MACS存在的问题 个人的一些看法 点击：3456 | 回复：32
发表于：2006-09-01 14:49:00
楼主
首先声明 本人仅仅是一个dcs用户 并不是一个控制系统的生产或者销售厂家！
以下内容仅代表个人观点：
1、MACS系统是和利时最新推出的DCS系统，目前并没有真正在现场经受考验。其在火电厂的使用可能只是该系统的雏形，或仅仅限于上位软件。而我公司的JX-300X系统已经有上百套的成功应用业绩。
2、MACS系统和早期的HS1000和HS2000系统指导思想大不相同，该系统的设计思想是基于“计算机+模块”的方式。采用普通PC计算机通过一种标准的通讯模式和各个IO模块连接，其形式类似于工控机连接研华模块，再加上一套监控软件。完全是一种系统集成的方式，其种种的固有缺陷是无法避免的。
3、MACS在内部采用两种总线，一种为Profibus-DP，另一种为CAN。事实上，MACS系统Profibus-DP总线采用的是VIPA公司的模块，以OEM方式获得。而CAN总线采用的是μCS的模块，而μCS模块是HS2000系统IO板的翻版，其性能很低，而μCS系统自推出以后并无取得一点成功；另外根据Profibus-DP的总线定义，其协议不支持冗余机制。VIPA的模块也没有提供Profibus-DP的冗余。因此，MACS系统的Profibus-DP总线是不冗余的总线，从其说明书结构图中也可看出。而采用μCS模块的CAN总线虽然可以冗余，但速率仅仅为1Mbps，其性能和HS2000的CAN总线完全相同。
4、μCS的模块在机柜内部采用的硬连接方式，微小的震动都会造成总线接插件的接触不良。并且，模块的底座在线很难更换。西屋公司的一套系统就因为采用这种结构，而没有被广泛的应用。
5、MACS系统采用集成拼凑的方式组成，无法保证各部分的兼容性。系统根本提不出总体的电磁兼容性指标。
6、MACS系统主机是一台标准的PC计算机，可能采用现成的“All-in-one”的计算机板，外加掉电保护的静态RAM板和通讯接口板。由于采用标准PC计算机，其软件需要从固态盘中调到动态RAM中运行，因此启动很慢并增加了硬件的复杂性，使软件运行变得不可靠。因为动态RAM很容易受到外界的干扰而发生数据突变，从而出现软件运行出错或死机。国外成功的DCS系统软件都是直接在ROM中运行，而ROM是固化不可修改的。JX-300X系统软件都在ROM中运行。
7、控制站主机采用Pentium II，技术上无法保证可靠性了。首先，Pentium II不是一块工业级的芯片；其次，该芯片在商用过程中还存在散热问题；再次，控制站的运算没必要使用如此高的功能（该芯片更适合图像等多媒体处理）。因此，采用Pentium II芯片是杀鸡用牛刀。由于芯片时钟速度快，会造成功耗大、电磁干扰大、整个系统都运行在极限状态，很容易造成了系统运行的不稳定。采用Pentium II完全不符合控制站主芯片的基本选型要求。一般情况下，控制站的主芯片应选择低功耗、低时钟速度、高效率的芯片。
8、MACS系统主机采用QNX实时操作系统。这种操作系统是一种采用分时方法的实时多任务的操作系统。对于一种普通的控制系统来说，这种操作系统是合适的，但对于冗余体系的DCS控制系统来说，这种系统就不适合了。因为，DCS系统是一种弱实时系统，各个软件功能模块的调用都有严格的顺序。如对一个PID算法必须在数据采集完成后进行。冗余系统的每一个软件功能块的运行必须经过严格的同步后才能进行，否则将会造成冗余切换时的干扰。这种同步对于QNX操作系统来说是很难做到的，因为QNX操作系统的分时机构将每一个软件功能块分成多个时段来运行，系统很难标定每个功能块的当前状态，何况一套DCS系统中有如此多的软件功能块。QNX操作系统要做到冗余同步只是在理论上有这个可能。JX-300X系统采用的是以任务顺序调度为基础的弱分时操作系统，是专门为冗余系统度身定做的。
9、MACS系统无论采用VIPA的模块，还是μCS的模块，都存在着冗余的问题。从其系统结构可以明显看出，模块之间除通讯总线连接外没有其他连接，这就意味着模块根本无法做到硬件切换，也就无法冗余。系统冗余切换的唯一途径是采用通讯方法实现软件切换，这种切换在故障发生时几乎是无效的，这种切换时间很长，无法做到无扰动切换。VIPA的模块根本未按照冗余的要求设计，其输入和输出不符合相容性要求，采用Profibus-DP的系统根本不可能冗余。而μCS的模块也仅仅个别模入和模出有冗余。
10、μCS模块的电气特性几乎照搬了HS2000的技术，因此，性能指标根本无法和JX-300比较。如大信号仅仅为0.1%，小信号仅仅为0.2%，模出仅仅为0.2%，多数模块通道间不隔离，且控制周期不可调。
11、软件系统采用Client/Server结构，但这种形式也不乏因为服务器的问题而导致全部网络瘫痪。其风险远远大于数据库为分布式的方式。MACS系统将现场控制层人为地分为两层：操作层和控制层。两层之间完全依赖服务器进行数据转发，一方面增加了系统的复杂性，另一方面产生了服务器瓶颈。类似这种结构在SCADA系统中应用较多，而在DCS系统中只会使系统变得更不可靠。JX-300X每一台操作站的功能都相当于服务器，数据采用对等同步技术，只要有一台操作站存在，系统还可以继续运行，其可靠性已经得到了充分的证实。
以上对比的是与300x的对比，300x本身缺陷也很多，因为时间关系只能先讲到这里。
舆论是自由的，但请不要开口骂，懂得控制系统的都是文化人，素质修养应该不错。
以下内容仅代表个人观点：
1、MACS系统是和利时最新推出的DCS系统，目前并没有真正在现场经受考验。其在火电厂的使用可能只是该系统的雏形，或仅仅限于上位软件。而我公司的JX-300X系统已经有上百套的成功应用业绩。
2、MACS系统和早期的HS1000和HS2000系统指导思想大不相同，该系统的设计思想是基于“计算机+模块”的方式。采用普通PC计算机通过一种标准的通讯模式和各个IO模块连接，其形式类似于工控机连接研华模块，再加上一套监控软件。完全是一种系统集成的方式，其种种的固有缺陷是无法避免的。
3、MACS在内部采用两种总线，一种为Profibus-DP，另一种为CAN。事实上，MACS系统Profibus-DP总线采用的是VIPA公司的模块，以OEM方式获得。而CAN总线采用的是μCS的模块，而μCS模块是HS2000系统IO板的翻版，其性能很低，而μCS系统自推出以后并无取得一点成功；另外根据Profibus-DP的总线定义，其协议不支持冗余机制。VIPA的模块也没有提供Profibus-DP的冗余。因此，MACS系统的Profibus-DP总线是不冗余的总线，从其说明书结构图中也可看出。而采用μCS模块的CAN总线虽然可以冗余，但速率仅仅为1Mbps，其性能和HS2000的CAN总线完全相同。
4、μCS的模块在机柜内部采用的硬连接方式，微小的震动都会造成总线接插件的接触不良。并且，模块的底座在线很难更换。西屋公司的一套系统就因为采用这种结构，而没有被广泛的应用。
5、MACS系统采用集成拼凑的方式组成，无法保证各部分的兼容性。系统根本提不出总体的电磁兼容性指标。
6、MACS系统主机是一台标准的PC计算机，可能采用现成的“All-in-one”的计算机板，外加掉电保护的静态RAM板和通讯接口板。由于采用标准PC计算机，其软件需要从固态盘中调到动态RAM中运行，因此启动很慢并增加了硬件的复杂性，使软件运行变得不可靠。因为动态RAM很容易受到外界的干扰而发生数据突变，从而出现软件运行出错或死机。国外成功的DCS系统软件都是直接在ROM中运行，而ROM是固化不可修改的。JX-300X系统软件都在ROM中运行。
7、控制站主机采用Pentium II，技术上无法保证可靠性了。首先，Pentium II不是一块工业级的芯片；其次，该芯片在商用过程中还存在散热问题；再次，控制站的运算没必要使用如此高的功能（该芯片更适合图像等多媒体处理）。因此，采用Pentium II芯片是杀鸡用牛刀。由于芯片时钟速度快，会造成功耗大、电磁干扰大、整个系统都运行在极限状态，很容易造成了系统运行的不稳定。采用Pentium II完全不符合控制站主芯片的基本选型要求。一般情况下，控制站的主芯片应选择低功耗、低时钟速度、高效率的芯片。
8、MACS系统主机采用QNX实时操作系统。这种操作系统是一种采用分时方法的实时多任务的操作系统。对于一种普通的控制系统来说，这种操作系统是合适的，但对于冗余体系的DCS控制系统来说，这种系统就不适合了。因为，DCS系统是一种弱实时系统，各个软件功能模块的调用都有严格的顺序。如对一个PID算法必须在数据采集完成后进行。冗余系统的每一个软件功能块的运行必须经过严格的同步后才能进行，否则将会造成冗余切换时的干扰。这种同步对于QNX操作系统来说是很难做到的，因为QNX操作系统的分时机构将每一个软件功能块分成多个时段来运行，系统很难标定每个功能块的当前状态，何况一套DCS系统中有如此多的软件功能块。QNX操作系统要做到冗余同步只是在理论上有这个可能。JX-300X系统采用的是以任务顺序调度为基础的弱分时操作系统，是专门为冗余系统度身定做的。
9、MACS系统无论采用VIPA的模块，还是μCS的模块，都存在着冗余的问题。从其系统结构可以明显看出，模块之间除通讯总线连接外没有其他连接，这就意味着模块根本无法做到硬件切换，也就无法冗余。系统冗余切换的唯一途径是采用通讯方法实现软件切换，这种切换在故障发生时几乎是无效的，这种切换时间很长，无法做到无扰动切换。VIPA的模块根本未按照冗余的要求设计，其输入和输出不符合相容性要求，采用Profibus-DP的系统根本不可能冗余。而μCS的模块也仅仅个别模入和模出有冗余。
10、μCS模块的电气特性几乎照搬了HS2000的技术，因此，性能指标根本无法和JX-300比较。如大信号仅仅为0.1%，小信号仅仅为0.2%，模出仅仅为0.2%，多数模块通道间不隔离，且控制周期不可调。
11、软件系统采用Client/Server结构，但这种形式也不乏因为服务器的问题而导致全部网络瘫痪。其风险远远大于数据库为分布式的方式。MACS系统将现场控制层人为地分为两层：操作层和控制层。两层之间完全依赖服务器进行数据转发，一方面增加了系统的复杂性，另一方面产生了服务器瓶颈。类似这种结构在SCADA系统中应用较多，而在DCS系统中只会使系统变得更不可靠。JX-300X每一台操作站的功能都相当于服务器，数据采用对等同步技术，只要有一台操作站存在，系统还可以继续运行，其可靠性已经得到了充分的证实。
以上对比的是与300x的对比，300x本身缺陷也很多，因为时间关系只能先讲到这里。
舆论是自由的，但请不要开口骂，懂得控制系统的都是文化人，素质修养应该不错。
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