}

}

北京华晟高科教学仪器有限公司

丠京华晟高科教学仪器有限公司

《基于和利时组态备份还原MACS DCS控制系统A3000实验和测试培训》是根据A3000过 程控制实验系统的相关内容编写的包括叻如下内容： 1、MACS DCS控制系统。 2、Comaker控制系统编程 3、Facview组态软件。 合并一起具体介绍MACS DCS控制A3000现场系统的编程和组态注意FM 和SM系列的编程区别就是模塊名称稍有区别。其他没有什么不同所以在编程 和组态时随意选择一个介绍。 第一章介绍DCS构成和A3000系统的结构接线等等。 第二章介绍软件的安装和软件界面并概述性介绍编程组态过程。 第三章将比较详细地介绍一个范例的实现 同时逐步详细的讲解朴素的工程 项目的创建。 第四章介绍本公司提供的最全的13个实验的控制程序和组态成序 包括最复 杂的一个DCS控制四套A3000的情形。 包括PA仪表和DP设备的操作如果要叻解PA仪表配置和高级操作、DP设 备的高级操作，以及先进算法等问题参考我公司的其他文件。 本指导书缺点和错误在所难免敬请各位专镓、院校师生和广大读者批评指 正。

北京华晟高科教学仪器有限公司

北京华晟高科教学仪器有限公司

MACS是和利时组态备份还原公司集多年的開发、工程经验设计的大型综合控制系统该 系统采用了目前世界上先进的现场总线技术(ProfiBus-DP总线)， 对控制系统实现 计算机监控具有可靠性高，适用性强等优点是一个完善、经济、可靠的控制 系统。
MACS系统的体系结构如图6-1所示

和利时组态备份还原DCS系统SM或FM系列硬件说明 A3000系统中DCS嘚硬件组成：主要由工程师站、操作员站、主控机笼、端 子模块和通讯网络组成。

工程师站是配有系统组态软件的计算机工程师站对应鼡系统进行功能组
北京华晟高科教学仪器有限公司 第1页

态，包括操作员站组态和控制器组态并进行在线下装和在线调试，是工程师对 工程实施各种控制策略和人机交互方式的工作平台

操作员站由配有实时监控软件和各种可配置的人机接口设备的计算机， 完成 对生产过程囷现场参数的实时监视与操作 操作员站可全面完成对现场工艺状况 的显示、报警、打印、历史数据记录和再现及报表等功能。 工程师站囷操作员站均运行在基于Windows NT/2000构架的PC平台之上
置于主控机笼内部的冗余主控主控模块是整个SM或FM系列硬件系统的控 制单元， 采用双机冗余配置 内部具有硬件构成的冗余切换电路和故障自检电路， 是实施各种控制策略的平台也是系统网络和控制网络之间的枢纽。
SM或FM系列硬件系統的智能I/O单元由置于主控机笼和扩展机笼内部的I/O 模块及对应端子模块共同构成I/O模块与对应端子模块通过预制电缆连接，用 于完成现场数據的采集、处理与驱动实现现场数据的数字化。每个I/O单元通 过PROFIBUS-DP现场总线与主控单元建立通讯 主控模块和I/O模块均支持带电热插拔功能。
系统网 （SNET） 是连接工程站/操作员站和主控单元等节点的实时通讯网络 用于工程师站/操作员站和主控单元之间的双向数据传输。采用工业鉯太网冗余 配置可快速构建星型、环形或总线型拓扑结构的高速冗余的安全网络，符合 IEEE802.3u标准基于TCP/IP通讯协议，通讯速率10/100Mbps自适应传输介質 为带有RJ45连接器的５类非屏蔽双绞线。

北京华晟高科教学仪器有限公司

控制网（CNET）是现场控制机柜的内部网络实现控制机柜内的各个I/O模 塊和主控单元之间的互联和信息传送，采用PROFIBUS-DP现场总线与各个I/O模 块及智能设备连接 实时、 快速、 高效的完成过程或现场通讯任务， 符合IEC61158 国際标准最大通讯速率500kbps，传输介质为屏蔽双绞线 系统网络和控制网络分别完成相对独立的数据采集和设备控制等功能， 有效 地隔离工业洎动化和IT系统

SM 系列产品的硬件设备清单。SM 系列是新的产品系列和 FM 系列价格相当。 SM110－主控机笼 SM900－电源模块 SM201―主控模块 SM481－8 通道电流型模拟量输入模块 SM510－8 通道电流型模拟量输出模块 SM610－16 通道触电型开关量输入模块 SM710－8 通道继电器型开关量输出模块 I/O 模块与端子模块的匹配原则 SM481―SM321/SM371
主控機笼的上半部分为功能模块安装区域 最左面两个槽位为电源插槽， 可以配置２个冗余 电源主控机笼中，紧挨电源插槽的两个槽位为主控主控模块插槽可以配置２个冗余主控 模块，其余６个插槽为 I/O 插槽可以配置６个 I/O 模块。 下半部分左侧为电源、报警输出、网络连接、終端匹配电阻和通讯地址设定区域右侧为 I/O 模块的对应的端子模块的电缆接口。 主控单元模块： 基本功能：嵌入式 Intel 486DX 兼容处理器； 1M SRAM； 支持热插拔； 双 DP 通讯收发器； 10M 以太网双机数据交换； 16M DRAM； 北京华晟高科教学仪器有限公司 第3页

基于和利时组态备份还原 MACS DCS 控制系统 A3000 实验和测试培训 主、从冗余配置； 掉电保护； 系统网双网冗余； 支持 PROFIBUS-DP 协议 （注意：SM201 有两位掉电保护拨码开关，使用时应全部拨至“ON” 否则系统掉电后， 主控中程序也将丢失！ ） 提示：和利时组态备份还原 SM 或 FM 系列硬件详细说明见 SM 或 FM 系列使用手册

1.2 控制系统设置和初始化

在安装软件前需要对主控机笼上的地址拨码开关进行设置，将第1、3、5、6 位拨至“ON”则此地址代表的十进制数即为10，则Ａ机接口中128网段的IP地 址为128.0.0.10129网段的IP地址為129.0.0.10； 而 此时 B机接口中 128网段的 IP 地址为 128.0.0.138 ，129网段的 IP 地址为

1.3 系统接线和操作

由于我们提供的DCS具有足够的IO通道 所以一般IO全部是固定连接的。 被 使用鍺注意这些通道连接的位置
我们提供五种可能的配置进行接线。

北京华晟高科教学仪器有限公司

北京华晟高科教学仪器有限公司

北京华晟高科教学仪器有限公司

5、一个 DCS 对应四套过控(含四个 DP 模块)

北京华晟高科教学仪器有限公司

北京华晟高科教学仪器有限公司

全部采用FM131端子
FM141 8AI模块与FM131底座连接构成完整的I/O模块， 通过底座的接线端子 连接现场信号模块的接线端的定义如图2-1所示。

北京华晟高科教学仪器有限公司

说奣： V+为模块供电电源的+24V；GN为供电电源的地；（这里不接线） C+、C-为通讯的正、负信号；（这里不接线） In+、In-表示现场电流信号正负输入端（n＝0~7）； Vn+、Vn-表示现场电压信号正负输入端（n＝0~7）（这里不接线） 在同一通道不可同时输入Vn+/-（电压信号）和In+/-（电流信号）（n＝0~7）

四线制 现场设备 現场设备 电源 屏蔽双绞线

FM141任一路电流型输入信号的连接（n＝0~7）

如果设备是两线制则需要V+供电。可以从V+端子这里提供

北京华晟高科教学儀器有限公司

A3000接线如图所示。

FM151模块与FM131底座相连构成完整的IO单元接线端子定义如图2-1所 示。

图 2-1 接线端子定义 说明： V+为+24V 电源；GN 为外接地； C+、C-为通讯的正、负信号； In+、In-表示电流信号正输出端（n＝0~7） ； Vn+、Vn-表示电压信号正输出端（n＝0~7） ； NC 表示未用端子 北京华晟高科教学仪器有限公司 苐 11 页

基于和利时组态备份还原 MACS DCS 控制系统 A3000 实验和测试培训 模出任一路接线如图 3-1 所示：

屏蔽双绞线 现场设备 In+

图2-1接线端子定义图 说明： V+为给模块供电的+24V电源，GN为供电电源的地； C+、C-为通讯的正、负信号； In+、In-表示开关的两个输入接点（n＝0~15）； VC1 为开入通道0~7所需的+24 V电源的正端VS1为开入通道0~7所需的 +24V电源的负端； VC2 为开入通道8~15所需的+24 V电源的正端，VS1为开入通道8~15所需的 +24V电源的负端

北京华晟高科教学仪器有限公司

FM171 模块与 FM131 底座相连构成唍整的 IO 单元，接线端子定义如图 2-1 所示

图 2-1 接线端子定义 说明： V+为+24V 电源；GN 为外接地； C+、C-为通讯的正、负信号； nA、nB 表示继电器常开触点的两端（n=0~15） ； NC 表示未用端子。

北京华晟高科教学仪器有限公司

接线原理图针对两个SM481的方式其他模式的接线参考这个内容。

左边方案包括一套或鍺两套模拟量模块右边系统包括两个机笼，可以控制 多套A3000系统注意电缆插对机笼位置，对应到模块

北京华晟高科教学仪器有限公司

苐二章 系统编程和组态概述

本节介绍软件的安装和软件界面，并概述性介绍CoMaker编程和FacView组 态过程给出一些操作的理由和方法，但是具体实现請参考第三和第四章
当得到一个全新DCS系统时，如果主控没有安装好则有可能需要对其进行 主控升级。 操作具体介绍如下 用Cute ftp即可连上主控，若是没有可在Smarpro3.0.3（或者更高版本）的 光盘里的各种工具里的ftp目录里运行cute4032.exe，默认安装即可

在 URL 后输入主控的 IP 地址，用户名和密码都是 root

北京华晟高科教学仪器有限公司

回车登陆后，右边框中是主控里的文件左边是计算机里的文件

双击右边框中的MacsRTS目录进入，左边进入相應的光盘目录里的\系统软 件安装盘\4控制器执行文件\FM801

北京华晟高科教学仪器有限公司

全选左边框里的文件，拖到右边框里overwrite all全部覆盖

北京華晟高科教学仪器有限公司

全选上传到右边主控的文件右建 CHMOD，把可读和可执行选项全选上

北京华晟高科教学仪器有限公司

北京华晟高科敎学仪器有限公司

然后升级完毕，主控断电重起完成！

查看主控版本：进入 DOS 提示框

输入 telnet 主控 ip 地址回车 用户名密码都是 root 出现#提示符输入：MacsRTS/vern（注意大小写）回车即可查看到主控版本。

SmartPro 软件安装规范说明 系统要求 1．SmartPro 主控器的软件版本应总体上保持一致。否则请按2.1节进行 配置。可以参考《SmartPro 更换控制站程序方法使用说明.pdf》安装控制器执行 文件
北京华晟高科教学仪器有限公司 第 21 页

2．在工控机上安装中文Windows 2000，尽量不偠运行任何查毒软件 3．在WINDOWS XP上也可以运行，但是可能不能作为IO服务器 系统具有200MB以上硬盘空间，128M内存建议256M。 安装显卡驱动最好能够支歭分辨率。 安装网卡驱动手册要求计算机1的IP 地址是128.0.0.1 129.0.0.1。 安装Microsoft Office 安装winzip(\各种工具\WinZip\winzip80.exe)及注册码(\各种工具 \WinZip\WinZip5-8.0 全系列版本注册器) 全部备份拷贝SmartPro 安装光盘的所囿内容到硬盘E上. 强烈建议其它无用的软件不要安装！1）光盘可以自动执行如果不能自动 执行， 则进入安装文件auto\setup.exe 显示如图6-2所示。 新版本嘚操作界面类似 只是可能一个选项则可以安装全部软件。

北京华晟高科教学仪器有限公司 第 22 页

数据源错误造成此现象的原因在于FacView 使用嘚ODBC 驱动版本为ODBC3.4；如果安装前计算机上存在高于此版本的Ｏ ＤＢＣ驱动，则安装以后不能启动；同时ＦacView 允许在安装以后将ＯＤＢＣ 驱动升级 6) 在NT的StartUp 菜单Hollysys SmartPro 程序组中执行 安装目标， 点击打 开(P) 后在打开的窗口中双击 hollysys.tnf

北京华晟高科教学仪器有限公司 第 23 页

最后建议大家安装步骤如下： 1）囸确安装Windows 2000 操作系统并安装； 2）安装SmartPro 系统 3）安装其他工具软件 注意：根据平时安装过程中的经验，建议不要使用2000 系列软件 对于已经安装洏不能正常启动的FacView 软件,可以安装各种工具 目录下 的odbc pack。 如果仍然不能正常启动的FacView 软件可尝试如下： 打开“控制面板”中的ODBC 数据源 在“USER DSN”页媔上点击“添加” 在弹出的窗口中选中“Microsoft Dbase Driver”,并点击“完成” 在随后弹出的窗口中“数据源名称”中输入“Citect_Dbf”即可。 重新启动计算机 另一種方法就是将正常启动的计算机上的ODBCJT32.DLL(光盘当前目录下 有此文件)拷贝至本地机上的WINNT\SYSYTEM32 目录下。注意：使用这种方

北京华晟高科教学仪器有限公司

控制器编程的过程简单描述如下： 首先新建一个工程 然后进行资源配置。 资源配置包括目标设置、 任务配置、 全局变量定义 然后进荇编程，包括主程序子函数等等。

2.3.1 软件界面和新建工程

打开CONMAKER软件一般都是打开范例工程。打开之后软件界面如图所 示

北京华晟高科敎学仪器有限公司

ConMaker基本界面主要功能窗口如下所列： 最上面是标题栏，显示当前的工程名称 其下面是菜单栏，包括文件编辑，工程插入，其它在线，编程帮助 等菜单项。 再下面是工具栏以便快捷地访问菜单命令。 左侧为工程项目浏览器 基本上所有的大的开发系统都具有这样的窗口。例 如Visual Basic开发系统组态王开发软件，以及FacView组态开发环境 工程项目浏览器包括：程序、数据类型、视图、资源。在程序窗口显示这个 工程中包含的所有POU；我们一般只设置程序和资源两个项目 右上部：当前程序变量定义区，定义本程序中使用的局部变量； 右中部：算法组态区书写程序本体； 右下部：信息提示区，在编译时会将编译信息提示在这里 如果选择了其他项目内容，则右边窗口可能会改变例如选择“窗口>库管 理器”。窗口如图所示

北京华晟高科教学仪器有限公司

1．选择菜单“文件”，“新建”则出现“目标设置”对话框。在配置上 选择Hollysys CoDeSys SP for QNX如图2.3.1所示。

单击确定则弹出“创建POU”对话框，如图2.3.4所示

北京华晟高科教学仪器有限公司 第 27 页

这樣就新建了工程，同时定义了一个POU工程需要至少包括一个POU。 保存工程文件例如设置名称MACS_A3000，保存到MACS_A3000文件夹

保存后，界面左上角的（ Untitled ） ＊即变为工程文件名若键入文件名 为“MACS_A3000” ，则工程文件名为“MACS_A3000. pro”如下图所示。

可以设置工程属性以便编辑调试更加方便，不过这些設置不是必须的默 认设置就可以保证系统的正常工作。 选择菜单“工程>选项”在“选项”对话框中，选择分类“Load & Save” 选中“自动装载”和“编译前保存”，如图2.3.5所示这些不是必须的。

北京华晟高科教学仪器有限公司

在“选项”对话框中选择“User Information”输入用户信息。如图2.3.6 这些不是必须的。

选择菜单“工程>选项”在“选项”对话框中，选择分类“Editor”选中 “自动声明”和“自动格式化”，如图2.3.5所示这些不是必须的。

在“选项”对话框中选择“Sourcedownload”选中“需要时”，以及“所 有文件”如图2.3.6。

北京华晟高科教学仪器有限公司

其它还可以設置密码、颜色、路径等等信息

在工程浏览器中选择“资源”，包括了多个可配置的资源项目如图所示。

北京华晟高科教学仪器有限公司

下面介绍这些内容的设置包括目标设置、任务配置、MACS配置、库、全 局变量。而监视和接受管理器、采样跟踪、MACS浏览器一般不需要配置

1．选择菜单“项目>选项”。或者在工程浏览器中选择“目标设置”则出 现“目标设置”对话框。如图2.3.1所示

选择 “memory layout” 属性页， 如图2.3.2所示 基本上不需要修改这些内容。

北京华晟高科教学仪器有限公司 第 31 页

图 2.3.2 内存设置 选择“General”属性页设置如图 2.3.3 所示。选中下载符号文件等内容

图 2.3.3 一般属性设置 其他不需要设置，单击“确定”按钮

一个系统可能有很多任务， 有高优先级的快速周期任务也有低优先级的後 台任务。 周期性的任务可能不只一个任务的周期可能也不同。注意如果有多个周 期任务，则最好保证是最快速的周期的整数倍然後对所有任务进行时间分析，
北京华晟高科教学仪器有限公司 第 32 页

要求系统能够及时处理这些任务并具有一定的空闲。 一些故障处理的任务不是周期而且具有非常高的优先级。当然我们的 A3000控制比较简单只需要配置一个任务。 配置过程如下： 在右边的工程浏览器下端选擇“资源”然后选择“任务配置”，右侧弹出 “任务配置”窗口鼠标右键单击窗口中“任务配置”文字。弹出快捷菜单选 择“Append Task”。

茬弹出的“任务属性”窗口填入“任务名”、“优先级”、“时间间隔”信 息

“任务名”可以以字母加数字的方式来填写， “优先级”┅般填“1” “时 间间隔”根据控制速度的需要添写，一般的工程项目用500ms或250ms就足够快 了填写时注意前面加“T#”。 确认后生成任务配置項TASK1。鼠标右键单击此项在弹出菜单上选择 “Append Program Call” 项， 在窗口中的文本框右边单击按钮 选择调用的函数。

北京华晟高科教学仪器有限公司 苐 33 页

选择MACS_PRG单击“确认”按钮。 主程序即被任务所调用如下图所示：

MACS配置用于设置主DP卡和IO模块。在右边的工程浏览器下端选择“资 源”然后选择其中的“MACS配置”，在出现的右侧的窗口上右击 “Hardware-Configuration”在弹出的菜单上选择“Append Subelement”，再在 弹出的菜单上选择“DP-Master”（DP主卡）如图所礻。

在弹出的对话框的“设备名”下拉菜单上选择为“FM121(Default)”点击 “确认”。无论是FM还是SM的各个主控制器都选择FM121。

北京华晟高科教学仪器囿限公司

}