础上，还为过程控制领域提供功能更为强大的CFC编程语言。

1）梯形图LD（Ladder Diagram）

梯形图是一种通过继电器与门、或门来表达逻辑状态的最通用的、图形化的编程语言，图形化表示既直观又符合传统的使用方法，使得程序易于阅读理解、便于调试维护。梯形图编程具有广泛的用户群体。梯形图LD的HOLLiAS组态工具——梯形图实例如图2-31所示。

2）功能块图FBD（Function Block Diagram）

功能块图也是一种图形化的控制编程语言，它通过调用函数、功能块来实现程序。程序可以调用标准算法库中多达150种函数和功能块，也可以由用户自己创建自己的用户算法库。这些函数和功能块可以由任意五种编程语言完成，包括功能块图本身，块和块之间用连线建立逻辑连接。FBD的一个实例如图2-32所示。

3）语句表IL（Instruction List）

IL是一种汇编语言风格的程序语言，具有结构紧凑、占用内存少、执行效率高的特点，这方面是其他编程语言所无法比拟的。对要求达到μs级/ K步的高速逻辑运算的应用场合，IL语言具有明显优势。IL和LD、SFC语言为实现DCS的混合控制提供了可能。图2-33为HOLLiAS语句表实例。

4）结构化文本语言ST（Structured Text）

结构化文本语言是一种高级程序语言，ST语言语法和风格类似Pascal程序语言，程序设计结构化，灵活而易读，便于对应用程序的维护，常被用于编制用户自定义的函数和功能块，由其他编程语言如FBD、LD、CFC调用这些函数和功能块。图2-34为HOLLiAS结构化文本实例。

5）顺序功能图SFC（Sequential Function Chart）

顺序功能图，是用一系列的“步”（Step）、执行块（Action Block）和“转换”（Transition）来完成复杂的运算。SFC非常适合于顺序控制应用领域的设计和控制方案编程，主要用来实现批量控制。SFC支持顺序、并行分支、互斥分支及回路等结构，图2-35为HOLLiAS顺序功能图实例。

6）连续功能块图CFC（Continue Function Chart）

连续功能块图CFC是对功能块图FBD的扩充，为编程人员提供了更自由、直观的编程方法，功能块可以依据控制方案的可阅性自由摆放，适合于大型控制方案的编程。CFC还支持功能块的信号反馈。另外，可以指定控制方案中每个功能块的执行顺序，既方便控制方案实施，同时也方便控制方案的跟踪调试。图2-36为HOLLiAS连续功能图实例。

7）Batch处理

对于间断性的批量生产过程，MACS除提供SFC顺序功能图外，还提供模块化的Batch软件包，全面解决批量生产的自动化问题。使用灵活的SFC和Batch软件包，可以用不同的控制方法，简单、灵活地解决复杂的批量生产问题。

3.HOLLiAS-PlantView人机界面软件

1）HMI 图形编辑器

（1）HMI可轻松制作各种工艺图形（如图2-37～图2-40所示）

①静态特性：完成点、线、弦、弧、矩形、椭圆、饼图及多边形等图形，各种图形的填充、旋转、拉伸、复制及粘贴；

②动态特性：完成数值显示、填充、曲线跟踪、平移、旋转、闪烁、缩放及各种动画功能；

③交互特性：定义各种操作按钮，完成图形切换、弹出窗口、修改数值及各种控制功能。

（2）HMI支持立体图形与三维动画

①仪表化的控制界面：可定制为仪表风格的控制操作界面，符合运行人员的操作习惯。

②三类趋势变量：

周期类，以一定时间间隔存储；

事件类，触发条件存储；

周期事件，以一定时间间隔并满足触发条件。

2）人机界面软件的实时趋势与历史趋势

（1）多种方式显示趋势

①支持多组趋势窗口；

②重叠窗口；

③任意伸缩放大；

④任意弹出趋势窗口。

（2）安全方便的历史数据的显示与调用

使用磁盘文件存储历史数据，支持多种方式的可视数据存储，便于用户的二次开发使用。

（3）无限大的历史数据磁盘存储容量

①通过固定历史数据存储算法，压缩存储空间，扩大存储容量；

②通过扩大硬盘存储器容量的方法大量存储历史数据。

（4）方便的趋势数据的备份与恢复

3）功能强大的控件

（1）支持ACTIVE X控件

①系统可方便使用第三方控件，用户可通过多种途径获得众多实用的工程控件，方便应用到工程项目中；

②通过使用自定义控件可将彼此相关的对象、静态数据及动态数据合并为一体，作为单独的对象使用。

（2）使用控件可完成诸多功能

①用户定义的弹出式控制器界面；

②集中参数组态；

③批量界面组态；

④批量的设备操作与控制。

（3）可将控件保存为专门的库文件，可反复调用

4）内置InterCode编程接口

InterCode提供专为工厂自动化监控而设计的简单易用的编程语言，其特点如下所述：

（1）提供功能强大的接口函数；

（2）无需专业编程经验即可掌握；

（3）支持多任务、多线程及远程调用；

（4）可访问系统所有的应用，如变量、报警、趋势、图形、控制、操作系统及通信接口等。

5）报表与统计

（1）报表

① Excel格式；

② RTF（丰富文本格式）；

③ TXT（普通ASCII文本）；

④ DBF（数据库文件）。

（2）统计

系统提供各种来自于各种工业现场实践的统计功能，如最大值、最小值及平均值等。

6）操作安全与管理

人机界面提供以下安全与报警管理。

（1）5级权限与区域分配的安全策略

①给一个页面分配一个区域；

②给一个页面键盘命令分配一个区域或权限；

③给一个对象分配一个区域或权限；

④给一个对象键盘命令分配一个区域或权限；

⑤给一个对象定义一个Disable属性。

（2）实时键盘和鼠标的安全性

①禁止控制菜单命令；

②显示无标题栏的窗口；

③取消启动信息框中的Cancel按钮；

④禁止Windows键盘命令。

（3）用户自定义的操作记录库

对于用户的各种操作，系统允许用户自定义操作记录库，以将用户的全部操作记录送入专用操作数据库中，便于分析查阅。

7）报警管理

PlantView系统支持强大的报警功能。在系统组态时，用户可以用表格的方式将报警的触发条件和参数输入到报警数据库中，以便在运行时根据这些条件和参数触发报警，它们包括：

（1）显著变化重报警的处理：数据连续显著变化，报警出现后，数值的变化增量超过某个定值时，要发出显著变化报警，使得紧急报警信息出现在最新的位置。

（2）带时标的报警：精确到ms时标的报警。

（3）模拟量报警：模拟量的高限、高高限、低限、低低限、偏差、速率等报警。

（4）事件报警：任意定义InterCode逻辑计算值发生上升沿变位时的事件触发报警。

除对现场出现的异常进行报警外，系统还对自身进行诊断，通过自动地、不间断地、动态地轮询外围设备的状态，以发现所有出现的故障。在出现故障时产生硬件报警，并自动报告给操作员站。

系统具有三类功能强大的报警类库，方便工程组态，如报警激活字体、动作激活报警、报警格式、报警纪要格式、报警日志等。

系统可以方便地实现报警纪录的输出打印，可逐行打印，也可选择打印。报警的列表显示如图2-41所示。

2.4.6 HOLLiAS LEC逻辑和嵌入式控制器（Logic＆Embedded Controller）

HOLLiAS LEC充分融合了当前国际上信息技术、电子技术和自动控制技术的最新发展，实现微型化、智能化，方便各种嵌入式应用。

HOLLiAS LEC是和利时公司专为工业设备自动化设计的控制器。它具有更高的硬件集成度，CPU芯片采用专用于工业控制的16位处理器，程序执行速度和I/O处理能力更胜一筹，配合编程软件CONMAKER丰富的指令功能，无论是面对快速的离散量顺序处理还是复杂的运动控制，它都能做到游刃有余。

HOLLiAS LEC应用领域非常广泛，尤其适合于各种工业和民用场合的设备控制，如印刷机械、纺织机械、建材机械、包装机械、塑料机械、机床、环保设备、中央空调、电梯、管网监控及楼宇自动化，等等。HOLLiAS LEC无论是替代传统继电器完成简单控制，还是应用于特殊场合实现复杂控制的功能，都能最大限度地满足需要。

HOLLiAS LEC功能强大，性能卓越，尺寸小巧，运行过程中无需风扇强制散热，如图2-42所示。采用了闪存存储器和可充电电池，设备寿命周期中无需维护。控制器现场接线采用弹簧卡接方式，不仅接线牢固，更可以节省75%的接线时间。LEC设计了与CPU集成一体的 MODBUS 协议、专有协议和自由协议等串行通信接口，通过 Profibus、DeviceNet、Ethernet、MODEM、SERCOS、无线通信等接口模块，可以与其他系统和设备无缝连接。

2.4.7 HOLLiAS LK可编程控制器（PLC）

LK大型PLC是和利时在总结十几年的控制系统设计和几千套工程项目实施经验基础上推出的适用于中、高性能控制领域的产品。相对传统PLC而言，LK可编程控制器充分融合了DCS和PLC的优点，采用了高性能的模拟量处理技术、小型化的结构设计、开放的工业标准、通用的系统平台，使产品不仅具有强大的功能和卓越的性能，而且具有更高的可靠性、更好的开放性和易用性。HOLLiAS LK可编程控制器的外形如图2-43所示。

LK大型PLC由CPU模块、I/O模块、通信模块、特殊功能模块组成，可为不同工业领域的用户提供个性化的解决方案，适用于逻辑控制、顺序控制、过程控制、传动控制和运动控制等领域，应用领域涉及电力、石化、化工、冶金、能源、交通、市政、纺织、食品、造纸、印刷、制药、采矿、智能楼宇、空调制冷等行业。

HOLLiAS LK的主要特点包括：

（1）采用高性能控制器，单条指令执行时间仅为13 ns。

（2）采用独特的高速串行总线背板，结构简单、可靠性高、便于扩展。

（3）CPU及通信冗余，大大提高了系统可靠性。

（4）CPU和扩展模块支持带电插拔。

（5）CPU本体集成两个串口和两个Ethernet网络接口。

（6）具有Modbus、Profibus、DeviceNet、LonWorks、CANopen等多种现场总线接口。

（7）采用创新的结构设计，将模块和接线端子上、下分开，便于系统维护。

（8）编程软件符合IEC 61131—3国际标准，具有IL、LD、FBD、SFC、ST五种编程语言。

（9）采用开放式软件设计，可与各类HMI软件组成系统。

2.4.8 HOLLiAS-VSI逻辑联锁控制系统

几乎所有的大型企业集团均有自己的运输火车站。安全准确的计算机联锁系统为整个企业集团信息化提供了条件。VSI是根据铁道部新颁布的《计算机联锁技术标准》，结合和利时公司多项自有技术，成功开发出车站信号联锁系统。该系统是专为铁路信号设计的专用机，能满足铁路各种站场、各种作业方式的要求，为运输人员组织列车运行提供技术支持及安全保障，该系统达到了国内外同行业的先进水平。目前已在国内冶金、矿山等大型企业集团得到广泛应用。

1）系统功能

（1）联锁功能：HOLLiAS-VSI 车站信号联锁系统是铁路车站（包括编组站的到达场、出发场、编尾）进路的自动化控制系统，为车站的各种作业（列、调车作业，单溜和连溜作业等）提供安全保障。

（2）显示及操作功能：可提供多种控制方式。利用通信技术，可实现良好的远距离实时控制能力。

（3）报警功能：采用先进的语音技术，提供准确的报警信息。

（4）监视功能：站场画面回放、操作记录显示、历史信息显示、系统设备状态显示及报警记录列表。

（5）其他功能：可实现6502电气集中很难实现的一些其他功能，如对区间和站内道口的控制与表示功能。

（6）工程实施：工程设计采用标准化、模块化计算机辅助设计系统，可自动生成站场静态数据库、站场画面、联锁表及配线图表，使信号设计简单快捷，如图2-44所示。通过计算机仿真系统，可对该系统进行仿真试验，避免了现场系统调试，大大缩短了施工期，特别方便在既有系统上进行站场改扩建工程。

2）系统特点

（1）三取二模式，保证了联锁运算的安全性和可用性，如图2-44所示；

（2）全冗余结构：无扰动切换，保证了系统的安全性；

（3）板内部通道冗余：可实现单板独立工作，便于维护时系统的连续工作；

（4）I/O模板自带CPU，全部采用双断技术，自身具备混线保护等功能；

（5）输出模板采用回读比较技术，从而使输入/输出设备真正具备“故障-安全”性能；

（6）输入/输出设备采用DMR（二模冗余）模式，保证了I/O的安全性和可用性；

（7）所有模板可带电插拔，插拔时可实现无扰；

（8）完备的自诊断能力和自恢复能力，报警显示可迅速定位到通道级；

（9）本设备运行稳定，工作可靠；

（10）系统免维修，大大降低了劳动强度。

2.4.9 HOLLiAS-PADS工厂电站综合自动化系统

PADS变电站自动化系统，是基于和利时公司的工业计算机网络控制技术优势发展起来的电力系统自动化产品，其系统结构如图2-46所示。包括线路保护测控装置、变压器保护装置、变压器差动保护装置、高压电动机保护装置、电容器保护装置及备用电源自动投入装置等。配套相应的监控网络设备，可以有机地融入HOLLiAS系统，构成各种规模和形式的分布式电力自动化系统，对分散电气设备提供保护和集中控制管理、能源管理等功能。适用于110 kV及以下的变配电站。

该系统装置具有以下特点：

（1）硬接线控制逻辑电路，实现对间隔内设备的操作控制。

（2）分层分布式硬件和软件体系结构。

（3）高性能的电磁兼容性，电快速瞬变脉冲群干扰试验达4级。

（4）成熟的保护软件技术。

（5）事件顺序记录（SOE）。

（6）LCD汉字显示。

（7）CAN 2.0B的总线网络接口。

（8）具有良好的性价比。

2.4.10 HOLLiAS专业化的解决方案

正如图2-19所示，和利时公司推出的HOLLiAS系统具有三维结构。第一维空间是构成HOLLiAS系统的各个子系统（软件和硬件）；第二维空间是纵向的信息化集成（从低层的信号处理到高层的ERP）；第三维空间则是公司在十几个行业的专业化的解决方案，这些解决方案包括下述内容。

（1）核电站计算机控制和信息系统；

（2）火电厂DCS控制系统（包括300 MW及以上机组）；

（3）燃气炉、循环流化床炉、链条炉及垃圾焚烧炉等锅炉控制系统；

（4）热电厂机炉控制系统及仪表成套；

（5）基于自主低压透平油专利技术的汽轮机低压电调控制系统；

（6）高压抗燃油汽轮机电调控制系统；

（7）化工生产过程控制系统；

（8）制药生产过程控制系统；

（9）啤酒生产过程控制系统；

（10）水泥生产过程控制系统；

（11）浮法玻璃生产过程控制系统；

（12）玻纤生产线过程控制系统；

（13）空分装置控制系统；

（14）钢铁生产过程控制系统；

（15）冶金生产过程控制系统；

（16）造纸生产过程控制系统；

（17）其他流程工业企业生产过程控制系统；

（18）城市污水处理控制系统；

（19）石油天然气输气管道站控制系统；

（20）供水管网控制系统；

（21）制造行业单机设备的控制系统（PLC）；

（22）企业变电站综合保护系统；

（23）企业车站微机联锁控制系统；

（24）企业实时生产信息管理系统（RMIS）；

（25）企业生产执行系统（MES）。