MACS控制系统是基于现场控制层的DCS产品。该系统是一套全能综合集成化的信息系统,广泛应用于工业企业的流程控制中。它遵从相关的标准及规范进行设计,采用先进的现场总线技术,即可使用安全可靠的FM/SM系列硬件模块用于现场数据的采集,又可方便的与远程I/O、CAN、PROFIBUS等多种现场总线设备或模块连接。实施高效的冗余控制器,能够快速准确地完成I/O信号处理、逻辑控制和顺序控制等功能。本文论述了MACS系统的体系结构、软硬件配置以及主控制器的基本组成和工作原理,在此基础上,重点对MACS系统的现场控制层软件的设计和实现进行了研究。现场控制层是整个控制系统的核心,系统的主要控制功能由它来完成,系统的性能、可靠性等重要指标也靠它来保证。现场控制层软件包括实时控制软件和DP通讯主站软件两部分。实时控制软件特指运行于控制器中的软件,包括通讯模块、冗余模块、掉电保护模块及故障诊断模块的设计。通讯模块是指控制器与工程师站、DP主站之间的通讯。控制器与工程师站采用TCP/IP方式通讯,与DP主站采用双RAM协议进行通讯；冗余模块是指控制器及网络的双冗余结构。掉电保护是将需要保存的数据周期性写入SRAM中,在系统掉电后可以长期保持；故障诊断是对控制器及设备的故障进行诊断并上报。现场总线是现场设备与控制器之间通讯的桥梁。本文采用PROFIBUS-DP现场总线,该总线可以将I/O模块分散到现场中,实现了彻底的分散控制。同时DP主站具有通信能力,能够与主控制器建立通信,保证了系统的集中管理。在DP通讯主站软件设计中,提出三种软件设计方案：专用ASIC芯片外加扩展固化程序,软PROFIBUS-DP主站及嵌入式模块主站,通过对三种方案优缺点的比较,选用第二种方案进行设计。该方案由软件来完全实现DP协议栈,软件结构上采取核心状态机和辅助处理函数,根据通讯主站的工作状态,将状态机分为四个状态群：离线状态,随机通讯,周期及非周期通讯状态,并对每一种状态进行详细设计,实现了DP主站与控制器及设备之间的通讯。本文设计并实现了控制器系统软件的基本功能。控制器不仅能够与上位机及DP主站正常通讯,而且具有冗余、掉电保护、模块故障诊断等功能,有效地提高了控制器的各项性能指标。