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HONEYWELL EXPERION PKS在制漿造紙行業(yè)的應(yīng)用
August 8, 2013
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HONEYWELL EXPERION PKS在制漿造紙行業(yè)的應(yīng)用

李媛  劉磊  郭合芳
亞太森博漿紙有限公司

【摘 要】：二期100萬(wàn)噸項(xiàng)目的上線，使對(duì)控制系統(tǒng)的有了更高要求，本公司通過(guò)有效利用Honeywell 產(chǎn)品搭建完整控制系統(tǒng)得到解決方案，達(dá)到裝置更安全可靠運(yùn)行，為制漿造紙行業(yè)進(jìn)行過(guò)程控制提供參考。

【abstract】：With the startup of PL12 new project in APRIL SSYMB, more sophisticated demands have been taken into consideration. By this paper, we will introduce a complete set of Honeywell production in our mill, which results in excellent functions in the process control system. Wish it could provide any help to related industries with Honeywell production.

【關(guān)鍵詞】：過(guò)程自動(dòng)化系統(tǒng)  應(yīng)用策略  EPKS        PHD  DSA

【Keywords】：Process  Control  System  Control Strategy  EPKS        PHD  DSA

制漿造紙行業(yè)工藝規(guī)程復(fù)雜、多樣,對(duì)系統(tǒng)和設(shè)備都有著較高的要求,尤其對(duì)系統(tǒng)來(lái)說(shuō),其可靠的穩(wěn)定性和較高的靈活性是保證生產(chǎn)工藝順利進(jìn)行的前提，在森博一期30萬(wàn)噸項(xiàng)目中，我們采用了HONEYWELL TPS開放型分布過(guò)程控制系統(tǒng)，其完善的診斷，組態(tài)工具，模塊化的軟硬件結(jié)構(gòu)，*了系統(tǒng)的連續(xù)性和穩(wěn)定性要求。在二期擴(kuò)建的100萬(wàn)噸漿項(xiàng)目中，我們?cè)俅尾捎肏ONEYWELL 新一代控制系統(tǒng)PKS ，到目前為止，我公司的木片輸送，給水及污水處理已進(jìn)行了應(yīng)用和實(shí)踐，下面將逐一介紹新一代控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、布局和控制方案。

EPKS硬件組成及結(jié)構(gòu)
EXPERION PKS 過(guò)程控制系統(tǒng)是HONEYWELL一代過(guò)程自動(dòng)化系統(tǒng)，它的功能高于一般的集成控制系統(tǒng)，其中嵌入式?jīng)Q策支持和診斷技術(shù)，為決策者提供了所需信息，其安全組件使安全環(huán)境獨(dú)立于主控系統(tǒng)，也提高了系統(tǒng)整體的安全穩(wěn)定

 

圖1.1經(jīng)典EPKS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

在每套PKS系統(tǒng)中，服務(wù)器都可以選擇冗余配置，有效存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)信息，基于操作站有多種類型可以選擇，zui多可以連接40個(gè)FLEX,10個(gè)CONSOLE, 3個(gè)CONSOLE EXTENSION，而FTE容錯(cuò)以太網(wǎng)提供了HONEYWELL的四路冗余通訊技術(shù)，可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊接口卡與C300，操作站，服務(wù)器，第三方設(shè)備及其它PC連接，避免了因單點(diǎn)故障而引起的系統(tǒng)癱瘓，大大提高了系統(tǒng)性能。

       1.1部分硬件結(jié)構(gòu)及功能

C300控制器 C300分散過(guò)程控制器的設(shè)計(jì)師采用新穎的立式設(shè)計(jì)，有效節(jié)省了空間。它包括控制器硬件和控制軟件CEE，支持組態(tài)，下載，以及各功能模塊的執(zhí)行。每套控制器zui多支持64個(gè)IO Units，每個(gè)控制器有兩個(gè)IOLINKS接口，可以連接C系列IO卡件或PMIO卡件，還可以連接多至8個(gè)FTEB接口卡與PLC通訊。

C300輸入輸出端子板 為C300控制器提供連接點(diǎn)和所有電纜終端連接口（如FTE，IOLINKS，冗余，電池等），為控制器提供24V直流電源。

I/O卡件  模擬量輸入輸出卡都有16位模擬量通道，支持冗余，支持HART協(xié)議通訊，有4個(gè)可以配置的調(diào)制解調(diào)器來(lái) 處理HART協(xié)議信號(hào)，50m掃描速率。數(shù)字輸入卡有32位數(shù)字量通道，兩種模件類型分為24V直流輸入和100V/120V/125V/240V交流輸入兩種，支持冗余。輸出卡32位輸出，分為觸點(diǎn)輸出和繼電器輸出，支持?jǐn)U展。

 



圖1.2卡件結(jié)構(gòu)圖

防火墻模塊及FTE容錯(cuò)以太網(wǎng)絡(luò) 防火墻模塊支持C系列產(chǎn)品，為C和現(xiàn)場(chǎng)接口模塊提供9口FTE分布。C300及C系列現(xiàn)場(chǎng)端口模塊都必須與防火墻連接。防火墻與L1或L2開關(guān)之間采用光纜或STP連接。它采用24V直流供電，支持冗余及運(yùn)行自診斷，但是與其他防火墻之間只可并接不可串接。當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，指示燈顯示。防火墻輸入輸出端子板可連接控制器，C系列現(xiàn)場(chǎng)接口模塊及FTEB 。

FTE由多路選擇邏輯單網(wǎng)的組網(wǎng)方式代替了雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了多路由選擇，*路徑選擇和交換機(jī)快速切換。它包括冗余的交換機(jī)和電纜，需要兩個(gè)防火墻的支持，一個(gè)支持FTEA，另外一個(gè)支持FTEB。FTE節(jié)點(diǎn)間有 4條路徑，與普通以太網(wǎng)有兩條路徑。

 



圖1.3 系統(tǒng)FTE結(jié)構(gòu)圖

FIM  總線接口卡支持冗余， 支持4條H1總線（每條可接16臺(tái)設(shè)備），它不占控制器負(fù)荷，可獨(dú)立運(yùn)行，但當(dāng)控制需要時(shí)可與控制器連接，一個(gè)控制器可支持15個(gè)FIM，當(dāng)控制器故障對(duì)其不影響。

電源供電系統(tǒng) 提供三種選擇：不冗余無(wú)后備電池，冗余無(wú)后備電池，冗余有后備電池?？商峁┈F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備電源和現(xiàn)場(chǎng)總線電源，提供C控制器內(nèi)RAM的備份電池電源提供24V直流，20Amp電源給所有模件，冗余電池電量可操作控制器及I/O卡件30 分鐘 。

模塊間的連接

C系列卡件及PM收集現(xiàn)場(chǎng)信息通過(guò)控制器上IOTA的IOLINK送達(dá)控制器，控制器進(jìn)行判斷，執(zhí)行，控制器及總線接口模塊FIM通過(guò)FTE連接至防火墻，防火墻通過(guò)L1/L2 開關(guān)將信息向上級(jí)網(wǎng)絡(luò)發(fā)布。

 

圖1.4 系統(tǒng)硬件連接圖

1.3我公司二期工程的硬件結(jié)構(gòu)及工藝組成

我公司100萬(wàn)噸漿項(xiàng)目規(guī)模浩大，總項(xiàng)目I/O點(diǎn)數(shù)達(dá)1萬(wàn)多個(gè)，Profibus I/O點(diǎn)數(shù)達(dá)2萬(wàn)多個(gè)，原本的結(jié)構(gòu)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上產(chǎn)量的要求?，F(xiàn)在將原來(lái)的生產(chǎn)車間進(jìn)行擴(kuò)充，將原來(lái)的制漿車間與化學(xué)品車間分開，堿回收車間與動(dòng)力車間分開，進(jìn)行獨(dú)立控制又相互通訊連接，更高的實(shí)現(xiàn)了集成化，提高了生產(chǎn)效率。

*套PKS應(yīng)用于制漿車間和化學(xué)品車間。制漿車間主要職能是將采購(gòu)來(lái)的木片經(jīng)過(guò)篩選，蒸煮，洗漿，漂白等工段，生產(chǎn)出合格的漂白化學(xué)漿，化學(xué)品車間利用外購(gòu)精鹽水、液態(tài)二氧化硫生產(chǎn)二氧化氯水溶液和二氧化硫水溶液，供硫酸鹽木漿漂白使用。該系統(tǒng)包括漿線，化學(xué)品等。其中化學(xué)品4臺(tái)CE,4臺(tái)C, 木片處理2臺(tái)C，用LEVEL 2 FTE LAN1連接。



圖1.5 制漿化學(xué)品車間部分EPKS結(jié)構(gòu)圖

第二套用于漿板車間。漿板車間將制漿車間來(lái)的漿，經(jīng)過(guò)壓力篩過(guò)濾掉殘?jiān)笕肓鳚{箱，隨后三重壓榨后成型。

第三套用于堿回收車間。堿回收車間把制漿來(lái)的稀黑液經(jīng)蒸發(fā)工段變成濃黑液，并生成二次蒸汽。濃黑液經(jīng)堿爐燃燒產(chǎn)生熔融物，再回收利用，并處理制漿過(guò)程中所產(chǎn)生的污染氣體。該車間包括蒸發(fā)一臺(tái)CE，兩臺(tái)C，苛化，堿爐和石灰窯分別都是一臺(tái)C，兩臺(tái)CE，通過(guò)LEVEL 2 FTE LAN2 連接。

 

圖1.6 堿回收車間部分EPKS結(jié)構(gòu)圖

第四套用于動(dòng)力車間。動(dòng)力車間主要是為全公司生產(chǎn)提供電力及蒸汽。系統(tǒng)包括鍋爐，汽輪機(jī)，化水和污水處理。除污水是有一臺(tái)CE外，其余均為一臺(tái)CE和一臺(tái)C，用LEVEL 2 FTE LAN3連接。



圖1.7 動(dòng)力車間部分EPKS結(jié)構(gòu)圖

此外，我公司二期系統(tǒng)還特設(shè)虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)，包括一臺(tái)教師用PC機(jī)和兩臺(tái)學(xué)生用PC機(jī)，由以太網(wǎng)與DCS虛擬服務(wù)器連接。同時(shí)安裝了硬件C300系列訓(xùn)練系統(tǒng)，同樣連接到以太網(wǎng)絡(luò)，與PC機(jī)配合，可提高新進(jìn)人員的組態(tài)與編程能力，同時(shí)避免了真機(jī)操作可能引起的誤操作，對(duì)生產(chǎn)造成影響。



圖1.8 模擬訓(xùn)練控制室部分EPKS結(jié)構(gòu)圖

1.4 PKS系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)總結(jié)

由以上介紹可以看出，EPKS比先前我們所使用的TPA開放性分布式控制系統(tǒng)，功能更強(qiáng)大，模塊間利用容錯(cuò)一臺(tái)網(wǎng)通訊，可靠性更高，更穩(wěn)定，它的模塊集中式設(shè)計(jì)，更易于系統(tǒng)安裝和維護(hù)，有利于公司控制策略的制定和方案的解決。

2.EPKS控制策略的組態(tài)及功能

PKS所用的組態(tài)工作室軟件為Configuration Studio，是一種單一化，集成化的全新系統(tǒng)組態(tài)環(huán)境，避免了組態(tài)工作的混亂從而改進(jìn)了組態(tài)效率。它將所需要的組態(tài)工具集成在組態(tài)工具室中，可以在一地對(duì)所有服務(wù)器進(jìn)行組態(tài)工作。

2.1 Control builder 設(shè)計(jì)控制策略，生成控制策略的文檔，提供功能塊的算法庫(kù)，可實(shí)現(xiàn)所有邏輯、順序、串級(jí)控制，支持批量設(shè)計(jì)并可以在線監(jiān)控，改變控制參數(shù)。此外，它支持遠(yuǎn)程訪問(wèn)，而多個(gè)用戶也可在不同工作站上同時(shí)組態(tài)，增強(qiáng)了靈活性和工程的生產(chǎn)力。

首先，在程序中啟動(dòng)Configuration Studio。



然后選擇服務(wù)器后點(diǎn)擊連接，輸入用戶名和密碼，同時(shí)選擇域。



選擇Control Strategy,過(guò)程控制策略，就進(jìn)入了Control builder界面。



在Control builder界面下，我們進(jìn)行組態(tài)。主要順序?yàn)镃300控制器，CEE，IOLINK（包括C系列及PMIO），之后進(jìn)行IOM的組態(tài)及分配，再統(tǒng)一進(jìn)行下載，激活。下面就各個(gè)組態(tài)過(guò)程做一些簡(jiǎn)單介紹。

C300 控制器硬件，CEE及C系列I/O卡件組態(tài)

首先從下拉菜單中選擇添加控制器，之后輸入細(xì)節(jié)信息，如控制器名稱，設(shè)備索引地址，是否選擇冗余結(jié)構(gòu)等信息，此處不再一一贅述。



同樣的步驟，我們組態(tài)CEE。



對(duì)IOLINK來(lái)說(shuō)，zui重要的是類型的選擇，有PMIO及C系列IO可選。

按下面步驟建立IO，可改變模塊的名稱及其它一些屬性，然后進(jìn)行分配到CEE中。



  分配過(guò)程如下：



幾種控制模塊的設(shè)計(jì)和舉例。（PID、SCM、CASCADE）

EPKS提供了多種功能塊，能完成幾乎所有控制要求，如電磁閥控制，變頻電機(jī)的控制，PID控制，接近開關(guān)控制等。而且其增強(qiáng)的功能及所提供的摸板塊，使在新程序組態(tài)時(shí)減少大量重復(fù)性的工作，工作量相對(duì)減少。現(xiàn)以SCM為例，介紹一些功能。

SCM可以控制生產(chǎn)過(guò)程按一定的步驟順序執(zhí)行，以完成生產(chǎn)更高一層的自動(dòng)化，智能化，如鍋爐的啟動(dòng)過(guò)程，過(guò)濾機(jī)的水洗過(guò)程等等。它主要包括句何時(shí)執(zhí)行該條件的條件塊，步驟的執(zhí)行塊及跳轉(zhuǎn)塊等。需要注意的是條件塊和執(zhí)行塊需要交替進(jìn)行，不允許兩個(gè)條件塊直接連接，而步驟塊在R300中是允許直接連接的。在該塊中可以對(duì)執(zhí)行的時(shí)間進(jìn)行設(shè)置，氛圍zui小等待時(shí)間及zui長(zhǎng)執(zhí)行時(shí)間，后者用來(lái)表示在STEP塊報(bào)警生成前，該塊可以執(zhí)行的zui長(zhǎng)周期。

下面是SCM的一個(gè)例子：



我們對(duì)每個(gè)條件可以設(shè)置zui多10種情況，對(duì)每個(gè)條件用邏輯門進(jìn)行連接。STEP塊用來(lái)執(zhí)行和輸出命令來(lái)控制功能塊，我們對(duì)每個(gè)STEP塊可以zui多定義16個(gè)輸出命令。

SCM執(zhí)行圖中我們可以通過(guò)它的各個(gè)模塊的顏色來(lái)讀出它的狀態(tài)，例如，綠色表示該塊已經(jīng)執(zhí)行輸出，藍(lán)色表示條件或者步驟已經(jīng)完成，黃色表示設(shè)定范圍超越，紅色代表通訊失敗。



SCM具有分支和回路功能，支持并行執(zhí)行，此外，遇到特殊情況下而執(zhí)行的條件和步驟執(zhí)行塊被稱做特殊處理塊。一個(gè)順序控制模塊可以有多個(gè)這樣的模塊，但是在任何時(shí)刻，只有一個(gè)是可能被執(zhí)行的，他們的優(yōu)先級(jí)依次為ABORT，STOP，HOLD，RESTART，INTERRUPT，CHECK，MAIN。



3.EPKS系統(tǒng)服務(wù)器的部分組態(tài)及功能

3.1 Quick builder 主要作用是用來(lái)組態(tài)flex和打印機(jī)，還有對(duì)第三方SCADA進(jìn)行組態(tài)。

ES-F和打印機(jī)的組態(tài)

Flex操作站有兩種模式，Static和rotary。在server下點(diǎn)擊stations and consoles，選擇configure flex stations，點(diǎn)擊進(jìn)入，選擇你想要組態(tài)的操作站類型。其中，在界面上你可以選擇安全模式，操作站模式或者是操作員模式。前者只能對(duì)其進(jìn)行zui低的設(shè)置，而基于操作員權(quán)限的享有view only,ack only,oper,supv,engr,mngr五級(jí)方式。

對(duì)打印機(jī)的組態(tài)有著類似的程式。Server下選擇打印機(jī)，點(diǎn)擊進(jìn)入，新建，并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的配置。



3.2組態(tài)及對(duì)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)制。

可以使用兩種方式進(jìn)行組態(tài)，*種是用Quick builder本身，第二種使用EXCEL表格。

在QUICK BUILDER中點(diǎn)擊Point，建立點(diǎn)，更改信息，并選中。在同畫面的菜單欄中，選擇編輯，并在編輯的下拉菜單中選擇復(fù)制點(diǎn)。在復(fù)制菜單內(nèi)填入所需復(fù)制點(diǎn)數(shù)及其他信息，在summary欄下確認(rèn)信息，點(diǎn)擊ok完成。



使用excel進(jìn)行加點(diǎn)時(shí)，首先將點(diǎn)進(jìn)行復(fù)制，然后打開excel插件，將點(diǎn)復(fù)制到表格中，個(gè)數(shù)可按要求任意選擇，再對(duì)共有及特殊參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。



此外，Quick builder支持下載，我們可以對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行下載并可以對(duì)點(diǎn)檢查，將程序及服務(wù)器中已經(jīng)刪除至回收站的點(diǎn)進(jìn)行清空，還可以改變觀看模式。

4.HMIWeb Display Builder  利用HMIWeb Display全面集成化的強(qiáng)大功能，我們可以在PKS系統(tǒng)上創(chuàng)建用戶畫面，并且生成in.htm格式的文件，使用戶可以在操作站，甚至是使用服務(wù)器在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行連接，查看。 系統(tǒng)提供了豐富的圖形庫(kù)協(xié)助用戶更好更快的進(jìn)行設(shè)計(jì)，此外，它還支持用戶創(chuàng)建特殊符號(hào)，并可以使用腳本程序VBS，進(jìn)行文本編輯，增強(qiáng)了畫面的功能，ActiveX組件更使音頻文件得以調(diào)用。

畫面展示分為四個(gè)級(jí)別，一級(jí)為過(guò)程控制區(qū)域的總畫面，提供了某個(gè)過(guò)程的整體畫面，展現(xiàn)了整個(gè)過(guò)程的各個(gè)部分，設(shè)備及流程。二級(jí)顯示主要操作畫面，允許操作員進(jìn)行基本控制任務(wù)。三級(jí)提供了更多的控制信息及有關(guān)細(xì)節(jié)，其中包括許多一二級(jí)未曾展現(xiàn)的額外信息。四級(jí)提供更多支持信息，如啟動(dòng)和關(guān)機(jī)過(guò)程，回路調(diào)節(jié)顯示等等以輔助操作及生成報(bào)告。

 

圖4.1 HMIWeb Display Builder分層結(jié)構(gòu)圖

EPKS提供了三種方法啟動(dòng)HMIWeb Display Builder，我們常用的是從程序里啟動(dòng)EPKS，選中server,然后對(duì)其進(jìn)行開啟。打開新建就可以直接創(chuàng)建一個(gè)新的Display畫面，根據(jù)需要可以添加不同部分的組建，并進(jìn)行設(shè)定。由于新的畫圖工具跟TPA系統(tǒng)還是大部分相似，這里就不再一一介紹了。所要注意的是當(dāng)在引用原組件的功能建立新的組件時(shí)，應(yīng)將其重新命名，防止原性能缺失。

效果圖如下：



5.Enterprise Model Builder

Enterprise Model是一種可以被工程師，操作員以及管理者用來(lái)塑造及監(jiān)控工廠及工藝過(guò)程的框架 ，包括資產(chǎn)模型和報(bào)警組兩種模型。它打破了傳統(tǒng)的平面結(jié)構(gòu)，以樹形結(jié)構(gòu)代替，有單獨(dú)的離線數(shù)據(jù)庫(kù)（EMDB）被下載至相應(yīng)的服務(wù)器中 。企業(yè)模塊包括三個(gè)服務(wù)器，用Configure studio來(lái)對(duì)其各個(gè)組成部分進(jìn)行定義和組態(tài)。企業(yè)模型數(shù)據(jù)庫(kù)寄附于服務(wù)器，服務(wù)器作為主機(jī)存在。結(jié)構(gòu)圖如下：

圖5.1 Enterprise Model Builder數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖



5.1ASSET組態(tài)

資產(chǎn)模型時(shí)代表企業(yè)具體模塊的數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)體，例如，我們公司將生產(chǎn)線分為紙板，制漿，堿回收，動(dòng)力等等。而每個(gè)分部中有分不同的部門，如下圖所示：



圖5.2 ASSET實(shí)體分布圖

在分配過(guò)程中，我們可以給不同級(jí)別的操作者設(shè)置不同的權(quán)限，需要注意的是在EMDB中zui多允許的資產(chǎn)模型數(shù)位4000個(gè)，而在實(shí)際系統(tǒng)中是1000。允許十級(jí)asset。資產(chǎn)模塊中子級(jí)模塊可以分配也可以暫不分配，而總級(jí)是被直接缺省設(shè)置分配。每個(gè)模塊都有自己*的tag名及在服務(wù)器特別路徑

5.2Alarms Groups報(bào)警組組態(tài)

報(bào)警組對(duì)一組資產(chǎn)模式或數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控，每一個(gè)報(bào)警組又可以當(dāng)作系統(tǒng)中的一個(gè)點(diǎn)，例如，所有與壓力有關(guān)的點(diǎn)可以被統(tǒng)一起來(lái)，合成一個(gè)組放在壓力報(bào)警組這一個(gè)組下。在總菜單下，系統(tǒng)任務(wù)中選中對(duì)組進(jìn)行組態(tài)。給組起一個(gè)特殊的名字，zui多不超過(guò)40個(gè)字節(jié)。建立成功后點(diǎn)擊進(jìn)入，可對(duì)其實(shí)體名稱進(jìn)行編輯，并與SOR的資產(chǎn)模塊進(jìn)行。zui后選擇要所要建立的報(bào)警組的個(gè)數(shù)，確定。若對(duì)該BLOCK有其他需要解釋說(shuō)明的部分，可在Identification中進(jìn)行標(biāo)注，zui后進(jìn)行下載，使用。其創(chuàng)建信息可在Identification直接顯示。

完成后的報(bào)警組展示：



6.PHD系統(tǒng)及應(yīng)用

PHD是過(guò)程歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，PHD服務(wù)器可以同時(shí)從來(lái)自所有EXPERION SERVER的zui多100，000個(gè)TAG中收集歷史數(shù)據(jù)，具有比EXPERION 更強(qiáng)大的存儲(chǔ)機(jī)制，可以對(duì)長(zhǎng)期歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，用戶可以通過(guò)客戶端隨時(shí)對(duì)全廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢。



圖6.1PHD 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

EXPERION SERVER收集現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)端口送到RDI服務(wù)器，再由它送到PHD 服務(wù)器。PHD服務(wù)器接受實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)后，生成ARCHIVE文件，歷史數(shù)據(jù)以該文件的形式存儲(chǔ)，可以用PHD軟件進(jìn)行查詢。UNIFORMANCE用來(lái)對(duì)所有的點(diǎn)進(jìn)行組態(tài)和系統(tǒng)配置，將PHD和EXPERION進(jìn)行數(shù)據(jù)聯(lián)結(jié)后，在EXPRION系統(tǒng)中的點(diǎn)參數(shù)會(huì)自動(dòng)作為TAG被添加到PHD中，而當(dāng)該點(diǎn)從EXPERION系統(tǒng)中被刪除后，PHD也就停止對(duì)該點(diǎn)歷史數(shù)據(jù)的收集，盡管該點(diǎn)并未從數(shù)據(jù)庫(kù)中刪除。EXPERION中的一個(gè)獨(dú)立點(diǎn)若有多個(gè)參數(shù)需要被采集，分析，則PHD也應(yīng)對(duì)應(yīng)添加多個(gè)TAG，如同一對(duì)象的壓力，流量，液位等等。此外，PHD還支持以RDI為單位進(jìn)行批量建點(diǎn)及按照屬性相似的點(diǎn)進(jìn)行類似復(fù)制，這樣大大提高了點(diǎn)組態(tài)的效率。zui終，對(duì)于點(diǎn)的趨勢(shì)走向可以通過(guò)PROCESS TREND 進(jìn)行顯示，更利于分析設(shè)備動(dòng)態(tài)，發(fā)現(xiàn)故障，對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行提供了保障。

 

圖6.2 PHD－CMD軟件操作工具

7．Distributed System Architecture

操作站只能連接到一臺(tái)服務(wù)器上，但是有時(shí)操作站需要從另一臺(tái)服務(wù)器上讀取數(shù)據(jù)并進(jìn)行顯示甚至操作。DSA結(jié)構(gòu)支持冗余網(wǎng)絡(luò)及服務(wù)器，使這些成為可能，使多臺(tái)PKS服務(wù)器共享數(shù)據(jù)，信息，歷史數(shù)值及報(bào)警而不用對(duì)非本地服務(wù)器的點(diǎn)進(jìn)行復(fù)制。



圖7.1 DSA 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

當(dāng)讀到一個(gè)遠(yuǎn)程點(diǎn)時(shí)，本地服務(wù)器將向系統(tǒng)查詢?cè)擖c(diǎn)的來(lái)源路徑及所歸屬的服務(wù)器名稱，得到確認(rèn)后，本地服務(wù)器在本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)參考緩存，用來(lái)存放這些“緩存點(diǎn)”。需要注意的是，點(diǎn)的ID在任何一臺(tái)服務(wù)器中都應(yīng)該是*的，每個(gè)點(diǎn)的全名應(yīng)該不同。但是在不同服務(wù)器中，點(diǎn)的ID可以相同。對(duì)所有共享的點(diǎn)都要在DSA服務(wù)器中進(jìn)行資產(chǎn)模式組態(tài)。特別注意組態(tài)DSA時(shí)，其所連接的服務(wù)器的mngr用戶密碼必須相同。

8.我公司系統(tǒng)應(yīng)用策略及解決方案。

根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求及二期工程計(jì)劃，我們首先給水系統(tǒng)，污水系統(tǒng)和制漿車間的木片備料進(jìn)行了EPKS應(yīng)用和實(shí)施。首*行了硬件配置，確定了I/O卡件并分配好其相關(guān)點(diǎn)通道。利用組態(tài)工具Control builder，建立控制器 ，定義IOM，并根據(jù)幾個(gè)工段的不同的生產(chǎn)特點(diǎn)建立CM，并將I/O Channel進(jìn)行分配，下載，聯(lián)機(jī)調(diào)試。

過(guò)程總結(jié)：

1．重要的控制器模塊都設(shè)置了冗余結(jié)構(gòu)，重要信號(hào)由不同的輸入模件構(gòu)成，使模件故障時(shí)不會(huì)導(dǎo)致機(jī)組跳閘，而DCS控制站故障時(shí)又可以保障安全停機(jī)。對(duì)重要參數(shù)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，根據(jù)程序設(shè)定的算法進(jìn)行自動(dòng)選擇，若變送器測(cè)得數(shù)值與給定超出范圍，即進(jìn)行報(bào)警，手自動(dòng)切換。如在給水程序上，給水系統(tǒng)對(duì)汽包液位有著至關(guān)重要的作用，我們?cè)O(shè)定了特殊的連鎖保護(hù)，可將控制方式從一種自動(dòng)方式切換到另一種，以保證鍋爐安全運(yùn)行。此外，在任何一種運(yùn)行方式的切換中，都要保證是平滑的切換，不會(huì)引起對(duì)過(guò)程控制的擾動(dòng)，無(wú)論是手動(dòng)人為切換還是串級(jí)控制或是其他連鎖控制自動(dòng)進(jìn)行。在調(diào)試中發(fā)現(xiàn)，有時(shí)因?yàn)楣ぷ魅藛T疏忽，回路常常顯示INIT狀態(tài)，歸查原因，發(fā)現(xiàn)通常是輸出接口通訊失敗及AOCH未激活導(dǎo)致。為降低控制人員的失誤，我們對(duì)個(gè)別PID回路用特殊回路PL對(duì)其進(jìn)行代替，使錯(cuò)誤率明顯降低，此外此算法減少了閥門磨損，對(duì)系統(tǒng)維護(hù)有較大幫助 。

2．對(duì)模塊的執(zhí)行周期應(yīng)該有合適的限制。因給水管道較多，各閥門之間必然有相應(yīng)的連鎖，所謂先開先關(guān)的問(wèn)題，我們?cè)谖鬯幚淼膯?wèn)題上采用了順序控制的SCM模塊，使供水達(dá)到平衡。這是一個(gè)需要快速處理的順序控制回路，所以我們?cè)O(shè)定的處理時(shí)間分別為100ms和40ms執(zhí)行，因情況而異。不能正常順序執(zhí)行，可在程序中強(qiáng)制設(shè)置，使其運(yùn)行。可以用以下方法嘗試處理:中止handler的激活條件，如果已經(jīng)進(jìn)行了組態(tài)可將它停下來(lái)，或?qū)⑵溥M(jìn)行保持。

3.分別進(jìn)行控制系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)調(diào)試，包括組態(tài)軟件檢查，功能測(cè)試，模擬試驗(yàn)及聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)，并對(duì)連鎖保護(hù)動(dòng)作進(jìn)行模擬試驗(yàn)和接口檢查等等。

因?yàn)橄到y(tǒng)還沒(méi)有大規(guī)模整套啟動(dòng)，只能部分進(jìn)行微調(diào)，我們先是對(duì)系統(tǒng)軟件進(jìn)行了檢查和靜態(tài)測(cè)試，如給水污水流量信號(hào)的參數(shù)補(bǔ)償，如溫度補(bǔ)償及壓力補(bǔ)償?shù)鹊?，?bào)警上下限的校查和量程設(shè)置，及各個(gè)功能控制塊的參數(shù)設(shè)計(jì)，邏輯關(guān)系的檢查和實(shí)驗(yàn)，控制界面的權(quán)限的設(shè)置和畫面的檢查。其次對(duì)輸入輸出點(diǎn)與相關(guān)外部系統(tǒng)進(jìn)行了檢查，如變送器的量程的調(diào)節(jié)，核對(duì)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作用范圍及開關(guān)度等及控制連接圖、系統(tǒng)組態(tài)圖，連鎖動(dòng)作關(guān)系，都達(dá)到了比較理想的效果。

9.全系統(tǒng)總結(jié)及展望

DCS系統(tǒng)是全場(chǎng)控制的中心，它的可靠和穩(wěn)定性直接影響著全場(chǎng)的生產(chǎn)及安全。EPKS系統(tǒng)不僅將全場(chǎng)控制高度集中化，*了利于系統(tǒng)硬軟件的日常維護(hù)及項(xiàng)目擴(kuò)建而進(jìn)行的組態(tài)，而且其強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)使系統(tǒng)可以與其他如AB PLC ,HIMA安全PLC進(jìn)行通訊，保證了生產(chǎn)工藝更加完善，安全的進(jìn)行。DCS系統(tǒng)調(diào)試是一個(gè)涉及安裝、生產(chǎn)工藝、設(shè)計(jì)、設(shè)備供應(yīng)等多方面的工作，由HONEYWELL廠家及我方工程師共同負(fù)責(zé)，設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工單位配合完成。目前，我公司已有部分車間進(jìn)行編程與調(diào)試，Honeywell EPKS提供了完整的解決方案，為以后的工程竣工驗(yàn)收和生產(chǎn)運(yùn)行打下良好的基礎(chǔ)，也希望這兩套系統(tǒng)的運(yùn)行，為其他制漿造紙行業(yè)的自動(dòng)化解決方案提供一些幫助。

參考文獻(xiàn)

1.Honeywell-EPKS系統(tǒng)培訓(xùn)教材

2.Intrument design and process implement technical manual.

3.Honeywell PHD Manual用戶使用手冊(cè)

4.黃步全，《分散控制系統(tǒng)在工業(yè)過(guò)程中的應(yīng)用》，中國(guó)石化出版社，1994

作者簡(jiǎn)介：

劉磊，男，1972年生，亞太森博維修中心，儀表主任，主管，工程師，多年項(xiàng)目安裝，維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，參加Honeywell一期芬蘭培訓(xùn)及二期天津自動(dòng)化學(xué)院培訓(xùn)。

郭合芳，女，1972年生，亞太森博維修中心，DCS主管，中級(jí)工程師，多年DCS調(diào)試，維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，參加Honeywell 一期芬蘭培訓(xùn)及二期天津自動(dòng)化學(xué)院培訓(xùn)。

李媛，女，1984年生，山東科技大學(xué)自動(dòng)控制系畢業(yè)，亞太森博維修中心，兩年DCS技術(shù)維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，助理工程師，參加Honeywell二期天津自動(dòng)化學(xué)院培訓(xùn)。